不同施肥處理對紅玉杧及土壤的影響

康專苗，何鳳平，劉清國，黃 海，李向勇，張 燕，朱文華， 王代谷，黃建峰，黨志國，龔德勇*

（1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院亞熱帶作物研究所，貴州 興義 562400；2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種 資源研究所，海南 儋州 571737；3.貴州南亞熱作農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，貴州 興義 562400）

杧果（Mangifera indica）為熱帶多年生常綠果樹，因其香味獨特，果肉細(xì)嫩，享有“熱帶果王”的美稱[1-3］。全世界種植杧果的國家達(dá)80余個，而中國的種植面積僅次于印度[4］，種植面積30萬hm2，廣西、云南、海南、四川、貴州是我國杧果的主產(chǎn)區(qū)。貴州近幾年在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整當(dāng)中，發(fā)展力度較大，在貴州南亞熱帶區(qū)域種植面積達(dá)1.2萬hm2，已逐步成為貴州最具代表性的熱帶水果[5-6］。隨著種植面積的不斷擴(kuò)大，杧果的合理施肥顯得越來越重要，也是發(fā)展熱帶優(yōu)質(zhì)水果面臨的緊迫任務(wù)[7］。由于貴州杧果產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步晚，生產(chǎn)技術(shù)相對落后，土壤肥力相對較低，種植戶在管理上重氮肥、輕鉀肥及其他微肥的施用，導(dǎo)致杧果產(chǎn)量、品質(zhì)相對較低。硫酸鉀肥是補(bǔ)充鉀的優(yōu)質(zhì)肥料，在提升作物產(chǎn)量和品質(zhì)上應(yīng)用較廣。而海藻肥是從海藻中提取一定的活性物質(zhì)后，經(jīng)科學(xué)加工而成的生物肥料[8］，對改善土壤環(huán)境，提高作物產(chǎn)量和改善品質(zhì)均有很好的效果，但是海藻肥在杧果上的使用研究報道較少。本研究針對貴州中晚熟杧果紅玉杧的施肥管理現(xiàn)狀，在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上增施硫酸鉀肥和海藻肥后，探索不同施肥方案對樹體生長、葉片和果實養(yǎng)分及品質(zhì)、土壤理化性質(zhì)的影響，為貴州紅玉杧產(chǎn)量和品質(zhì)的提升提供參考思路。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

田間試驗于2018年9月～2019年8月進(jìn)行，試驗 地位于貴州省黔西南布依族苗族自治州興義市田房村杧果種植基地（104°59′23.6″E，24°52′46.2″N），試驗地海拔780 m，年均氣溫20.25℃，≥10℃積溫7298℃，全年日照時數(shù)1636 h，年降水量1535.5 mm，全年無霜。土壤類型為黃壤，質(zhì)地較黏，試驗前土壤肥力狀況為：有機(jī)質(zhì)2.94%、全氮1150 mg/kg、有效磷17.32 mg/kg、速效鉀12.51 mg/kg、交換性鈣1093.50 mg/kg、交換性鎂102.50 mg/kg、有效鐵6.62 mg/kg、有效錳7.22 mg/kg、有效銅1.06 mg/kg、有效鋅4.19 mg/kg、pH 4.55。供試材料為5年生紅玉芒，株行距為4 m×3 m，樹體生長良好，植株大小較為一致。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)3個處理，對照處理（CK）按照果園的常規(guī)施肥，施肥方案為復(fù)合肥（N 15%、P2O515%、K2O 15%）1200 g/株+尿素（N 46.4%）400 g/株，復(fù)合肥在采果后、開花前、謝花后50 d 3個時間段按400 g/株平均施用，尿素在采果后和開花前2個時間段按200 g/株平均施用；T1處理，在對照處理的施肥方案上增施硫酸鉀肥（K2O 50%）250 g/株，硫酸鉀肥施用時間為謝花后50 d隨復(fù)合肥一起施用；T2處理，在對照處理上增施硫酸鉀肥250 g/株和海藻肥（N 2.5%、P2O51.5%、K2O 4.5%）500 g/株，硫酸鉀肥在謝花后50 d施用，海藻肥在開花前、謝花后50 d兩個時間段按250 g/株 兌水稀釋后灌根施用。海藻肥有機(jī)質(zhì)含量40%，鐵+ 錳+銅+鋅≥20 g/kg。施肥方法為樹體兩邊條狀溝施，3個處理的灌溉量相同，其他管理按果園常規(guī)管理方法進(jìn)行，每個處理選取長勢一致的15株樹，每個小區(qū)5株樹，重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計。

1.3 樣品采集

果實成熟時測量每株樹的莖粗、產(chǎn)量，同時在每株樹的東、南、西、北4個方向各采集1個果實以及成熟的第一蓬（杧果葉片呈蓬次生長，第一蓬葉片指頂端一蓬葉片）和第二蓬葉（頂端一蓬葉片下方的葉片）各3片，每個小區(qū)采集1個混合樣，共采集20個果實，第一蓬葉和第二蓬葉各60片。采集的果實和葉片清洗干凈后用干毛巾擦干，果實先測其單果重，然后隨機(jī)選取15個果實組成混合樣進(jìn)行杧果品質(zhì)檢測；另外5個果實樣品用小刀切成小塊，再將果實和葉片樣品共同在105℃下殺青30 min，最后在65℃下恒溫烘干，粉碎過1 mm篩，保存?zhèn)溆谩Ｔ囼炃安杉囼瀰^(qū)土壤樣品，果實采收后分小區(qū)在杧果樹的施肥溝區(qū)域各采集1個土壤混合樣本，風(fēng)干后過1 mm篩保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 各項目指標(biāo)測定方法

采用游標(biāo)卡尺在樹干離地15 cm處測量莖粗，分別在試驗前和采果時測量，計算試驗期間各株的莖粗增量；每株樹果實采收后稱量其重量測出單株產(chǎn)量；隨機(jī)稱取20個杧果的重量，以其平均值作為果實單果重量；果實品質(zhì)指標(biāo)粗纖維、可溶性糖、水分、可溶性固形物、總酸、維生素C、總灰分、糖酸比、固酸比參照謝若男等[9］和康專苗等[10］分析杧果品質(zhì)的試驗方法；葉片和果實中氮、磷、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅等元素含量參照嚴(yán)江勤等[11］分析油茶葉片養(yǎng)分的分析方法，土壤有機(jī)質(zhì)、pH、全氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂、有效鐵、有效錳、有效銅、有效鋅等含量參照王曉榮等[12］、吳昊等[13］分析森林土壤理化性質(zhì)的方法。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010、SPSS 19.0進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對紅玉杧樹體及產(chǎn)量的影響

由表1可知，不同施肥處理紅玉杧的莖粗增量表現(xiàn)為T2＞T1＞CK，增量分別為15.66、15.38、13.84 mm，且T1、T2處理間差異不顯著，但均顯著高于CK處理。平均單果重最大的是T2處理，為530 g，其次是T1處理，為511 g，最小的是CK處理，為471 g，T2處理顯著大于T1和CK處理，T1處理顯著大于CK處理。單株產(chǎn)量最大的是T2處理，為18.84 kg/株，其次是T1處理，為18.29 kg/株，但T1、T2處理間差異不顯著，最小的是CK處理，為15.82 kg/株，T1、T2處理顯著大于CK處理，T1、T2處理單株產(chǎn)量增幅分別為15.61%、19.09%。

表1 不同施肥處理對紅玉杧莖粗增量、 單果重量、單株產(chǎn)量的影響

2.2 不同施肥處理對紅玉杧果實品質(zhì)的影響

施肥是決策杧果品質(zhì)的主要因素，由表2可知，紅玉杧粗纖維含量最高的是T1處理，為1.10%；T2處理的粗纖維含量相對較低，T1處理顯著高于T2處理，但T1和T2處理均與CK處理間差異不顯著。可溶性糖含量最高的為T2處理，為136.30 mg/g；其次是T1處理，最低的是CK處理，為91.60 mg/g；T2處理顯著高于T1和CK處理，T1處理顯著高于CK處理；可溶性糖含量T1和T2處理比CK處理分別提高了23.91%和48.80%。可溶性固形物含量最高的是T2處理，為16.92%；T2處理顯著高于T1和CK處理，比CK處理高8.95%；但T1和CK處理差異不顯著。T1處理水分含量顯著高于T2處理，但T1和T2處理均與CK處理差異不顯著。3個施肥處理的總灰分含量差異不顯著。總酸含量最高的是CK處理，為3.43 g/kg；最低的是T2處理，為1.19 g/kg；CK處理顯著高于T1、T2處理，但T1、T2處理間差異不顯著，T1、T2處理比CK處理分別降低了60.35%、65.31%。維生素C含量、糖酸比、固酸比最高的均是T2處理，分別為405.00、119.08、147.24；最低的是CK處理，分別為234.17、26.96、45.85；且T2處理顯著高于T1和CK處理，T1處理顯著高于CK處理。T1、T2處理維生素C含量比CK處理分別提高了49.25%、72.95%；糖酸比較CK處理分別提高了213.72%、341.69%；固酸比較CK處理分別提高了115.27%、221.13%。

表2 不同施肥處理對紅玉杧果實品質(zhì)的影響

2.3 不同施肥處理紅玉杧果實品質(zhì)的主成分分析

利用主成分分析法分析了3個不同施肥處理紅玉杧果實的9個品質(zhì)指標(biāo)，從表3可以看出，前2個主成分累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)100.000%（達(dá)到85%以上，符合要求），表明9個品質(zhì)指標(biāo)的貢獻(xiàn)率較集中，累積方差貢獻(xiàn)率增長非常明顯，其中PC1、PC2的貢獻(xiàn)率分別為65.775%、34.225%。由表4可以看出,原始變量與前2個主成分之間的相關(guān)性，PC1主要代表杧果的甜度因子，包括可溶性糖、可溶性固形物、總酸、維生素C、糖酸比、固酸比，其載荷值分別為0.992、0.889、-0.830、0.944、0.961、0.941；PC2主要代表杧果的營養(yǎng)因子，包括粗纖維、水分和總灰分，其載荷值分別為0.724、0.860和0.991。

表3 各主成分的特征值及方差貢獻(xiàn)率

表4 不同品質(zhì)指標(biāo)變量的因子載荷值

紅玉杧不同施肥處理果實品質(zhì)主成分綜合得分見表5。可以看出，其綜合得分大小順序為T2、T1、CK處理，其得分分別為1.21、1.07、-2.28，表明T2處理中紅玉杧果實品質(zhì)最好，主要表現(xiàn)在紅玉杧的可溶性糖含量高，粗纖維和水分含量較低；而CK處理中紅玉杧果實品質(zhì)不如T1、T2處理，主要表現(xiàn)為總酸含量較高。

表5 不同施肥處理紅玉杧果實品質(zhì)主成分 分析因子分值及綜合得分

2.4 不同施肥處理對紅玉杧葉片及果實礦質(zhì)元素的影響

由表6可知，在第一蓬葉中礦質(zhì)元素氮、磷、鉀含量均為T2＞T1＞CK，T2處理氮、磷、鉀含量分別為17.67、1.11、11.66 g/kg；其中氮、磷含量在3個處理之間差異不顯著，T1和T2處理鉀含量顯著高于CK處理，但T1和T2處理差異不顯著。鈣含量最高的是CK處理，為21.57 g/kg；CK處理顯著高于T1處理，但CK和T1處理均與T2處理差異不顯著。鎂含量最高的是T1處理，為1.88 g/kg；T1顯著高于CK處理，但T1、T2處理差異不顯著。微量元素鐵含量最高的是CK處理，為50.90 mg/kg；錳、銅、鋅含量最高的均是T2處理，分別為1084.72、10.32、25.78 mg/kg；但微量元素鐵、錳含量在3個處理間差異不顯著；T2處理銅、鋅含量顯著高于CK處理。

表6 不同施肥處理對紅玉杧果實和葉片養(yǎng)分含量的影響

在第二蓬葉中氮含量最高的是T1處理，為19.41 g/kg；磷、鉀含量均為T2＞T1＞CK，T2處理磷、鉀含量分別為1.16、11.19 g/kg；其中氮含量T1和T2處理均顯著高于CK處理，磷、鉀含量在3個處理間差異不顯著。鈣含量最高的是CK處理，為20.32 g/kg；CK處理顯著高于T1、T2處理，但T1和T2處理間差異不顯著。鎂含量最高的是T1處理，為2.25 g/kg；T1顯著高于CK和T2處理，但CK和T2處理間差異不顯著。微量元素鐵含量最高的是T1處理，為49.04 mg/kg；微量元素錳、銅、鋅含量最高的均是T2處理，分別為1105.26、9.72、26.20 mg/kg；但微量元素鐵、錳、銅、鋅含量在3個處理間差異不顯著。

果實中氮含量最高的是T2處理，為5.45 g/kg；磷、鉀、鈣、鎂含量最高的是CK處理，分別為0.62、14.64、1.00、0.44 g/kg；但是氮、磷、鈣、鎂含量在3個處理間差異均不顯著。微量元素鐵、錳、銅、鋅含量最高的均是CK處理，分別為120.37、59.04、8.72、4.84 mg/kg；其中果實中鐵含量表現(xiàn)為CK處理顯著高于T1、T2處理，但T1與T2處理間差異不顯著；果實中錳、鋅含量在3個處理間差異不顯著；果實中銅含量表現(xiàn)為CK處理顯著高于T1處理。

2.5 不同施肥處理對土壤理化性質(zhì)的影響

由表7可知，不同施肥處理間土壤pH差異不顯著。土壤有機(jī)質(zhì)含量最高的是T2處理，為59.91 g/kg，顯著高于CK和T1處理，比CK處理增加106.73%，但CK和T1處理間差異不顯著。土壤全氮、堿解氮含量最高的均是T2處理，分別為1.70 g/kg、59.75 mg/kg，最低的是CK處理，分別為0.51 g/kg、18.06 mg/kg；T1、T2處理的土壤全氮、堿解氮含量顯著高于CK處理，土壤全氮含量表現(xiàn)為T1、T2處理比CK處理分別提高了147.06%、233.33%；堿解氮含量表現(xiàn)為T1、T2處理比CK處理分別提高了154.10%、230.84%。土壤有效磷含量最高的是CK處理，為37.02 mg/kg，最低的是T2處理，為2.67 mg/kg；CK、T1處理間差異不顯著，但CK、T1處理均顯著高于T2處理，T2處理有效磷的含量比CK處理降低了92.78%。土壤速效鉀含量T1、T2處理均顯著高于CK處理，分別比CK處理提高了789.01%、782.08%。T2處理土壤交換性鈣、有效鐵含量顯著高于T1和CK處理，T1處理顯著高于CK處理。T1、T2處理土壤交換性鎂含量均顯著高于CK處理。T2處理土壤有效錳含量顯著高于CK處理，但T2和CK處理均與T1處理差異不顯著。T2處理土壤有效銅含量顯著高于T1和CK處理。T1、T2處理土壤有效鋅含量差異不顯著，但兩者顯著高于CK處理。

表7 不同施肥處理對土壤理化性質(zhì)的影響

2.6 不同施肥處理對紅玉杧經(jīng)濟(jì)效益的影響

從表8可知，增施硫酸鉀肥和海藻肥后紅玉杧的總產(chǎn)值增加比較明顯，主要是由于產(chǎn)量的提高導(dǎo)致總產(chǎn)值和純收益提高，其中T1、T2處理總產(chǎn)值比CK處理分別提高了15.55%、19.08%。從肥料成本來看，T1、T2處理有所增加，肥料投入在當(dāng)?shù)貙儆谳^高水平，扣除當(dāng)年的勞務(wù)、農(nóng)藥等成本后，增施硫酸鉀和海藻肥后，T1、T2處理的每公頃純收益比CK處理分別提高了22.56%、25.37%。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織VCR（vario-cost ratio，指施肥后增加農(nóng)產(chǎn)品所得價值與施肥增加開支的比值）的計算方法，VCR＞2就具有經(jīng)濟(jì)合理性，增施硫酸鉀肥和海藻肥后，T1、T2的VCR 值分別為12.12、5.53，從產(chǎn)投比而言是劃算的。

表8 不同施肥處理對紅玉杧經(jīng)濟(jì)效益的影響

3 討論

3.1 不同施肥處理對紅玉杧產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

合理施肥是杧果獲得高產(chǎn)、品質(zhì)提升的關(guān)鍵因素，前人研究結(jié)果表明，每生產(chǎn)1000 kg杧果，需要N 1.74 kg、P2O50.23 kg、K2O 2.00 kg，果實對鉀的需求量較高，因此在生產(chǎn)上杧果施肥時氮、磷、鉀含量一般按1∶0.5∶（0.5～1）的配比施用[14］，本研究中3個處理的施肥方案基本符合前人推薦的方法。鉀是作物正常生長發(fā)育的主要礦質(zhì)元素之一[15-16］，可以促進(jìn)光合產(chǎn)物的運輸，提高果實的品質(zhì)，是典型的品質(zhì)元素[17］。海藻肥從海藻當(dāng)中提取一種活性海藻成分，富含活性因子、氨基酸、礦物質(zhì)以及植物生長激素，可以增強(qiáng)作物的抵抗力，提高作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)[18］。劉剛等[19］采用海藻肥對洋香瓜進(jìn)行了試驗，結(jié)果表明，增產(chǎn)效果明顯，果實品質(zhì)得到顯著改善。楊祥田 等[20］在蔬菜上應(yīng)用海藻肥，蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)均有所提升。趙建鋒等[21］、董華芳等[22］在草莓上施用海藻肥，對草莓的可溶性糖和可溶性固形物含量增加效果明顯。本試驗增施硫酸鉀肥和海藻肥，對果樹產(chǎn)量和果實品質(zhì)均有顯著的效果，T1、T2處理單株增產(chǎn)分別達(dá)15.61%、19.09%。主成分分析結(jié)果表明T2處理的得分最高，杧果果實品質(zhì)最好。杧果的產(chǎn)量主要由掛果數(shù)量和單果重構(gòu)成，從本試驗處理來看，由于鉀肥可以增強(qiáng)杧果的抗性，能促進(jìn)樹體生長，促進(jìn)開花結(jié)實，提高坐果率，從而使T1、T2處理紅玉杧平均單果重量和單株產(chǎn)量均有明顯增加；同時鉀元素是品質(zhì)元素，對杧果可溶性糖、可溶性固形物、維生素C的含量的增加均具有顯著效果。而海藻肥中富含大量營養(yǎng)物質(zhì)和有效成分，包括氮、磷、鉀等無機(jī)元素，微量營養(yǎng)元素以及一定數(shù)量的氨基酸、蛋白質(zhì)、維生素、脂類、甜菜堿、海藻多糖、海藻鹽和植物生長激素等有機(jī)成分，這對改善果實品質(zhì)和增加單株產(chǎn)量也有一定的促進(jìn)作用。因此，增施鉀肥和海藻肥對紅玉杧產(chǎn)量、品質(zhì)以及總產(chǎn)值均有顯著的提升效果，這與李淑平等[17］、趙建鋒等[21］在其他水果上的試驗研究結(jié)果類似。

3.2 不同施肥處理對紅玉杧樹體礦質(zhì)養(yǎng)分的影響

礦質(zhì)營養(yǎng)是果樹生長發(fā)育、產(chǎn)量形成和品質(zhì)提高的物質(zhì)基礎(chǔ)，對果樹生理代謝、生長、結(jié)果起著極其重要的作用。通過合理的施肥可以及時補(bǔ)充果樹所需要的礦質(zhì)營養(yǎng)成分，而葉片中各礦質(zhì)營養(yǎng)成分含量是反映樹體養(yǎng)分狀況的最重要指標(biāo)，通過檢測葉片和果實中各養(yǎng)分含量狀況，可以看出杧果營養(yǎng)的豐缺狀況。本試驗在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上增施鉀肥和海藻肥，研究結(jié)果表明，在葉片中鉀、鎂、銅、鋅含量都能得到明顯的改善，顯著高于CK處理；但是鈣含量CK處理顯著高于增施鉀肥的處理，可能是增施鉀肥后，鈣和鉀互相拮抗，抑制了樹體對鈣的吸收。但是在果實中除氮元素外，CK處理的養(yǎng)分含量均高于T1、T2處理，這可能是增施硫酸鉀和海藻肥后，土壤中的鉀、鈣、鎂及其他微量元素含量偏高，相互間產(chǎn)生了部分拮抗作用，導(dǎo)致T1、T2處理果實中各養(yǎng)分含量低于CK處理；也可能是金屬元素吸收到葉片后，在葉片中移動性較差，導(dǎo)致轉(zhuǎn)移到果實中的含量偏低。

3.3 不同施肥處理對土壤理化性質(zhì)的影響

土壤理化性質(zhì)是反映土壤肥力的關(guān)鍵指標(biāo)，土壤理化性質(zhì)不僅會影響土壤的供肥能力和植物的吸收效率，同時對土壤中微生物多樣性也有很重要的作用。本研究中增施硫酸鉀和海藻肥后，土壤中的有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂、有效鐵、有效鋅含量增加效果明顯，尤其是T2處理同時增施硫酸鉀肥和海藻肥后，土壤中的有機(jī)質(zhì)比CK處理增加了106.73%，速效鉀含量比CK處理提高了782.08%，這與臧小平等[7］在海南貴妃芒上的試驗結(jié)果類似。但是T2處理的有效磷含量卻比CK處理降低了92.78%，而T1處理只增加硫酸鉀肥后有效磷的含量變化不明顯，這可能是T2處理中海藻肥含有的鈣、鎂及微量元素高，造成了可溶性磷酸鹽的固定，也有可能是T2處理中鉀含量過高，促進(jìn)了根系活力，加速了相關(guān)酶的分泌，促進(jìn)了根系對磷的吸收，因而土壤中的有效磷不能及時補(bǔ)充而降低[23］，具體原因還需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

合理的施肥方案是提高產(chǎn)量、品質(zhì)的重要途徑，硫酸鉀肥是改善果實品質(zhì)的優(yōu)質(zhì)肥料，在果實生長發(fā)育膨大期，增施硫酸鉀對果實甜度和口感均有很好的改善，前人在杧果上也進(jìn)行了大量的試驗。而海藻肥作為一種新型生物肥料，在果樹上的應(yīng)用也比較廣泛，本研究通過灌根的方式使用在杧果上，對果實品質(zhì)和土壤有機(jī)質(zhì)含量均有很大的改善。本研究的施肥方案，投入成本雖然增加比較大，但是果實產(chǎn)量和品質(zhì)提升均較大，從VCR來看，產(chǎn)投也是合理的，下一步還將對海藻肥在紅玉杧上的施肥方案進(jìn)行深入研究和探討。