張 鵬，范家慧，程寧寧，林 電

（海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院，海南 ?？?570228）

中國已成為僅次于印度的世界第二大芒果生產(chǎn)國［1］。海南省作為我國優(yōu)質(zhì)芒果生產(chǎn)的重要基地，對(duì)全國芒果市場(chǎng)的供應(yīng)起著至關(guān)重要的作用［2］。芒果在果實(shí)發(fā)育期，一旦水分缺乏，果實(shí)生長發(fā)育將受到抑制［3］。而水肥一體化是將施肥與灌溉緊密結(jié)合的農(nóng)業(yè)新技術(shù)，其利用灌溉系統(tǒng)將由固體或液體肥料配兌而成的肥液均勻、準(zhǔn)確地輸入到作物根部的土壤。水肥一體化能有效控制灌溉用水量和施肥量，提高水肥的利用效率［4］，具有顯著的節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥、省工、高產(chǎn)、高效以及減少對(duì)環(huán)境的污染等優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)［5-8］。由于果樹對(duì)于水和肥料的需求量很大，在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于施水施肥的盲目性很容易造成資源的浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境造成不利的影響。水肥協(xié)同管理能夠顯著改善果樹的生理和營養(yǎng)狀況［9］。對(duì)蘋果的滴灌研究發(fā)現(xiàn)，水肥一體化可明顯改善富士蘋果幼樹的營養(yǎng)狀況，有效促進(jìn)新梢生長，增大短枝葉面積和幼果橫徑，提高葉綠素含量、光合速率和蒸騰速率，有利于提早開花結(jié)果［10］。在黃冠梨上的水肥耦合研究表明，全量肥處理可提高果實(shí)成熟期土層的有效磷和速效鉀含量；半量肥處理則顯著提高果樹花期土層的全氮和全磷含量，以及果實(shí)成熟期土層的堿解氮含量；半量肥處理可提高梨果實(shí)的可溶性糖和可滴定酸含量［11］。在葡萄上的研究顯示，滴灌技術(shù)能有效改良土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，改善土壤理化性狀，疏松土壤，提高土壤保水保肥能力，調(diào)節(jié)土壤pH值，降低土壤鹽分等特殊功效，有效提高葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)，提高葡萄含糖量，促進(jìn)葡萄著色，使葡萄提前9 d左右成熟［12］。在臍橙上應(yīng)用使用水肥一體化技術(shù)，果實(shí)個(gè)頭增大，產(chǎn)量提高17.7%，裂果率減少3.8%［13］。在番石榴上應(yīng)用水肥一體化技術(shù)也具有增產(chǎn)提質(zhì)的結(jié)果，可使番石榴增產(chǎn)11.9%以上，果實(shí)還原糖和可溶性固形物含量顯著提高［14］。但是，目前在芒果的水肥一體化方面的應(yīng)用研究很少，在大田的水肥一體試驗(yàn)條件下，研究不同梯度肥料用量對(duì)芒果產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，探索芒果水肥一體的最佳施肥量，為芒果的水肥一體化提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在海南省昌江黎族自治縣農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行（東經(jīng)108°38'，北緯18°53'），昌江縣屬于典型的熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫24.3 ℃，日照充足，年平均降水量為1 680 mm，適宜芒果的生長。選擇五點(diǎn)取樣法采集0～40 cm的試驗(yàn)地基礎(chǔ)土壤，測(cè)得土壤基本理化性質(zhì)為：pH值5.54，堿解氮184.9 mg/kg，速效鉀 249.1 mg/kg，有機(jī)質(zhì) 22.0 g/kg，有效磷 98.3 mg/kg。供試芒果的品種為紅玉芒，果樹種植年齡為15年。試驗(yàn)地行間距為5 m×3 m。供試肥料為尿素（N 46%），磷酸二氫鉀（P2O552%，K2O 34%）和硫酸鉀（K2O 52%）

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)置6個(gè)處理，分別為：常規(guī)溝施化肥（CK）、水肥一體化等量施肥（T1）、水肥一體化減量施肥10%（T2）、水肥一體化減量施肥20%（T3）、水肥一體化減量施肥30%（T4）、水肥一體化減量施肥40%（T5），具體施肥量如表1所示。常規(guī)施肥量為 N 223 kg/hm2，P2O567 kg/hm2，K2O 223 kg/hm2［15］。在抽梢期、催花期和壯果期 3 個(gè)生理時(shí)期施肥。其中每個(gè)施肥時(shí)期分別占總施肥量的30%、40%和30%［16］。常規(guī)施肥在每個(gè)生理時(shí)期一次施入，各水肥一體化處理將當(dāng)次施肥量分3次施入，水肥一體化各處理的灌水量均保持同一水平。試驗(yàn)設(shè)置3次重復(fù)、每個(gè)重復(fù)5棵樹，處理之間設(shè)立保護(hù)行。果實(shí)成熟期按單株果樹計(jì)產(chǎn)，折算為每公頃產(chǎn)量［17］。

表1 田間試驗(yàn)施肥方案

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

在果實(shí)成熟期每棵樹采集東、西、南、北4個(gè)方向大小一致、無病蟲害的果實(shí)4個(gè)測(cè)定果長、果橫徑并計(jì)算果型指數(shù)。等待果實(shí)成熟后，隨機(jī)取樣測(cè)定果實(shí)可溶性糖、還原性Vc、果實(shí)總酸度以及果實(shí)可溶性固形物等品質(zhì)指標(biāo)［18］。

果實(shí)還原性Vc：草酸浸提，2，6-二氯靛酚滴定法測(cè)定；果實(shí)總酸度：酸堿滴定法測(cè)定；果實(shí)可溶性糖：3，5-二硝基水楊酸比色法；果實(shí)可溶性固形物：折射儀法［19］。果型指數(shù)=果長/果橫徑肥料產(chǎn)出率（g/g）=產(chǎn)量/肥料總用量

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均以Excel 2010軟件進(jìn)行整理、計(jì)算和制圖，以SPSS 20進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，處理間差異顯著性檢驗(yàn)采用Duncan法。

2 結(jié)果與分析

2.1 水肥一體化減量施肥對(duì)芒果產(chǎn)量的影響

在減量施肥的條件下，各處理果實(shí)處理相比CK無顯著性差異（P＞0.05）。各處理肥料產(chǎn)出率均高于CK處理，其中T4、T5處理的肥料產(chǎn)出率顯著高于CK（P＜0.05）。其中以T5的肥料產(chǎn)出率最高，達(dá)到了87.52 g/g，比CK處理增加88.80%。

表2 水肥一體化減量施肥對(duì)紅玉產(chǎn)量及產(chǎn)出率的影響

2.2 水肥一體化減量施肥對(duì)芒果果實(shí)形態(tài)指標(biāo)的影響

不同施肥處理之間，果長、果厚均無顯著性差異。各處理果型指數(shù)在1.68～1.76范圍之間，均為長圓形。隨著施肥量減幅加大，相反其果橫徑卻在增加，T4、T5處理與T1具有差異顯著性。果型指數(shù)隨施肥量降低而降低，越發(fā)呈現(xiàn)為橢圓形，T2與T3、T4、T5處理具有差異顯著性。說明在常規(guī)施肥量60%～70%范圍內(nèi)，果橫徑、果厚方面優(yōu)于其他處理，改變了芒果果實(shí)的生物學(xué)性狀。

2.3 水肥一體化減量施肥對(duì)芒果果實(shí)品質(zhì)的影響

從測(cè)定數(shù)值來看，T1、T2處理的果實(shí)Vc高于CK處理，但是差異不顯著。隨著施肥量的降低，T3、T4、T5處理的果實(shí)Vc開始降低，且低于CK處理。各處理間果實(shí)Vc含量大小排序T1＞T2＞CK＞T5＞T4＞T3?？扇苄怨绦挝锖砍齌5處理外均高于CK處理，最高增率為T4處理，達(dá)29.3%。經(jīng)過SPSS分析得知，T3、T4與CK具有差異顯著性。果實(shí)中總酸含量T1處理最高，相較于CK增長了23.79%，且具有差異顯著性。T5處理略高于CK處理，但其它處理均低于CK處理，但差異不顯著。果實(shí)可溶性糖含量T3、T4含量相較于CK有明顯的增加，最高增長率為T4達(dá)13.41%，但是其他處理均低于CK處理，各處理之間差異不顯著。隨著施肥量降低，各水肥處理糖酸比呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，在T3處理達(dá)到最大，但不具有差異顯著性。各處理糖酸比大小為 T3＞T4＞T2＞CK＞T5＞T1。

表3 水肥一體化減量施肥對(duì)芒果果實(shí)形態(tài)指標(biāo)的影響

表4 水肥一體化減量施肥對(duì)芒果果實(shí)品質(zhì)的影響

2.4 芒果果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

2.4.1 各指標(biāo)的主成分因子分析

對(duì)果實(shí)Vc、可溶性固形物、總酸、可溶性糖、糖酸比等7個(gè)指標(biāo)的測(cè)定數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后進(jìn)行主成分分析，提取3個(gè)主成分。第1個(gè)主成分Y1貢獻(xiàn)率達(dá)52.41%，第2個(gè)主成分Y2貢獻(xiàn)率達(dá)20.54%，第3個(gè)主成分Y3貢獻(xiàn)率為13.08%（表5）。主成分1所攜帶的主要信息是產(chǎn)量、可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比；主成分2所攜帶的主要信息為產(chǎn)量、果實(shí)Vc、可溶性糖、糖酸比、果型指數(shù)；主成分3所攜帶的主要信息是可溶性固形物、總酸、可溶性糖和果型指數(shù)。

表5 提取的主成分特征值、貢獻(xiàn)率及累計(jì)貢獻(xiàn)率

結(jié)果如表6所示，根據(jù)以上模型計(jì)算出各個(gè)處理主成分得分由高到低排列依次為：T3＞T4＞T2＞CK＞T5＞T1。

表6 不同處理果實(shí)各項(xiàng)指標(biāo)的主成分得分

2.4.2 不同處理芒果綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)特征向量和標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)，可得出前3個(gè)主成分的函數(shù)表達(dá)式為：

以各主成分對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，可構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)模型為：

2.5 水肥一體化減量施肥對(duì)芒果經(jīng)濟(jì)性狀的影響

以芒果商品價(jià)格10元/kg，CK施肥成本為：尿素 704.68 元 /hm2、磷酸二氫鉀 1 842.5 元 /hm2、硫酸鉀為883.08元/hm2。與CK相比，計(jì)算試驗(yàn)各處理的施肥經(jīng)濟(jì)性狀。各水肥處理的施肥經(jīng)濟(jì)效益均高于CK處理，由表7可知，T2處理的經(jīng)濟(jì)效益最高，為324 526.0元/hm2；T5、T1次之，分別為320 745.9、320 469.7 元 /hm2；T3 為 315 747.6 元 /hm2；CK施肥效益最低，只有281 669.7元/hm2。

表7 經(jīng)濟(jì)效益表

3 討論與結(jié)論

水肥一體化是一種先進(jìn)的農(nóng)田灌溉施肥技術(shù)，合理的施肥量及施肥方法是促進(jìn)該技術(shù)達(dá)到增產(chǎn)節(jié)肥效果的前提［20］。前人研究表明，水肥一體化較常規(guī)灌溉施肥的番茄產(chǎn)量提高了19.94%～29.60%［21］，減量施肥30%，增產(chǎn)率仍達(dá)8.64%［22］。但是本研究結(jié)果表明，由于芒果樹屬于多年生木本果樹，個(gè)體間差異較大，影響因素比較多，從而導(dǎo)致各處理產(chǎn)量之間無顯著性差異。但在常規(guī)施肥量減量40%水肥一體條件下，并不會(huì)造成紅玉芒果的減產(chǎn)，并且在一定范圍內(nèi)，隨著施肥量降低，果實(shí)形態(tài)反而越優(yōu)，對(duì)芒果果實(shí)的生物學(xué)性狀有一定改善的作用。

根據(jù)前人的研究成果發(fā)現(xiàn)，每生產(chǎn)1 000 kg鮮芒 果 需 N 1.74 kg、P2O50.23 kg、K2O 2.00 kg， 需要量最多的是鉀，其次是氮、磷。生產(chǎn)上一般按N∶P2O5∶K2O=1∶0.5∶0.5～ 1施用氮、磷、鉀肥。每公頃（純量）施肥指標(biāo)N∶P2O5∶K2O=450 kg∶255 kg∶330 kg。但是通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，昌江紅玉芒利用水肥一體化技術(shù)施肥：每公頃（純量）施肥N∶P2O5∶K2O=66 kg∶19.5 kg∶66 kg（T5），在以這個(gè)施肥量進(jìn)行施肥時(shí)，不會(huì)對(duì)紅玉芒產(chǎn)量和品質(zhì)造成明顯的影響，所以水肥一體化技術(shù)對(duì)于降低肥耗有明顯的作用［23］。

水肥一體化條件下，隨著施肥量的降低不會(huì)造成芒果果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的降低。結(jié)果顯示，水肥一體化減施化肥處理相較于CK的果實(shí)Vc含量、果實(shí)酸度、果實(shí)可溶性糖含量以及糖酸比均不具有顯著性差異，證明水肥一體化條件下各減量施肥處理不會(huì)降低芒果果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)。相反，可溶性固形物含量在化肥減量20%～30%時(shí)顯著高于CK，這就表明水肥一體化減量化肥對(duì)于可溶性固形物的含量有一定提升作用。所以，各減量化肥處理對(duì)芒果外觀及品質(zhì)均無不良影響，符合芒果果實(shí)正常的品質(zhì)指標(biāo)。但是由于無法直觀的對(duì)各處理品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)劣比較，故進(jìn)行主成分分析對(duì)各處理的芒果指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，綜合分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)：T3＞T4＞T2＞CK＞T5＞T1。所以，當(dāng)水肥一體化較常規(guī)施肥量減量20%時(shí)，芒果果實(shí)綜合評(píng)分最高，果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)及果型的綜合評(píng)價(jià)最優(yōu)。當(dāng)水肥一體化減量40%時(shí)，肥料的產(chǎn)出率最高，故肥料生產(chǎn)效率最高，在投入最少的肥料條件下可獲得最大的果實(shí)產(chǎn)量，而且其果實(shí)外觀形態(tài)最優(yōu)，在降低肥耗的同時(shí)能夠保證芒果產(chǎn)量和品質(zhì)不受影響，所以水肥一體化施肥減量40%時(shí)，肥耗最低投入最少。但是水肥一體化施肥減量10%時(shí)，芒果果實(shí)經(jīng)濟(jì)效益能達(dá)到最大化。

上述結(jié)果表明，水肥一體化條件下，只要保證和常規(guī)施肥同樣的施肥比例和施肥時(shí)間，做到在芒果生理期及時(shí)供水、供肥，充分發(fā)揮水肥之間的協(xié)同效應(yīng)，降低生產(chǎn)中肥料的投入成本，是一項(xiàng)適用于芒果生產(chǎn)中推廣應(yīng)用的施肥新技術(shù)。