含鈣鎂硅硝基復合肥對紐荷爾臍橙增產提質效應的研究

馬彥平, 周忠雄, 楊國富, 劉 哲, 王曉明, 朱盼盼

(1.上海化工研究院有限公司 上海 200062;2.湖北凱龍楚興化工集團有限公司 湖北荊門 448000;3.農業農村部長江中下游耕地保育重點實驗室/華中農業大學微量元素研究中心 湖北武漢 430070)

臍橙起源于中國,后經多個國家種植轉化[1]。臍橙在我國的種植面積廣泛,早在2011年,我國臍橙種植面積就達350 700 hm2,居世界第一位,產量約4 300 kt/a[2]。臍橙作為我國主要的水果之一,其產量與品質備受關注。贛南是我國主要的臍橙產區之一,2020年統計數據表明,贛州臍橙年產量1 378 kt[3]。贛南臍橙也因其風味獨特備受消費者青睞,因此其品質逐漸成為人們關注的重點。

中微量元素是植物生長發育不可或缺的營養元素,根據作物最小養分律,保持作物營養均衡對提高農作物產量與改善農產品品質起到十分重要的作用。據統計,全世界缺乏中微量元素的土壤面積達25億hm2,而我國大部分中低產田存在中微量元素缺乏的問題[4]。近年來,我國贛南臍橙產區在經過了多年大量元素化肥不斷投入且對中微量元素的補充缺乏重視的情況下,土壤中中微量元素缺乏問題日趨突出。研究表明,中微量元素中的鈣、鎂、鋅、硼、鐵是影響臍橙果實品質的關鍵因子[5]。通過施用鈣素可以提高紐荷爾臍橙的單果質量、可食率、可溶性固形物和可溶性糖的含量[6];鎂可以增大臍橙果實的縱橫徑以提高果實產量,還可以提高果實的可溶性固形物、維生素C(Vc)含量,增加果實可食率[7];硅作為有益元素,可提高果實的單果質量,增大果實直徑,改善果實硬度和著色,顯著提高果實礦質元素、蛋白質和糖的含量,提升果實產量和品質[8]。因此,注重并科學施用中微量元素,做好中微量元素與大量元素之間的協同配合,是當下提高臍橙產量、改善臍橙品質的一個重要途徑。

本研究以紐荷爾臍橙為試驗對象,通過施用含鈣鎂硅硝基復合肥,探討施用中微量元素對臍橙果實產量及品質的影響,旨在優化臍橙的肥料施用方案,為實現臍橙優質高產、提高經濟效益提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

2022年3月,在江西省贛州市柑桔科學研究所臍橙基地開展田間試驗。

試驗地位于江西省贛州市中南部,具有發展臍橙得天獨厚的自然條件。該區域地處亞熱帶南部,屬常綠闊葉林生物氣候帶,地帶性土壤為紅壤,土壤呈酸性,鹽基飽和度低,養分缺乏。試驗前采集試驗地土壤,用常規方法分析其部分理化性狀,見表1。

表1 供試土壤部分理化性狀

從表1可看出,供試土壤交換性鎂屬于極缺乏,有機質、交換性鈣、有效錳、有效硼、有效鋅、有效銅為缺乏,土壤pH過低。

1.2 供試作物

紐荷爾臍橙,樹齡3年。

1.3 供試肥料

有機肥:執行行業標準《有機肥料》(NY/T 525—2021),w(總養分)≥7.0%,w(有機質)≥60%。

復合肥料A:執行國家標準《復合肥料》(GB/T 15063—2020),w(總養分)≥34%,N-P2O5-K2O=16-6-12。

復合肥料B:執行國家標準GB/T 15063—2020,w(總養分)≥45%,N-P2O5-K2O=15-15-15。

含鈣鎂硅硝基復合肥Ⅰ:執行國家標準GB/T 15063—2020,w(總養分)≥45%,N-P2O5-K2O=15-15-15,w(硝態氮)≥7%,w(有效鈣)≥1.5%,w(有效鎂)≥1.5%,w(有效硫)≥2%,w(有效硼)≥0.2%,w(有效鋅)≥0.2%,w(有效硅)≥0.1%,湖北凱龍楚興化工集團股份有限公司。

含鈣鎂硅硝基復合肥Ⅱ:執行國家標準GB/T 15063—2020,w(總養分)≥45%,N-P2O5-K2O=15-5-25,w(硝態氮)≥7%,w(有效鈣)≥1.5%,w(有效鎂)≥1.5%,w(有效硫)≥2%,w(有效硼)≥0.2%,w(有效鋅)≥0.2%,w(有效硅)≥0.1%,湖北凱龍楚興化工集團股份有限公司。

含鈣鎂硅硝基復合肥Ⅲ:執行國家標準GB/T 15063—2020,w(總養分)≥38%,N-P2O5-K2O=18-8-12,w(硝態氮)≥7%,w(有效鈣)≥1.5%,w(有效鎂)≥1.5%,w(有效硫)≥2%,w(有效硼)≥0.2%,w(有效鋅)≥0.2%,w(有效硅)≥0.1%,湖北凱龍楚興化工集團股份有限公司。

尿素:執行國家標準《尿素》(GB/T 2440—2017),w(N)≥46%。

磷酸二銨:執行國家標準《磷酸一銨、磷酸二銨》(GB 10205—2009),w(總養分)≥64%,N-P2O5-K2O=18-46-0。

硫酸鉀:執行國家標準《農業用硫酸鉀》(GB/T 20406—2017),w(K2O)≥50%。

1.4 試驗設計

試驗采用單因素設計,設置3個處理,分別為不施肥(T1)、習慣施肥(T2)、試驗施肥(T3)。每個處理設置3個重復,每個重復6棵臍橙樹,面積約162 m2。

T1:不施用任何肥料。

T2:3月8日,每株施5 kg有機肥、500 g復合肥料A,溝施;5月27日,第一次追肥,每株施300 g復合肥料B,撒施;7月20日,第二次追肥,每株施尿素100.65 g、磷酸二銨54.35 g、硫酸鉀190 g,撒施;8月15日,第三次追肥,每株施硫酸鉀80 g,撒施。

T3:3月8日,每株施5 kg有機肥,溝施;4月15日,第一次追肥,每株施50 g含鈣鎂硅硝基復合肥Ⅰ,溝施;4月24日,第二次追肥,每株施500 g含鈣鎂硅硝基復合肥Ⅱ,溝施;5月27日,第三次追肥,每株施300 g含鈣鎂硅硝基復合肥Ⅱ,溝施;7月20日,第四次追肥,每株施200 g含鈣鎂硅硝基復合肥Ⅲ,溝施。

溝施為條狀開溝施肥方式,沿臍橙樹滴水線兩側,挖一條條狀溝,在條狀溝內施肥,然后覆土。各試驗處理水分、病蟲害管理與果園其他果樹保持一致。

1.5 測定項目與方法

2022年12月8—9日,對供試臍橙進行收獲。收獲前,統計每株臍橙樹的掛果數,然后每株臍橙樹按樹冠東、南、西、北四個方位隨機采摘代表性果實4個,每個重復5株臍橙樹共采摘果實20個,標記后立即帶回實驗室冷藏。

測定項目包括果實的產量及品質指標,如可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖、Vc含量以及可食率、固酸比、糖酸比、單果質量、橫徑、掛果數等。可溶性固形物和可滴定酸含量依據《柑桔鮮果檢驗方法》(GB/T 8210—2011)中的方法進行測定[9];可溶性糖含量依據《水果及制品可溶性糖的測定 3,5-二硝基水楊酸比色法》(NY/T 2742—2015)中的方法進行測定[10];Vc含量依據《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》(GB 5009.86—2016)中的第三法進行測定[11];可食率=可食部分質量/全果質量,采用電子天平測定質量后計算;果實的橫徑采用游標卡尺測量;單果質量采用電子天平稱量;可溶性固形物含量與可滴定酸含量的比值為固酸比,可溶性糖含量與可滴定酸含量的比值為糖酸比。

1.6 數據分析

試驗數據統計采用Microsoft Office Excel 2016處理,方差分析采用專業統計軟件處理。

2 結果與分析

2.1 含鈣鎂硅硝基復合肥對紐荷爾臍橙產量指標的影響

掛果數、單果質量、橫徑是衡量臍橙產量、外觀質量及果型的重要指標。國家標準《臍橙》(GB/T 21488—2008)中規定[12],同等別果依據果實橫徑大小可分為4L、3L、2L、L、M、S等6個級別,橫徑70.0～75.0 mm的為M級(也稱標準果),75.0～80.0 mm的為L級(也稱優質果),80.0～85.0 mm的為2L級(也稱精品果)。

從表2可以看出:T3處理的掛果數、單果質量、橫徑都優于T2、T1處理的;T3處理的掛果數較T1、T2處理的有顯著增加,較T2處理的增加幅度為15.62%;3個處理間單果質量差異不顯著;T3處理的果實橫徑較T1處理的顯著提高11.34%,較T2處理的提高6.73%,T2處理的果實橫徑與T1處理的差異不顯著;T3處理的果實橫徑跨入了優質果范圍,T2處理的為標準果。

表2 不同施肥處理的臍橙產量及果型指標

2.2 含鈣鎂硅硝基復合肥對紐荷爾臍橙營養品質的影響

臍橙營養品質包括可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸和Vc含量。從表3可以看出:T3處理的可溶性固形物、可溶性糖、Vc含量都優于T1、T2處理的;T3處理的可溶性固形物含量較T1、T2處理的分別顯著提高46.08%、15.50%;T3處理的Vc含量較T1、T2處理的分別顯著提高23.11%、15.90%,T2處理與T1處理間差異不顯著;3個處理間可溶性糖含量差異不顯著;T3處理的可滴定酸含量較T1、T2處理的分別顯著降低43.24%、39.09%,T2處理與T1處理間差異不顯著。

表3 不同施肥處理的臍橙營養品質指標

2.3 含鈣鎂硅硝基復合肥對紐荷爾臍橙風味品質的影響

風味是受果實中糖酸比、固酸比等綜合影響形成的,臍橙的可食率同樣是非常重要的風味品質指標。從表4可以看出:T3處理的固酸比、糖酸比、可食率都顯著優于T1、T2處理的;T2、T1處理間的糖酸比差異不顯著;T3處理的可食率較T1、T2處理的分別顯著提高13.70%、7.35%。

表4 不同施肥處理的臍橙風味品質指標

3 討論

臍橙的優質高產需要中微量元素的參與,不同的中微量元素在臍橙的生長發育過程中發揮不同的作用,對臍橙品質的影響也不同。韓艷婷[13]的研究發現,施用鎂肥可通過提高果實的可溶性固形物、果糖、總糖含量以及糖酸比,降低可滴定酸含量來改善果實品質。施用鈣肥也能提高果實單果質量及產量,還可降低果實的酸度,提高果實的糖酸比及Vc含量[14]。同樣,施用硼肥和鋅肥也可提高臍橙的可溶性固形物和Vc含量[15]。硅不是臍橙必需的微量元素,卻是臍橙生長發育的有益元素,其可以強化細胞壁,維持細胞內部離子平衡來穩定細胞及細胞器的正常結構,促進脅迫誘導物質的合成,參與植物體內許多生理代謝過程,還可改善植株對礦質營養的吸收,增強植物的抗逆性[16-17]。有研究表明[18],增施硅肥可以提高番茄單果質量、果實硬度及增加可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白、Vc、番茄紅素、類黃酮、總酚和游離氨基酸含量,提高番茄產量與品質。

本試驗結果表明,相比較于習慣施肥,含鈣鎂硅硝基復合肥的施用可顯著提高臍橙的掛果數,進而提高臍橙產量。從品質指標來看,相比較于習慣施肥,含鈣鎂硅硝基復合肥的施用可顯著提高臍橙的可溶性固形物、Vc含量,顯著降低臍橙的可滴定酸含量,顯著提高果實的糖酸比和固酸比,增加臍橙的可食率。本試驗只進行了一年,結果可能有一定的局限性,關于不同中微量元素影響臍橙產量及品質的協同作用仍有待于進一步研究。

4 結語

研究結果表明,與不注重中微量元素補充的習慣施肥相比,施用含鈣鎂硅硝基復合肥可提高臍橙的掛果數,還可提高臍橙的可溶性固形物、Vc含量,降低臍橙的可滴定酸含量,提高果實的糖酸比與固酸比,增加臍橙的可食率,改善果實品質。因此,可通過施用含鈣鎂硅硝基復合肥來提高臍橙的產量與品質。