番石榴生殖生長期土壤和葉片氮磷鉀含量變化特征

張朝坤，洪雅芳，肖 靖，陳 慧，黃國成，錢笑杰

（1漳州市農業科學研究所，福建漳州 363005；2福建省農業農村工作研究中心，福建福州 350003；3福建省農墾與南亞熱帶作物經濟技術中心，福建福州 350003；4福州市農墾集團有限責任公司，福建福州 350003；5福建農林大學資源與環境學院，福建福州 350002）

0 引言

【研究意義】番石榴（）為桃金娘科（Myricaceae）番石榴屬（）植物，是熱帶和亞熱帶地區廣泛種植的水果。番石榴果實風味獨特、果肉鮮美，既可鮮食、熟食、釀酒，又可加工成果汁、果醬、罐頭等系列產品，同時富含有益于人體的多種營養成分，具有一定的藥用和保健價值（Ramni‐was et al.，2013）。番石榴生長量大，產量高，對肥水需求量大（歐陽勤友等，2014）。亞熱帶典型的高溫多雨的自然因素（張秀等，2017）以及果園不合理施肥的人為因素，影響肥料的利用率，易造成農業面源污染風險（張林森等，2015）等環境問題。閩南地區是我國番石榴主產區之一，目前主要種植珍珠、彩虹和紅香1號等品種，珍珠和彩虹為硬肉淡香型番石榴品種，是福建省番石榴產區栽培面積最大的2個品種，紅香1號為軟肉濃香型番石榴品種，是福建省地方特色品種。由于不同品種番石榴生長和開花結果習性、果實產量和風味有所差異，導致其對礦質養分的需求有所不同。因此，通過研究不同品種番石榴在生殖生長期葉片和土壤養分情況，對指導番石榴肥水管理，提高果實產量和品質具有重要意義。【前人研究進展】近年來，在提高果園肥料利用率和降低果園面源污染風險方面的研究較多，如新型肥料施用（高文勝等，2012）、覆蓋方式（郭偉等，2018）、施肥方式和位置（仲紅雨等，2019）、有機肥替代化肥（周喜榮等，2019）、水肥一體化技術（宋科等，2021）等水肥管理方式均能提高水果產量和品質，減輕環境負荷。在番石榴養分管理上，彭家成等（2008）提出氮磷在施用時不可過量；歐陽勤友等（2014）研究表明，水肥一體化處理有利于珍珠番石榴果實品質的提高，以雙排管與環繞管處理效果最好；李翔等（2021）在配方肥+有機肥的基礎上，增施氨基酸葉面微肥、鈣鎂中量元素肥（土施）和鋅硼鉬微量元素葉面肥有利于番石榴產量和品質的提升；張朝坤等（2021a）在施用化肥的基礎上增施有機肥，番石榴外觀、品質和產量均得到提高，同時，也研究得出紅香1號番石榴種植中應前期注重肥料管理，后期注重水分調控（張朝坤，2021b）。相關報道表明，不同品種番石榴果實的營養差異明顯（孫銳等，2015）。在田間養分管理中，番石榴需肥特點與品種間差異、氣候和土壤條件有關（趙婷等，2011）。因此，品種差異影響番石榴果實的營養差異和需肥特點。【本研究切入點】土壤和葉片養分是肥料施用和果實營養的中間過程，目前鮮有報道番石榴土壤和葉片養分間的關系。【擬解決的關鍵問題】通過對不同品種番石榴生殖生長期葉片和土壤氮磷鉀含量變化的研究，掌握不同品種番石榴葉片養分需求和土壤養分變化的規律，以期為閩南番石榴產區不同品種番石榴的差異化施肥管理提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗地點位于漳州市農業科學研究所番石榴種植基地（東經117°42′29″，北緯24°32′55″）。供試番石榴為珍珠、彩虹和紅香1號3個品種，均為4年生結果樹，種植栽植密度為3 m×3 m，土壤地力水平一致，土壤pH 6.9。5月中旬每株施商品有機肥5.0 kg和三元復合肥0.5 kg，施肥后回縮修剪，7月中旬開花結果后每株施三元復合肥1.0 kg，9月中旬果實二次膨大前每株再施三元復合肥0.5 kg。

1.2 試驗方法

每個品種篩選植株大小和新梢生長一致、花蕾數相當的20株番石榴，隨機選擇其中12株進行樣品采集，種植位置相連的4株作為1個處理，共3次重復。在每株樹冠的東南西北4個方位發育正常的結果枝上自基部起取第5或第6對葉片，每個處理采集40片葉片；同時，在樹冠滴水線處（避開施肥區域）用土砧取土層深度0~40 cm土壤，土壤樣品采用五點混合法。在生殖生長期共采集土壤和葉片樣品5次：分別于花蕾期（2020年6月15日—7月10日）、幼果期（2020年7月11日—8月10日）、中果期（2020年8月11日—9月8日）、果實二次膨大期（2020年9月9日—10月1日）、采果期（2020年10月2日—21日）各采樣1次。

1.3 測定項目及方法

土壤pH采用電位法（土水比1∶2.5）測定；土壤堿解氮含量采用擴散法測定；土壤有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提鉬銻抗比色法測定；土壤速效鉀含量采用乙酸銨交換火焰光度法測定。上述測定方法具體參考土壤農化分析（鮑士旦，2008）。葉片氮、磷、鉀含量的測定參考陳義挺等（2011）的方法，樣品經混合酸消化后，采用原子吸收分光光度計測定。

1.4 統計分析

使用Excel 2003、SPSS 19.0進行統計分析，采用R語言進行方差分解分析，運用Origin進行制圖。

2 結果與分析

2.1 不同品種番石榴對果園土壤pH的影響

土壤pH影響土壤養分的有效性，進而影響果樹養分的吸收。如圖1所示，土壤pH隨著番石榴生育期的推進而變化，種植不同品種的番石榴果園土壤pH變化趨勢有所差異，彩虹番石榴果園土壤pH先下降后上升，紅香1號和珍珠番石榴則呈現升—降—升的趨勢。在果實二次膨大期時，不同品種番石榴果園土壤pH均最低，紅香1號、彩虹和珍珠果園的土壤pH分別為6.27、5.95和6.12。在中果期至二次膨大期階段，紅香1號番石榴果園土壤pH下降速率慢于彩虹和珍珠番石榴；至二次膨大期時，彩虹與珍珠番石榴果園土壤pH顯著低于其他生殖生長期（<0.05，下同）。其中原因可能是，與彩虹和珍珠番石榴相比，紅香1號番石榴果實較小、產量較低，養分需求量較小，根系分泌有機酸較低，進而導致果園土壤pH下降速率較慢。

2.2 不同品種番石榴葉片的氮磷鉀含量變化

2.2.1 葉片氮含量變化 由圖2可知，從花蕾期至采果后，結果枝葉片氮含量呈下降趨勢，至果實成熟采收后葉片氮含量降至最低，紅香1號、彩虹和珍珠番石榴葉片氮含量分別為1.094%、1.203%和1.217%。在生殖生長期，紅香1號、彩虹和珍珠番石榴葉片氮含量均呈下降趨勢，主要原因是葉片氮素向花蕾和果實進行轉移。從花蕾至幼果階段，由于番石榴花朵數量多，坐果率高，開花結果需要消耗大量的氮，因此該階段葉片氮含量快速下降。幼果期至中果期階段，因生理落果和人工疏果，果實對養分的總需求減少，且此時葉片光合作用增強，根系吸收氮能力增強，番石榴葉片氮含量下降的速率變緩。中果期至果實采收后階段，不同品種番石榴葉片氮含量在中果期、二次膨大期及采果期不同生殖生長期間差異顯著，隨著果實生長發育及二次膨大需要大量蛋白質供應，葉片氮大量向果實轉移，且果實成熟前葉片逐漸衰老，因此，此階段葉片氮含量下降速率加快。

2.2.2 葉片磷含量變化 由圖3可知，彩虹番石榴葉片磷含量先升高后下降，幼果期磷含量最高（0.268%）；紅香1號番石榴葉片磷含量先下降后升高再下降，中果期磷含量最高（0.243%）；珍珠番石榴葉片磷含量花蕾期最高（0.220%），整體呈現下降的趨勢。其中原因可能是不同品種番石榴對磷的需求量存在差異。在中果期至果實采收后，3個品種的番石榴葉片磷含量變化趨勢表現較一致，不同品種番石榴葉片磷含量在中果期、二次膨大期及采果期不同生殖生長期間差異顯著，可能是由于果實發育中后期對磷的需求量增大，葉片磷向果實轉移，則葉片磷含量下降速度增加，至果實成熟采收前后，因果實磷養分需求量不多，磷含量下降速率變緩，葉片磷含量趨于穩定。

2.2.3 葉片鉀含量變化 由圖4可知，紅香1號番石榴葉片鉀含量先下降再上升，至中果期達最大（1.185%），然后再快速下降，最后趨于平穩；珍珠番石榴葉片鉀含量前后較平穩中期快速下降，其中幼果期含量最大（1.303%）；彩虹番石榴葉片鉀含量始終呈下降趨勢，前期和后期下降速度緩慢，中期下降速度迅速。3個品種番石榴在中果期至二次膨大期葉片鉀含量均快速下降，中果期與二次膨大期的葉片鉀含量差異顯著，表明該時期葉片鉀向果實大量轉移。因此，番石榴果實發育中后期需要大量的鉀供應。在整個生殖生長期，紅香1號番石榴的葉片鉀含量始終低于彩虹和珍珠番石榴，可能是紅香1號番石榴的果實需鉀量高于彩虹和珍珠番石榴。

2.3 不同品種番石榴對果園土壤的氮磷鉀含量的影響

2.3.1 土壤氮含量變化 由圖5可知，不同品種番石榴果園土壤堿解氮的變化有所差異。其中，紅香1號番石榴果園在中果期前，土壤堿解氮含量呈上升趨勢，中果期至果實二次膨大期土壤堿解氮含量穩中有降；彩虹和珍珠番石榴果園在果實二次膨大期之前，其土壤堿解氮含量均平緩上升，之后略微下降，且均于二次膨大期土壤堿解氮含量最大（分別為103.576和92.157 mg/kg）。紅香1號番石榴果園土壤堿解氮含量下降時間比彩虹和珍珠番石榴果園早，可能是因為該品種果實生育期比其他2個品種短；但果實二次膨大期稍早于其他2個品種，因此對氮肥大量需求稍早。果實二次膨大期之后，彩虹番石榴果園的土壤堿解氮含量差異顯著高于其他處理；珍珠番石榴果園的土壤堿解氮含量也呈現略高于其他處理的現象。土壤堿解氮含量迅速下降，說明在果實膨大期需要大量的氮肥供應。采果后彩虹和珍珠番石榴果園土壤堿解氮含量低于紅香1號番石榴果園，說明生殖生長后期彩虹和珍珠番石榴對氮肥的需求高于紅香1號番石榴。

2.3.2 土壤磷含量變化 土壤有效磷含量能反映土壤磷水平。由圖6可知，整個生殖生長期，紅香1號番石榴果園土壤有效磷含量均呈上升的趨勢，說明該果園土壤有效磷含量充足。彩虹和珍珠番石榴果園在二次膨大期至果實采收期其土壤有效磷含量呈現快速下降的趨勢，說明彩虹和珍珠番石榴在果實發育后期需較多的磷肥。3個品種番石榴果園在生殖生長后期土壤有效磷含量高于前期，其中原因可能與施肥時間有關。與珍珠、紅香1號番石榴相比，彩虹番石榴在二次膨大期其土壤有效磷含量顯著提高。

2.3.3 土壤鉀含量變化 土壤速效鉀能反映土壤鉀的供應能力。由圖7可知，整個生殖生長期，紅香1號番石榴果園土壤速效鉀含量呈先上升后下降再上升的變化特征；而彩虹和珍珠番石榴果園土壤速效鉀含量在果實二次膨大期前呈先上升的趨勢，之后迅速下降。彩虹和珍珠番石榴果園在果實二次膨大期土壤速效鉀含量達最高值（分別為149.779和161.528 mg/kg），之后土壤速效鉀含量迅速下降，說明彩虹和珍珠番石榴在二次膨大期需大量的鉀肥，與其他生殖生長期間差異顯著。可見，彩虹和珍珠番石榴果園土壤的速效鉀含量變化特征與果園土壤堿解氮、速效磷變化特征基本一致。

2.4 不同品種番石榴的土壤pH、土壤氮磷鉀及葉片氮磷鉀的相關分析

土壤pH、土壤養分及葉片養分的相關分析表明（表1~表3），不同品種番石榴具有一定共性和差異性。共性方面，紅香1號、珍珠和彩虹番石榴果園土壤有效磷與葉片氮磷鉀均呈現顯著或極顯著（<0.01，下同）負相關；葉片氮磷鉀間的相關性較高，3個品種番石榴均呈顯著或極顯著正相關。差異性方面，彩虹和珍珠番石榴果園土壤pH與土壤氮磷鉀相關性較高，均呈現顯著或顯著負相關，而紅香1號番石榴果園土壤pH僅與速效鉀（=-0.539）存在顯著相關性；同時，紅香1號番石榴葉片氮磷鉀與土壤pH達顯著或極顯著正相關，珍珠番石榴僅葉片磷和鉀與土壤pH呈極顯著正相關，彩虹番石榴葉片氮磷鉀與土壤pH相關性不顯著（>0.05）。

方差分解分析結果（圖8）表明，土壤pH和主要養分可分別解釋珍珠、彩虹和紅香1號番石榴葉片營養變異的86%、94%和91%。生長期和土壤磷含量是引起珍珠、彩虹、紅香1號番石榴葉片營養變化的共性因素，而影響珍珠、彩虹和紅香1號番石榴葉片營養變化的個性因素是土壤氮含量的不同。

3 討論

土壤pH是決定土壤肥力最重要的因素之一，南方果園土壤pH 5.5~6.5有利于發揮土壤養分的有效性，有利于植物的吸收和利用（唐琨等，2013）。本研究中，番石榴生殖生長期土壤pH呈先下降再上升的趨勢。有研究表明，隨著農作物種植時間的延長，土壤pH均有降低的趨勢（王攀磊等，2020）。農作物從土壤中吸收K、Ca和Mg等鹽基離子，進而導致土壤酸化（徐仁扣，2015）。在果實二次膨大期，由于不同品種番石榴果實產量的差異從而導致其植株從土壤中吸收養分有所差異，進而引起質子釋放的不同，最終表現為不同品種間土壤pH的差異明顯。當然，肥料的施用（周娟等，2013）、季節變化引起的土壤性質變化（何貴永等，2015）等，也會導致土壤pH發生變化。今后，還需持續觀察番石榴果園土壤pH的長期變化，為番石榴果園土壤的調酸改土打下理論基礎。

土壤磷是限制番石榴葉片養分的關鍵土壤養分因子。本研究中相關分析結果表明，土壤中有效磷與紅香1號、彩虹和珍珠番石榴葉片氮磷鉀呈顯著或極顯著負相關，表明在亞熱帶土壤磷含量盈余狀態（有效磷含量>30 mg/kg），土壤磷對番石榴葉片營養為負影響。方差分解分析結果進一步證明土壤磷對于葉片養分的重要性，與福建武夷山茶園低磷土壤有利于茶葉品質提高的研究結論一致（周志等，2019；薛俊鵬等，2021）。磷與其他元素間存在著不同的拮抗與協同作用（陳義強等，2008），進而影響番石榴果實品質。在土壤磷盈余的番石榴種植地區，提倡控磷的養分管理策略，推薦施用高氮低磷高鉀的復合肥。今后，還需針對不同土壤磷水平下番石榴葉片和果實品質對磷的響應，深入研究土壤磷在番石榴果園發揮的作用。

土壤是果樹養分吸收的主要來源，番石榴生殖生長期土壤氮磷鉀的變化與施肥關系密切；另外品種特性影響其根系養分的吸收，間接影響土壤養分狀況。本研究中，土壤磷、生長期是不同品種番石榴葉片營養的共性原因，而土壤氮是紅香1號番石榴葉片營養的個性差異因素，土壤鉀是彩虹和珍珠番石榴葉片營養的個性差異因素。不同品種番石榴生殖生長期葉片養分和土壤養分的變化規律既有相似之處，又有各自特點。該規律與不同柑橘品種對養分吸收存在差異的結論相似（杜玉霞等，2021）。因此，在番石榴果園養分管理中，應關注因品種特性引起的養分需求的差異，結合區域土壤地力現狀，優化番石榴果園施肥方案。當然，應根據土壤地力、目標產量品質、氣候特征及灌溉條件等因素，合理調整施肥方案（陳義強等，2008）。

4 結論

土壤磷是限制亞熱帶番石榴葉片養分的關鍵土壤養分因子。不同品種番石榴養分吸收具有共性和差異性，田間管理需關注不同品種番石榴引起的養分需求差異，優化不同品種番石榴果園施肥方案。