影響平和縣琯溪蜜柚裂果的水肥因素調(diào)查與分析

張 青，孔慶波，栗方亮，莊木來

(1 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，福州，350013；2 福建省平和縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，福建漳州，363700)

裂果(Fruit cracking)是果實(shí)成熟或發(fā)育過程中果皮開裂，導(dǎo)致果實(shí)腐爛而喪失商品價(jià)值的一種現(xiàn)象。許多果實(shí)存在裂果現(xiàn)象，如蘋果[1]、棗[2]、柑桔[3-4]、葡萄[5]、櫻桃[6]、荔枝[7]、油桃[8]等。蜜柚是福建省的主要名優(yōu)果樹，主要分布在閩南地區(qū)，至2016年末福建省柚類種植面積達(dá)6.86萬hm2?，g溪蜜柚果大皮薄，形美質(zhì)優(yōu)，耐貯藏，是中國柚類優(yōu)良品種之一。但琯溪蜜柚裂果現(xiàn)象十分普遍，尤其在2017年出現(xiàn)大面積裂果現(xiàn)象，裂果率達(dá)20%～30%，嚴(yán)重影響其經(jīng)濟(jì)效益。因此，探究琯溪蜜柚裂果影響因素具有重要的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

大量研究證實(shí)，裂果與氣候因子[8-9]、土壤條件[8]、水分[3，8]、礦質(zhì)營養(yǎng)[3，8，10]、品種[11]等因子密切相關(guān)。平和縣果園土壤普遍呈現(xiàn)酸化現(xiàn)象，影響土壤中N、P、Ca、Mg、S、B、Cu和Zn等營養(yǎng)元素的有效性、有機(jī)質(zhì)含量和陽離子交換量，從而導(dǎo)致土壤和葉片養(yǎng)分失衡，影響果品質(zhì)量[10]。有研究認(rèn)為，Ca2+與裂果率呈負(fù)相關(guān)，缺鈣容易引起裂果[12-13]。通過噴施鈣化合物可以提高果皮Ca2+含量，減少裂果。Byers等[14]認(rèn)為，隨著蘋果、桃和櫻桃果皮溫度的升高，裂果率有升高的趨勢。Beyer等[15]指出，櫻桃果實(shí)表面吸收的水分電導(dǎo)值與裂果之間存在潛在關(guān)系，與液態(tài)水或高濃度水蒸氣接觸的果實(shí)角質(zhì)膜會(huì)出現(xiàn)微裂紋。李娟等[16]研究發(fā)現(xiàn)，果實(shí)發(fā)育成熟期，果皮細(xì)胞壁超微結(jié)構(gòu)隨著水分脅迫的加強(qiáng)而加速解體，細(xì)胞壁發(fā)生過度松弛，在膨壓作用下細(xì)胞壁就發(fā)生潰裂，裂果現(xiàn)象就會(huì)出現(xiàn)。然而，這些研究都只是分散地研究部分因子的影響，且氣候因子、品種、土壤條件等都屬于人為難以輕易改變的因子。針對(duì)此，筆者在前期施肥數(shù)據(jù)挖掘和大樣本調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)琯溪蜜柚裂果的水肥管理?xiàng)l件進(jìn)行調(diào)查，不僅分析灌溉措施、地面覆蓋及肥料用量等情況對(duì)裂果的影響，還進(jìn)一步對(duì)鈣肥形態(tài)、施肥時(shí)期及方式等進(jìn)行分析，旨在尋找出水肥管理方面影響琯溪蜜柚裂果的關(guān)鍵因素，為生產(chǎn)中通過水肥管理減輕琯溪蜜柚裂果提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)域概況漳州市平和縣地處閩南金三角西南部，位于北緯24°2′～24°35′、東經(jīng)116°53′～117°31′。全境面積2 334 km2，其中，山地約17.33萬hm2，耕地約2.37萬hm2[17]。地形地貌習(xí)慣上分為東西兩半。東半，地勢較平緩，向北傾斜，海拔大部分在300 m以下，發(fā)育為丘陵河谷平原。西半，地勢向西傾斜，海拔在300～400 m以上，發(fā)育為中低山地貌。土壤類型主要以水稻土、紅壤、赤紅壤和黃壤為主，占總土地面積的87.18%以上。氣候?qū)儆谀蟻啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，冬暖夏涼，四季如春。年平均氣溫21.3 ℃，年平均積溫2 851 ℃，年均日照時(shí)數(shù)為2 695.2 h，無霜期為318.3 d，年平均降雨量為1 600～2 000 mm，主要集中在夏季。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以經(jīng)濟(jì)作物為主，經(jīng)濟(jì)作物主要有琯溪蜜柚、茶葉等，其中琯溪蜜柚是平和縣最重要的經(jīng)濟(jì)種植作物。

1.2 調(diào)查方法針對(duì)琯溪蜜柚裂果情況及原因制訂統(tǒng)一的調(diào)查表，于2017年11—12月走訪果農(nóng)，采用問答形式對(duì)平和縣300戶果農(nóng)進(jìn)行調(diào)查，其中收集有效問答數(shù)據(jù)的果園數(shù)為292戶。綜合考慮平和縣琯溪蜜柚的品種、種植面積及所在區(qū)域，調(diào)查的鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要是小溪鎮(zhèn)、霞寨鎮(zhèn)、文峰鎮(zhèn)、南勝鎮(zhèn)、大溪鎮(zhèn)、九峰鎮(zhèn)、秀峰鄉(xiāng)和五寨鄉(xiāng)。從海拔150 m下限到500 m上限按照一定的海拔梯度進(jìn)行劃分，在每個(gè)梯度內(nèi)隨機(jī)抽取8～9個(gè)村，每村抽取5～7個(gè)果園。各果園的被調(diào)查農(nóng)戶在地理位置、產(chǎn)量和管理水平等方面均具有代表性。有效調(diào)查果園(農(nóng)戶)在各鎮(zhèn)(鄉(xiāng))的分布：小溪鎮(zhèn)54個(gè)，霞寨鎮(zhèn)44個(gè)，文峰鎮(zhèn)36個(gè)，南勝鎮(zhèn)38個(gè)，大溪鎮(zhèn)34個(gè)，九峰鎮(zhèn)34個(gè)，秀峰鄉(xiāng)24個(gè)，五寨鄉(xiāng)28個(gè)，共計(jì)292個(gè)。

1.3 調(diào)查內(nèi)容根據(jù)平和琯溪蜜柚果實(shí)不同裂果等級(jí)(見表1)情況開展調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括以下幾部分：1.鄉(xiāng)鎮(zhèn)的基本情況；2.不同海拔的裂果情況，掛果量分高量、中量及低量(低量為≤30個(gè)/株，中量為30～60個(gè)/株，高量為≥60個(gè)/株[18])，地面覆蓋分生草、4—8月除草(4月10日至8月10日除草劑除草)及裸地栽培；3.不同灌溉(4—5月)措施下裂果情況，土地利用方式分坡地、耕地和低洼地3種，土壤質(zhì)地分黏土、壤土和砂土3種；4.不同產(chǎn)量水平下裂果情況，包括鈣肥用量級(jí)別和鉀肥用量級(jí)別；5.肥料用量情況，包括膨果期氮磷鉀用量占全年用量比例、果實(shí)膨大期鈣肥用量占全年鈣肥用量比例、水溶性鈣肥占總鈣肥比例。

表1 琯溪蜜柚果園裂果分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.4 數(shù)據(jù)處理采用DPS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 海拔、掛果量和地面覆蓋程度對(duì)裂果的影響海拔≤150 m區(qū)域Ⅲ類裂果園的比例高達(dá)56.19%，分別比海拔150～250 m、250～500 m、≥500 m區(qū)域Ⅲ類裂果園的比例高13.33、22.37和29.4個(gè)百分點(diǎn)。高量、中量、低量果園中Ⅲ類裂果園的比例分別為60.19%、35.06%和29.91%，即呈現(xiàn)出裂果程度隨掛果量降低而遞減的趨勢。其中，在掛果量為高量、海拔150 m以下的果園中Ⅲ類裂果園比例為66.67%，在掛果量為低量、海拔500 m以上的果園中Ⅲ類裂果園僅占20.69%。可見，海拔越低，掛果量越多，裂果程度越嚴(yán)重。在不同地面覆蓋間比較發(fā)現(xiàn)，在裸地、4—8月除草和生草果園中Ⅲ類裂果園比例分別為53.93%、45.26%和30.56%，生草較裸地減少了23.37個(gè)百分點(diǎn)，即裂果程度隨果園地面覆蓋程度增加而降低(見表2)。裂果發(fā)生時(shí)期大多在近成熟期，同時(shí)，有些在生長早期或在整個(gè)生育期都發(fā)生。

表2 不同海拔、掛果量和地面覆蓋下平和縣琯溪蜜柚不同裂果程度果園數(shù) 個(gè)

2.2 灌溉、土壤質(zhì)地和土地類型對(duì)裂果的影響琯溪蜜柚果實(shí)發(fā)育膨大后，海綿層逐步停止生長和增厚，而汁胞迅速伸長和增大，促使整個(gè)瓤瓣迅速增大而充實(shí)，壓迫外果皮，逐步變薄。若在這一時(shí)期干旱嚴(yán)重，缺水后突遇暴雨或連續(xù)下雨，汁胞吸水過多過猛，瓤瓣增大過快，外果皮承受不了巨大壓力，必然會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重裂果[19]。調(diào)查結(jié)果看出，在4—5月發(fā)育關(guān)鍵期不灌溉、澆灌1～2次、少量多次灌溉的果園中，Ⅲ類裂果園占比依次降低，分別為58.96%、34.12%和21.92%，少量多次灌溉比不灌溉低37.04個(gè)百分點(diǎn)。在土壤質(zhì)地為黏土、壤土和砂土的果園中，Ⅲ類裂果園的占比分別為32.10%、41.94%和50.00%，砂土果園比黏土果園高17.90個(gè)百分點(diǎn)。在土地類型為坡地、耕地和低洼地的果園中，Ⅲ類裂果園的占比分別為47.41%、43.66%和36.19%，坡地果園比低洼地果園高11.22個(gè)百分點(diǎn)。其中，少量多次灌溉的黏土果園中I類裂果園占比達(dá)52%，而不澆灌的砂土果園中I類裂果園僅占9.38%(見表3)。可見，選擇保水能力強(qiáng)的黏土建園并在干旱季節(jié)進(jìn)行少量多次灌溉，能明顯降低裂果程度。

表3 不同灌溉、土壤質(zhì)地和土地類型下平和縣琯溪蜜柚不同裂果程度果園數(shù) 個(gè)

2.3 產(chǎn)量和鉀鈣肥水平對(duì)裂果的影響調(diào)查結(jié)果看出，在產(chǎn)量為高量、中量和低量的果園中，Ⅲ類裂果園所占比例分別為60.82%、37.76%和28.87%。可見，隨著產(chǎn)量水平不斷提高，裂果程度越嚴(yán)重，同時(shí)還影響果實(shí)品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益。另外，裂果是一種生理失調(diào)，礦質(zhì)元素缺失與過剩對(duì)這一過程產(chǎn)生影響。在鉀肥用量為高量時(shí)，Ⅲ類裂果園所占比例為46.67%，較中量和低量時(shí)分別增加了4.62和9.77個(gè)百分點(diǎn)。在鈣肥用量為低量時(shí)，Ⅲ類裂果園所占比例為50.79%，較高量和中量時(shí)分別增加了21.3和9.41個(gè)百分點(diǎn)。其中，產(chǎn)量同在高產(chǎn)水平下，鉀肥用量和鈣肥用量為高量時(shí)Ⅲ類裂果園所占比例分別為65.91%和47.37%(見表4)。可見，高量鉀肥有加重裂果的趨勢。這可能是由于鉀過量會(huì)對(duì)Ca2+的吸收產(chǎn)生拮抗作用，影響果膠鈣的含量，從而加重裂果。

表4 不同產(chǎn)量、鉀肥和鈣肥用量水平下平和縣琯溪蜜柚不同裂果程度果園數(shù) 個(gè)

2.4 肥料用量和不同時(shí)期施肥比例對(duì)裂果的影響土壤中營養(yǎng)元素含量不均衡，營養(yǎng)結(jié)構(gòu)失衡也會(huì)導(dǎo)致裂果現(xiàn)象[20]。調(diào)查結(jié)果看出，肥料用量為低量、中量和高量[21]時(shí)Ⅲ類裂果園比例分別為30.00%、36.05%和56.90%，裂果程度呈現(xiàn)為逐步加重的趨勢。膨果期NPK用量占全年用量比例>20%時(shí)，Ⅲ類裂果園所占比例為60.87%，較低比例(≤20%)時(shí)增加了30.36個(gè)百分點(diǎn)。另外，膨果期鈣肥用量占全年鈣肥用量比例高(>35%)時(shí)有利于降低裂果程度，Ⅰ類裂果園比例高達(dá)30.95%，比低比例時(shí)的Ⅰ類裂果園比例(18.67%)高出12.28個(gè)百分點(diǎn)；水溶性鈣肥占總鈣肥比例高(>32%)時(shí)，Ⅲ類裂果園比例占35.29%，比水溶性鈣肥比例低時(shí)的Ⅲ類裂果園比例(48.72%)少13.43個(gè)百分點(diǎn)(見表5)?？傮w來看，適當(dāng)減少肥料用量，尤其是膨果期NPK用量，同時(shí)，膨果期增加鈣肥用量和提高水溶性鈣肥占比，有利于降低裂果程度。

3 討論

裂果大多是由于果實(shí)內(nèi)細(xì)胞生長速度不一致所致，受品種、果皮結(jié)構(gòu)、內(nèi)源激素、氣候因子、水分、礦質(zhì)營養(yǎng)等內(nèi)外諸多因素影響[22-23]。對(duì)于蜜柚果園而言，合理調(diào)控水分和養(yǎng)分等對(duì)防止裂果具有重要作用。

3.1 水分供給溫度、光照、水分、土壤結(jié)構(gòu)等因子影響著果實(shí)的生長發(fā)育和品質(zhì)，特別是環(huán)境因子的急劇變化，影響了果皮的發(fā)育。多數(shù)研究者認(rèn)為，降水量分布不均勻、過量降雨、久旱后驟雨導(dǎo)致果肉細(xì)胞增長速度快于果皮，是果皮脹裂的主要原因[24-25]。2017年平和縣裂果情況嚴(yán)重。從2017年平和縣月均氣溫及降水情況(見圖1)來看，4—5月降水量較少，且伴隨著持續(xù)高溫，正值蜜柚海綿層發(fā)育階段，蜜柚果園嚴(yán)重缺乏水分，導(dǎo)致海綿層發(fā)育不完全；6—8月降水量又十分豐富，利于蜜柚果實(shí)膨大期的發(fā)育；9月溫度相對(duì)偏高，降水量較少，但時(shí)常伴有局部短期大雨，雨后果肉細(xì)胞快速發(fā)育，當(dāng)果實(shí)發(fā)育速度大于海綿層的承受能力時(shí)，也就產(chǎn)生了大量裂果。尤其是在發(fā)育關(guān)鍵時(shí)期(4—5月)降水量較少時(shí)不灌溉的，Ⅲ類裂果高達(dá)58.96%，比少量多次灌溉的增加了37.04個(gè)百分點(diǎn)，與前人的研究結(jié)果一致。

圖1 2017年福建省平和縣月均氣溫及降水量

地面覆蓋對(duì)裂果有一定的影響。本研究中，生草覆蓋的果園Ⅲ類裂果為30.56%，比裸地栽培的低23.37個(gè)百分點(diǎn)。這主要是因?yàn)榈孛娓采w提高了保水保肥能力。程文祥等[26]認(rèn)為，在伏旱期地面覆蓋地膜或雜草，使土壤含水量變幅減小，可明顯降低文旦的裂果。張金文等[27-28]認(rèn)為，種植在坡地的蜜柚比低洼地裂果率高，砂性土壤比黏土裂果率高。本研究中，平和縣琯溪蜜柚砂土果園的Ⅲ類裂果比例比黏土果園高17.90個(gè)百分點(diǎn)，坡地果園的Ⅲ類裂果比例比低洼地果園高11.22個(gè)百分點(diǎn)?？梢?，土層深厚、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)好，理化性狀優(yōu)良，有機(jī)質(zhì)含量高，保水保肥能力強(qiáng)，土壤含水量變幅小，有利于果實(shí)的生長發(fā)育保持相對(duì)平穩(wěn)，裂果較輕。

3.2 養(yǎng)分管理琯溪蜜柚生產(chǎn)上存在的裂果現(xiàn)象，與養(yǎng)分管理有很大的關(guān)系?，g溪蜜柚根系對(duì)養(yǎng)分的吸收主要通過擴(kuò)散、截獲、質(zhì)流三種方式進(jìn)行[29]。土壤施用普通鈣肥，由于其水溶性較差，當(dāng)年難以被果樹直接吸收利用。水溶鈣肥通常采用葉面噴施，較易于被果樹直接吸收，即使土施水溶鈣肥，除部分鈣肥被其他元素固定沉淀外，由于其水溶性較強(qiáng)，也易于被植物根系吸收利用，補(bǔ)鈣效果比普通鈣肥明顯。通過對(duì)平和縣292個(gè)果園養(yǎng)分管理的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隨著鈣肥用量的減少，琯溪蜜柚裂果程度加劇。這主要是因?yàn)殁}是細(xì)胞中膠層、果膠成分的重要元素，缺鈣果皮脆而易裂。Bangerth[30]研究指出，細(xì)胞壁的鈣含量對(duì)裂果有影響，Ca2+可降低細(xì)胞膜的透性，抑制細(xì)胞壁可溶性果膠的溶解，減少水分吸收，從而降低裂果率。楊為海等[31]認(rèn)為，鈣減少裂果的原因是作為連接果膠羧基的橋梁和二價(jià)離子強(qiáng)化細(xì)胞壁作用。雖然前人在鈣肥影響蜜柚裂果方面做了一些研究，但在探索不同鈣形態(tài)、施肥方式及時(shí)期對(duì)裂果影響的資料還比較匱乏。在本研究中，深入調(diào)查了水溶性鈣肥和膨果期施鈣肥對(duì)果實(shí)裂果的影響，發(fā)現(xiàn)水溶性鈣肥的增加會(huì)減輕裂果程度，尤其在膨果期要增加鈣肥的投入。另外，秦煊楠等[32]認(rèn)為，高鉀含量能維持細(xì)胞較高的滲透壓和膨壓，可為細(xì)胞分裂、細(xì)胞壁延伸及細(xì)胞擴(kuò)張?zhí)峁﹦?dòng)力，使細(xì)胞加速生長成為可能，從而防止裂果的發(fā)生。然而，在本研究中發(fā)現(xiàn)，高鉀含量加重了裂果的發(fā)生，與鄭永強(qiáng)等[33]的結(jié)論一致。分析認(rèn)為，鉀與鈣的吸收之間存在拮抗作用，高鉀會(huì)引起低鈣裂果[34]。陳風(fēng)興[22]認(rèn)為，氮肥過量會(huì)抑制硼的吸收利用，使果皮缺硼裂果；磷肥過量會(huì)影響鋅、鐵、鎂的吸收利用，使柚皮變薄而造成裂果。即施高氮高磷化肥也是造成裂果的一大原因。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，隨著化肥用量的增加，蜜柚裂果程度加劇，尤其是在膨果期施大量的NPK，Ⅲ類裂果園高達(dá)60.87%。因此，在施肥上應(yīng)做到因樹、因時(shí)、因地制宜，平衡配施各種營養(yǎng)元素。

4 結(jié)論

影響琯溪蜜柚裂果的因素繁多復(fù)雜，除品種特性等內(nèi)在因素和氣象等自然因素外，針對(duì)灌溉、施肥等人為可控因素的調(diào)查研究表明：

(1)水分供給不平衡對(duì)裂果影響較為突出。4—5月是平和縣琯溪蜜柚果實(shí)海綿層的發(fā)育階段，是需水的關(guān)鍵期，若此期干旱少雨，則應(yīng)人工加以干預(yù)，進(jìn)行少量多次澆灌，以保證海綿層的發(fā)育。土地類型和地面管理方式等通過影響土壤水分供給，也會(huì)對(duì)裂果的發(fā)生造成影響。生產(chǎn)中為降低蜜柚裂果程度，要積極推廣噴灌、微噴灌、滴灌等節(jié)水措施，在干旱、高溫時(shí)能調(diào)節(jié)水分供應(yīng)，其次，果園春夏秋免耕留草或雜草、地膜覆蓋，以保持土壤水分供應(yīng)均衡。

(2)養(yǎng)分管理不當(dāng)也是造成裂果的一個(gè)重要因素。在平和縣，減施肥料用量，尤其是減少膨果期NPK用量，多施水溶鈣肥，膨果期增施鈣肥，能夠有效減少裂果的發(fā)生。