減施化肥配施有機肥對荔枝生長、產量品質及肥料利用率的影響①

安祥瑞，江尚燾，李煥苓，秦獻泉，胡小璇，陳廷速，謝昶琰，徐陽春，董彩霞*，沈其榮

減施化肥配施有機肥對荔枝生長、產量品質及肥料利用率的影響①

安祥瑞1，江尚燾1，李煥苓2，秦獻泉3，胡小璇1，陳廷速4，謝昶琰1，徐陽春1，董彩霞1*，沈其榮1

(1南京農業大學江蘇省固體有機廢棄物資源化高技術研究重點實驗室，江蘇省有機固體廢棄物協同創新中心，教育部資源節約型肥料工程技術研究中心，南京 210095；2中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所，海口 571101；3廣西農業科學院園藝研究所荔枝龍眼研究室，南寧 530007；4廣西農業科學院微生物研究所，南寧 530007)

針對我國荔枝園化肥施用量過高而存在的土壤質量下降、酸堿失衡和產量下降等問題，綜合考慮荔枝養分投入量與帶走量，研究減施化肥配施有機肥對荔枝生長、產量品質及肥料利用率的影響，旨在為荔枝提質增效提供施肥指導。以妃子笑荔枝為研究對象，設置單施化肥(CF)、減施化肥30% 分別配施普通商品有機肥5 kg/株(OF5)和10 kg/株(OF10)、減施化肥30% 配施生物有機肥5 kg/株(BIO5)和10 kg/株(BIO10)5個處理，比較不同施肥處理對荔枝生長、養分供應、產量品質、肥料利用率及經濟效益的影響。結果表明：化肥減施30% 的情況下，配施有機肥未明顯減緩荔枝梢期生長；總體來看，在梢期與果實成熟期，各處理間葉片養分含量無顯著差異，在二蓬梢期及末次梢期，OF10與BIO5葉片N含量顯著高于CF處理；各處理葉片養分含量與變化趨勢均符合荔枝生長規律。與CF相比，BIO5、OF10、BIO10處理均顯著提高荔枝單株產量；各有機肥處理一定程度提高果實內在品質，可固含量平均增加1.76% ～ 3.22%，可溶性糖和可滴定酸含量平均增加11.96% ～ 21.84% 和降低15.38% ～ 35.35%；產量品質綜合評價BIO5> BIO10>CF>OF10>OF5。各有機肥處理氮素偏生產力均顯著高于化肥處理，BIO5與OF10處理氮、磷、鉀肥偏生產力與農學利用率均顯著高于其他處理；OF10、BIO5、BIO10均能顯著提高荔枝經濟效益。綜合考慮荔枝生長、果實產量及品質、肥料利用效率以及經濟效益，該園區在減少30% 化肥養分投入下株施5 kg(2 700 kg/hm2)生物有機肥處理表現最佳，其次是株施10 kg(5 400 kg/hm2)普通商品有機肥。

荔枝；有機肥；產量；品質；肥料利用率；經濟效益

荔枝(Sonn.)果實色澤鮮艷、肉質細嫩多汁，素有“嶺南果王”之美稱。我國是荔枝的原產國，截至2017年，荔枝種植面積和產量均占世界的65% 以上[1]，主要分布于廣東、廣西、海南等省區[2]，對當地農村經濟發展及農民增收具有重要作用。然而，由于果農盲目追求早產高產，忽視荔枝園綜合養分管理，導致荔枝園普遍存在土壤板結、營養失衡、肥料利用率下降及酸堿度失衡等一系列問題[3-4]，不僅降低經濟效益，也造成環境危害，甚至由于經濟效益降低，廣西、廣東荔枝生產面積分別減少9.05% 和3.45%[5]。農業農村部“雙減”計劃提出，有機肥和化肥配施是解決化肥使用過量問題的重要措施，其中生物有機肥集有機肥和功能微生物為一體，與化肥配施時起到“四兩撥千斤”的作用，在改良土壤、提高作物產量、改善品質等方面作用顯著[6-7]。魏曉蘭等[8]發現，在減化肥25% 范圍內配施等量生物有機肥不僅提高土壤肥力及小白菜產量，還能一定程度提高肥料利用率；陶磊等[9]、宋以玲等[10]和趙滿興等[11]也發現，在化肥減量20% ～ 40% 或10% ～ 30% 情況下，配施生物有機肥可以改善土壤微生物區系結構、提高土壤酶活性、改善土壤根際環境、提高根系活力，實現養地、增產、提質。可見，利用生物有機肥替代部分化肥的方式是實現化肥減量增效的重要途徑。本文在綜合考慮荔枝養分投入與帶走量的基礎上，開展不同種類及用量的有機肥田間試驗，通過綜合評價產量品質及經濟效益，為荔枝合理減施化肥、提質增效與可持續發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 荔枝養分管理調查

1.1.1 果園施肥現狀調查 廣東省和廣西壯族自治區是我國荔枝栽培面積最大的兩個省份[5]，海南省則是早熟荔枝的重要產地。針對荔枝主產區進行施肥現狀調查，調查區域位于廣東省東莞市、廣西壯族自治區的貴港市、桂平市、北流市、玉林市、欽州市、南寧市以及海南省海口市、澄邁縣、儋州市等，分別選取22個有代表性的“妃子笑”荔枝園(調查果園的種植面積均在30畝以上)進行施肥現狀調查。

1.1.2 荔枝養分帶走量調查 海南省瓊山區大坡鎮東昌農場(20°00′31″N、110°35′41″E)早熟荔枝栽培面積約200畝(1畝=667 m2)，栽培品種為“妃子笑”，樹齡19 a，株行距4 m×5 m，每667 m2種植約36株。選擇3株長勢相對一致、具有代表性的妃子笑荔枝樹進行養分帶走量測定。2018年5月10日進行整株果實采收并記錄產量，6月8日進行修剪，記錄修剪枝和修剪葉鮮重。每棵樹隨機選取20個果實樣品，采用四分法采集枝條和葉片樣品。將植株樣品用去離子水洗凈，于105 ℃殺青 30 min，在70 ℃下烘至恒重，稱取干物質量，研磨后放置自封袋中。采用H2SO4-H2O2法消煮植株后用流動分析儀(德國seal公司)測定植株N含量[12]；采用濃硝酸–高氯酸(4︰1)消煮，ICP-OES710(電感耦合等離子體發射光譜儀)測定P、K含量，用標準物質 GBW07603 控制測試質量。

1.2 試驗地概況

海南省瓊山區大坡鎮東昌農場土壤類型為赤紅壤，壤質黏土，行間土壤(0 ～ 30 cm)基本性質如下：pH 4.91，有機質38.32 g/kg，銨態氮5.57 mg/kg，硝態氮16.93 mg/kg，有效磷38.71 mg/kg，速效鉀71.60 mg/kg，有效鈣277.17 mg/kg，有效鎂34.21 mg/kg。

1.3 試驗設計

在對該園施肥調查的基礎上設置6個處理：①不施肥處理(CK，空白)；②單施化肥，即常規施肥(CF，對照)；③化肥減量30% 配施5 kg/株羊糞有機肥(OF5)；④化肥減量30% 配施10 kg/株羊糞有機肥(OF10)；⑤化肥減量30% 配施5 kg/株生物有機肥(BIO5)；⑥化肥減量30% 配施10 kg/株生物有機肥(BIO10)。有機肥施用量約合2 700 kg/hm2和5 400 kg/hm2。其中，不施肥處理(CK)僅進行測產用于計算肥料利用率及效益。選取長勢基本一致的6行荔枝樹，每個處理6株樹，每2株為一個重復，共3個重復。

整個生育期內荔枝共施肥3次，依次為采后基肥(2018年6月)、坐果肥(2019年3月)和壯果肥(2019年4月)，其中有機肥作基肥一次性施入。果農常規施肥(CF)中，基肥采用22-7-11復合肥1.6 kg/株、26-8-19復合肥0.5 kg/株，各有機肥處理中施用22-7-11復合肥1 kg/株，化肥及有機肥處理均施用鈣鎂磷肥1 kg/株。所有處理坐果肥和壯果肥均施用高鉀復合肥(15-5-30)1 kg/株和硫酸鉀鎂肥0.5 kg/株。基肥采用條施法在樹體一側距樹干120 cm處開溝(長50 cm、深30 cm、寬20 cm)，施肥時將肥料與挖出的土壤混勻后一并填埋入溝。壯果肥則根據當地習慣施肥方法水溶后繞樹體均勻淋施。

供試商品有機肥(羊糞有機肥)購于當地農資部門，pH為9.3，含N 12.2 g/kg、P2O514.9 g/kg、K2O 16.7 g/kg，有機質含量186.7 g/kg；生物有機肥為南京農業大學自主研發的促生生物有機肥(江蘇聯業肥料有限公司生產)，以腐熟有機肥接種解淀粉芽孢桿菌SQR9二次發酵而成，含解淀粉芽孢桿菌SQR9菌落數為1×108cfu/g，pH為6.6，含N 25.9 g/kg、P2O539.5 g/kg、K2O 17.8 g/kg，有機質含量404.1 g/kg。各處理養分投入量見表1。

表1 不同處理下有機肥和化肥中養分投入量及配比

1.4 樣品采集及測定

1.4.1 荔枝生長指標測定 于2018年11月4日在各個植株東、南、西、北4個方位選取12條形狀完好、長勢均一的荔枝新梢，在一蓬梢結節處以下第3復葉處取第二小葉，每個方位各取10片葉，每個處理共計240片，從中選取100片葉測定百葉重，20片葉測定相對葉綠素含量，新梢結節處測定梢粗。新梢抽生處至一蓬梢結節為一蓬梢長度，一蓬梢結節至新梢頂端為末次梢長度，測定梢長。梢長使用鋼卷尺測量；梢粗使用游標卡尺測量；葉片葉綠素含量使用手持式SPAD儀(KONICA MINOLTA SPAD-502 Plus)測定。

1.4.2 荔枝葉片養分測定 分別在荔枝一蓬梢期(2018年8月8日)、二蓬梢期(2018年11月4日)、末次梢期(2018年12月29日)、果實成熟期(2019年5月11日采果當天)采集葉片，共計4次。每株樹采集8個方位上枝條生長點以下第二復葉第二小葉，合計10 ～ 15片葉，每2株樹為一個混合樣。葉片養分測定方法同1.1.2。

1.4.3 果實產量品質指標測定 于2019年5月11日(果實成熟期)在每株樹東、南、西、北4個方位共采集20個均勻一致的果實，每個處理隨機取50顆果實測定品質，根據株產換算成每公頃產量。可溶性固形物含量采用PAL-1型電子折光儀(日本ATAGO公司)測定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[13]；可滴定酸含量采用氫氧化鈉滴定法測定；還原型維生素C采用2,6-二氯靛酚滴定法測定[14]。同時，用游標卡尺測定荔枝果實的縱徑(cm)和橫徑(cm)，每個處理測定20個果實及果肉重量，得到平均單果重及可食率。

1.5 數據處理

1.5.1 養分帶走量 荔枝養分帶走量=荔枝果實養分吸收量+荔枝修剪葉養分吸收量+荔枝修剪枝養分吸收量

荔枝果實養分吸收量=荔枝果實養分含量×果實干物質量

荔枝修剪葉養分吸收量及荔枝修剪枝養分吸收量公式同果實養分吸收量。

1.5.2 肥料利用率 通過以下公式計算作物氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)的肥料利用效率，參數計算公式如下[15-17]：

氮(磷、鉀)肥偏生產力(kg/kg)=荔枝產量/總氮(磷、鉀)素施用量；

氮(磷、鉀)肥農學效率(kg/kg)=(施氮(磷、鉀)肥區產量–不施氮(磷、鉀)肥區產量)/總氮(磷、鉀)素施用量；

增產率(%)=(施肥區荔枝產量–不施肥區荔枝產量)/不施肥區荔枝產量。

1.5.3 荔枝經濟效益 產值(萬元/hm2)=產量(t/hm2)×單價(元/kg)×1 000/10 000；

收益(萬元/hm2)=產值(萬元/hm2) –投入(萬元/hm2)；

式中：由于各處理田間管理一致，管理費用相當，此處只考慮肥料投入成本。生物有機肥1 800元/t；羊糞有機肥800元/t；22-7-11復合肥、26-8-19復合肥、15-5-30復合肥、硫酸鉀鎂肥及鈣鎂磷肥市場價格分別為7 250、6 250、6 250、5 500和2 800元/t。

1.5.4 數據分析 采用Excel 2007、Oringin 2018進行數據處理、繪制圖表和統計分析，采用 SPSS 25.0 進行單因素方差分析，差異顯著性分析用Duncan法(<0.05)。

2 結果與分析

2.1 荔枝園養分投入與帶走量調查

廣東、廣西及海南3省(自治區)化肥和有機肥投入的N、P、K養分量如圖1所示，3省(自治區)化肥和有機肥養分投入總量為 N 265.17 kg/hm2、P2O5186.00 kg/hm2、K2O 232.96 kg/hm2，其中化肥養分投入量分別為N 189.78 kg/hm2、P2O5132.75 kg/hm2、K2O 200.64 kg/hm2，有機肥養分投入量分別為N 75.38 kg/hm2、P2O553.25 kg/hm2、K2O 32.32 kg/hm2。整體來看，3省養分投入均以化肥養分為主，有機肥養分投入量較少。由圖2可知，不同器官干物質年積累大小順序為采收果>修剪葉>修剪枝，果實、修剪葉及修剪枝中養分總積累量依次為N>K>Ca>Mg> P。其中，N帶走量最大，K、Ca帶走量分別是N的89% 和56%；Mg和P帶走量是N的17% 和10%。

圖1 調查各果園的氮磷鉀養分投入量

2.2 減施化肥增施有機肥對荔枝生長的影響

如圖3A ～ 3C所示，化肥減量配施不同有機肥對荔枝梢生長有不同影響，OF5處理一蓬梢長度顯著大于CF處理，其余有機肥處理與CF處理無顯著差異；OF10處理二蓬梢長度顯著低于CF處理，而其余有機肥處理與CF處理無顯著差異；OF5處理總梢長最大，但各處理間無顯著差異。如圖3D ～ 3E所示，CF處理梢粗百葉鮮物質量均顯著高于化肥減量配施有機肥處理，且OF5處理梢粗顯著大于BIO5處理，各有機肥處理百葉鮮物質量之間無顯著性差異。對于新梢葉SPAD值，BIO 5處理顯著高于CF處理和OF10處理，其余有機肥處理SPAD值也有高于CF處理的趨勢(圖3F)。綜上所述，化肥處理在生長初期肥效更直接，但減施化肥并未對荔枝梢期生長產生顯著影響。

2.3 減施化肥增施有機肥對荔枝樹體養分含量的影響

如圖4A ～ 4C所示，荔枝葉片中各時期養分含量為N>K>P，從梢期到果實成熟期，葉片N含量始終保持較高水平，而P、K呈現下降趨勢。各時期葉片N含量雖與CF處理均無顯著性差異，但在一蓬梢時期，CF處理葉片N含量有高于各有機肥處理的趨勢，而二蓬梢及末次梢時期，均表現出OF5處理與BIO10處理葉片N含量高于CF處理的趨勢。在果實成熟期，由于壯果肥的施入，各處理葉片N含量均維持較高水平，但OF10與BIO10處理葉片N含量有低于化肥處理的趨勢。在二蓬梢期，BIO5處理葉片P含量顯著高于化肥處理，其余時期有機肥處理葉片P含量與CF處理相比無顯著性差異。各時期有機肥處理葉片K含量與CF處理相比均無顯著性差異，但在一、二蓬梢期，OF5、OF10處理葉片K含量均有高于CF處理的趨勢。葉片N:P趨勢在梢期與葉片N含量趨勢一致，在果實成熟期，與葉片P含量趨勢一致(圖4D)。綜上，在減施化肥30% 情況下，配施有機肥對荔枝營養生長并無顯著影響。

圖2 荔枝不同器官年干物質積累量及養分帶走量

(圖中小寫字母不同表示處理間的差異顯著(Duncan 檢驗，P < 0.05)，下同)

2.4 減施化肥增施有機肥對荔枝產量及品質的影響

2.4.1 減施化肥增施有機肥對荔枝外觀品質及單株平均產量的影響 如圖5A所示，BIO5、OF10以及BIO10處理下荔枝單株平均產量均顯著高于CF處理，其單株平均產量分別達到81.27、76.23、66.37 kg，相比CF處理增幅分別為44.77%、35.81%、18.23%；OF5處理單株平均產量與CF處理無顯著性差異。如圖5B ～ 5D所示，有機肥BIO5處理平均單果重和縱徑數值均最大，OF5處理橫徑數值最大，但各處理間未達到顯著性差異。就單株總產量及平均單果重，施用生物有機肥5 kg效果最佳。

(圖中 * 表示處理間存在顯著差異(P<0.05))

圖5 不同施肥處理對荔枝外觀品質及單株平均產量的影響

2.4.2 減施化肥增施有機肥對荔枝內在品質的影響 如表2所示，各施肥處理中，BIO5處理可溶性固形物含量最高，OF5處理次之，分別為187.7、186.6 g/kg；OF5處理可食率最高，BIO10處理Vc含量最高，各處理間無顯著性差異。可溶性糖含量表現為BIO5處理與BIO10處理顯著高于CF處理，含量分別達到185.7、177.9 g/kg，相比CF處理分別提高21.85%、16.73%。可滴定酸含量表現為有機肥處理低于化肥處理，呈現出隨有機肥施用量增加而降低的趨勢。各有機肥處理糖酸比有高于化肥處理的趨勢，且BIO10處理顯著高于CF處理，比CF處理高出67.60%。

表2 不同施肥處理對荔枝品質指標的影響

注：碳酸比=可溶性糖/可滴定酸；同列數據小寫字母不同表示處理間差異達<0.05顯著水平，下同。

2.4.3 不同施肥處理荔枝產量與品質評價 將荔枝的單株產量、單果重、可溶性固形物、可食率、縱徑、橫徑、維生素C(Vc)、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比作為荔枝的產量指標和品質指標去量綱化繪制雷達圖(圖6)，以雷達圖的平均面積和平均周長構建評價函數進行綜合評價(表3)，評價函數結果值越高，則產量與品質綜合評價越好，方法參照文獻[18-19]。由雷達圖可以看出，BIO5處理在總產量、單果重、可溶性固形物以及可溶性糖含量4項指標表現最好，除可滴定酸指標較低外，其余指標表現為中等偏上。BIO10處理各指標表現較好且均勻，OF10處理各項指標表現為中等偏上但優勢不突出。OF5處理除在可食率、橫徑以及Vc 3個指標優勢明顯外，其余指標表現為中等偏下。CF處理除在Vc上表現較好，其余各指標均表現一般，且可溶性糖含量和可滴定酸指標均表現最差。通過綜合評價函數得到的各個處理的產量和品質綜合評價結果排序為：BIO5> BIO10>CF>OF10>OF5(表3)。BIO5處理與BIO10處理值高達1.90和1.82，其余3個處理值差異不大，且BIO5處理平均面積與值均較大，表明其綜合表現較為突出，各指標協調性也較好。

圖6 荔枝產量及品質評價指標雷達圖

表3 荔枝產量指標和品質指標綜合評價結果

注：：周長評價向量；：函數評價結果。

2.5 減施化肥增施有機肥對荔枝肥料利用率的影響

肥料利用效率體現了作物對于肥料的吸收利用情況，而養分偏生產力是肥料利用率最簡單的表達方法。如表4所示，與CF處理相比，OF5和OF10兩種普通商品有機肥處理的氮肥偏生產力分別增加了37.85、66.44 kg/kg，氮肥農學效率分別增加了0.48、43.51 kg/kg；BIO5和BIO10兩種生物有機肥處理的氮肥偏生產力分別增加了67.91、10.68 kg/kg，氮肥農學效率分別增加了50.44、14.87 kg/kg，各有機肥處理的氮肥偏生產力和氮肥農學效率均顯著高于化肥處理(OF5處理氮肥偏生產力除外)，綜上，BIO5處理氮肥利用率最高，OF10處理次之。與CF處理相比，BIO5處理磷肥偏生產力、磷肥農學效率分別提高了74.77、105.57 kg/kg，顯著高于其他處理，OF10處理的磷肥偏生產力、磷肥農學效率分別提高了17.59、71.82 kg/kg，僅次于BIO5處理。從鉀肥利用率來講，BIO5處理的鉀肥偏生產力和鉀肥農學效率均顯著高于其他處理，與磷肥利用率一致。不同施肥處理肥料增產率排序與鉀肥利用率排序一致，BIO5處理及OF10處理分別為61.02%、51.05%，OF5處理略低于CF處理。

表4 不同施肥處理對荔枝肥料利用率的影響

2.6 減施化肥增施有機肥對荔枝經濟效益的影響

如表5所示，不同施肥處理下，成本投入和效益明顯不同。BIO5、OF10與CF處理相比，投入略高但收益卻顯著提高，達到51.20、47.94萬元/hm2，與CK處理相比，收益增幅高達56.62%、46.65%。BIO10處理收益顯著高于OF5處理和CF處理，與CK處理相比，收益增幅為25.77%。OF5處理收益略低于CF處理，但未達到顯著差異，且投入低于CF處理。與CK處理相比，OF5處理與CF處理收益增幅分別為4.82%、6.89%。不同施肥處理的產投比排序為BIO5> OF10>OF5>CF>BIO10，OF5處理產投比僅次于BIO5處理、OF10處理。

表5 不同施肥處理對荔枝經濟效益的影響

3 討論

3.1 減施化肥配施適宜用量有機肥能夠保持荔枝樹體養分正常供應

化肥配施有機肥能提高土壤養分有效性，保證作物整個生育期對養分的需求[20]。本研究中，我們發現減施化肥配施有機肥處理有助于荔枝葉片中葉綠素產生和積累，且生物有機肥處理葉綠素含量高于普通商品有機肥處理，與陳乃祥等[21]、劉拴成[22]和趙滿興等[23]在西瓜、馬鈴薯、煙草上研究結果相似。減施30% 化肥后，配施不同用量有機肥不僅不會減緩荔枝樹體生長(圖2A ～ 2C)，還能一定程度提高樹體養分含量(圖3A)，與梨、葡萄、蘋果、蜜柚上的研究結果一致[24-27]。梢期是積累養分的重要階段，高產妃子笑荔枝末次梢老熟期葉片中礦質元素適宜含量為N 19.7 ～ 22.0 g/kg，P 1.69 ～ 1.95 g/kg，K 10.8 ～ 12.7 g/kg[28]。荔枝不同物候期葉片養分需求不同，各個生育階段N、P、K的需求量依次為N>K>P[29]，葉片中N、P水平均在花葉分化期達到最高水平，而K素營養在末次梢老期達到最高水平，采果后，P、K含量降低，而N素含量始終維持較高水平[30]。本研究各處理N、P、K養分配比均屬正常水平，末次梢時期荔枝葉片N素含量處于適宜含量范圍，而P、K元素含量均偏低，且末次梢N、P鉀養分水平低于二蓬梢期，可能由于秋梢尚未達到老熟，養分積累還未達到最高。果實成熟期時有機肥處理P、K元素含量低于化肥處理可能由于產量增多而導致更多P、K元素轉移到果實中[31]。葉片N:P被認為是評價植物N、P限制特征的信息[32]，當植物N:P<14時，生長受到N限制；植物N:P>16時，生長受到P限制；植物N:P處于14和16之間時，植物生長無明確的N、P限制[33]。本研究中，一、二蓬梢期N:P<14，此時N素限制植物生長，是荔枝利用基肥中養分進行營養生長的時期。末次梢期N:P>16，此時高N基肥中大量N素滿足供應，P素相對較低，供應較慢。果實成熟期N:P>16，此時受P素限制，是由于大量P素轉移到果實，各時期養分供應均符合荔枝生理需要。綜上，減施化肥配施不同用量有機肥與單施化肥相比，荔枝枝梢生長并未受到顯著影響。各有機肥處理樹體養分變化趨勢符合荔枝生長規律，養分含量與化肥處理相比不但未降低，一定程度上還有所提高。

3.2 減施化肥配施適宜用量有機肥能夠在穩產基礎上提高品質

前人研究表明，施用有機肥對改善土壤肥力、實現果樹高產發揮著重要作用，而有機肥與化肥配施的施肥模式增產效果優于單施化肥或有機肥[34-35]。在本研究中，減施30% 化肥，配施5 kg生物有機肥、10 kg生物有機肥、10 kg普通商品有機肥處理的產量較單施化肥分別提升44.77%、18.23%、35.81%。除顯著增產外，有機肥處理的單果重和縱橫徑也有不同程度提升，與鄒亞麗等[36]和陶云彬等[37]研究一致。在桃、蘋果及芒果研究中發現，相比單施化肥或生物有機肥，有機肥化肥配施可顯著提高果實的可溶性糖、糖酸比、總糖和 Vc 含量[38-40]。果實品質是復雜的生理生化現象和結果，與礦質元素供應水平有著密切聯系。有機肥中含有豐富的N、P、K 3種果實發育的必要元素，其緩釋的特點保證了穩定持續的養分釋放，相對滿足作物不同時期的生理需求[41]，且緩效的N素供應水平保證了荔枝不會出現N素過多導致的氨基酸合成、纖維素和多酚類物質增多而還原糖減少，有利于提高果實風味[42]。此外，荔枝作為修剪較重的果樹，其采果及修剪勢必帶走大量中微量元素[43]，而有機肥含有豐富的Ca、Mg、Zn、Fe、B等多種中微量元素，配施有機肥能夠有效補充上述帶走的中微量元素，從而在穩產的基礎上提高品質。因此，在本研究中配施有機肥均能一定程度提高荔枝可溶性固形物、可溶性糖和糖酸比，其中配施生物有機肥10 kg還能大幅提升Vc含量，同時通過綜合評價產量、外觀品質以及內在品質，我們發現，減施化肥30% 下配施生物有機肥5 kg、10 kg能極大提升荔枝產量和品質(圖5、表3)，配施普通商品有機肥10 kg在品質方面優勢雖不突出，但產量比化肥處理有很大提高。

3.3 減施化肥配施適宜用量有機肥能夠提高肥料利用率和經濟效益

肥料農學效率、偏生產力和養分回收率是表達肥料利用率的常用指標，其與產量、施肥量和土壤肥力水平關系最為密切[44]。Dobermann等[45]認為糧食作物氮肥回收利用率為30% ～ 50%，氮肥農學效率為10 ～ 30 kg/kg，氮肥偏生產力為40 ～ 70 kg/kg，代表N素管理較好。本研究發現，減化肥30% 配施不同種類有機肥均能使氮肥的農學利用率及氮肥偏生產力提高且維持在較好水平；同時，除配施普通商品有機肥5 kg，其余有機肥處理相比化肥均有效提高磷、鉀肥的農學利用效率及偏生產力，與玉米、馬鈴薯、油菜及紅薯上研究結果一致[46,16-17]。一方面，有機肥含有豐富的碳源，施入后促進根際微生物繁殖與生長，從而促進對肥料的吸附及N轉化作用，改善了根際環境[47]；同時，有機肥施入促進作物根系生長，增加根系生物量與根系分泌物，可溶解土壤中難溶性P、K，有利于植株的養分吸收[48]；另一方面，有機肥特別是生物有機肥，不僅接種有大量有益菌群，同時可以富集固氮菌群、磷鉀細菌以及與疾病抑制相關菌群，減少養分淋溶流失，抑制有害真菌、細菌定殖，優化根際微域環境，從而增加作物產量，提高肥料利用率[10,49-51]。與化肥處理相比，配施生物有機肥5 kg/株或普通商品有機肥10 kg/株均極大提高了經濟效益。在有機肥替代化肥研究中，不僅要保證肥料養分的高效利用，更要把握好肥料資源投入與經濟效益的平衡，普通商品有機肥10 kg/株與生物有機肥5 kg/株處理產投比均較低，是最佳配施用量的參考。

4 結論

減施30% 化肥養分下配施適宜用量的有機肥可以維持荔枝葉片養分持續供應，有利于提高產量與品質。配施有機肥還可以顯著提高荔枝氮肥偏生產力與農學利用效率，提高經濟效益。綜合有機肥施用對樹體生長及經濟效益的影響，株施生物有機肥5 kg (2 700 kg/hm2)或羊糞有機肥10 kg(5 400 kg/hm2)具有顯著提質增效作用。

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Effects of Reduced Chemical Fertilizer with Organic Fertilizer Application on Growth, Yield, Quality and Fertilizer Utilization Rate in Litchi

AN Xiangrui1, JIANG Shangtao1, LI Huanling2, QIN Xianquan3, HU Xiaoxuan1, CHEN Tingsu4, XIE Changyan1, XU Yangchun1, DONG Caixia1*, SHEN Qirong1

(1 Jiangsu Provincial Key Lab for Organic Solid Waste Utilization/National Engineering Research Center for Organic-based Fertilizers/Jiangsu Collaborative Innovation Center for Solid Organic Waste Resource Utilization/College of Resources and Environmental Sciences, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 2 Environment and Plant Protection Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agriculture Sciences, Haikou 571101, China; 3 Research Room of Litchi and Longan, Horticulture Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, China; 4 Microbiology Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, China)

Excessive use of chemical fertilizers led to the degradation of soil quality, resulting in soil acidification and poor yield. Based on the nutrient input and removal of litchi fertilization, the growth, yield and quality of litchi and fertilizer utilization rate were explored to study the effects of reduced chemical fertilizer with organic fertilizer application, aiming to provide a theoretical basis of reasonable fertilization for improving the quality and efficiency of litchi. A field experiment of Feizixiao litchi were conducted in Hainan, including 5 treatments: 100% chemical fertilizer (CF), 70% chemical fertilizer + 5 kg/plant commercial organic fertilizer (OF5), 70% chemical fertilizer + 10 kg/plant commercial organic fertilizer (OF10), 70% chemical fertilizer + 5 kg/plant bio-organic fertilizer (BIO5), 70% chemical fertilizer + 10 kg/plant bio-organic fertilizer (BIO10). The results showed that: compared with CF, OF5 significantly promoted the growth of young shoots. There were no significant differences in leaf nutrient contents among all treatments at branch or mature stages. At the second and last branch stages, the leaf nitrogen contents of OF10 and BIO5 were significantly higher than CF. The leaf nutrient contents of each treatment were in the appropriate range, and the trend were in line with the growth law of litchi. BIO5, OF10 and BIO10 significantly improved the per plant yield compared with CF. The organic fertilizer treatment could improve the internal quality of fruit, the averaged increase of soluble solid and soluble sugar contents in all organic fertilizer treatments were 1.76%-3.22% and 11.96%-21.84%, and the decrease of titratable acid content were 15.38% to 35.35%. The comprehensive evaluation result of yield and quality was BIO5>BIO10>CF>OF10>OF5. Compared with CF, the partial factor productivity of N in organic fertilizer treatments was significantly increased, BIO5 and OF10 significantly improved the partial factor productivity and agronomic utilization of N, P and K, compared with other treatments. OF10, BIO5 and BIO10 could significantly increase the economic benefits of litchi compared with OF5 and CF. Considering the growth of litchi, fruit yield and quality, fertilizer utilization efficiency and economic benefits, reducing 30% chemical fertilizer combined with 5 kg/plant (2 700 kg/hm2) bio-organic fertilizer or 10 kg/plant (5 400 kg/hm2) commercial organic fertilizer were the optimal treatments in this area.

Litchi; Organic fertilizer; Yield; Quality; Fertilizer use efficiency; Economic benefit

S661.2

A

10.13758/j.cnki.tr.2021.06.010

安祥瑞, 江尚燾, 李煥苓, 等. 減施化肥配施有機肥對荔枝生長、產量品質及肥料利用率的影響. 土壤, 2021, 53(6): 1174–1184.

國家重點研發計劃項目(2017YFD0202)和廣西科技基地和人才專項(桂科AD20159001)資助。

通訊作者(cxdong@njau.edu.cn)

安祥瑞(1995—)，男，四川南充人，碩士研究生，主要從事果樹養分管理方面研究。E-mail：2018103098@njau.edu.cn