減量化肥配施葉面肥對山核桃產量及品質的影響

曾成城，蘇天明，蘇利榮，秦 芳，何鐵光，俞月鳳，李 琴

（廣西壯族自治區農業科學院農業資源與環境研究所，廣西 南寧 530007）

廣西巖溶地區石漠化面積廣，水土流失嚴重，土地肥力不足，不適合種植一般的經濟作物。薄殼山核桃（Carya illinoensis）屬胡桃科（Julandaceae）山核桃屬（CaryaNutt.）［1］，具有耐貧瘠、適應能力強的特點。經多年研究與實踐發現薄殼山核桃在廣西生境惡劣的巖溶山區生長良好，生態效益和經濟效益均較好，目前已成為廣西大力推廣種植的樹種之一，在廣西區內的栽植面積已達1.699×105hm2［2］。但是，目前廣西山核桃存在結實率低、產量低、品質不高等問題，嚴重制約著巖溶山區人民的脫貧致富進程。合理科學的施肥可提高山核桃果樹產量和品質，而盲目施肥則導致山核桃肥料利用率低，導致污染環境，甚至影響山核桃生長、結果及果樹品質［3］。作為廣西山核桃主產區，廣西環江縣是典型的喀斯特巖溶地貌，其土壤理化性狀較特殊，為當地篩選適宜的施肥方案，對巖溶地區山核桃產業的可持續發展具有重要的意義。

植物對微量元素需求雖少，但微量元素不足時，植物生長發育將受到明顯的抑制，導致減產和品質下降，甚至死亡［4］。馬閃閃等［5］研究了施用微肥對山核桃生長和產量的影響，發現硼、鋅配施對山核桃硼、鋅含量和花粉活力影響較大，并且能顯著提高山核桃的產量。氨基酸葉面肥是一種含有氨基酸類物質的葉面肥，其含有作物所需氮營養，并且能絡合一些微量元素從而提高其有效性，增加作物對微量元素的吸收，某些氨基酸還具有明顯的生長調節劑功能，莖葉吸收氨基酸葉面肥后可提高植物體內蛋白合成、促進植物體內新陳代謝［6］。腐殖酸類葉面肥中的水溶性黃腐酸是一種天然羥基羧酸的混合有機物，具有極強的化學活性和生物活性，對提高作物酶活性、增加光合色素、促進光合作用和提高作物抗逆性具有顯著作用［7］。腐殖酸水溶肥被廣泛用于農業生產中，在小白菜［8］、番茄［9］、茄子［10］、馬鈴薯［11］等作物上的應用表明其對促進作物生長、提高作物產量、改善作物品質具有重要作用。

目前，在實際生產中，大多數種植戶施肥主要為氮磷鉀復合肥，且施肥往往過量，而巖溶地區土壤保水保肥能力差，導致施肥效應低，養分流失嚴重。葉面肥肥效快、養分利用率高，是對土壤施肥的有效補充，并且其環境污染小，是有效、環保的施肥方式，具有廣闊的應用前景［12］。在巖溶地區對山核桃進行耕施的同時配合葉面肥的噴施可提高植株對養分和水分的吸收，不同葉面肥噴施對山核桃產量和品質具體有何影響還需進一步探究。因此，本研究以常規施肥作為對照，在常規施肥基礎上減量并配施微量元素、氨基酸葉面肥及腐殖酸葉面肥等不同施肥方案，分析山核桃的產量及品質，以期為廣西巖溶區山核桃的高效施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于廣西壯族自治區河池市環江毛南族自治縣大安鄉金橋村（108°2′E，25°1′N），海拔250 m。土壤基本理化性狀：全氮2.1 g/kg、全磷0.3 g/kg、全鉀9.4 g/kg、堿解氮94.5 mg/kg、有效磷13.4 mg/kg、速效鉀89.8 mg/kg、pH 5.25、有機質36.0 g/kg。

1.2 試驗材料

山核桃品種為金華，2013年種植，2016年開始掛果。試驗地內山核桃種植密度為225株/hm2。試驗地無間作，管理水平中等，樹體生長正常。

微量元素肥為禾豐化工有限公司生產，腐殖酸葉面肥為山西葉碧特化工有限公司生產，氨基酸葉面肥為摩蘇米拉生物科技有限公司生產。

1.3 試驗設計

選取地理位置、坡向、光照強度、海拔高度、種植時間、水肥條件基本相同的山核桃林地，從中選取樹勢健壯且大小一致的山核桃樹開展試驗，試驗設置6個不同的施肥處理，每個處理重復3次，1個小區1棵山核桃樹，并在四周至少留1株作為“保護行”，不進行任何處理。各處理施肥方案見表1。

根施的肥料分別于每年的4月施入40%、5和6月的上旬分別各施30%，將各肥料混合后進行溝施，挖溝位置為山核桃樹體冠垂直輪廓（滴水線）附近，開溝深10～20 cm。分別于每年的6～9月中旬，選擇晴朗的上午進行葉面肥噴施，每個月噴施1次，葉面肥濃度如表1所示。于2019和2020年連續2年進行試驗處理。采集2020年的樣品進行數據統計分析。

表1 試驗施肥方式及施肥量

1.4 取樣及檢測指標

在施肥前采用五點法對試驗地山核桃林地0～20 cm土層土壤進行采集，于2020年10月9日對山核桃葉片和果實進行采取。取樹冠東、西、南、北4個方位和上、中、下各部位完整的成熟葉片，每份樣品30片，用于葉片氮、磷、鉀含量的分析；對處理的山核桃果實全部取回用于品質和產量的分析。每個處理隨機選取30粒果實用于單果質量、出仁率、空殼率、果殼厚度以及果仁的鎂、錳、銅、鋅、鐵、鉀、硼、鈣等礦質元素含量和可溶性糖、單寧、蛋白質、淀粉以及脂肪等品質指標的測定。各指標檢測方法如下：礦質元素含量測定參照GB 5009.268-2016《食品中多元素的測定》，維生素E含量測定參照GB 5009.82-2016《食品中維生素A、D、E的測定》，蛋白質含量測定參照GB 5009.5-2016《食品中蛋白質的測定》，淀粉和可溶性糖含量均采用蒽酮比色法，脂肪含量依據GB 5009.6-2016《食品中脂肪的測定》，單寧含量參照NY/T 1600-2008《水果、蔬菜及其制品中單寧含量的測定 分光光度法》。

1.5 數據統計與分析

利用SPSS 22.0進行單因素方差分析，運用Duncan檢驗法檢驗不同處理各指標的差異顯著性；采用Pearson相關系數評價數據之間的相關關系。

2 結果與分析

2.1 不同處理山核桃產量性狀的影響

如表2所示，不同施肥處理顯著影響山核桃單果仁質量、出仁率和果殼厚度（P＜0.05），對單株產量、單果質量和空殼率沒有顯著影響（P＞0.05）。與CK相比，T1～T5處理在化肥減施20%，同時噴施葉面肥的情況下，山核桃的單株產量均有所提高。其中，T4處理的單株產量、單果仁質量和出仁率最高，分別較CK高出31.18%、17.29%和13.95%，其中單果仁質量和出仁率與CK的差異均達到顯著水平。T3處理的單果質量最高，較CK高出4.49%；T3和T4處理的空殼率為0，其余處理有極少數空殼，但不同處理之間無顯著差異（P＞0.05）。綜上結果表明，T4處理為最佳施肥處理。

表2 施肥對山核桃產量性狀的影響

2.2 不同處理對山核桃品質的影響

如表3所示，噴施葉面肥對山核桃品質有一定的提升作用，不同施肥處理顯著影響山核桃可溶性糖、單寧和脂肪含量（P＜0.05）。由表3可知，噴施葉面肥處理（T1～T5）的可溶性糖、單寧和脂肪含量均高于CK，其中T2處理的可溶性糖含量、T4處理的單寧含量、T5處理的脂肪含量分別較CK顯著高出26.38%、27.60%、13.73%；CK的蛋白質和淀粉含量也僅分別高于T1和T2處理。其中，T5處理的蛋白質、淀粉、脂肪含量均為全組最高，分別較CK高出16.24%、6.43%、13.73%，T2處理的可溶性糖含量和T4處理的單寧含量分別為全組最高，分別較CK高出26.38%和27.60%。

表3 施肥對山核桃品質的影響

2.3 不同處理對山核桃礦質元素含量的影響

整體看來，與CK相比，葉面肥噴施對山核桃礦質元素含量有一定的提升作用，尤其是T3、T4、T5處理（表4）。方差分析結果顯示，不同施肥處理顯著影響山核桃銅、鋅、鐵、硼以及鈣的含量（P＜0.05）。其中，T5處理的鎂、鋅、鐵、硼和鈣為全組最高，分別較CK高出9.87%、39.34%、35.44%、18.10%和10.93%，其中鋅、鐵、硼的含量差異達到顯著水平；T3處理的錳、銅含量和T4處理的鉀含量分別為全組最高，分別較CK高出23.71%、16.46%和22.65%，但差異均未達到顯著水平（P＞0.05）。

表4 施肥對山核桃礦質元素含量的影響 （mg/kg）

2.4 不同處理對山核桃葉片氮磷鉀養分含量的影響

由表5可知，不同施肥處理顯著影響山核桃葉片氮和磷含量（P＜0.05），對鉀含量沒有顯著影響。其中，T5處理的氮和磷含量為全組最高，較CK分別顯著高出6.73%和30.34%。T4處理的鉀含量為全組最高。結果表明，化肥減施20%配合噴施葉面肥仍然可保證葉片氮磷鉀養分含量保持在一定水平，同時也保證了山核桃果實對氮磷鉀養分的需求。

表5 施肥對山核桃葉片氮磷鉀養分含量的影響 （%）

2.5 山核桃葉片氮磷鉀含量與產量、品質和礦質元素含量之間的相關性

相關分析結果表明，葉片養分含量與山核桃產量、品質以及礦質元素含量的相關性以正相關為主。其中，葉片氮含量與山核桃蛋白質、鎂和錳含量呈顯著正相關（P＜0.05），與脂肪含量呈極顯著正相關（P＜0.01）；葉片磷含量與鐵含量呈顯著正相關；葉片鉀含量與單株產量、單果仁質量、出仁率和鐵、鉀、硼含量呈顯著正相關（P＜0.05），與鋅含量呈極顯著正相關（P＜0.01）。

表6 山核桃葉片氮磷鉀含量與產量、品質和礦質元素含量之間的相關性

3 討論

3.1 化肥減量配施尿素和磷酸二氫鉀葉面肥對山核桃產量和品質的影響

作為喜肥果樹，山核桃每年需從土壤中吸收大量的營養元素，土壤肥力不足使某些元素缺乏，影響樹體生長，從而造成產量和品質的下降［13］，而施肥過量亦不利于山核桃高產，甚至導致環境污染。因此，合理施肥是山核桃高產優質的基礎。葉面施肥是農業生產中的重要追肥方式，其用量少、肥效快，且不受養分分配中心的影響，可避免某些元素在土壤中固定［14］。尿素和磷酸二氫鉀作為葉面肥能被葉片快速吸收，補充樹體生長所需養分，目前已在生產中被廣泛應用［15］。本研究中，與CK（常規施肥）相比，T1處理（80%的常規施肥配施尿素和磷酸二氫鉀葉面肥）并未降低山核桃產量和品質，山核桃的單株產量、單果質量及可溶性糖、單寧、淀粉及脂肪含量有所升高。該結果與前人研究吻合。呂曉飛等［16］研究發現，葉面噴施尿素、磷酸二氫鉀等葉面肥能提高谷子的凈光合速率、氣孔導度等光合指標；唐巖等［17］研究結果表明，蘋果樹噴施磷酸二氫鉀可增加葉片質量、提高光合速率和蒸騰速率，從而提高單果重和可溶性固形物含量。本研究結果表明，適當減施耕施的化肥用量，并配施尿素和磷酸二氫鉀葉面肥在山核桃實際生產中是可行的。

3.2 化肥減量配施尿素、磷酸二氫鉀和微量元素葉面肥對山核桃產量和品質的影響

微量元素肥料為植物體進行特定生命活動提供必需的養分，以促進其營養生長和生殖生長［18］，硼在植物開花結實和幼果發育中具有重要作用［19］；鋅在生物膜的構成、蛋白質合成和基因表達中具有重要作用［20］。本研究中，T2處理在T1處理的基礎上增加了微肥，山核桃的單株產量、單果質量、單果仁質量、出仁率及可溶性糖、蛋白質、脂肪含量等指標均有所增加，錳、銅、鋅、鐵、硼、鈣等礦質元素含量均有所增加，T2處理葉片磷含量較T1處理顯著高出39.46%。早期研究報道顯示，山核桃對微量元素硼、鋅、銅等比較敏感，在石灰巖土壤上噴施硼、鋅或銅能顯著提高山核桃的坐果率［21］。馬閃閃［5］的研究表明微量元素配施能明顯提高山核桃產量，硼、鋅對山核桃葉片、花粉活力和產量的影響均較銅大。山核桃在長期經營中吸收帶走土壤中的微量元素，在偏施大量元素肥料的情況下，山核桃對不同微量元素的需求特點仍需進一步探究。綜上，噴施微量元素肥可在一定程度上提高山核桃的產量、品質以及礦質元素含量。因此，在山核桃施肥管理中需注重微量元素肥的施用。

3.3 化肥減量配施尿素、磷酸二氫鉀、微量元素葉面肥及有機水溶肥對山核桃產量和品質的影響

有機水溶肥具有全水溶、活性高、利用率高等特點，已在農作物如馬鈴薯、水稻、葉菜北美冬青、茄子等上得到廣泛應用，結果表明噴施有機水溶肥對作物生長具有明顯的促進作用［22］。其中，氨基酸本身就是作物可吸收利用的營養成分，并且有一定的生物活性，可促進光合作用和作物生長，同時也是一種螯合劑，可與多種營養元素發生螯合作用，提高這些養分的有效性［23］。本研究中，T3處理在T2處理的基礎上添加了氨基酸葉面肥噴施，結果顯示添加氨基酸葉面肥處理后，山核桃的單果質量（為全組最高）和單果仁質量均有所提升，且單果仁質量間的差異達到顯著水平。與T2處理相比，T3處理的鎂、錳、銅、鋅、鐵、鉀等元素的含量均有所提升，這可能與氨基酸與微肥中的元素發生了螯合作用，提升了其有效性，促進了山核桃的吸收有關。含腐殖酸水溶肥作為一種新型肥料，與傳統肥料相比，其產品配方多樣，施用方法靈活［24］，Yildirim［25］采用腐殖酸葉面噴施和土施2種方式對番茄進行處理，發現葉面噴施增產效果優于土施，且葉面噴施的番茄果實中抗壞血酸含量顯著高于土施處理。本研究中，T4處理是在T2處理的基礎上添加了腐殖酸葉面肥噴施，除個別指標外，山核桃的產量、品質以及礦質元素含量均有所升高，并且T4處理的單株產量、單果仁質量、出仁率均為全組最高，分別較CK高出31.18%、17.29%、13.95%，單果仁質量以及出仁率與CK間的差異達到顯著水平。T5處理在T2處理的基礎上添加了氨基酸和腐殖酸葉面肥噴施，結果表明，T5處理蛋白質、淀粉、脂肪含量均為全組最高，分別較CK高出16.24%、6.42%、13.73%，T5處理的山核桃品質為所有處理中的最佳。因此，本研究結果表明，氨基酸葉面肥和腐殖酸葉面肥應用在山核桃上的效果顯著。在T2處理的基礎上噴施氨基酸葉面肥可螯合微量元素，提高山核桃對微量元素的吸收，并提高山核桃單果質量。噴施腐殖酸葉面肥對產量的提升效果更為明顯，在T2處理的基礎上噴施腐殖酸葉面肥的T4處理的單株產量、單果仁質量以及出仁率均為全組最高。

3.4 葉片營養元素與山核桃產量、品質及礦質元素含量的相關性

葉片營養能反映樹體營養情況，因此葉片營養診斷是果實科學施肥的理論依據和有效方法［26］。童根平等［4］探討了山核桃葉片養分的變化規律與土壤養分水平及施肥的關系，表明葉片養分水平與果實之間養分供應源庫關系明顯。本研究結果中，與CK相比，T1～T5處理在降低20%施肥量的同時配施了葉面肥，但葉片氮磷鉀養分含量并未顯著降低，氮和鉀元素還有所增加，這也是葉面肥利用率高的又一印證。本研究對葉片的養分與山核桃產量品質的相關性分析發現，葉片養分含量與山核桃產量、品質以及礦質元素含量之間的相關性以正相關為主。這與前人研究吻合，蘇利榮等［27］研究表明，核桃葉片養分含量與核桃的產量和品質性狀存在顯著的相關性，上部葉片磷和下部葉片硼含量對核桃產量品質相關性最大。胡珍珠［28］通過光譜反演探究了不同時期山核桃葉片營養元素與堅果品質之間的關系，結果表明單果重和種仁脂肪、蛋白質含量分別與表征葉片氮、磷、鉀含量的有效光譜特征參量關系密切。

4 結論

葉面肥利用率高，與CK相比，在常規施肥減量20%同時噴施葉面肥的情況下（T1～T5處理），山核桃的產量品質均有一定程度的提升。其中，T4處理，即80%常規施肥并配施尿素和磷酸二氫鉀、微量元素葉面肥、氨基酸葉面肥處理的山核桃產量為全組最高；T5處理，即80%常規施肥并配施尿素和磷酸二氫鉀、微量元素葉面肥、氨基酸葉面肥和腐殖酸葉面肥處理的山核桃的品質為全組最佳。因此，在山核桃生產中，可根據需求選擇對應的葉面肥噴施方案對山核桃進行噴施。