有機(jī)無機(jī)配施減量化肥對(duì)蕉柑產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤養(yǎng)分的影響

賴 多，匡石滋，肖維強(qiáng)，劉傳和，賀 涵，邵雪花

（廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南亞熱帶果樹生物學(xué)與遺傳資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640）

【研究意義】廣東潮汕地區(qū)是蕉柑生產(chǎn)的重要產(chǎn)區(qū)之一，至今已有1 300 多年栽培歷史。蕉柑開花量和結(jié)果量大，掛果期長(zhǎng)，對(duì)養(yǎng)分需求量大。近些年來，由于柑橘種植效益不高，加上勞動(dòng)力成本增加，為提高產(chǎn)量，大多果農(nóng)在施肥時(shí)優(yōu)先選擇化肥，重化肥輕有機(jī)肥、過量施肥等問題越來越嚴(yán)重［1-3］。長(zhǎng)期單一品種的化肥投入、忽視有機(jī)肥施用等因素導(dǎo)致柑橘園土壤有機(jī)質(zhì)含量逐年降低、礦質(zhì)養(yǎng)分供應(yīng)極不平衡、土壤酸化板結(jié)、肥力降低等問題，進(jìn)而造成產(chǎn)量不穩(wěn)，果實(shí)品質(zhì)下降，果農(nóng)收益不理想［4-5］。因此，在保證產(chǎn)量情況下，如何制定科學(xué)施肥方案，通過增加有機(jī)肥施用、減少化肥投入來提高果實(shí)品質(zhì)成為目前蕉柑種植的關(guān)鍵問題?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】國(guó)內(nèi)外大量實(shí)踐證明，合理施肥可以提高柑橘產(chǎn)量，改善柑橘品質(zhì)［3,6-8］。以往研究也表明，有機(jī)肥部分替代化肥是減肥增效的主要途徑之一［9-13］，適當(dāng)比例的有機(jī)肥替代化肥有利于改善柑橘品質(zhì)，當(dāng)有機(jī)肥比例超過一定值后，可能會(huì)導(dǎo)致柑橘產(chǎn)量下降［14］。劉莉君等［3］對(duì)椪柑的研究表明，在等養(yǎng)分施肥情況下，有機(jī)肥替代部分化肥，施用有機(jī)無機(jī)專用配方肥可改善柑橘園土壤質(zhì)量和果實(shí)品質(zhì)，而且單株產(chǎn)量顯著增加。侯海軍等［15］研究表明，采用有機(jī)肥替代30%的氮或稻草替代8%的氮和20%的鉀有利于提高椪柑的產(chǎn)量，且果實(shí)維生素C 含量顯著提高。奚輝等［16］探索了有機(jī)液肥滴灌替代化肥配方肥可提高紅美人柑橘園土壤pH 值，減輕土壤酸化，而對(duì)果實(shí)品質(zhì)無明顯不利影響。【本研究切入點(diǎn)】近年來，有機(jī)無機(jī)肥配施是肥料應(yīng)用研究中相對(duì)活躍的領(lǐng)域之一，也是研究進(jìn)展最迅速的領(lǐng)域［17］。盡管圍繞柑橘園施肥技術(shù)及葉片、土壤營(yíng)養(yǎng)特性研究較多，但未見針對(duì)有機(jī)無機(jī)肥配施部分替代化肥對(duì)蕉柑產(chǎn)量和品質(zhì)的研究報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究以習(xí)慣施用化肥為對(duì)照，采用有機(jī)無機(jī)肥配方肥部分替代化肥方式，分析比較不同減量處理對(duì)蕉柑產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤質(zhì)量的影響，以期為化肥減量及有機(jī)無機(jī)肥復(fù)混肥在蕉柑上推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2018—2019 年在潮州市饒平縣錢東鎮(zhèn)朝陽(yáng)農(nóng)業(yè)科技有限公司柑橘園進(jìn)行，柑橘品種為蕉柑，樹齡11 年，紅桔砧木嫁接苗種植。柑橘園土壤為砂壤土，土壤有機(jī)質(zhì)含量14.4 g/kg、堿解氮含量111.43 mg/kg、速效磷含量350.67 mg/kg、速效鉀含量265.0 mg/kg、有效鈣含量647.29 mg/kg、有效鎂含量79.0 mg/kg，pH 值4.78。根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)［18］，試驗(yàn)柑橘園土壤中有機(jī)質(zhì)含量中等水平，堿解氮中等偏上，速效磷和速效鉀極其豐富，有效鈣和有效鎂中等。

供試肥料為國(guó)產(chǎn)三元復(fù)合肥（15-15-15）以及自行配制的有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥。有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥以購(gòu)自當(dāng)?shù)剞r(nóng)資公司的有機(jī)肥（含N 1.9%、P2O52.4%、K2O 1.6%，有機(jī)質(zhì)含量48.2%）與尿素（含N 46%）、硫酸鉀（含 K2O 50%）和鈣鎂磷肥（P2O512%）按一定比例復(fù)配混勻而成，其中有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥N、P2O5、K2O 含量為10%、3%和7%。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在農(nóng)戶施春稍肥基礎(chǔ)上進(jìn)行，以當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶習(xí)慣施化肥為對(duì)照（施三元復(fù)合肥1.4 kg/株、鈣鎂磷肥1.0 kg/株），設(shè)2 個(gè)施用鈣鎂磷肥處理（F1、F2）和2 個(gè)不施用鈣鎂磷肥處理（F3、F4），共5 個(gè)施肥處理，F(xiàn)1、F2 處理施鈣鎂磷肥1.0 kg/株，分別施有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥5.0、3.0 kg/株，F(xiàn)3、F4 分別施有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥5.0、3.0 kg/株，CK 及F1～F4 處理化肥投入量依次為2.4、2.0、1.6、1.0、0.6 kg/株。每個(gè)處理3 次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積約45 m2，每個(gè)小區(qū)8 棵。各處理肥料作追肥，花前肥占總施肥量60%，攻秋梢壯果肥占40%，采用溝施，施肥后覆土。各處理區(qū)除肥料類型及施肥量外，其他農(nóng)事管理措施均基本一致。

1.3 采樣與測(cè)定方法

參照李國(guó)良等［19］方法，在果實(shí)成熟期，調(diào)查各處理小區(qū)單株的結(jié)果數(shù)，并采摘果實(shí)樣品進(jìn)行果實(shí)重量和品質(zhì)參數(shù)測(cè)定?？扇苄怨绦挝锖坎捎檬殖肿詣?dòng)糖量計(jì)測(cè)定，可溶性糖含量采用蒽酮法測(cè)定，維生素C 含量采用2,6-二氯靛酚滴定法測(cè)定，有機(jī)酸含量采用中和滴定法測(cè)定。按照柑橘營(yíng)養(yǎng)診斷技術(shù)規(guī)程采集土壤樣品。土壤pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀、有效鈣和有效鎂等按照常規(guī)分析方法測(cè)定［1］。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010 和SPSS 軟件進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)柑橘園土壤質(zhì)量的影響

由表1 可知，不同施肥處理土壤質(zhì)量指標(biāo)有所不同，與CK 相比，施用有機(jī)無機(jī)配方肥部分代替化肥后柑橘園土壤的pH 值、有機(jī)質(zhì)以及堿解氮、速效鉀等養(yǎng)分指標(biāo)均發(fā)生明顯變化，且大部分指標(biāo)差異顯著。施用有機(jī)無機(jī)配方肥處理均能提高土壤pH，且F3 處理pH 值最高，為5.24，F(xiàn)4 處理次之；土壤有機(jī)質(zhì)含量變化趨勢(shì)與pH 值基本一致，均高于CK，其中F3 處理有機(jī)質(zhì)含量最高，為19.4 g/kg，比CK 增加28.48%；土壤堿解氮和速效鉀含量均高于CK，除F2 處理速效鉀含量與CK 無顯著差異外，其他處理均達(dá)到顯著水平，其中堿解氮和速效鉀含量最高的分別為F3 處理（204.57 mg/kg）和F1 處理（313.27 mg/kg）；土壤速效磷含量高于CK 的有F1、F2 處理，低于CK 的分別為F3、F4 處理，除F2 處理速效磷含量與CK 無顯著差異外，其他處理均達(dá)到顯著水平，其中F1 處理速效磷含量最高，為408.32 mg/kg；土壤有效鈣和有效鎂含量最高的均為F1 處理，分別為707.75、90.38 mg/kg，均顯著高于CK，F(xiàn)2 處理有效鈣含量與CK 無顯著差異，但有效鎂含量顯著高于CK，F(xiàn)3、F4 處理的有效鈣和有效鎂含量略低于CK，但F3 處理與CK 無顯著差異，而F4 處理有效鈣和有效鎂含量與CK 達(dá)到顯著水平。

表1 不同施肥處理柑橘園土壤的養(yǎng)分指標(biāo)Table 1 Soil nutrient indexes of citrus orchard under different fertilization treatments

在柑橘園土壤有效鈣和有效鎂含量水平處于中等水平情況下，設(shè)置F1、F2 處理鈣鎂磷肥投入量與CK 一致，而F3、F4 處理不施用鈣鎂磷肥。與CK 相比，F(xiàn)1、F2、F3、F4 處理分別減少化肥用量16.67%、33.33%、58.33%和75%。其中，在施用等量有機(jī)無機(jī)配方肥（等量化學(xué)氮）情況下，不施用鈣鎂磷肥的F3、F4 處理分別比施用鈣鎂磷肥的F1、F2 處理能更有效地改善土壤pH、有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量，其中F3 處理效果優(yōu)于F4 處理，但F3、F4 處理速效磷、有效鈣和有效鎂含量顯著降低，這很大可能與減少鈣鎂磷肥投入有關(guān)，然而這3 種養(yǎng)分含量仍處于較高水平。以上結(jié)果表明，有機(jī)無機(jī)配施減量化肥方式可以提高土壤pH 值、有機(jī)質(zhì)和有效養(yǎng)分含量，利于柑橘生長(zhǎng)，這與大多數(shù)研究報(bào)道施用有機(jī)肥可改善土壤質(zhì)量的結(jié)論相同。

2.2 不同施肥處理對(duì)蕉柑產(chǎn)量的影響

由表2 可知，施用無機(jī)有機(jī)配方肥處理單果重均顯著高于CK，比CK 增加7.2～37.3 g；各處理單株產(chǎn)量為43.0～46.2 kg，比CK 增加1.8～5.0 kg，增產(chǎn)率達(dá)到4.4%～12.1%。其中，F(xiàn)1 處理單果重和單株產(chǎn)量最高，分別為216.5 g、46.2 kg，單果重比CK 增加37.2 g，單株產(chǎn)量提高5.0 kg，比CK 增產(chǎn)12.1%；其次是F3 處理，單株產(chǎn)量為44.9 kg，比CK 增產(chǎn)9.0%。在施用等量有機(jī)無機(jī)配方肥（等量化學(xué)氮）情況下，盡管不施用鈣鎂磷肥的F3 處理比施用鈣鎂磷肥的F1 處理單株產(chǎn)量降低3.1%，F(xiàn)4 比F2 處理產(chǎn)量降低2.2%，但是不施用鈣鎂磷肥的F3、F4 處理單株產(chǎn)量仍比CK增加3.7、1.8 kg，分別增產(chǎn)9.0%、4.4%。綜合考慮增產(chǎn)、減肥和成本等因素，減少鈣鎂磷肥投入不會(huì)嚴(yán)重影響蕉柑產(chǎn)量，其中F3 處理施肥方式效果更佳。

表2 不同施肥處理對(duì)蕉柑果實(shí)產(chǎn)量影響Table 2 Effects of different fertilization treatments on Tankan fruit yield

2.3 不同施肥處理對(duì)蕉柑果實(shí)品質(zhì)的影響

柑橘經(jīng)濟(jì)效益的高低，其品質(zhì)起到?jīng)Q定性作用。由表3 可知，與CK 相比，施用有機(jī)無機(jī)配方肥可提高蕉柑果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)，改善果實(shí)風(fēng)味，增加可溶性固形物、總糖、維生素C 含量和糖酸比，降低總酸含量。其中，F(xiàn)3 處理果實(shí)可溶性固形物和總糖含量均最高，分別為12.1%和7.9%，比CK 提高1.3、0.3 個(gè)百分點(diǎn)，其次是F1 處理；F3 處理維生素C 含量也最高，為34.5 mg/100g，比CK 高4.3 mg，其次是F1 處理；而F3 處理總酸含量最低，為0.631%，顯著低于CK，其次是F4 處理。蕉柑果實(shí)中糖酸比最高的為F3 處理，比CK 提高1.9，其次是F1、F2 處理。在施用等量無機(jī)有機(jī)配方肥（等量化學(xué)氮）情況下，不施用鈣鎂磷肥的F3 處理比施用鈣鎂磷肥的F1 處理果實(shí)品質(zhì)更佳，其中可溶性固形物、總糖、維生素C 含量和糖酸比F1 處理均有所提高，而總酸更低。表明在本試驗(yàn)區(qū)施用無機(jī)有機(jī)配方肥情況下，減少鈣鎂磷肥投入有利于改善蕉柑品質(zhì)。

表3 不同施肥處理對(duì)蕉柑果實(shí)品質(zhì)影響Table 3 Effects of different fertilization treatments on Tankan fruit quality

3 討論

隨著柑橘產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，種植規(guī)模擴(kuò)大，果農(nóng)盲目追求效率和高產(chǎn)，化學(xué)肥料的投入由用量不足轉(zhuǎn)向普遍過量，是造成柑橘園土壤養(yǎng)分不平衡和果品品質(zhì)下降的主要原因。有機(jī)無機(jī)肥料配施結(jié)合了化肥和有機(jī)肥二者優(yōu)點(diǎn)，不僅能提高土地生產(chǎn)力、改善土壤性狀，還能增加作物產(chǎn)量，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)［20-21］。

本研究結(jié)果表明，與單純施用化肥相比，采用有機(jī)無機(jī)配施減少化肥的投入（16.67%～75%），柑橘園土壤的pH 值、有機(jī)質(zhì)以及堿解氮、速效鉀等養(yǎng)分指標(biāo)均發(fā)生明顯變化，且大部分指標(biāo)差異顯著。在砂糖橘上的研究也發(fā)現(xiàn)，增施有機(jī)肥替代化肥可提高柑橘園土壤中有機(jī)質(zhì)的含量，增強(qiáng)肥力，提高土壤利用的可持續(xù)性，并且土壤理化性狀隨有機(jī)肥替代比例增加而不斷改善［14］。這是因?yàn)橛袡C(jī)肥可以活化土壤中潛在的養(yǎng)分功能，還可以提高土壤緩沖性和保肥能力，降低土壤容重，緩解土壤板結(jié)［22］。此外，本研究發(fā)現(xiàn)在施用等量的有機(jī)無機(jī)配方肥情況下，不施用鈣鎂磷肥處理土壤pH 值、有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量比施用鈣鎂磷肥處理高。李曉亮等［23］研究也得出類似結(jié)果，在辣椒上60%有機(jī)肥替代化肥比20%、40%替代量的土壤有機(jī)質(zhì)含量和pH 值均更高。在一定范圍內(nèi)，有機(jī)質(zhì)的礦化速率與pH值呈負(fù)相關(guān)，這可能是不施用鈣鎂磷肥處理組的化肥投入更少，更好地提升土壤pH 值，從而使得有機(jī)質(zhì)含量更高的原因。

對(duì)芒果、蘋果、柑橘等多種果樹的研究表明，有機(jī)肥與化肥配合施用可以提高作物產(chǎn)量［9,24］。影響產(chǎn)量的因素有很多，單果質(zhì)量是影響產(chǎn)量的最重要因子之一。而果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育在幼果期果實(shí)內(nèi)部物質(zhì)積累，在膨大期果實(shí)細(xì)胞生理代謝活動(dòng)最為旺盛，礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)充足是果實(shí)健康發(fā)育的必要條件［25］。研究表明施用有機(jī)無機(jī)專用肥可以明顯增加椪柑單果直徑、果肉重、果皮重和果肉占果實(shí)比，單株產(chǎn)量更高［3］。在本試驗(yàn)研究中，施用無機(jī)有機(jī)配方肥處理單果重比純施用化肥增加7.2～37.3 g，單株產(chǎn)量增加4.4%～12.1%。這可能是施用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥提高了作物生育期功能葉中葉綠素含量，有利于作物光合產(chǎn)物的合成和積累［26］。以一定量的有機(jī)肥替代化肥，可以提高柑橘產(chǎn)量，但是對(duì)砂糖橘增施有機(jī)肥替代化肥的研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)肥替代比例越高，柑橘產(chǎn)量反而越低［14］。究其原因可能是隨著有機(jī)肥替代比例增加，有機(jī)態(tài)的養(yǎng)分占比升高，反而會(huì)降低氮的吸收效率［23］。此外，由于有機(jī)肥的肥效后效作用，替代比例也可能超過了最佳產(chǎn)量的施肥量。說明有機(jī)肥部分替代化肥可以增加柑橘產(chǎn)量，是化肥減量增效的有效措施，但比例要適宜。需要指出的是，本試驗(yàn)中不施用鈣鎂磷肥F3、F4 處理柑橘產(chǎn)量比施用鈣鎂磷肥的F1、F2 處理有所降低，但仍比對(duì)照增產(chǎn)9.0%、4.4%，這可能與試驗(yàn)橘園土壤中有效鈣和有效鎂含量下降有關(guān)，但仍處于合理水平，能滿足蕉柑正常生長(zhǎng)需求。

柑橘的品質(zhì)主要由果實(shí)可溶性固形物、可滴定酸、維生素C含量以及固（糖）酸比等指標(biāo)決定。本研究結(jié)果顯示，與單純施用化肥相比，施用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥可顯著提高蕉柑維生素C 含量1.7～4.3 mg/100 g，總酸含量下降3.2%～12.0%，總糖含量差異不大，其中F3 處理果實(shí)可溶性固形物和維生素C 含量提高最顯著，比對(duì)照分別增加12.0%、4.3 mg/100g，糖酸比提高1.9，果實(shí)風(fēng)味更佳。這與很多施用有機(jī)肥可以提高果實(shí)品質(zhì)的結(jié)論一致。其他研究表明，添加有機(jī)肥處理比單純施用化肥夏橙可溶性固形物含量提高8.4%，維生素C 含量則提高5.55 mg/100 mL［27］；施用有機(jī)肥可使柑橘甜度較對(duì)照增加1.05%［28］。此外，施用有機(jī)無機(jī)專用配方肥可以提高柑橘糖酸比，改善果實(shí)風(fēng)味［3］。劉文等［29］研究發(fā)現(xiàn)，施柑橘專用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥有利于增加紐荷爾臍橙果實(shí)的維生素C 含量、固酸比，降低可滴定酸含量。礦質(zhì)和非礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)果實(shí)的品質(zhì)影響很大，例如鉀能促進(jìn)細(xì)胞體積增大和糖分向果實(shí)體內(nèi)運(yùn)輸，而糖分積累可促進(jìn)果實(shí)著色。有機(jī)肥替代部分化肥可以改善柑橘果實(shí)品質(zhì)，因?yàn)橛袡C(jī)肥中礦質(zhì)養(yǎng)分全面，富含有機(jī)質(zhì)和有機(jī)酸，可以活化土壤養(yǎng)分，改善土壤性狀，促進(jìn)微生物活動(dòng)，為果樹提供良好的生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境，有助于維持良好的果實(shí)風(fēng)味［30］。

4 結(jié)論

與習(xí)慣施用化肥相比，有機(jī)無機(jī)肥配施替代化肥可以提高土壤的pH值、有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量，增加蕉柑產(chǎn)量4.4%～12.1%，顯著地提高果實(shí)可溶性固形物、總糖、維生素C 含量和糖酸比，降低總酸含量。其中，在施用等量無機(jī)有機(jī)配方肥（等量化學(xué)氮）情況下，不施用鈣鎂磷肥處理（F3、F4）土壤中的速效磷、有效鈣和有效鎂含量顯著降低，并且柑橘產(chǎn)量有所下降，但是仍比對(duì)照增產(chǎn)9.0%和4.4%，且F3 處理果實(shí)品質(zhì)更佳，F(xiàn)3處理效果優(yōu)于F4。從兼顧蕉柑產(chǎn)量、品質(zhì)和成本等方面綜合考慮，試驗(yàn)區(qū)目前蕉柑施肥減少鈣鎂磷肥投入是可行的，以50%有機(jī)養(yǎng)分替代無機(jī)養(yǎng)分（包括鈣鎂）為適宜的替代比例。