馬海洋，陳 清，石偉琦，譚 鈞，劉亞男，邢文軍

（1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院南亞熱帶作物研究所/海南省熱帶作物營養(yǎng)重點實驗室，廣東 湛江 524091；2.中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，北京 100193；3.香港中向國際有限公司，北京 100004）

施用木本泥炭對香蕉產(chǎn)量、品質(zhì)及蕉園土壤養(yǎng)分的影響

馬海洋1，陳 清2，石偉琦1，譚 鈞3，劉亞男1，邢文軍3

（1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院南亞熱帶作物研究所/海南省熱帶作物營養(yǎng)重點實驗室，廣東 湛江 524091；2.中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院，北京 100193；3.香港中向國際有限公司，北京 100004）

針對香蕉生產(chǎn)中大量施用化肥和偏施氮肥導致蕉園土壤養(yǎng)分有效性低、土壤質(zhì)量退化等問題。以“巴西蕉”為試材，在投入養(yǎng)分量相同的條件下，研究添加不同用量木本泥炭及其衍生品腐植酸鉀肥對香蕉產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤養(yǎng)分的影響。結(jié)果表明：添加木本泥炭（7 500 kg/hm2）和腐殖酸鉀肥（3 750 kg/ hm2）處理較推薦施肥處理分別增產(chǎn)12.62%和15.39%，差異達顯著水平，且蕉果可溶性總糖和可溶性固形物含量提高，品質(zhì)改善。與推薦施肥處理相比，添加木本泥炭及腐殖酸鉀肥處理收獲期土壤60～90 cm土層硝態(tài)氮含量顯著降低，其中木本泥炭用量3 750、7 500 kg/hm2處理分別降低44%和45%，腐殖酸鉀肥處理為53%，減少了硝態(tài)氮向環(huán)境中遷移的風險；添加木本泥炭或腐殖酸鉀肥處理土壤30～90 cm土層速效鉀含量顯著提高。建議在香蕉施肥過程中添加木本泥炭及腐植酸鉀肥與化肥配施。

木本泥炭；香蕉；腐植酸鉀；硝態(tài)氮；速效鉀

香蕉是世界四大水果之一，香蕉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在我國熱區(qū)經(jīng)濟和農(nóng)村社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用［1］。香蕉生產(chǎn)栽培中大量施用化肥和偏施氮肥，導致蕉園土壤有機質(zhì)含量和pH值下降，速效養(yǎng)分含量降低，土壤質(zhì)量退化明顯，從而影響香蕉產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［2-5］。合理施用有機肥是提高果園土壤有機質(zhì)含量、改善土壤養(yǎng)分狀況、促進果樹生長、提高果實產(chǎn)量、增進果實品質(zhì)的重要措施［6］。而尋求一種性能優(yōu)良、價格低廉，且易大量獲取的有機質(zhì)資源是解決問題的關(guān)鍵。泥炭富含有機質(zhì)和腐殖酸，是制作有機肥料、有機-無機復合肥料和生物有機無機肥料的綠色優(yōu)質(zhì)原料［7］，世界上許多泥炭生產(chǎn)國都以泥炭為原料生產(chǎn)有機肥料等。泥炭主要分為草本泥炭、木本泥炭和蘚類泥炭3類［8］。其中木本泥炭含碳量可高達60%～65%，水溶物、半纖維素和纖維素的含量低，腐植酸和泥炭蠟的含量較高。木本泥炭作為肥料使用后，能有效調(diào)節(jié)土壤固、液、氣三相分布和含水量，提高土壤有效水分，改善土壤保水性［9-11］。同時增強土壤微生物活性，加速離子運輸，改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤養(yǎng)分的有效性［11-12］，促進植物生長［13-14］。泥炭腐殖酸產(chǎn)品在玉米、生姜和甘薯上已取得良好的應用效果［15-18］。木本泥炭質(zhì)量穩(wěn)定，且易大量獲取，其原料及泥炭基復合產(chǎn)品是很有應用前景的土壤改良劑和化肥增效劑。但是，木本泥炭及其衍生品腐殖酸鉀肥作為有機肥直接施用對典型熱帶作物香蕉生長及土壤養(yǎng)分有效性的影響研究較少，因此，我們在香蕉的常規(guī)推薦施肥基礎(chǔ)上，添加木本泥炭及其衍生品腐殖酸鉀肥進行研究，以期為木本泥炭及腐植酸鉀肥在香蕉生產(chǎn)中應用提供參考借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗地設(shè)在廣東省湛江市徐聞縣曲界鎮(zhèn)仙安村（110°25′51″E、20°28′26″N）。海拔約9 m，屬熱帶季風氣候和海洋氣候，有效積溫8309～8 519℃，年均降雨量1 417～1 802 mm，蒸發(fā)量1 627～2 129 mm。試驗區(qū)土壤為玄武巖發(fā)育磚紅壤，質(zhì)地為輕質(zhì)壤土，前茬作物為菠蘿。表層土壤容重為1.01 g/cm3，田間持水量36.34%（質(zhì)量含水量）?；A(chǔ)土壤樣品理化性狀為：pH值 4.20，有機質(zhì)31.19 g/kg，全氮1.44 g/kg，有效氮68.83 g/kg，有效磷116.57 g/kg，速效鉀50.12 g/kg。

1.2 試驗材料

供試香蕉品種為“巴西蕉”（Musa AAA Giant Gavendish cv. Baxijiao），采用均行種植，株行距2 m×1.8 m。供試肥料為木本泥炭（有機質(zhì)≥68%，N+P2O5+K2O≈0.8%，腐殖酸≥53%，pH 5.4）［19］、金正大硝基復合肥（15-15-15）、氯化鉀（K2O 60%）、尿素（N 46.4%）、腐殖酸鉀肥（由木本泥炭與氫氧化鉀反應制得，含K2O 10%）［11］、商品有機肥（主要為花生麩等植物性原料，有機質(zhì)≥45%，N+P2O5+K2O≥8%）。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)5個處理：對照、推薦施肥（根據(jù)當?shù)厥┓柿晳T調(diào)查結(jié)果推薦N 682.5 kg/hm2、P2O5195 kg/hm2、K2O 1 267.5 kg/hm2、有機肥3900 kg/hm2）、在推薦施肥基礎(chǔ)上分別添加木本泥炭及腐植酸鉀肥，木本泥炭用量設(shè)2個梯度，調(diào)整肥料用量保持各施肥處理純氮磷鉀用量一致（其中木本泥炭養(yǎng)分含量極低未計）。具體如下：T1（CK）：不施任何肥料；T2：推薦施肥；T3：推薦施肥+添加與有機肥近等量木本泥炭（3 750 kg/hm2）；T4：推薦施肥+添加2倍木本泥炭（7 500 kg/hm2）；T5：調(diào)整后推薦施肥（減去腐殖酸鉀肥中含鉀量）+腐植酸鉀肥（3 750 kg/hm2）。試驗設(shè)3次重復，共計15個小區(qū)，小區(qū)面積57.6 m2，每個小區(qū)種植16株香蕉，隨機區(qū)組設(shè)計。各處理具體施肥量見表1。

表1 各試驗處理施肥量（kg/hm2）

肥料施用方法：2014年5月，尿素、復合肥與木本泥炭及有機肥等按試驗設(shè)計用量充分混勻后，按株一次環(huán)狀撒施于距香蕉假莖30～40 cm處，并與表層土壤混合后，覆土5 cm厚。

1.4 指標測定與數(shù)據(jù)分析

試驗開始前用隨機取樣法采集試驗區(qū)基礎(chǔ)土壤樣品。2015年7月，每個小區(qū)隨機選取香蕉5株，在距香蕉假莖50 cm處用土鉆取土壤樣品5鉆，各層混合均勻成1個混合樣，采樣深度分別為0～15、15～30、30～60、60～90 cm。樣品取回后自然風干過2 mm篩，并稱取10 g土樣，用50 mL氯化鉀溶液（2 mol/L）浸提振蕩0.5 h后過濾，用連續(xù)流動分析儀（BRAN+LUEBBE AA3）測定土壤中的硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量［20］。土壤樣品風干后，測定土壤pH值（水土比2.5∶1）、有機質(zhì)（重鉻酸鉀外加熱法）、全氮（凱氏定氮法）、有效磷（鹽酸-氟化銨浸提鉬藍比色法）、速效鉀（火焰光度計法）等指標［21］。采用Excel 2010進行數(shù)據(jù)整理和作圖，SPSS18.0進行單因素方差分析，不同處理間多重比較采用LSD。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對香蕉產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

從表2可以看出，在推薦施肥基礎(chǔ)上添加木本泥炭或腐殖酸鉀肥香蕉產(chǎn)量提高。與對照T1相比，推薦施肥處理香蕉產(chǎn)量略有增加，而添加木本泥炭（T3、T4）和腐植酸鉀肥（T5）處理香蕉產(chǎn)量顯著提高，增產(chǎn)率達15%以上。與T2相比，在投入純養(yǎng)分量相同條件下，添加木本泥炭或腐殖酸鉀肥處理香蕉產(chǎn)量增加，T4、T5處理增產(chǎn)顯著，增產(chǎn)率達12%以上。

表2 不同施肥處理對香蕉產(chǎn)量的影響

與對照相比，施肥處理在不同程度上提高了香蕉果實可溶性總糖和可溶性固形物含量，降低了維生素C含量（表3）。腐植酸鉀肥處理T5果實可溶性總糖和可溶性固形物含量最高，顯著高于T1，但與T2差異不顯著，表明添加木本泥炭對香蕉品質(zhì)的改善不顯著。

表3 不同施肥處理對香蕉品質(zhì)的影響

2.2 不同施肥處理對蕉園土壤pH值和有機質(zhì)含量的影響

由表4可知，T3處理0～15cm土層土壤pH值顯著高于T4處理，這可能與木本泥炭高量施用有關(guān)。添加木本泥炭及商品有機肥對蕉園0～30 cm土層有機質(zhì)含量有提升作用，特別是添加2倍木本泥炭處理T4顯著高于T1、T5。

表4 不同施肥處理對蕉園土壤pH值和有機質(zhì)含量的影響

2.3 不同施肥處理對蕉園土壤養(yǎng)分分布的影響

2.3.1 不同施肥處理對收獲期土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮分布的影響 不同處理土壤中硝態(tài)氮和銨態(tài)氮分布如圖1所示。由圖1A可知，各施肥處理60～90 cm土層中硝態(tài)氮含量均最高，其中T2處理顯著高于其他處理，較T1增加174%，硝態(tài)氮出現(xiàn)明顯的淋溶；但添加木本泥炭（T3、T4）和腐植酸鉀肥處理（T5）的60～90 cm土層硝態(tài)氮含量分別較T2降低44%、45%、53%，減少了硝態(tài)氮向深層土壤遷移損失的風險。

由圖1B可知，各施肥處理土壤剖面中銨態(tài)氮含量存在差異。各施肥處理60～90 cm土層中銨態(tài)氮含量均最高，其中T5處理顯著低于T2、T4，與T2相比，土壤中銨態(tài)氮含量隨木本泥炭添加量增加，但僅在30～60 cm土層中處理間差異顯著，T3和T4處理分別提高35.9%和74.6%。

圖1 不同施肥處理對收獲期土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮分布的影響

土壤無機氮主要包括NO3--N和NH4+-N，與施入的速效氮是等效的［22］。在0～15 cm土層，T3處理土壤無機氮（40.25 mg/kg）顯著高于T2（28.90 mg/kg）和T5（26.27 mg/kg），但與其他處理差異不顯著。各處理土壤無機氮含量在60～90 cm土層均最高，其中T2處理高達79.59 mg/kg，顯著高于其他處理，有向環(huán)境輸入的高風險。

2.3.2 不同施肥處理對收獲期土壤有效磷和速效鉀含量的影響 不同處理收獲期土壤有效磷含量情況見圖2。各處理土壤有效磷含量0～30 cm土層顯著高于30～90 cm，30 cm以下土層土壤有效磷含量非常低。添加木本泥炭處理（T3、T4）提高了0～15和15～30 cm土層土壤有效磷含量，但對30～60、60～90 cm土層影響較小。與T2相比，T3處理0～15和15～30 cm土層土壤有效磷含量顯著提高了53.15%和51.41%，T4處理15～30 cm土層土壤有效磷含量提高了109.20%。

圖2 不同施肥處理對土壤有效磷含量的影響

由圖3可知，各施鉀肥處理土壤剖面中速效鉀含量顯著提高。與T2相比，T3處理土壤剖面中0～15、30～60、60～90 cm土層速效鉀含量顯著提高；而添加2倍泥炭的處理T4在0～30 cm土層反而顯著降低，30～90 cm土層則顯著升高。T4和T5處理較T2處理30～90 cm土層土壤速效鉀含量顯著提高，但0～30 cm土層中含量卻低于T2。這可能是T4和T5處理香蕉生物量大，產(chǎn)量顯著提高，0～30 cm土層中鉀素被香蕉吸收利用較多造成的。

圖3 不同施肥處理對土壤速效鉀含量的影響

3 結(jié)論與討論

本試驗結(jié)果表明，在投入化學純養(yǎng)分量相同的條件下，添加木本泥炭或腐殖酸鉀肥與化肥配合施用顯著提高香蕉產(chǎn)量，增產(chǎn)率達12% 以上。在其他作物上化肥與腐殖酸配合施用也表現(xiàn)出類似明顯的增產(chǎn)效應，能促使玉米干物質(zhì)量提高33.9%［17］，玉米籽粒產(chǎn)量增加10.7%［23］，生姜產(chǎn)量提高［24］，甘薯塊根產(chǎn)量增加8.11%～9.50%［15］。木本泥炭或腐殖酸鉀肥與化肥配施使作物增產(chǎn)的原因可能與其富含腐殖酸類物質(zhì)、可以提高化學肥料的有效性和利用率有關(guān)。

本研究結(jié)果表明，木本泥炭或腐殖酸鉀肥與化肥配施較推薦施肥顯著降低了60～90 cm土層土壤硝態(tài)氮含量，減少了硝態(tài)氮向深層土壤遷移損失，這與木本泥炭中腐殖酸提高了氮肥利用率密切相關(guān)。木本泥炭或腐殖酸鉀肥富含腐殖酸類物質(zhì)，施入土壤中腐殖酸可以與銨結(jié)合形成腐殖酸銨，減少氨揮發(fā)損失，進而增加氮素有效性，提高氮肥利用率［25-28］。香蕉是典型的喜鉀作物，全株吸收氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）比例大致為1∶0.2∶4～5［29］。提高鉀肥及土壤中鉀素的有效性，有利于香蕉產(chǎn)量提高，降低施肥成本。施入土壤中的腐殖酸能與鉀素結(jié)合形成緩釋鉀肥，使鉀素肥料更持久，進而增加鉀肥利用率［15］。木本泥炭中腐殖酸經(jīng)氫氧化鉀活化后，其中水溶性腐殖酸含量提高［15］。本試驗中腐殖酸鉀肥處理收獲期0～30 cm土層速效鉀含量低于等量添加木本泥炭和推薦施肥處理，這可能是由于腐殖酸鉀肥處理香蕉的生物量和產(chǎn)量顯著提高，對0～30 cm土層中養(yǎng)分吸收利用較多造成的。在甘薯上的試驗結(jié)果表明，腐殖酸鉀處理的鉀肥吸收利用率顯著高于等量氧化鉀對照［18］。也有研究表明，與同等施鉀量的其他處理相比，基施干法腐植酸鉀番茄生長后期表層土壤速效鉀含量顯著高于單施木本泥炭（增加71.3%）［11］。這與本研究結(jié)果存在差異，可能與腐植酸鉀肥的制備方法和用量以及香蕉生育期長、降雨量和灌水量大有關(guān)，還需要進一步深入研究。

綜上所述，在投入養(yǎng)分量相等的條件下，添加木本泥炭（7 500 kg/hm2）及其衍生品腐植酸鉀肥（3 750 kg/hm2）與化肥配合施用能顯著提高香蕉的產(chǎn)量，可不同程度提高香蕉果實品質(zhì)。添加木本泥炭及腐殖酸鉀產(chǎn)品還可以顯著降低收獲期香蕉園土壤深層硝態(tài)氮含量，降低氮素向環(huán)境中遷移的風險。建議在香蕉生產(chǎn)中添加木本泥炭和腐殖酸鉀肥與化肥配合施用，以增加香蕉產(chǎn)量和改善果實品質(zhì)。

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（責任編輯 白雪娜）

Effects of woody peat on banana yield，quality and soil nutrients

MA Hai-yang1，CHEN Qing2，SHI Wei-qi1，TAN Jun3，LIU Ya-nan1，XING Wen-jun3
（1.South Subtropical Crop Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agricultural sciences/ Hainan Key Laboratory of Tropical Crops Nutrition，Zhanjiang 524091，China；2.College of Resources and Environmental Sciences，China Agricultural University，Beijing 100193，China；3.Sino-View International Co. Ltd.，Beijing 100004，China）

To solve the reduction of available nutrient and soil deterioration under conventional fertilizer management with over-application of fertilizer especially nitrogen fertilizer in banana plantation，a field trail was conducted to evaluate the effects of woody peat （WP）and humic acid （HAs）on yield and quality of‘Baxijiao’ under equal chemical pure nutrient input. The results showed that，under equal chemical pure nutrient input，the yield with WP application at 7 500 kg/hm2treatment and HAs at 3 750 kg/hm2increased significantly by 12.62% and 15.39%，respectively. The contents of soluble sugar and Brix both increased. The fruit quality was improved. WP application at 3750 kg/hm2and 7 500 kg/hm2significantly reduced the NO3-content by 44% and 45% in the 60-90 cm soil layer compared with recommended fertilization treatment，and the HAs treatment reduced more than 53%. Thus，the risk of migration of nitrate to environment was reduced.The available potassium content of WP and HAs treatments improved in the 30-90 cm soil layer compared to recommended fertilization treatment. The combination of WP，HAs and chemical fertilizer is recommended to banana plantation.

woody peat；banana；potassium humate；NO3-content；available potassium

S141.6；S147.5

A

1004-874X（2017）01-0049-06

2016-10-13

國家科技支撐計劃項目（2014BAD16B06）；中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院創(chuàng)新團隊（熱帶耕地土壤改良）項目；中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項（1251022011001）；香港中向國際木本泥炭農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應用項目

馬海洋（1986-），男，碩士，助理研究員，E-mail：haiyangma2009@163.com

石偉琦（1974-），男，博士，副研究員，E-mail：weiqishi@126.com

馬海洋，陳清，石偉琦，等. 施用木本泥炭對香蕉產(chǎn)量、品質(zhì)及蕉園土壤養(yǎng)分的影響［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學，2017，44（1）：49-54.