鉀肥施用量對中低肥力果園火龍果養分吸收和產質量的影響

李莉婕， 趙澤英， 王 虎， 岳延濱， 王小紅， 聶克艷， 楊 珊， 袁 玲

(1.貴州省農業科技信息研究所， 貴州 貴陽 550006； 2.西南大學 資源環境學院，重慶 400715； 3.羅甸縣農業農村局， 貴州 羅甸 550006 )

0 引言

【研究意義】火龍果于20世紀90年代引入我國后，種植面積在南方熱區迅速擴大。作為貴州省重點發展的六大精品優質水果之一，火龍果對調整農業產業結構起到重要作用。與常見果樹葉片衰老后自然脫落帶走養分不同，火龍果葉片退化為刺，作為光合作用器官的綠色肉質莖蔓更具有存儲養分的能力。火龍果屬于高鉀植物，其樹體生長易受土壤養分、肥料施用等多種因素的影響。果樹的生長發育并非完全取決于當年的土壤養分狀況，其生長與施肥的關系較普通作物更為復雜[1-2]。作為新引進的果樹，火龍果在貴州多栽種于貧瘠坡地，為提高火龍果產量品質，助推果農增收，系統開展鉀素對火龍果生長與產量品質的調控研究具有重要意義。【前人研究進展】在適宜環境下火龍果生長快速，產量高，周年可多次開花結果。火龍果莖蔓和果實中的鉀素含量均高于氮素[3]，以果實含水量85%計算，每收獲100 kg鮮果需帶走約225 g純氮和500 g純鉀[4]。在馬來西亞，每年施入12 kg/樁有機肥處理的火龍果產量明顯高于6 kg/樁處理[5]。合理施肥可以明顯提高火龍果單果重和單株結果數[6]；但增施鉀肥可能會降低果實可溶性固形物，提高酸含量[7]。【研究切入點】作為新引進的果樹，生產中火龍果的肥料管理多以經驗為主，有學者針對火龍果肥效及其需肥規律逐漸開展了探索研究[8-9]，但大多試驗周期較短。【擬解決的問題】以貴州主栽火龍果品種紫紅龍為試驗對象，在貴州典型產區羅甸縣開展連續3年的定株施肥試驗，探究鉀肥對火龍果養分濃度、產量和品質的調控，為中、低肥力土壤果園火龍果的施肥決策提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗品種 供試火龍果品種為紫紅龍，2012年栽植。試驗于2018—2020年進行，試驗期間火龍果處于盛果期。栽培方式為水泥樁+水泥盤式，每棵水泥樁周圍栽3株火龍果。

1.1.2 試驗地概況 試驗在貴州省羅甸縣龍坪鎮煙山火龍果種植基地開展。試驗區海拔473 m，月均溫19.70℃，年積溫7 120℃，≥10℃積溫6 132℃，年降雨量1 148 mm，無霜期335 d，年日照1 509 h，總輻射4 307 MJ/m2。結合貴州省耕地質量監測指標分級標準，依據火龍果生產水平選擇有代表性的中肥力和低肥力果園各1塊，園土為砂質風化紅壤，土壤基本農化性質見表1。

表1 果園土壤基本農化性質

1.2 試驗設計

以每樁果樹鉀肥施用量為試驗因子，共設5個處理。CK，僅施有機肥；K0，不施鉀肥，其他肥料統一施用；K1，施鉀(K2O)量150 g /樁；K2，施鉀(K2O)量300 g /樁；K3，施鉀(K2O)量450 g /樁。氮、鉀肥分別由尿素(N 46.4%)和硫酸鉀(K2O 50%)提供。以有機肥(腐熟羊糞)和磷肥(過磷酸鈣)為基肥，施用量分別為15 kg/樁和0.33 kg/樁，于2月初在水泥柱周圍挖弧形溝(深20 cm)，基肥施入后與土壤混勻并覆土。氮、鉀肥全部作追肥，分3次施用，按試驗設計總用量的40%、30%、30%于5月初、7月中旬和9月中旬施入土壤，氮肥總用量為純N 200 g/樁。每個處理3次重復，共15個小區。每小區3樁(9株)火龍果，共45樁(135株)。隨機區組排列，其他田間管理措施同常規栽培。

1.3 測定項目

1.3.1 產量指標 于2018—2020年火龍果結果期(2018年6月23日至11月7日共采集9批果，2019年7月9日至10月23日共采集8批果，2020年7月11日至10月20日共采集8批果)及時采集成熟果實，統計小區產量，每小區選取6個具有代表性的果實稱單果重，測量果實縱橫徑，計算果形指數。

1.3.2 養分與品質指標 在最后一批果實收獲后剪去成熟莖蔓中上部分，切段后殺青烘干。在采收盛期(8月、10月)分別于每小區各選6個有代表性果實，將果皮與果肉分開，分別稱鮮重。同時取部分果肉，立即測定品質指標(可滴定酸，可溶性總糖，維生素C含量)；其他部分烘干稱重后粉碎，用于測定養分指標(莖蔓和果實中氮、磷、鉀含量)。可滴定酸采用水浸提-中和滴定法(參照GBT 12456-2008)，可溶性總糖采用蒽酮比色法[10]，維生素C采用二甲苯-二氯靛酚比色法(參照GB 6195-86)。莖蔓和果實中氮、磷、鉀分別采用半微量凱氏法、釩鉬黃吸光光度法和火焰光度法測定。

1.4 數據處理

采用Excel 2016進行數據統計，SPSS 20軟件對數據進行方差分析及相關性分析。

2 結果與分析

2.1 不同施鉀量處理火龍果的養分含量

從表2可看出，不同施鉀量處理火龍果各組成部分對NPK養分的吸收量存在差異。

表2 2020年不同供鉀水平中低肥力果園火龍果的養分濃度

2.1.1 氮含量 中、低肥力果園，隨著鉀肥施用量提升，果實及莖蔓中氮含量整體呈先升后降趨勢，說明鉀肥的適量供應促進果實和莖蔓對氮的吸收，鉀供應過量則對植株氮吸收產生一定抑制作用。中、低肥力果園中，僅施有機肥處理(CK)的果實(果肉、果皮、全果)和莖蔓中氮濃度均低于施化肥處理，說明果園土壤僅施有機肥處理降低了植株養分吸收量；K2處理的莖蔓氮濃度最高，在中、低肥力果園中分別較相應CK提升62.63%和120.55%。

在中肥力果園，鉀肥對果皮中氮含量的影響較為顯著，對果肉、全果及莖蔓中氮含量的影響較小；低肥力果園也表現出相似結果，但K3沒有顯著降低果皮中氮的積累，這可能與土壤養分相對匱乏有關。中肥力果園各處理果實的氮素含量均高于同等施鉀量的低肥果園，且在果皮上表現更為明顯。

2.1.2 磷含量 不同施肥處理果肉中磷的含量較穩定；以莖蔓中磷濃度的變化幅度最大，不同處理下莖蔓磷濃度差異可達1倍。

中、低肥力果園，缺鉀處理莖蔓的磷含量均高于施鉀處理，推測施用鉀肥間接抑制莖蔓中磷的吸收。土壤肥力的高低和鉀素供應的多寡對果實中磷的積累沒有明顯影響。

2.1.3 鉀含量 鉀素供應水平顯著影響火龍果莖蔓中鉀素積累，在中、低肥力果園，莖蔓中鉀的含量均隨供鉀水平提高逐漸增加，以K3處理最高，中、低肥力果園分別較缺鉀處理(K0)提高82.70%、98.00%。中、低肥力果園中果實(果肉、果皮、全果)鉀素積累量均表現為K2處理最高。

中肥力果園各處理果實的鉀素含量均高于同等施鉀量的低肥力果園，說明土壤肥力高低對果實鉀素吸收有一定影響。施鉀處理的果皮鉀含量均高于未施鉀處理，但在果肉和全果中并未明顯表現。

2.2 不同施鉀量處理火龍果的產量

由表3可知，中肥力果園，隨施鉀量增加火龍果產量呈先升后降趨勢。綜合3年火龍果產量水平，施鉀處理(K1～K3)產量總體高于未施鉀處理(K0)，各施鉀處理較K0增產4.8%～21.66%，其中，以K2(300 g/樁)處理年產量最高，小區平均產量達13.92 kg，即達4.64 kg/樁，較K0增產達顯著水平。

表3 不同供鉀水平中低肥力果園火龍果的產量

低肥力果園，隨施鉀量增加火龍果產量呈先升后降趨勢。施鉀處理(K1～K3)產量均顯著高于未施鉀處理(K0)，各施鉀處理較K0增產20.72%～26.35%，但K1、K2、K3施鉀處理間產量差異不顯著，一定范圍內鉀肥施用量對火龍果產量影響差異不明顯，說明在相對貧瘠土壤上，鉀肥供應量不是調控產量的最重要因子。

2.3 不同施鉀量處理火龍果的果實品質

由表4可看出，不同施鉀量處理火龍果果形及內含物等品質指標存在差異。

表4 不同供鉀水平火龍果果形與內容物含量

2.3.1 果形 中肥力土壤果園，鉀肥用量的豐缺對果實橫徑的影響較小，較高的鉀肥用量(K3)會抑制果實縱徑的伸長生長；隨施鉀量增加，果形指數呈先增加后降低趨勢，以K2處理果形指數最大，為1.19，K1處理次之，果形指數為1.17，二者均顯著高于K0(果形指數1.04)。在低肥力土壤果園，鉀肥供應量對果實縱橫徑及果形指數均無顯著影響。果形指數以K3處理最大，為1.21。

2.3.2 內容物含量 中肥力果園，K2處理果實的可溶性總糖與可滴定酸含量均顯著高于其他處理，高鉀供應下(K3)則使可滴定酸含量最低(0.52%)、糖酸比最高(22.99)。隨鉀肥施用量增加，果實中維生素C含量呈先升后降趨勢，以K1處理最高，維生素C含量達18.29 mg/100 g。表明中肥力果園鉀肥供應不足不利于果實可溶性總糖、可滴定酸含量積累，但顯著增加果實維生素C含量。

在低肥力果園，低鉀供應(K1)降低果實中可滴定酸和維生素C含量，隨施鉀量增加，二者也呈增加趨勢；但果實中可溶性總糖含量和糖酸比隨施鉀量的增加呈先升后降的趨勢，其中，可溶性總糖含量以K2處理最高，達16.39%，K1處理次之，均顯著高于未施鉀肥的K0；糖酸比以K1處理最高(30.05)，且遠高于其他處理。

3 討論

3.1 施鉀對火龍果養分含量的影響

火龍果在貴州多栽種于瘠薄土壤上，作為多年生淺根系植物，外源養分補充不足容易造成原本貧瘠的土壤更加缺乏植物必要的養分元素。莖蔓中養分儲備狀況是影響結果量的重要因素之一，施氮可以促進火龍果樹體對氮、鉀素吸收，果實鉀含量隨施氮量的增加先降低后增加[11]。試驗結果顯示，中肥力果園中火龍果莖蔓的氮磷鉀比例大致為5∶1∶13，果肉、果皮及全果的氮鉀含量最高的處理均為K2(中鉀量處理，純鉀300 g/樁)；低肥力果園莖蔓的氮磷鉀比例大致為2∶1∶8。中、低肥力果園中，火龍果果肉、果皮及全果的氮磷鉀養分濃度均以K2最高，可見土壤肥力狀況高低不僅直接影響火龍果莖蔓中氮磷鉀比例，還影響果實中礦質養分的積累程度。火龍果莖蔓、果肉與果皮的氮磷鉀的濃度均表現為鉀>氮>磷，充分說明火龍果屬于高鉀植物。從火龍果結構部位氮磷鉀的含量看，氮含量表現為莖蔓>果肉>果皮，而鉀含量為果皮>莖蔓>果肉。中、低肥力果園施用鉀肥會顯著促進火龍果莖蔓中相應鉀含量的增加。有學者研究發現[12-13]，果實的養分帶走量可以表征柑橘的肥料需要量，因此可將“以果定肥”作為柑橘果樹推薦施肥方法。火龍果植株形態特殊，僅通過莖蔓修剪和果實采摘帶走養分，缺素與足量養分供應的條件下其莖蔓、果實中養分差異性顯著，根據單位果實產量的養分攜出量和目標產量推薦法，也可將“以果定肥”作為生產中指導火龍果施肥依據之一。在生產中，每年需大量修剪部分萌發新芽和結果量較低的2年生以上老枝條，以減少植株體無效養分消耗和促進結果枝的營養積累從而提高產量品質，今后將結合莖蔓的修剪對火龍果周年養分分配開展進一步研究。

3.2 施鉀對火龍果產量與品質的影響

合理施用肥料能明顯改善土壤肥力狀況，通過施用鉀肥，促進植株葉片光合能力，增加蘋果等的單果質量和產量[14]。化肥配施對火龍果單果重量和果實品質具有一定的影響[15]。通過連續3年田間試驗結果表明，中、低肥力果園中，隨施鉀量增加，火龍果產量均呈先升高后降低趨勢，說明鉀肥供應顯著影響火龍果的產量，這與前人在其他果樹上的研究結果一致[16]。

除產量外，果實品質優良是果樹生產管理更重要的方面。火龍果多批次結果，施肥量與各批次的品質指標相關性具有一定差異[17-18]。研究以盛果期果實進行品質分析，在中、低肥力果園，施用鉀肥均對火龍果果實縱橫徑、果形指數無顯著影響。鉀是多種酶的活化劑，參與糖和淀粉的合成、運輸和轉化，促進果實中糖分的積累[19-20]，但鉀素供應過多或過少，均會降低庫中磷酸蔗糖合成酶活性，不利于果實含糖量的增加[21]。研究中，中肥力果園，鉀素供應缺乏不利于火龍果果實中可溶性總糖和可滴定酸含量提升，但有利于維生素C含量的增加；過多施鉀在降低果實中可滴定酸含量的同時也降低果實維生素C含量；在低肥力果園，果實中可滴定酸、維生素C含量隨施鉀量增多而逐漸提高。實際生產中也應注意氮鉀肥的科學配比，以達到增產提效的目的。

4 結論

定量分析鉀素供應對火龍果養分分配及產量品質的影響表明，中、低肥力土壤果園施鉀肥能保證火龍果較高的產量和果實品質，各施鉀處理中、低肥力土壤果園火龍果產量較未施鉀肥處理分別提高4.8%～21.66%、20.72%～26.35%。火龍果各器官氮、磷、鉀養分積累均隨施鉀量的增加呈先升后降趨勢，莖蔓、果肉和果皮中的養分含量均表現為鉀>氮>磷。施用鉀肥能夠促進火龍果果實維生素C含量的積累，提升果實的可溶性糖含量。適宜的鉀肥推薦施用量為300 g/樁。