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        化肥減量配施生物有機(jī)肥對香蕉產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

        2021-04-20 04:16:40謝榮淳黃麗娜張冬明程世敏趙增賢魏守興
        中國南方果樹 2021年2期
        關(guān)鍵詞:單果香蕉化肥

        謝榮淳,黃麗娜,雷 菲,張冬明,程世敏,趙增賢,魏守興

        (1 海南大學(xué)園藝學(xué)院,海口,570228;2 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所,???,571101;3 海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與土壤研究所/海南省耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,???,571100)

        香蕉廣泛種植于熱帶和亞熱帶地區(qū),是我國熱區(qū)農(nóng)民增收的主要來源之一[1]。由于香蕉生長期長、需肥量大,因此需多次精細(xì)施肥才能滿足其生長發(fā)育需求[2-3]。目前我國香蕉生產(chǎn)中過量施用化肥,造成化肥利用率低、蕉園土壤酸化加劇、生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重等問題,導(dǎo)致香蕉產(chǎn)量、品質(zhì)與經(jīng)濟(jì)效益降低等[4-5]。因此,減少化肥過量施用是香蕉生產(chǎn)中亟需解決的問題,也是促進(jìn)香蕉產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,減少化肥過量施用的方法有很多,其中化肥配施生物有機(jī)肥是普遍采用的方法之一[6]。生物有機(jī)肥是一類兼具有機(jī)肥和微生物功效的肥料,含有氮、磷、鉀、微量元素等養(yǎng)分,有提高土壤肥力、促進(jìn)作物吸收和增加土壤養(yǎng)分有效性等功能[7]。Asadu等[8]研究表明,生物有機(jī)肥不僅顯著改善玉米、秋葵的農(nóng)藝性狀,還能提高兩者產(chǎn)量和改良土壤。高怡安[9]研究表明,化肥減施10%~30%配施生物有機(jī)肥較單施化肥能顯著增加馬鈴薯產(chǎn)量,提高經(jīng)濟(jì)效益。唐宇[10]研究表明,化肥減施30%~50%配施生物有機(jī)肥較單施化肥能顯著提高番茄果實(shí)鮮質(zhì)量、品質(zhì)和土壤有機(jī)質(zhì)含量。李小萌等[11]對黃瓜的研究表明,化肥減施0%~30%配施生物有機(jī)肥較單施化肥能顯著提高其產(chǎn)量和肥料利用率。由此可知,化肥配施生物有機(jī)肥能達(dá)到減少化肥施用量的目的,且合理地減施化肥配施生物有機(jī)肥還顯著提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。

        近年來,生物有機(jī)肥在香蕉生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,主要集中在其施入土壤后對土壤微生物尤其是香蕉枯萎病菌的影響研究[12-13]。Fu等[14]和Zhang等[15]研究皆表明,與單施化肥相比,施用生物有機(jī)肥顯著降低香蕉鐮刀菌枯萎病發(fā)病率,增強(qiáng)土壤微生物間協(xié)同作用?;逝涫┥镉袡C(jī)肥對香蕉產(chǎn)量、品質(zhì)的影響也有部分研究[16]。李進(jìn)平等[17]、鐘書堂等[18]研究皆表明,常規(guī)化肥配施生物有機(jī)肥較常規(guī)化肥顯著提高香蕉產(chǎn)量、糖酸比和增加收獲率。化肥減量配施生物有機(jī)肥在香蕉上的研究較少,尤其是不同化肥減施比例配施生物有機(jī)肥對香蕉產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益的影響研究。基于此,本研究采用田間小區(qū)試驗(yàn),在配施定量生物有機(jī)肥的情況下,研究減施不同比例化肥對香蕉產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,以期為香蕉生產(chǎn)中化肥減量施用及有機(jī)無機(jī)肥合理配施提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        試驗(yàn)于2018年9月至2019年9月在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所熱帶果樹品種改良基地(東經(jīng)109.5°,北緯19.5°)進(jìn)行。供試作物為寶島蕉組培苗(8~9片葉)。供試土壤磚紅壤,容重1.38 g/cm3,pH值5.28,電導(dǎo)率38.68 μs/cm,有機(jī)質(zhì)8.57 g/kg,全氮0.381 g/kg,速效氮(銨態(tài)氮與硝態(tài)氮)100.85 mg/kg,速效磷9.25 mg/kg,速效鉀92.47 mg/kg。

        氮肥為顆粒尿素[CO(NH2)2],含N≥46%;鉀肥為顆粒狀氯化鉀(KCl),含K2O≥60%;復(fù)合肥為顆粒狀均衡復(fù)合肥,含N-P2O5-K2O為15-15-15;生物有機(jī)肥由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所生產(chǎn),含N-P2O5-K2O≥5%,有機(jī)質(zhì)≥45%,有效活菌數(shù)(植物乳桿菌,枯草芽孢桿菌,巨大芽孢桿菌)≥2億/g。

        1.2 方法

        采用單因素完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),以化肥減量比例為單因素。以目前海南當(dāng)?shù)氐膶殟u蕉化肥施用量(N 300 g、P2O5120 g、K2O 600 g)為常規(guī)化肥處理(TK)。設(shè)置4個(gè)配施生物有機(jī)肥的化肥減量施用處理,分別為T1,即減量0%,N 300 g,P2O5120 g,K2O 600 g;T2,即減量20%,N 240 g,P2O596 g,K2O 480 g;T3,減量40%,N 180 g,P2O572 g,K2O 360 g;T4,即減量60%,N 120 g,P2O548 g,K2O 240 g;T1~T4處理每株香蕉配施生物有機(jī)肥6 kg,其中3 kg以底肥施入,剩余3 kg在旺盛生長期環(huán)狀施入。以不施肥為對照(CK),每處理重復(fù)3次,每重復(fù)種植香蕉苗20株,且每小區(qū)四周各設(shè)2行香蕉作為保護(hù)行。寶島蕉采用均行種植,種植密度為2 520株/hm2。生物有機(jī)肥的底肥部分以基肥在種植前施入。試驗(yàn)中各處理整個(gè)生育期氮磷鉀施入時(shí)期、施入比例及施入次數(shù)均相同(見表1)。香蕉整個(gè)生育期注意水分管理,及時(shí)排灌;出芽、斷蕾、除草和病蟲害防治等管理參照當(dāng)?shù)亟秷@管理。

        表1 寶島蕉關(guān)鍵生育期氮磷鉀分配比例及施肥次數(shù)

        1.3 測定指標(biāo)

        1.3.1 產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)及其構(gòu)成因素 收獲時(shí),記錄各處理香蕉收獲株數(shù),計(jì)算收獲率;統(tǒng)計(jì)各處理商品蕉實(shí)際收獲產(chǎn)量(不含果軸)。試驗(yàn)地每個(gè)小區(qū)選擇長勢均勻的3株統(tǒng)計(jì)果指數(shù)、果指長、果指圍和單果質(zhì)量等。果指數(shù)為每穗的果指總數(shù);果指長為香蕉果指外圍弧長(不包括果柄),用軟尺測定;果指圍為果指最粗部位的周長,用軟尺測定;單果質(zhì)量用天平測定。

        1.3.2 品質(zhì)測定指標(biāo)及方法 對采收的每株第三梳進(jìn)行脫硫、催熟后,測定可食率,可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物、維生素C含量??扇苄怨绦挝锖坎捎脭?shù)顯手持折光儀[19],可溶性糖含量采用蒽酮法[19],可滴定酸采用中和滴定法[20],維生素C含量采用2,6-二氯靛酚滴定法測定[20]。糖酸比=總可溶性糖/總可滴定酸[19],可食率(%)=果肉鮮質(zhì)量/單果質(zhì)量×100[19]。

        1.4 數(shù)據(jù)處理

        試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)前期處理、繪圖,采用 SPSS 21.0 軟件的單因素方差分析(one-way ANOVA)和 Duncan 法(p=0.05)進(jìn)行各處理間的多重比較和差異顯著性檢驗(yàn)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

        試驗(yàn)結(jié)果看出,施肥處理較CK均能顯著增加香蕉產(chǎn)量,增產(chǎn)幅度為123.05%~239.89%,表明施用化肥是促進(jìn)香蕉增產(chǎn)的重要措施之一。與TK處理相比,T1、T2、T3處理分別顯著提高香蕉產(chǎn)量31.98%、26.31%和12.67%,且T1、T2處理均顯著高于T3處理;T4處理則顯著降低香蕉產(chǎn)量13.39%。說明在本試驗(yàn)中,化肥減量40%以內(nèi)配施生物肥6 kg/株能顯著提高香蕉產(chǎn)量。

        與CK比較,施用化肥能顯著提高產(chǎn)量構(gòu)成因素,協(xié)調(diào)提高產(chǎn)量。與TK處理相比,T1~T4處理均不影響香蕉果指數(shù);但均能顯著提高香蕉果指圍,提高幅度分別為4.25%、6.08%、6.97%和5.95%。T1、T2處理果指長均顯著高于其他施肥處理,且較TK處理分別提高5.52%和4.13%。T1、T2處理單果質(zhì)量較TK處理顯著提高,分別比TK處理提高12.21%和10.89%,其中T1處理單果質(zhì)量最高。T1~T3處理采收率較TK處理均提高,其中以T2處理采收率最高,比TK處理提高14.29%(見表2)。綜上可知,T2處理產(chǎn)量構(gòu)成因子各指標(biāo)協(xié)調(diào)最優(yōu)。

        表2 不同施肥處理寶島蕉產(chǎn)量構(gòu)成因素比較

        2.2 對果實(shí)品質(zhì)的影響

        香蕉品質(zhì)是決定香蕉生產(chǎn)優(yōu)勢的重要因素之一。與CK相比,各施肥處理香蕉果實(shí)可食率、可溶性固形物含量、維生素C含量和糖酸比均顯著提高,平均分別提高13.30%、10.38%、21.97%和82.45%。T1~T3處理香蕉果實(shí)的可食率、維生素C含量較TK處理均顯著提高,分別提高6.22%~8.38%、9.44%~12.29%。T1~T4處理香蕉果實(shí)糖酸比均較TK顯著提高12.60%~30.84%。T2處理可溶性固形物較TK處理顯著提高5.50%,其余配施生物有機(jī)肥處理與TK均無顯著性差異(見表3)。綜合來看,本試驗(yàn)中T2化肥減量20%配施生物有機(jī)肥能實(shí)現(xiàn)香蕉品質(zhì)的提升。

        表3 不同施肥處理寶島蕉品質(zhì)指標(biāo)比較

        2.3 對生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的影響

        試驗(yàn)結(jié)果看出,各處理經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)尤其是產(chǎn)投比有差異。與CK相比,各施肥處理雖然總成本提高,但經(jīng)濟(jì)效益顯著提高,其中總利潤增加2.25萬~6.48萬元/hm2,產(chǎn)投比提高33.45~71.58個(gè)百分點(diǎn)。說明在香蕉生產(chǎn)中,施肥能提高生產(chǎn)利潤和產(chǎn)投比。T1~T3處理較TK處理總利潤分別增加83.09%、69.55%和13.18%;T1、T2處理產(chǎn)投比分別比TK處理提高12.65個(gè)百分點(diǎn)和10.78個(gè)百分點(diǎn),但T4處理總利潤和產(chǎn)投比均比TK處理低。由此可知,合理的化肥減施比例配施生物有機(jī)肥較單施化肥能增加經(jīng)濟(jì)效益和提高產(chǎn)投比,本試驗(yàn)中化肥減施比例為20%經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)投比最為適宜。

        表4 不同施肥處理寶島蕉經(jīng)濟(jì)效益比較

        3 結(jié)論與討論

        香蕉是典型的“大水大肥”作物。在香蕉生產(chǎn)中,種植戶為追求產(chǎn)量,往往過量施用化肥,造成化肥浪費(fèi)大、產(chǎn)量與品質(zhì)下降等問題[3-5]。本研究表明,在配施生物有機(jī)肥6 kg/株時(shí),化肥減量40%以內(nèi)較常規(guī)化肥處理能顯著提高香蕉產(chǎn)量,以減量20%以內(nèi)香蕉產(chǎn)量最高,這可能由于化肥減量0%~40%+生物有機(jī)肥施可以兼具生物有機(jī)肥的肥效持久性和化肥的速效性,且生物有機(jī)肥可以有效改善土壤生物群落和土壤理化性狀[9],從而提高產(chǎn)量。這與之前的研究略有不同[21]。張鵬飛等[22]在蘋果上的研究表明,化肥減施25%配施生物有機(jī)肥10 kg/株產(chǎn)量最高,雖然兩者研究減施化肥比例不同,但都表明減施化肥配施生物有機(jī)肥處理的單果質(zhì)量較單施化肥處理顯著提高,且對果實(shí)橫徑的影響大于縱徑。劉慧[23]和姜蓉等[24]研究均表明,減施20%化肥配施生物有機(jī)肥較其他化肥減施方案更能夠顯著提高茄科、菊花產(chǎn)量,可能由于香蕉常規(guī)化肥施肥量較大導(dǎo)致減量40%配施生物有機(jī)肥還能增產(chǎn)。T1處理比T2處理多增施20%化肥,但這兩處理間產(chǎn)量差異不顯著,表明香蕉產(chǎn)量與施肥量不完全呈正比關(guān)系,這與寧瑜[25]研究結(jié)果一致。本研究中化肥減施40%以內(nèi)配施生物有機(jī)肥增產(chǎn)主要是單果質(zhì)量、果指圍和收獲率顯著增加;化肥減施60%則顯著降低單果質(zhì)量和收獲率,可能原因是化肥減施比例為60%太高而不能滿足香蕉整個(gè)生育期養(yǎng)分需求,該結(jié)果與曹明等[26]和黃麗娜等[27]的研究一致。

        果實(shí)品質(zhì)是當(dāng)前及未來園藝產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的核心,增施生物有機(jī)肥可以顯著提高果實(shí)品質(zhì)[7]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,施用肥料能顯著提高香蕉果實(shí)品質(zhì),與張鵬飛等[22]和朱歲層等[28]在蘋果、獼猴桃上的研究一致。張鵬飛等[22]還指出,化肥配施生物有機(jī)肥可有效改善果實(shí)品質(zhì),與本試驗(yàn)得出的配施生物有機(jī)肥處理果實(shí)品質(zhì)總體上優(yōu)于常規(guī)施肥處理的結(jié)論一致。就香蕉果實(shí)品質(zhì)而言,本試驗(yàn)結(jié)果表明,配施生物有機(jī)肥處理的糖酸比較常規(guī)施肥處理均顯著提高,與黃達(dá)斌等[29]在香蕉上的研究結(jié)果相似。綜合衡量香蕉果實(shí)各品質(zhì)指標(biāo),T2處理品質(zhì)最優(yōu),尤其較常規(guī)處理顯著提高可溶性固形物和維生素C含量,與朱歲層等[28]在獼猴桃上的研究結(jié)果一致?;蕼p施配施生物有機(jī)肥在滿足香蕉氮、鉀養(yǎng)分需求同時(shí),增加微量元素供應(yīng)可能是其提高品質(zhì)的原因之一。另外,就經(jīng)濟(jì)效益而言,周勁松等[21]和何應(yīng)對等[30]在香蕉上的研究表明,適當(dāng)減少施肥投入具有顯著增效作用。本試驗(yàn)中,各處理經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)尤其是產(chǎn)投比有差異,與CK相比,各施肥處理雖然總成本提高,但經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)投比也顯著提高,其中,T2處理(化肥減施20%配施生物有機(jī)肥)產(chǎn)投比和經(jīng)濟(jì)效益較高,這與柏瓊芝等[31]在馬鈴薯上的研究一致。

        在本試驗(yàn)中,綜合考慮香蕉產(chǎn)量、果實(shí)品質(zhì)經(jīng)濟(jì)效益,化肥減施20%配施生物有機(jī)肥6 kg/株為最佳施肥方案?;蕼p施配施生物有機(jī)肥可能具有改良土壤、減少養(yǎng)分環(huán)境耗散風(fēng)險(xiǎn)等作用,今后應(yīng)加強(qiáng)研究,從而綜合評價(jià)香蕉化肥減量配施生物有機(jī)肥的成效。

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