化肥減施與有機(jī)肥增施對(duì)荔枝秋梢生長(zhǎng)及葉片質(zhì)量的影響

查晉燕，魏志遠(yuǎn)，姜成東，王家保，王樹(shù)軍，李煥苓

(1 海南大學(xué)園藝學(xué)院，海口，570228 ；2 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部儋州農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀察實(shí)驗(yàn)站，?？?，571101；3 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所，?？冢?71101)

荔枝LitchichinensisSonn.是無(wú)患子科荔枝屬果樹(shù)，原產(chǎn)于中國(guó)華南地區(qū)。海南荔枝在國(guó)內(nèi)上市最早，單位面積產(chǎn)值最高，是支撐鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施的重要產(chǎn)業(yè)之一。施肥是荔枝生長(zhǎng)過(guò)程中氮、磷、鉀元素的主要來(lái)源，氮、磷、鉀也是植物順利進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，然而果農(nóng)在追求荔枝早熟、高產(chǎn)的目標(biāo)下，忽視了荔枝果園土壤養(yǎng)分的合理管理。經(jīng)調(diào)研，海南省大多數(shù)荔枝園偏施無(wú)機(jī)肥而不施或少施有機(jī)肥，且存在過(guò)量施用無(wú)機(jī)肥的問(wèn)題。

光合作用是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，凈光合速率及蒸騰速率與自身因素如葉綠素含量、葉片厚度、葉片成熟度密切相關(guān)，又受光照強(qiáng)度、氣溫等外界因子影響[1-2]。多項(xiàng)研究表明，氮元素的缺乏或過(guò)量都會(huì)導(dǎo)致葉片葉綠素含量、酶含量以及酶活性下降；而磷元素的缺乏或過(guò)量則會(huì)引起光合作用無(wú)機(jī)磷限制[3-9]；鉀元素的缺乏或過(guò)量會(huì)導(dǎo)致光合同化產(chǎn)物減少，引起蛋白質(zhì)組分變化[10]，并使得光合電子傳遞以及光合磷酸化受阻[11-13]。近年來(lái)，圍繞荔枝施肥的研究主要集中在對(duì)荔枝產(chǎn)量、品質(zhì)和效益方面的影響[14-15]，鮮見(jiàn)不同施肥量對(duì)荔枝秋梢生長(zhǎng)和秋梢葉片質(zhì)量影響的研究。結(jié)果母枝粗度、長(zhǎng)度、營(yíng)養(yǎng)枝數(shù)量都是直接影響其開(kāi)花著果的主要因子[16]，葉片則是光合作用的主要器官，葉片質(zhì)量也是影響干物質(zhì)積累的重要因素，因此研究不同施肥措施對(duì)秋梢生長(zhǎng)以及葉片質(zhì)量的影響具有十分重要的意義。本文以海南省主栽荔枝品種“妃子笑”為試材，研究減少無(wú)機(jī)肥施用量，增施有機(jī)肥和枝葉還田等措施對(duì)荔枝秋梢生長(zhǎng)與葉片質(zhì)量的影響，以期為海南省荔枝園合理施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

在?？谑袞|昌農(nóng)場(chǎng)興貴果園開(kāi)展試驗(yàn)，“妃子笑”荔枝20年生，株行距4 m×5 m，單株產(chǎn)量45 kg左右。該果園土壤的理化性質(zhì)：pH值4.67，屬酸性；有機(jī)質(zhì)含量45.8 g/kg，堿解氮含量192.15 mg/kg，速效鉀含量71.25 mg/kg，有效磷含量48.95 mg/kg。

1.2 方法

設(shè)置11個(gè)施肥處理：即對(duì)照(空白)，整個(gè)年生長(zhǎng)周期不施肥；果農(nóng)常規(guī)施肥處理(T0)，整個(gè)年生長(zhǎng)周期按照果農(nóng)習(xí)慣選擇施肥種類和用量；化肥減施處理(T1—T9)，T1—T9處理在采后第一次施肥時(shí)，采用L9(34)的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，枝葉還田方式、有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥種類及用量3個(gè)因素設(shè)3個(gè)水平，共9個(gè)處理(見(jiàn)表1)，其他物候期，T1—T9施肥種類和用量一致。每處理挑選樹(shù)冠大小和樹(shù)體長(zhǎng)勢(shì)相近的植株18株施肥，對(duì)照為10株，在樹(shù)冠滴水線下開(kāi)溝施肥，有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥(T7—T9添加粉碎后的枝葉)混合后埋施。整個(gè)年度生長(zhǎng)周期內(nèi)，相對(duì)T0，T1—T9化肥施用量均有減少(見(jiàn)表2)。

表1 化肥減施處理正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的因素與水平

表2 一個(gè)年周期內(nèi)各處理肥料施用總量及化肥減施比例

1.3 取樣及測(cè)定方法

分別在2018年和2019年秋梢老熟后(11月中旬左右)測(cè)定。每處理選3株為1個(gè)重復(fù)，重復(fù)3次。從植株外圍中上部，各方位繞樹(shù)1周取樣測(cè)定。

秋梢測(cè)定：每株隨機(jī)選擇枝條10枝測(cè)定秋梢總長(zhǎng)，末次秋梢長(zhǎng)度、粗度，復(fù)葉數(shù)及小葉片數(shù)等5個(gè)指標(biāo)。秋梢總長(zhǎng)和末次秋梢長(zhǎng)度用直尺測(cè)量，在末次秋梢中間部位用游標(biāo)卡尺測(cè)量其粗度。

葉片質(zhì)量測(cè)定：從末次秋梢中部取復(fù)葉中部的小葉1片(葉面完整且無(wú)病蟲(chóng)害)，每株取小葉20片，立即帶回實(shí)驗(yàn)室，使用YMJ-CH智能葉面積儀(浙江托普儀器公司產(chǎn))測(cè)定葉面積，并做好標(biāo)記，于烘箱內(nèi)105 ℃殺青15 min，然后70 ℃烘干至恒重后稱重。每片葉的葉面積與干質(zhì)量一一對(duì)應(yīng)，用干質(zhì)量除以葉面積計(jì)算比葉重。葉綠素用手持式葉綠素測(cè)定儀(SPAD-502 PLUS)測(cè)定。

光合作用指標(biāo)測(cè)定：天氣晴朗時(shí)，于9：00—11：00使用便攜式光合作用系統(tǒng)(Li-6400，美國(guó)Li-cor公司產(chǎn))測(cè)定凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間二氧化碳濃度和蒸騰速率。葉片取樣同上，即每重復(fù)測(cè)定小葉60片。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和制表。

利用變異系數(shù)換算各指標(biāo)權(quán)重，采用隸屬函數(shù)法，計(jì)算各指標(biāo)的隸屬度，換算綜合得分后排序，確定最優(yōu)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)荔枝秋梢生長(zhǎng)的影響

試驗(yàn)結(jié)果看出，2018年，不同處理間秋梢總長(zhǎng)存在顯著性差異，其中T6為最優(yōu)處理，T5為較優(yōu)處理，對(duì)照和T2為較差處理，T6、T5顯著高于對(duì)照、T2，其余處理間差異不顯著。不同處理間末次秋梢長(zhǎng)也存在顯著性差異，T5為最優(yōu)處理，T6為較優(yōu)處理，T5、T6顯著高于對(duì)照，其余處理之間差異不顯著。不同處理間末次秋梢粗度存在顯著性差異，其中T7為最優(yōu)處理，T1、T8為較優(yōu)處理，對(duì)照、T0、T6為較差處理，T7、T1、T8顯著高于對(duì)照、T0、T6，其余處理之間差異不顯著。不同處理間末次秋梢復(fù)葉數(shù)也存在顯著性差異，其中T1、T3、T5、T6、T7顯著高于對(duì)照、T2，其余處理差異不顯著。不同處理間末次秋梢小葉片數(shù)也存在顯著性差異，其中T5為最優(yōu)處理，T6為較優(yōu)處理，對(duì)照、T2為較差處理，T5、T6顯著高于對(duì)照、T2，其余處理差異不顯著。

2019年，不同處理間秋梢總長(zhǎng)存在顯著性差異，其中T1為最優(yōu)處理，T0、T8為較優(yōu)處理，對(duì)照、T2、T9為較差處理，T1、T0、T8顯著高于對(duì)照、T2、T9，其余處理差異不顯著。不同處理間末次秋梢長(zhǎng)存在顯著性差異，T6、T8為較優(yōu)處理，T7為次優(yōu)處理，T1、T3、T9為較差處理，T6、T7、T8顯著高于T1、T3、T9，其余各處理差異不顯著。不同處理間末次秋梢粗度存在顯著性差異，其中T1為最優(yōu)處理，T0、T2、T3、T4、T5、T8、T9為較優(yōu)處理，T6為較差處理，T1—T5、T9顯著高于T6，其余處理差異不顯著。不同處理之間的末次秋梢復(fù)葉數(shù)也存在顯著性差異，其中，T6、T7為最優(yōu)處理，T2、T4、T8為較優(yōu)處理，對(duì)照、T1、T3為較差處理，T6、T7、T2、T4、T8顯著高于對(duì)照、T1、T3，其余處理差異不顯著。末次秋梢小葉片數(shù)與復(fù)葉數(shù)有相同規(guī)律，T6、T7為最優(yōu)處理，T4、T8較優(yōu)處理，對(duì)照、T1、T3為較差處理，T6、T7顯著高于對(duì)照、T1、T3，其余處理差異不顯著。除個(gè)別處理外，2019年荔枝秋梢總長(zhǎng)，末次秋梢的長(zhǎng)度、粗度、復(fù)葉數(shù)及小葉片數(shù)略低于2018年(見(jiàn)表3)。

表3 不同施肥處理對(duì)“妃子笑”荔枝秋梢生長(zhǎng)的影響

試驗(yàn)結(jié)果看出，影響秋梢總長(zhǎng)的因素從主到次依次為C>A>B，即每株無(wú)機(jī)肥施用量的影響最大；影響末次秋梢長(zhǎng)的因素從主到次依次為A>B>C，即枝葉還田方式的影響最大；影響末次秋梢粗度的因素從主到次依次為B>A>C，即每株有機(jī)肥施用量的影響最大；影響末次秋梢復(fù)葉數(shù)的因素從主到次依次為A>C>B，即枝葉還田方式的影響最大；影響末次秋梢葉片數(shù)的因素從主到次依次為A>C>B，即枝葉還田方式的影響最大(見(jiàn)表4)。綜合來(lái)看，枝葉還田方式對(duì)秋梢生長(zhǎng)具有明顯的促進(jìn)作用。

表4 不同施肥處理的“妃子笑”荔枝秋梢生長(zhǎng)指標(biāo)的極差分析

2.2 不同施肥處理對(duì)荔枝末次秋梢葉片的影響

試驗(yàn)結(jié)果看出，2018年，各處理間葉片干質(zhì)量和葉面積沒(méi)有顯性著差異，不同處理間比葉重存在顯著性差異，其中T7為最優(yōu)處理，T7顯著高于T0、T2—T6、T8，其余處理無(wú)顯著性差異。不同處理間葉綠素含量存在顯著性差異，T1為最優(yōu)處理，T2、T7為較優(yōu)處理，T3、T8為較差處理，T1、T2、T7顯著高于T3、T8，其余處理之間無(wú)顯著性差異。2019年，各處理間葉片干質(zhì)量存在顯著性差異，其中，T2、T7為較優(yōu)處理，T2、T7顯著高于T0、T3、T4、T6、T8、T9，其余各處理間差異不顯著。不同處理的葉面積也存在顯著性差異，T7為最優(yōu)處理，T1、T2為較優(yōu)處理，T7、T1、T2顯著高于T4、T6、T8、T9，其他處理間無(wú)顯著性差異。不同處理的比葉重也存在顯著性差異，對(duì)照、T9為最優(yōu)處理，T2、T5、T7為較優(yōu)處理，對(duì)照、T9、T2、T5、T7顯著高于T0、T6，其他處理之間無(wú)顯著性差異。不同處理之間葉綠素含量存在顯著性差異，其中T2為最優(yōu)處理，T0、T9為較優(yōu)處理，對(duì)照、T5為較差處理，T2、T0、T9顯著高于對(duì)照、T5，其余處理之間無(wú)顯著性差異。2019年葉片干質(zhì)量、葉面積、比葉重、葉綠素含量等指標(biāo)全部高于2018年(見(jiàn)表5)。

表5 不同施肥處理對(duì)“妃子笑”荔枝末次秋梢葉片的影響

試驗(yàn)結(jié)果看出，影響葉片干質(zhì)量的因素從主到次依次為B>A>C，即有機(jī)肥施用量的影響最大；影響葉面積的因素從主到次依次為B>A>C，即有機(jī)肥施用量的影響最大；影響比葉重的因素從主到次依次為A>B>C，即枝葉還田方式的影響最大；影響葉綠素含量的因素從主到次依次為A>C>B，即枝葉還田方式的影響最大(見(jiàn)表6)。說(shuō)明土壤增施有機(jī)質(zhì)和有機(jī)肥可以提高葉片質(zhì)量。

表6 不同施肥方式對(duì)“妃子笑”荔枝秋梢葉片影響的極差分析

2.3 不同施肥處理對(duì)末次秋梢葉片光合作用的影響

試驗(yàn)結(jié)果看出，不同處理之間的凈光合速率存在顯著性差異，其中T9為最優(yōu)處理，T1為較優(yōu)處理，T3、T4為較差處理，其他處理之間無(wú)顯著性差異。不同處理之間的氣孔導(dǎo)度也存在顯著性差異，T4為最優(yōu)處理，T5、T6、T9為較優(yōu)處理，T2、T3、T8為較差處理，T4—T6、T9顯著高于T2、T3、T8，其他處理之間無(wú)顯著性差異。不同處理之間胞間CO2濃度也存在顯著性差異，T4為最優(yōu)處理，T5為較優(yōu)處理，T4、T5顯著高于對(duì)照、T0—T3、T6—T9，其他各處理之間無(wú)顯著性差異。不同處理之間蒸騰速率存在顯著性差異，T3為最優(yōu)處理，T4、T5、T8、T9為較優(yōu)處理，T1、T2、T7為較差處理，T3—T5、T8、T9顯著高于T1、T2、T7，其他處理之間無(wú)顯著性差異(見(jiàn)表7)。

表7 不同施肥處理對(duì)“妃子笑”荔枝末次秋梢葉片光合作用的影響

試驗(yàn)結(jié)果看出，影響凈光合速率的因素從主到次依次為C>A>B，即無(wú)機(jī)肥施用量的影響最大；影響氣孔導(dǎo)度的因素從主到次依次為A>B>C，即枝葉還田方式的影響最大；影響胞間CO2的因素從主到次依次為A>C>B，即枝葉還田方式的影響最大；影響蒸騰速率的因素從主到次依次為C>B>A，即無(wú)機(jī)肥施用量的影響最大(見(jiàn)表8)?？梢?jiàn)，化肥的施用是影響葉片光合作用的主要因素。

表8 不同施肥方式對(duì)“妃子笑”荔枝末次秋梢葉片光合作用的極差分析

2.4 不同施肥處理對(duì)荔枝秋梢生長(zhǎng)和葉片的隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)

為整體上了解不同施肥措施對(duì)荔枝秋梢生長(zhǎng)及葉片的影響，以秋梢總長(zhǎng)，末次秋梢長(zhǎng)度、粗度、復(fù)葉數(shù)、小葉數(shù)、葉片干質(zhì)量、葉面積、比葉重及葉綠素含量等9個(gè)指標(biāo)，采用綜合評(píng)分法找出最優(yōu)處理。采用變異系數(shù)法獲得各指標(biāo)的權(quán)重，秋梢總長(zhǎng)，末次秋梢長(zhǎng)度、粗度、復(fù)葉數(shù)、小葉數(shù)、葉片干質(zhì)量、葉面積、比葉重及葉綠素含量的權(quán)重分別是0.10、0.16、0.09、0.13、0.12、0.16、0.11、0.08、0.05。各處理的綜合得分排名從高到低依次為T7>T5>T1>T6>T2>T8>T4>T3>T0>T9>對(duì)照(見(jiàn)表9)?？梢?jiàn)，各施肥處理均優(yōu)于不施肥處理，除T9外其他化肥減施處理均優(yōu)于果農(nóng)常規(guī)施肥處理，其中，T7(A3B1C2)是最優(yōu)施肥處理。

表9 不同施肥處理的“妃子笑”荔枝秋梢生長(zhǎng)和葉片的隸屬函數(shù)分析

3 結(jié)論與討論

荔枝為常綠果樹(shù)，年物候期攝入的養(yǎng)分不僅要求充足性，連續(xù)性，而且要求成分配比的差異性。有機(jī)肥含有豐富的有機(jī)質(zhì)和更全面的礦質(zhì)養(yǎng)分，不僅可以平衡土壤元素比例，增強(qiáng)肥效，還具有緩慢釋放和活化土壤礦質(zhì)元素的功能，可以更加全面地提供植物所需的養(yǎng)分，促進(jìn)植物生長(zhǎng)[18]。高曉燕等[19]，劉艷等[20]研究表明，果樹(shù)施用有機(jī)肥能夠促進(jìn)梨樹(shù)新梢生長(zhǎng)，顯著增加株高、干粗度、單葉面積及干物質(zhì)量。本研究在減少化肥的基礎(chǔ)上，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)增加不同枝葉還田方式及補(bǔ)充有機(jī)肥，與果農(nóng)習(xí)慣施肥(T0)相比，其他各處理無(wú)機(jī)肥施入量都有減少，其中T3、T4、T8減少了46.40%，T2、T6、T7減少了42.40%，T1、T5、T9減少了62.40%，在此基礎(chǔ)上增施了不同量的有機(jī)肥，除秋梢總長(zhǎng)受無(wú)機(jī)肥影響較大外，其他秋梢生長(zhǎng)數(shù)據(jù)如末次秋梢長(zhǎng)度、粗度等都受枝葉還田方式或有機(jī)肥影響較大。2019年所有處理荔枝葉片的干質(zhì)量、葉面積、比葉重以及葉綠素含量較2018年都有上升，且影響葉片質(zhì)量指標(biāo)最主要的因素都為枝葉還田方式或有機(jī)肥，推測(cè)是由于枝葉還田和有機(jī)肥的施入，增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量，促進(jìn)土壤養(yǎng)分活化，促使土壤物質(zhì)循環(huán)與利用，進(jìn)一步調(diào)節(jié)樹(shù)體養(yǎng)分含量，有利于果樹(shù)生長(zhǎng)，使得秋梢生長(zhǎng)，葉片質(zhì)量等農(nóng)藝性狀提高[21-22,16]。

本試驗(yàn)中T9處理的凈光合速率最高，T1的凈光合速率次之，而T3、T4、T8的凈光合速率較低。T3、T4、T8都為整個(gè)年周期內(nèi)無(wú)機(jī)肥減施比例最低的處理，減施比例都為46.40%，T8是3個(gè)處理中增施有機(jī)肥最多的，T8的凈光合速率顯著高于T3和T4，雖然無(wú)機(jī)肥是影響凈光合速率的最主要影響因素，但對(duì)凈光合速率來(lái)說(shuō)無(wú)機(jī)肥并不是施得越多越好，適量增施有機(jī)肥并注意科學(xué)配比，才是提高凈光合速率的有效方式。

本試驗(yàn)中，T7枝葉粉碎深埋+羊糞10 kg+過(guò)磷酸鈣1 kg+尿素0.25 kg為秋梢生長(zhǎng)的最優(yōu)處理，T7與果農(nóng)常規(guī)施肥相比，整個(gè)年周期內(nèi)無(wú)機(jī)肥減施了42.40%，但增施了有機(jī)肥羊糞10 kg且枝葉粉碎深埋，這進(jìn)一步佐證了有機(jī)肥在一定范圍內(nèi)可替代部分無(wú)機(jī)肥。這為后續(xù)開(kāi)展不同施肥方式對(duì)荔枝成花著果及產(chǎn)量品質(zhì)的影響的研究提供了基礎(chǔ)。

綜上所述，枝葉還田方式和有機(jī)肥是影響荔枝秋梢生長(zhǎng)和葉片質(zhì)量等農(nóng)藝性狀的主要因素，T7為本研究獲得的最優(yōu)處理，是適合該果園秋梢生長(zhǎng)的最佳施肥方式。