臧小平，井 濤，陳宇豐，王 尉，王甲水，馬蔚紅*，謝江輝

（1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 海口實(shí)驗(yàn)站/海南省香蕉遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海口 571101；2.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱帶生物技術(shù)研究所，?？?571101）

0 引言

【研究意義】我國(guó)是第二大香蕉生產(chǎn)國(guó)，海南是我國(guó)香蕉發(fā)展的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)。根據(jù)國(guó)家香蕉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系經(jīng)濟(jì)崗位和綜合試驗(yàn)站抽樣調(diào)查，2018年海南省香蕉種植面積34 390 hm2，總產(chǎn)量121.6 萬(wàn)t，產(chǎn)值35.64 億元，產(chǎn)值居全省種植業(yè)第三位、單位面積產(chǎn)值效益居第二位，是海南熱帶特色高效農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)和支柱性產(chǎn)業(yè)[1]。根據(jù)水利部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等五部委聯(lián)合印發(fā)《“十三五”新增1 億畝高效節(jié)水灌溉面積實(shí)施方案》，明確提出到2020年，全國(guó)高效節(jié)水灌溉面積達(dá)到2.4×107hm2左右，占灌溉面積的比例提高到32%以上。熱區(qū)六?。▍^(qū)）（海南、廣東、廣西、云南、福建、貴州）“十三五”期間新增高效節(jié)水灌溉面積8.00×105hm2，其中微灌面積2.25×105hm2。實(shí)現(xiàn)節(jié)水50%，節(jié)肥30%，經(jīng)濟(jì)作物節(jié)本增收9 000 元/hm2以上。目前，水肥一體化技術(shù)在海南香蕉施肥上的應(yīng)用處于發(fā)展階段，滴灌水肥耦合技術(shù)的應(yīng)用尚不成熟，與之配套的施肥參數(shù)成為研究重點(diǎn)?！狙芯窟M(jìn)展】臧小平等[2]研究發(fā)現(xiàn)，在滴灌水肥一體化條件下，與常規(guī)施肥比較，采用氮、磷、鉀減量施肥（氮減量47%，磷減量37%，鉀減量65%），香蕉產(chǎn)量增加13%，植株對(duì)氮、磷、鉀的吸收量和吸收強(qiáng)度均有顯著的提升。鄧蘭生等[3]研究發(fā)現(xiàn)，在等量養(yǎng)分投入條件下，滴灌施肥與常規(guī)灌溉施肥相比，植株總干重、一級(jí)根數(shù)量與直徑及抽蕾率等生長(zhǎng)指標(biāo)均表現(xiàn)為全面提升，香蕉產(chǎn)量可提高29.37%。臧小平等[4]研究表明，氮、鉀較常規(guī)施肥量減少70%前提下增施液體肥，可節(jié)約肥料成本26.5%，增產(chǎn)2.5%，經(jīng)濟(jì)效益顯著提升。綜上所述，香蕉施肥采用水肥一體化技術(shù)，除水利設(shè)置配套外，合理的滴灌用肥配比也非常重要。因此，合理、高效的水溶肥配方，既能減少香蕉施肥的浪費(fèi)及環(huán)境問(wèn)題，又能保證香蕉生長(zhǎng)需求，同時(shí)降低生產(chǎn)成本?！厩腥朦c(diǎn)】但是調(diào)查發(fā)現(xiàn)，香蕉種植戶在施肥管理中仍存在盲目性，肥料施用大多基于往年經(jīng)驗(yàn)。且由于肥料與滴灌系統(tǒng)不配套，實(shí)際生產(chǎn)中超過(guò)30%化肥以撒干肥形式施入土壤的不科學(xué)施肥方式，導(dǎo)致香蕉生育后期不能獲得充足的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，水肥互作效應(yīng)未充分發(fā)揮。當(dāng)前在香蕉水肥一體化增效肥料研究中主要側(cè)重于噴水帶灌溉條件下肥料的養(yǎng)分效應(yīng)，對(duì)于滴灌施肥系統(tǒng)中各養(yǎng)分配比的研究相對(duì)不足。目前我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染和化肥減量增效等問(wèn)題凸顯，尤其對(duì)于高產(chǎn)出高投入的設(shè)施水肥條件下果園栽培，土壤酸化、增效困難問(wèn)題已成為制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，因此探索肥料在蕉園的利用效率及增產(chǎn)增效作用顯得尤為重要?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】在目前節(jié)水農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，選用合適的水溶性單質(zhì)肥料配合滴灌系統(tǒng)進(jìn)行香蕉施肥是重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一。本研究選用尿素、聚磷酸銨、氯化鉀、硫酸鉀等生產(chǎn)上常用的水溶性肥料，在氮磷鉀不同配比下研究滴灌香蕉植株生長(zhǎng)性狀對(duì)肥料的響應(yīng)及其與產(chǎn)量、養(yǎng)分利用及經(jīng)濟(jì)效益間的關(guān)系，從而為香蕉水肥一體化技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試土壤為玄武巖發(fā)育的磚紅壤，質(zhì)地為砂黏土，試驗(yàn)開(kāi)始前耕層土壤（0～20 cm）化學(xué)性質(zhì)為：pH 值6.0，有機(jī)質(zhì)2.15%，堿解氮量96.6 mg/kg，有效磷量31.6 mg/kg，速效鉀量113.5 mg/kg。按全國(guó)第2 次土壤普查推薦的土壤肥力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，該試驗(yàn)土壤地力屬于中等肥力土壤。試驗(yàn)香蕉品種為宿根6 代的南天黃（Musa aaa cavendish cv Nan Tian Huang），雙行淺溝種植，滴灌區(qū)按每種植行鋪設(shè)2 條滴灌管，滴頭流量為2.0 L/h，滴頭間距為40 cm。香蕉定植株行距為2.0 m×2.2 m。

1.2 試驗(yàn)區(qū)概況

田間試驗(yàn)于2018年9月—2019年7月在海南省臨高縣波蓮鎮(zhèn)美靈村華遠(yuǎn)農(nóng)場(chǎng)香蕉基地（19°77' N，109°62' E）進(jìn)行。該地區(qū)屬于熱帶季風(fēng)氣候型，全年無(wú)霜，氣候溫和，年平均氣溫24.0 ℃，年平均降水量在1 400 mm 以上，5—10月為雨季，降水量占全年的82%，年平均風(fēng)速2.8 m/s。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)4 個(gè)處理：A 處理（N、P2O5、K2O 質(zhì)量比為1.00∶0 .37∶2.61）、B 處理（N、P2O5、K2O質(zhì)量比為1.00∶0.37∶1.76）、C 處理（N、P2O5、K2O 質(zhì)量比為1.00∶0.37∶1.76，復(fù)合微量元素）。設(shè)不施化肥、清水滴灌為對(duì)照（CK），每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。CK 小區(qū)面積900 m2，A、B、C 處理小區(qū)面積均為1 400 m2，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。供試化肥為尿素（N 46%），聚磷酸銨（N 11%，P2O537%），硫酸鉀（K2O 52%），氯化鉀（K2O 60%），硫酸鎂（Mg 8.9%），復(fù)合微量元素（Fe+B+Zn+Cu+Mn+Mg+Mo 10%）。香蕉整個(gè)生育期通過(guò)化肥投入養(yǎng)分量：A 處理：純N 309.7 kg/hm2，P2O5113.2 kg/hm2，K2O 807.0 kg/hm2；B、C 處理：純N 619.3 kg/hm2，P2O5226.4 kg/hm2，K2O 1 089.0 kg/hm2。全部化肥作為追肥通過(guò)滴灌隨水施加，其他管理措施同一般大田。具體施肥方案見(jiàn)表1。試驗(yàn)區(qū)有機(jī)肥投入為9 088 kg/hm2羊糞（有機(jī)質(zhì)45%，氮磷鉀5%）+1 818 kg/hm2微生物液體肥（有效活菌0.5 億/L，有機(jī)質(zhì)100 g/L，氮磷鉀60 g/L）。2018年9月初定芽清園，綠葉數(shù)6～8 張。各處理配比氮、磷、鉀比例參考楊苞梅等[5]、朱治強(qiáng)等[6]試驗(yàn)，B、C 處理和A 處理分別參照其中氮鉀比例下限值和中間值。氮投入量參考章明清等[7]的試驗(yàn)，以B 處理作為常規(guī)施肥對(duì)照。根據(jù)南天黃品種生長(zhǎng)特性和海南植蕉區(qū)特點(diǎn)，確定香蕉生長(zhǎng)季中的總灌水量為9 000 m3/hm2，2018年9月12日開(kāi)始滴水灌溉，除陰雨天氣外，每隔2～3 d 灌水1 次，每次滴灌時(shí)間1.5～2 h；根據(jù)葉片數(shù)確定施肥時(shí)間[8]，小區(qū)施肥時(shí)每次滴肥水0.5 h。2019年5月1日抽蕾，2019年6月29日收獲。

表1 各處理施肥方案Table 1 Distribution scheme of fertilizers during banana growth period kg/hm2

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

每小區(qū)選定長(zhǎng)勢(shì)一致，健康無(wú)病蟲(chóng)害香蕉5 株，在孕蕾期測(cè)定香蕉的葉片數(shù)、株高（從地面至頂部?jī)善~葉柄交叉點(diǎn)的距離）、假莖圍（近地面處的假莖周長(zhǎng)）、青葉數(shù)、倒三葉葉長(zhǎng)和寬，并于收獲時(shí)記錄每株香蕉產(chǎn)量并取果穗樣進(jìn)行果實(shí)農(nóng)藝性狀調(diào)查。試驗(yàn)開(kāi)始前取混合土壤樣本進(jìn)行基本性狀分析。各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)參考土壤農(nóng)化分析相關(guān)方法[9]。肥料吸收利用及經(jīng)濟(jì)效益相關(guān)計(jì)算式為[10-11]：

香蕉價(jià)格按海南2019年6—7月收購(gòu)價(jià)格計(jì)算，肥料價(jià)格按市場(chǎng)價(jià)計(jì)算，香蕉4 000元/t，尿素2 700元/t，聚磷酸銨8 800元/t。硫酸鉀4 900元/t，氯化鉀3 000元/t，硫酸鎂1 100元/t，復(fù)合微量元素20 000元/t。

1.5 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003和SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)香蕉生長(zhǎng)性狀的影響

表2 為不同水溶肥配比處理的香蕉假莖粗、青葉數(shù)及葉長(zhǎng)等形態(tài)生長(zhǎng)指標(biāo)。3 個(gè)化肥配比處理的株高均高于CK。說(shuō)明僅含氮磷鉀的配方或在氮磷鉀的基礎(chǔ)上加入微量元素有利于香蕉株高的增加。青葉數(shù)、葉長(zhǎng)趨勢(shì)和株高一致，A、B、C 處理的青葉數(shù)及葉長(zhǎng)均顯著高于CK。其中A 處理的青葉數(shù)較B、C 處理分別增加11.3%、8.2%，且A 處理與B、C 處理之間差異顯著?？梢钥闯觯诘喂鄺l件下追施配方肥有利于植株的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，在假莖圍、青葉數(shù)、葉長(zhǎng)指標(biāo)上得到體現(xiàn)，能產(chǎn)生更多的光合產(chǎn)物供香蕉生長(zhǎng)，為高產(chǎn)提供充足的物質(zhì)保障。

表2 抽蕾期不同處理的香蕉長(zhǎng)勢(shì)Table 2 Growth of banana plant of various treatments during floral emergence

2.2 不同處理對(duì)香蕉產(chǎn)量和養(yǎng)分利用效率的影響

表3 為不同水溶肥配比處理的香蕉產(chǎn)量和養(yǎng)分利用參數(shù)。A 處理的單株產(chǎn)量為25.61 kg（不含果軸）。因香蕉多代宿根影響，實(shí)際收獲株數(shù)按2 100 株/hm2計(jì)，A 處理折合產(chǎn)量53 781 kg/hm2，較B、C 處理的產(chǎn)量分別增加9.7%、8.8%，A 處理與B、C 處理之間差異顯著。A 處理果指數(shù)比B、C 處理分別增加14、11 個(gè)/株，分別提高10.1%、7.8%。A 處理中肥料的產(chǎn)量貢獻(xiàn)率較B、C 處理分別提高6.9%、6.3%。滴灌條件下不同配比肥料滴施可增加果指數(shù)，從而促進(jìn)香蕉高產(chǎn)。3 種不同配比處理的表現(xiàn)為：A 處理＞C處理＞B 處理＞CK。添加微量元素的C 處理對(duì)香蕉樹(shù)勢(shì)和樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)的提升有一定的積極作用，但與未添加的B 處理比較，未表現(xiàn)顯著性差異，二者在產(chǎn)量上也無(wú)顯著差異。

表3 不同處理的香蕉產(chǎn)量和肥料利用參數(shù)Table 3 Banana yield and fertilizer utilization efficiency in different treatments

從養(yǎng)分吸收利用效率來(lái)看（表3），肥料農(nóng)學(xué)效率（AE）和肥料偏生產(chǎn)力（PFP）亦表現(xiàn)為A 處理＞C 處理＞B 處理，A 處理的肥料農(nóng)學(xué)效率較B、C 處理分別提高125.6%和117.5%、肥料偏生產(chǎn)力分別提高72.6%和71.2%。可以看出，滴灌條件不同配比的肥效產(chǎn)生明顯差異，A 處理優(yōu)于其他處理，說(shuō)明合理的氮磷鉀配比即可滿足香蕉植株的生長(zhǎng)發(fā)育。

2.3 不同處理對(duì)香蕉經(jīng)濟(jì)效益的影響

表4 是施用不同配比肥料處理的香蕉經(jīng)濟(jì)效益分析。A 處理的邊際收益為51.16 元/kg，比B、C 處理分別增加28.50、27.63 元/kg，分別提高了125.8%、117.4%。A 處理與B、C 處理比較增產(chǎn)顯著，且因化肥投入減少導(dǎo)致生產(chǎn)成本總投入減少，其綜合生產(chǎn)效益明顯提高。從純收益比較，A 處理較B、C 處理分別凈增21 221、19 901 元/hm2，分別提高了22.2%、20.6%。種植香蕉的產(chǎn)投比也由B 處理的1.95∶1 上升到A 處理的2.18∶1。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織認(rèn)為可變成本比例（vario-cost ratio，指施肥后增加農(nóng)產(chǎn)品所得價(jià)值與施肥開(kāi)支的比值）＞2 就具有經(jīng)濟(jì)合理性[11]。A 處理VCR值為4.0，從經(jīng)濟(jì)效益方面衡量也是合算的。通過(guò)對(duì)上述3 種肥料配比處理經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)的比較，表明A 處理可明顯提高香蕉的經(jīng)濟(jì)效益。

表4 不同處理下香蕉的經(jīng)濟(jì)效益Table 4 The benefit in different treatments

3 討論

香蕉各項(xiàng)指標(biāo)以A 處理效果最佳，且大部分指標(biāo)顯著高于B、C 處理，說(shuō)明使用氮磷鉀合理配比即可滿足香蕉植株生長(zhǎng)發(fā)育。B、C 處理間差異不顯著，微量元素的添加效果并不理想。這可能是試驗(yàn)土壤中微量元素本底值較高，也可能是由于微量元素添加比例不合理造成的。目前關(guān)于香蕉施肥研究多集中于氮磷鉀肥料的配比，對(duì)于微量元素添加比例、種類等研究較少。楊苞梅等[12]、李瑞民等[13]對(duì)香蕉氮的研究發(fā)現(xiàn)，氮對(duì)香蕉抽蕾具有決定性的作用，比鉀和磷的影響更顯著。鉀的主要作用是促進(jìn)植株莖的生長(zhǎng)發(fā)育，而植株莖又是與貯存與運(yùn)輸養(yǎng)分有關(guān)的器官。故植株的生長(zhǎng)速度、花芽分化以及產(chǎn)量的高低與植株器官內(nèi)營(yíng)養(yǎng)的積累密切相關(guān)[14]。試驗(yàn)表明不同化肥配比處理香蕉產(chǎn)量的增加源于香蕉果指數(shù)增加（表3），香蕉果指數(shù)在花芽分化時(shí)就已確定，而花芽分化、成花數(shù)與鉀營(yíng)養(yǎng)及鉀氮比例有關(guān)[15]。朱治強(qiáng)等[6]提出花芽分化期適宜的鉀氮比（K2O/N）為1.5，肖焱波等[16]提出花芽分化期適宜的K2O/N 為2.4。本試驗(yàn)花芽分化期A 處理的K2O/N 為2.0，B、C 處理花芽分化期的K2O/N 為1.3。李豐年等[17]綜合廣東、廣西、福建和臺(tái)灣地區(qū)近年的香蕉配方施肥經(jīng)驗(yàn)，提出氮磷鉀配比的范圍是1∶0.2～0.5∶1.1～2。楊宇等[18]提出海南巴西蕉、寶島蕉三要素總累積量比分別為1∶0.15∶3.2、1∶0.13∶1.55。章明清等[6]提出高產(chǎn)蕉園鉀氮比為1.67，中低產(chǎn)蕉園鉀氮比為1.39。賴達(dá)德[19]認(rèn)為香蕉氮、磷、鉀施用比例以1∶0.5∶2～3.5 為適宜，且在這一比例下，適當(dāng)增加鉀肥的施用量，能夠使香蕉生長(zhǎng)速度加快，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期縮短；增加雌花段數(shù)，縮短抽蕾開(kāi)花期；促進(jìn)果實(shí)發(fā)育，提早成熟；增強(qiáng)植株整體抗逆性能以及提高植株產(chǎn)量和品質(zhì)。滴灌施肥技術(shù)是將灌溉技術(shù)與配方施肥技術(shù)融為一體的新型高效灌溉技術(shù)，施肥能夠達(dá)到按需供給。滴灌條件下施肥頻率的增加有助于提高作物的水肥利用效率。研究表明，肥料隨水分次滴施有利于作物對(duì)養(yǎng)分的吸收[11,20-21]。大量研究發(fā)現(xiàn)，氮磷鉀肥施用量為1/2 甚至1/3 時(shí)，產(chǎn)量不減少反而增加[2,4,22-23]。氮、磷、鉀肥有很強(qiáng)的時(shí)效互補(bǔ)性和功能互補(bǔ)性，合理配施能顯著增產(chǎn)，達(dá)到高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和提高水分利用效率的目的[24]。在肥料結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化養(yǎng)分配比條件下，A 處理雖然部分生長(zhǎng)指標(biāo)不如B、C 處理，但合理的養(yǎng)分配比不僅增強(qiáng)了根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收能力（AE和PFP均為最高），而且對(duì)植株光合產(chǎn)生促進(jìn)作用。較高的光合能力有利于同化物的積累和向果實(shí)的轉(zhuǎn)移，提高了香蕉營(yíng)養(yǎng)器官對(duì)果實(shí)的轉(zhuǎn)運(yùn)貢獻(xiàn)率。合理的氮、磷、鉀配比組合對(duì)產(chǎn)量形成產(chǎn)生了補(bǔ)償效應(yīng)，從而達(dá)到既降低養(yǎng)分消耗又保證高額產(chǎn)量的形成。本試驗(yàn)與前人研究所用氮、磷、鉀配比基本一致[19]，說(shuō)明氮磷鉀配比合理的情況下，減少施用量可滿足香蕉生長(zhǎng)。此研究時(shí)間僅為一年，而基于不同減氮額度條件下完整設(shè)置的養(yǎng)分配比（包括微量元素）對(duì)香蕉生長(zhǎng)、產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤肥力的影響將使研究更具系統(tǒng)性，尚需要進(jìn)一步完善和驗(yàn)證。

4 結(jié)論

1）在滴灌條件下，氮磷鉀肥隨水分次追施A 處理（氮309.7 kg/hm2，N、P2O5、K2O 質(zhì)量比為1.00∶0.37∶2.61）較B 處理（常規(guī)施肥）可增加香蕉的果指數(shù)，提高產(chǎn)量9.7%。

2）滴灌施肥A 處理肥料的產(chǎn)量貢獻(xiàn)率較B 處理提高6.9%，肥料農(nóng)學(xué)效率和肥料偏生產(chǎn)力較B 處理分別提高125.6%、72.6%。

3）滴灌施肥A 處理較B 處理純收益增加21 221元/hm2，提高22.2%。種植香蕉的產(chǎn)投比由1.95∶1上升到2.18∶1，VCR值為4.0。