香蕉減量施肥與氨基酸水溶性肥配施效果研究

匡石滋，邵雪花，賴 多，肖維強，劉傳和，賀 涵

（廣東省農業科學院果樹研究所/農業農村部南亞熱帶果樹生物學與遺傳資源利用重點實驗室/廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點實驗室，廣東 廣州 510640）

香蕉是世界鮮果貿易量最大的水果［1］，廣東是我國主要的香蕉產區，在許多地區香蕉產業已成為農民增收、農業增效的支柱產業［2］。傳統的香蕉生產管理普遍采用“大水大肥”方式［3］，不僅導致肥料資源浪費、肥料利用率低［4］，而且造成土壤板結、酸化和環境污染等問題［5］。過量施肥或階段性肥料配比不科學，還降低香蕉產量和品質［6］。因此，研究化肥減量施用技術對香蕉生產優化養分管理及促進香蕉產業發展具有重要意義。目前，香蕉減量施肥的研究頗多，馬海洋等［7］研究表明，降低化肥的總用量，香蕉增產8.4%～9.3%，氮、磷、鉀肥料利用率分別提高了11.19%、5.22%、27.02%；減量施肥一定程度上增加了香蕉可食率和可滴定酸含量，但對Vc 和可溶性糖含量影響不大；寧瑜等［8］研究報道，適當減少施肥量對香蕉莖葉生長和果實產量及品質形成不會產生負面影響，但會使香蕉抽蕾開花期推遲；近年來，以減氮為方向在用肥結構方面也進行了研究［9］，何應對等［10］發現，減少香蕉常規施氮量30%，香蕉產量增加了4.8%，并可有效降低氮肥的淋溶。此外，也有研究通過有機肥替代、施肥方式改進等手段來減少化肥用量。例如，王一鳴等［11］研究報道了采用有機氮肥替代無機氮用量的20%～40%，仍能滿足香蕉正常生長的養分需要，產量增加26.68%～31.47%，并減緩土壤酸化以及提高土壤速效氮磷鉀含量；臧小平等［12］研究表明，改進施肥方式，采用滴灌施肥技術，減少氮、鉀肥的施用量，香蕉產量增加9.9%～14.3%；香蕉果指數、果指長與果指圍顯著增加；除此之外，在減量施肥的基礎上探索配施新型肥料彌補和改善傳統肥料不足的研究也倍受關注［13］。氨基酸水溶性肥是近幾年興起的新型有機類功能性肥料［14］，在葡萄［15］、草莓［16］、沙糖桔［17］等作物上的施用表現出較好的效果。田雁飛等［18］在水稻上進行減氮10%+氨基酸水溶性肥試驗，可增產6.73%，節本增收19.77%；黃忠陽等［19］研究表明，化肥減施20%+氨基酸水溶性肥對西瓜的生長、產量、品質都有很大的促進作用；倪霞等［20］也研究發現，減施20%化學肥料+液態氨基酸肥，有助于促進烤煙生長發育和提高煙葉品質。氨基酸水溶性肥用量小、吸收快、利用率高且無污染，是配合化肥減量研究的較佳選擇［18］，而目前關于化肥減量配施氨基酸水溶性肥對香蕉影響的研究未見有報道。本研究以常規施肥為對照，采用減施化肥總量26%和減施化肥總量40%+氨基酸水溶性肥2 種減施方式，分析比較不同減量處理對香蕉的生長、產量、品質及養分利用率的影響。通過科學合理評價，確定減量指標，旨在改變香蕉傳統的大肥大水種植管理模式，為建立試驗區香蕉化肥減量與提質增效技術，推進當地香蕉產業綠色高效發展提供技術和依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2018 年5 月在廣東省佛山市三水區大塘鎮千灃農業發展有限公司香蕉基地進行。供試土壤pH 值為5.92，有機質含量14.2 g/kg，全氮0.11%，全磷0.09%，全鉀2.72%，堿解氮（N）5.92 mg/kg，有效磷（P2O5）51 mg/kg，速效鉀（K2O）130 mg/kg，交換性鈣5.8 cmol/kg，交換性鎂1.0 cmol/kg。前茬作物為蔬菜。

供試品種為巴西蕉，組培苗于2018 年5 月上旬種植，2019 年7 月收獲，常規栽培田間管理。試驗用氨基酸水溶性肥由廣州優卡思農業技術有限公司提供（氨基酸≥100 g/L，Fe+Zn+B ≥20 g/L）。N、P2O5和K2O 分別使用尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O516%）和氯化鉀（K2O 60%）。水肥為挪威復合肥（15-15-15）。

1.2 試驗設計

試驗設4 個處理，分別為不施肥對照（CK）、常規施肥、減施26%、減施40%+氨基酸水溶性肥（減施40%+水溶性肥）；常規施肥是指按照果農施肥習慣設計施肥用量；減施26%是在常規施肥量的基礎上減施化肥總量26%（其中減氮25%、減磷33%，減鉀25%）；減施40%+水溶性肥處理是在常規施肥基礎上減施化肥總量40%（其中減氮50%、減磷50%，減鉀25%）并配施氨基酸水溶性肥；各處理施肥量見表1。配施氨基酸水溶性肥次數、時期、用量以及溶液稀釋倍數見表2。試驗各處理分別設3 次重復，共12 個小區，采取隨機排列。香蕉單畦雙行種植，種植規格為畦寬4.5 m、行距2.5 m、株距2.0 m，每個小區種植14 株，種植密度為1800 株/hm2。

表1 各處理施肥量 （g/株）

表2 氨基酸水溶性肥淋施時期及用量

3 個處理整個生育期共施7 次肥，定植后第1～3 月施肥3 次（占總肥量30%），第4～5 月施2 次（占總肥量30%），第6～8 月施肥2 次（占總肥量40%），在香蕉生長前期開溝施肥，香蕉生長中、后期挖穴施肥，施肥后覆土及淋水。當地常規施肥處理香蕉整個生育期共施12 次肥，包括4 次水肥和8 次撒施干肥。試驗區香蕉灌水、斷蕾、病蟲害防治等管理措施同當地蕉園一致。

1.3 樣品采集與分析方法

試驗開始與結束時分別采集土樣進行土壤養分含量檢測。在香蕉定植后，每小區選定長勢一致，健康無病蟲害香蕉4 株，測定香蕉的葉片數、株高、假莖粗，并于收獲時記錄每株香蕉產量，并取果穗樣進行果實農藝性狀調查。然后沿地面采集整株香蕉，分別測定假莖、葉（葉柄和葉片）、果穗鮮質量，然后均勻分取，進行分析測定。葉片樣品采集：將葉片切碎混勻，四分法取樣。假莖：縱切4 份，取對角2 份，再切細成條后截斷取樣。果：取不同果梳上的果指各3 個混合為樣品。在香蕉收獲期，每個處理隨機采集3 株測產株果穗，自然成熟后測定第3 梳蕉果蕉肉的品質指標。

樣品用H2SO4-H2O2消煮后，N 用凱氏蒸餾法，P 用鉬銻抗比色法，K 用火焰光度法進行測定。可溶性糖含量采用蒽酮法測定，Vc 含量采用2，6-氯靛酚滴定法測定，滴定酸含量采用氫氧化鈉滴定法測定。根據肥料養分投入量，施肥區和不施肥區香蕉吸收的養分量計算氮、磷、鉀肥的肥料利用率。

肥料利用率（%）=（施肥處理地上部養分吸收累積量-不施肥處理地上部養分吸收累積量）/肥料養分投入量×100。

1.4 數據分析

采用SPSS 19.0 軟件對試驗數據進行統計分析，LSD 法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對香蕉生長勢的影響

各處理香蕉植株長勢見表3，結果顯示，減施26%、減施40%+水溶性肥處理的株高顯著高于常規施肥處理，在香蕉營養生長期，分別增加了1.41%、5.28%，抽蕾期，分別增加了2.47%、3.98%；2 個減施處理的假莖圍和綠葉數與常規施肥處理均無顯著性差異。這表明，減施化肥不影響香蕉的生長，2 個減施處理可以顯著促進香蕉株高的生長發育。

表3 不同處理對香蕉生長勢的影響

2.2 不同施肥處理對香蕉產量及果實品質的影響

表4 不同施肥處理對香蕉果實生長和產量的影響

由表5 可知，與常規施肥比較，減施26%處理對香蕉的品質影響不大；減施40%+水溶性肥處理提高了Vc 和可溶性糖含量，降低了可滴定酸含量，且差異顯著。說明減施40%+水溶性肥可提高果實品質，改善果實風味［17］。

表5 不同施肥處理對香蕉品質的影響

2.3 不同施肥處理對土壤養分含量的影響

從表6 可以看出，減施26%處理的香蕉園土壤的速效鉀含量、土壤pH 均顯著高于常規施肥處理，堿解氮、有機質含量沒有顯著差異；減施40%+水溶性肥處理的速效鉀、有機質含量、土壤pH 與常規施肥處理比較均顯著增加，堿解氮含量差異不顯著，但高于試驗前的初始值；減施40%+水溶性肥處理與減施26%處理相比較，堿解氮、有效磷、速效鉀含量沒有顯著差異，但有機質含量增加9.35%，pH 增加0.16，趨于中性。由此可見，減施40%+水溶性肥可改善土壤肥力，使香蕉土壤質量得到較大幅度提升。

表6 不同施肥處理對土壤養分含量的影響

2.4 不同施肥處理對香蕉收獲期氮、磷、鉀養分含量與吸收累積量的影響

2.4.1 不同施肥處理對香蕉植株氮含量與吸收累積量的影響

由表7 可見，全氮含量在香蕉葉片中最高，果皮、假莖次之，果肉最少。減施26%與常規施肥處理比較，假莖中全氮含量增加了17.8%，葉片、果皮、果肉中的全氮含量雖有增加，但差異不顯著；減施40%+水溶性肥與常規施肥處理比較，假莖和果皮中全氮含量分別增加了18.5%和11.6%，達到顯著水平，葉片、果肉中的全氮含量增加差異不顯著；2 個減肥處理的累積吸氮量均顯著高于常規施肥處理和對照處理。總體上，減施40%+水溶性肥處理對提高香蕉成熟期各部位全氮含量效果好，這是由于水溶性肥氮素釋放緩慢而平穩，能保證香蕉后期氮素供應。

表7 不同施肥處理的香蕉地上部氮含量與吸收累積量（g/株）

2.4.2 不同施肥處理對香蕉植株磷含量與吸收累積量的影響

從表8 可以看出，減施26%處理全磷含量以果皮為最高；減施40%+水溶性肥處理以假莖和果皮最高，與常規施肥處理比較，全磷含量分別增加了112.5%和3.2%，達到顯著水平，其他部位的全磷含量相近；減施26%處理和減施40%+水溶性肥處理的全磷累積量分別為12.6 和15.2 g/株，比常規施肥處理分別增加17.7%和42.1%，差異顯著。

表8 不同施肥處理的香蕉地上部磷含量與吸收累積量（g/株）

2.4.3 不同施肥處理對香蕉植株鉀含量與吸收累積量的影響

減施26%處理和減施40%+水溶性肥處理均能提高香蕉不同部位中的鉀含量（表9），并以果皮和假莖的鉀含量為最高，分別占累積吸鉀量的57.1%和56.9%，與常規施肥處理比較，果皮、假莖、葉片中的鉀含量均達差異顯著水平；減施26%處理累積吸鉀量比常規施肥處理增加19.8%，減施40%+水溶性肥處理增加37.6%；說明在減少鉀肥用量25%的情況下，保持氮磷鉀合適配比，可以提高鉀肥吸收量。

表9 不同施肥處理的香蕉地上部鉀含量與吸收累積量（g/株）

2.5 不同施肥處理對香蕉氮、磷、鉀肥料利用率的影響

由表10 可知，減施26%處理和減施40%+水溶性肥均能大幅提高香蕉氮、磷、鉀肥利用率。減施26%處理的氮、磷、鉀肥利用率分別為8.75%、4.00%和23.27%，與常規施肥處理相比分別提高了4.46、2.74 和14.42 個百分點；減施40%+水溶性肥處理的氮、磷、鉀肥利用率分別為17.65%、8.53%和33.57%，與常規施肥處理相比分別提高了13.36、7.27 和24.72 個百分點。

表10 不同施肥處理對香蕉肥料利用率的影響（%）

3 討論

香蕉是典型的大生物量、高礦質元素累積量作物，生長速度快，對養分的需求量大。施用化肥是香蕉生產的關鍵技術措施。由于香蕉經濟價值高，為單純地追求效率和產量而過量施用化肥致使香蕉的施肥量逐年增加［21］，造成了經濟及生態上的負面后果。為實現化肥減施增效，2015 年原農業部提出了化肥農藥減施行動方案，急需開展香蕉減量施肥技術研究。

3.1 減量施肥及配施氨基酸水溶性肥對香蕉產量與品質的影響

本試驗研究表明，在常規施肥用量基礎上減少26%的化肥總量，對香蕉生長、產量、品質及土壤性狀等方面有正向效果，香蕉產量提高14.44%，對果實品質影響不大；減施40%+水溶性肥處理香蕉產量提高16.37%，提高了果實Vc 和可溶性糖含量，降低了可滴定酸含量，其原因可能是配施的氨基酸水溶性肥發揮了積極的效應。氨基酸可直接被植物根系吸收利用，促進根系發達，利于吸收土壤養分從而促進了香蕉的生長［22］。氨基酸可在植物木質部和韌皮部體內不同器官間運輸，通過促進光合作用從而對品質和產量的形成提供了營養物質［15］。此外，氨基酸營養改善了植物生理代謝過程，提高了香蕉體內酶的活性，有利于營養物質的轉化和積累。部分氨基酸還可直接合成有機物質，提高了果實的Vc 和糖含量［23］。

3.2 減量施肥及配施氨基酸水溶性肥對蕉園土壤養分含量的影響

香蕉生長發育需要大量的鉀素營養，對氮素需求次之，對磷素需求量較低［24］。有研究表明，施鉀極明顯地促進香蕉生長，但施氮過量，會導致香蕉減產或虧損，而其對磷素供應量的反應并不敏感［25］。香蕉通過合理施肥使體內各營養濃度保持適當的水平與比例，才能穩產、高產［26］。本試驗研究表明，減量施肥26%蕉園土壤的速效鉀含量顯著高于常規施肥處理，減施40%+水溶性肥處理的速效鉀、有機質含量、土壤pH 與常規施肥處理比較均顯著增加，這可能是施入蕉園土壤中的氨基酸有激發土壤微生物活性的作用，并通過改善土壤原有微生物群落結構及其功能進而對土壤的理化性質產生積極影響［27-28］。前人研究發現，鉀肥在土壤中的移動性小，相對于氮肥，鉀肥的損失較少［29］，而且氮、磷肥的施用會加劇土壤中鉀素的消耗［30］。本研究表明，2 個減施處理的土壤鉀含量增加明顯，其結果與之相同。

3.3 減量施肥及配施氨基酸水溶性肥對肥料利用率的影響

本研究表明，減量施肥26%處理氮、磷、鉀肥利用率分別提高了4.46、2.74、14.42 個百分點，這與馬海洋等［7］、寧瑜等［8］關于香蕉肥料減量的研究結論基本一致。氨基酸作為優質氮源，可促進作物對氮、磷和鉀的吸收［31］。減施40%+水溶性肥處理，香蕉氮、磷、鉀肥利用率分別為17.65%、8.53%、33.57%，與常規施肥處理相比增幅較大，分別提高了13.36、7.27、24.72 個百分點；這可能是氨基酸水溶性肥為香蕉的生長提供了可直接利用的氮源，相對其他氮源能被植物優先吸收，以降低植物在吸收同化氮源時所消耗的能量［32］。劉松忠等［23］研究認為，氨基酸部分替代硝態氮不但可以顯著改善品質，而且氨基酸的肥力比等氮量的無機氮肥高50%左右，而氮養分的相對富余，也促進了其他養分的吸收，以維持植株體內氮、磷、鉀平衡［33-34］，本研究結果與之相近。曹明等［35］采用控釋配方肥技術對巴西蕉肥料利用率的研究表明，磷肥的利用率多低于5%，本研究結果與之不同，減施40%+水溶性肥處理，香蕉磷肥的利用率達8.53%，可能是氨基酸肥促進了土壤富集大量微生物從而將土壤中的磷元素轉化和釋放，減緩了土壤對磷的吸附與固定［36］，進而提高了磷肥的利用率。

由于氨基酸水溶性肥屬于速效肥，可被作物快速吸收，近年來被廣泛應用于各類新型肥料研制中［37］，但由于氨基酸在土壤中易被細菌同化分解，所以不宜作為基肥施用［38］。王華靜等［39］研究指出，不同作物對不同種類與濃度的氨基酸影響效應差異很大，而氨基酸的施用時期和施用次數對作物的影響效應也有較大差異。至于在香蕉上氨基酸水溶性肥的最適用量、施用期、施用方式及作用機理等還有待進一步深入研究。香蕉化肥減量應充分考慮不同香蕉品種的需肥特性和土壤肥力水平，同時，也應根據當地農戶的習慣施肥量進行適當調整和確定。本試驗僅是針對廣東珠三角新植巴西蕉化肥減量增效的研究，至于不同香蕉產區、不同品種及連作香蕉的減量施肥效果，有待進一步研究探討。

4 結論

在香蕉常規施肥的基礎上，減施化肥總量26%（減氮25%、減磷33%、減鉀25%）或減施化肥總量40%（減氮50%、減磷50%、減鉀25%）并配施氨基酸水溶性肥均能促進香蕉生長，提高香蕉產量、品質和改善土壤性狀，肥料利用效率也有所提高。綜合香蕉產量、品質和肥料利用效率，減施化肥總量40%+氨基酸水溶性肥是適宜廣東珠三角新植香蕉的化肥減量增效模式。