安祥瑞，江尚燾，李煥苓，秦獻(xiàn)泉，胡小璇，陳廷速，謝昶琰，徐陽春，董彩霞*，沈其榮

減施化肥配施有機(jī)肥對(duì)荔枝生長(zhǎng)、產(chǎn)量品質(zhì)及肥料利用率的影響①

安祥瑞1，江尚燾1，李煥苓2，秦獻(xiàn)泉3，胡小璇1，陳廷速4，謝昶琰1，徐陽春1，董彩霞1*，沈其榮1

(1南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省固體有機(jī)廢棄物資源化高技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇省有機(jī)固體廢棄物協(xié)同創(chuàng)新中心，教育部資源節(jié)約型肥料工程技術(shù)研究中心，南京 210095；2中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所，?？?571101；3廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所荔枝龍眼研究室，南寧 530007；4廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物研究所，南寧 530007)

針對(duì)我國(guó)荔枝園化肥施用量過高而存在的土壤質(zhì)量下降、酸堿失衡和產(chǎn)量下降等問題，綜合考慮荔枝養(yǎng)分投入量與帶走量，研究減施化肥配施有機(jī)肥對(duì)荔枝生長(zhǎng)、產(chǎn)量品質(zhì)及肥料利用率的影響，旨在為荔枝提質(zhì)增效提供施肥指導(dǎo)。以妃子笑荔枝為研究對(duì)象，設(shè)置單施化肥(CF)、減施化肥30% 分別配施普通商品有機(jī)肥5 kg/株(OF5)和10 kg/株(OF10)、減施化肥30% 配施生物有機(jī)肥5 kg/株(BIO5)和10 kg/株(BIO10)5個(gè)處理，比較不同施肥處理對(duì)荔枝生長(zhǎng)、養(yǎng)分供應(yīng)、產(chǎn)量品質(zhì)、肥料利用率及經(jīng)濟(jì)效益的影響。結(jié)果表明：化肥減施30% 的情況下，配施有機(jī)肥未明顯減緩荔枝梢期生長(zhǎng)；總體來看，在梢期與果實(shí)成熟期，各處理間葉片養(yǎng)分含量無顯著差異，在二蓬梢期及末次梢期，OF10與BIO5葉片N含量顯著高于CF處理；各處理葉片養(yǎng)分含量與變化趨勢(shì)均符合荔枝生長(zhǎng)規(guī)律。與CF相比，BIO5、OF10、BIO10處理均顯著提高荔枝單株產(chǎn)量；各有機(jī)肥處理一定程度提高果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)，可固含量平均增加1.76% ～ 3.22%，可溶性糖和可滴定酸含量平均增加11.96% ～ 21.84% 和降低15.38% ～ 35.35%；產(chǎn)量品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)BIO5> BIO10>CF>OF10>OF5。各有機(jī)肥處理氮素偏生產(chǎn)力均顯著高于化肥處理，BIO5與OF10處理氮、磷、鉀肥偏生產(chǎn)力與農(nóng)學(xué)利用率均顯著高于其他處理；OF10、BIO5、BIO10均能顯著提高荔枝經(jīng)濟(jì)效益。綜合考慮荔枝生長(zhǎng)、果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)、肥料利用效率以及經(jīng)濟(jì)效益，該園區(qū)在減少30% 化肥養(yǎng)分投入下株施5 kg(2 700 kg/hm2)生物有機(jī)肥處理表現(xiàn)最佳，其次是株施10 kg(5 400 kg/hm2)普通商品有機(jī)肥。

荔枝；有機(jī)肥；產(chǎn)量；品質(zhì)；肥料利用率；經(jīng)濟(jì)效益

荔枝(Sonn.)果實(shí)色澤鮮艷、肉質(zhì)細(xì)嫩多汁，素有“嶺南果王”之美稱。我國(guó)是荔枝的原產(chǎn)國(guó)，截至2017年，荔枝種植面積和產(chǎn)量均占世界的65% 以上[1]，主要分布于廣東、廣西、海南等省區(qū)[2]，對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展及農(nóng)民增收具有重要作用。然而，由于果農(nóng)盲目追求早產(chǎn)高產(chǎn)，忽視荔枝園綜合養(yǎng)分管理，導(dǎo)致荔枝園普遍存在土壤板結(jié)、營(yíng)養(yǎng)失衡、肥料利用率下降及酸堿度失衡等一系列問題[3-4]，不僅降低經(jīng)濟(jì)效益，也造成環(huán)境危害，甚至由于經(jīng)濟(jì)效益降低，廣西、廣東荔枝生產(chǎn)面積分別減少9.05% 和3.45%[5]。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部“雙減”計(jì)劃提出，有機(jī)肥和化肥配施是解決化肥使用過量問題的重要措施，其中生物有機(jī)肥集有機(jī)肥和功能微生物為一體，與化肥配施時(shí)起到“四兩撥千斤”的作用，在改良土壤、提高作物產(chǎn)量、改善品質(zhì)等方面作用顯著[6-7]。魏曉蘭等[8]發(fā)現(xiàn)，在減化肥25% 范圍內(nèi)配施等量生物有機(jī)肥不僅提高土壤肥力及小白菜產(chǎn)量，還能一定程度提高肥料利用率；陶磊等[9]、宋以玲等[10]和趙滿興等[11]也發(fā)現(xiàn)，在化肥減量20% ～ 40% 或10% ～ 30% 情況下，配施生物有機(jī)肥可以改善土壤微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)、提高土壤酶活性、改善土壤根際環(huán)境、提高根系活力，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)地、增產(chǎn)、提質(zhì)?？梢?，利用生物有機(jī)肥替代部分化肥的方式是實(shí)現(xiàn)化肥減量增效的重要途徑。本文在綜合考慮荔枝養(yǎng)分投入與帶走量的基礎(chǔ)上，開展不同種類及用量的有機(jī)肥田間試驗(yàn)，通過綜合評(píng)價(jià)產(chǎn)量品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益，為荔枝合理減施化肥、提質(zhì)增效與可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 荔枝養(yǎng)分管理調(diào)查

1.1.1 果園施肥現(xiàn)狀調(diào)查 廣東省和廣西壯族自治區(qū)是我國(guó)荔枝栽培面積最大的兩個(gè)省份[5]，海南省則是早熟荔枝的重要產(chǎn)地。針對(duì)荔枝主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行施肥現(xiàn)狀調(diào)查，調(diào)查區(qū)域位于廣東省東莞市、廣西壯族自治區(qū)的貴港市、桂平市、北流市、玉林市、欽州市、南寧市以及海南省海口市、澄邁縣、儋州市等，分別選取22個(gè)有代表性的“妃子笑”荔枝園(調(diào)查果園的種植面積均在30畝以上)進(jìn)行施肥現(xiàn)狀調(diào)查。

1.1.2 荔枝養(yǎng)分帶走量調(diào)查 海南省瓊山區(qū)大坡鎮(zhèn)東昌農(nóng)場(chǎng)(20°00′31″N、110°35′41″E)早熟荔枝栽培面積約200畝(1畝=667 m2)，栽培品種為“妃子笑”，樹齡19 a，株行距4 m×5 m，每667 m2種植約36株。選擇3株長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)一致、具有代表性的妃子笑荔枝樹進(jìn)行養(yǎng)分帶走量測(cè)定。2018年5月10日進(jìn)行整株果實(shí)采收并記錄產(chǎn)量，6月8日進(jìn)行修剪，記錄修剪枝和修剪葉鮮重。每棵樹隨機(jī)選取20個(gè)果實(shí)樣品，采用四分法采集枝條和葉片樣品。將植株樣品用去離子水洗凈，于105 ℃殺青 30 min，在70 ℃下烘至恒重，稱取干物質(zhì)量，研磨后放置自封袋中。采用H2SO4-H2O2法消煮植株后用流動(dòng)分析儀(德國(guó)seal公司)測(cè)定植株N含量[12]；采用濃硝酸–高氯酸(4︰1)消煮，ICP-OES710(電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀)測(cè)定P、K含量，用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) GBW07603 控制測(cè)試質(zhì)量。

1.2 試驗(yàn)地概況

海南省瓊山區(qū)大坡鎮(zhèn)東昌農(nóng)場(chǎng)土壤類型為赤紅壤，壤質(zhì)黏土，行間土壤(0 ～ 30 cm)基本性質(zhì)如下：pH 4.91，有機(jī)質(zhì)38.32 g/kg，銨態(tài)氮5.57 mg/kg，硝態(tài)氮16.93 mg/kg，有效磷38.71 mg/kg，速效鉀71.60 mg/kg，有效鈣277.17 mg/kg，有效鎂34.21 mg/kg。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在對(duì)該園施肥調(diào)查的基礎(chǔ)上設(shè)置6個(gè)處理：①不施肥處理(CK，空白)；②單施化肥，即常規(guī)施肥(CF，對(duì)照)；③化肥減量30% 配施5 kg/株羊糞有機(jī)肥(OF5)；④化肥減量30% 配施10 kg/株羊糞有機(jī)肥(OF10)；⑤化肥減量30% 配施5 kg/株生物有機(jī)肥(BIO5)；⑥化肥減量30% 配施10 kg/株生物有機(jī)肥(BIO10)。有機(jī)肥施用量約合2 700 kg/hm2和5 400 kg/hm2。其中，不施肥處理(CK)僅進(jìn)行測(cè)產(chǎn)用于計(jì)算肥料利用率及效益。選取長(zhǎng)勢(shì)基本一致的6行荔枝樹，每個(gè)處理6株樹，每2株為一個(gè)重復(fù)，共3個(gè)重復(fù)。

整個(gè)生育期內(nèi)荔枝共施肥3次，依次為采后基肥(2018年6月)、坐果肥(2019年3月)和壯果肥(2019年4月)，其中有機(jī)肥作基肥一次性施入。果農(nóng)常規(guī)施肥(CF)中，基肥采用22-7-11復(fù)合肥1.6 kg/株、26-8-19復(fù)合肥0.5 kg/株，各有機(jī)肥處理中施用22-7-11復(fù)合肥1 kg/株，化肥及有機(jī)肥處理均施用鈣鎂磷肥1 kg/株。所有處理坐果肥和壯果肥均施用高鉀復(fù)合肥(15-5-30)1 kg/株和硫酸鉀鎂肥0.5 kg/株?；什捎脳l施法在樹體一側(cè)距樹干120 cm處開溝(長(zhǎng)50 cm、深30 cm、寬20 cm)，施肥時(shí)將肥料與挖出的土壤混勻后一并填埋入溝。壯果肥則根據(jù)當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥方法水溶后繞樹體均勻淋施。

供試商品有機(jī)肥(羊糞有機(jī)肥)購(gòu)于當(dāng)?shù)剞r(nóng)資部門，pH為9.3，含N 12.2 g/kg、P2O514.9 g/kg、K2O 16.7 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量186.7 g/kg；生物有機(jī)肥為南京農(nóng)業(yè)大學(xué)自主研發(fā)的促生生物有機(jī)肥(江蘇聯(lián)業(yè)肥料有限公司生產(chǎn))，以腐熟有機(jī)肥接種解淀粉芽孢桿菌SQR9二次發(fā)酵而成，含解淀粉芽孢桿菌SQR9菌落數(shù)為1×108cfu/g，pH為6.6，含N 25.9 g/kg、P2O539.5 g/kg、K2O 17.8 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量404.1 g/kg。各處理養(yǎng)分投入量見表1。

表1 不同處理下有機(jī)肥和化肥中養(yǎng)分投入量及配比

1.4 樣品采集及測(cè)定

1.4.1 荔枝生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定 于2018年11月4日在各個(gè)植株東、南、西、北4個(gè)方位選取12條形狀完好、長(zhǎng)勢(shì)均一的荔枝新梢，在一蓬梢結(jié)節(jié)處以下第3復(fù)葉處取第二小葉，每個(gè)方位各取10片葉，每個(gè)處理共計(jì)240片，從中選取100片葉測(cè)定百葉重，20片葉測(cè)定相對(duì)葉綠素含量，新梢結(jié)節(jié)處測(cè)定梢粗。新梢抽生處至一蓬梢結(jié)節(jié)為一蓬梢長(zhǎng)度，一蓬梢結(jié)節(jié)至新梢頂端為末次梢長(zhǎng)度，測(cè)定梢長(zhǎng)。梢長(zhǎng)使用鋼卷尺測(cè)量；梢粗使用游標(biāo)卡尺測(cè)量；葉片葉綠素含量使用手持式SPAD儀(KONICA MINOLTA SPAD-502 Plus)測(cè)定。

1.4.2 荔枝葉片養(yǎng)分測(cè)定 分別在荔枝一蓬梢期(2018年8月8日)、二蓬梢期(2018年11月4日)、末次梢期(2018年12月29日)、果實(shí)成熟期(2019年5月11日采果當(dāng)天)采集葉片，共計(jì)4次。每株樹采集8個(gè)方位上枝條生長(zhǎng)點(diǎn)以下第二復(fù)葉第二小葉，合計(jì)10 ～ 15片葉，每2株樹為一個(gè)混合樣。葉片養(yǎng)分測(cè)定方法同1.1.2。

1.4.3 果實(shí)產(chǎn)量品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定 于2019年5月11日(果實(shí)成熟期)在每株樹東、南、西、北4個(gè)方位共采集20個(gè)均勻一致的果實(shí)，每個(gè)處理隨機(jī)取50顆果實(shí)測(cè)定品質(zhì)，根據(jù)株產(chǎn)換算成每公頃產(chǎn)量?？扇苄怨绦挝锖坎捎肞AL-1型電子折光儀(日本ATAGO公司)測(cè)定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定[13]；可滴定酸含量采用氫氧化鈉滴定法測(cè)定；還原型維生素C采用2,6-二氯靛酚滴定法測(cè)定[14]。同時(shí)，用游標(biāo)卡尺測(cè)定荔枝果實(shí)的縱徑(cm)和橫徑(cm)，每個(gè)處理測(cè)定20個(gè)果實(shí)及果肉重量，得到平均單果重及可食率。

1.5 數(shù)據(jù)處理

1.5.1 養(yǎng)分帶走量 荔枝養(yǎng)分帶走量=荔枝果實(shí)養(yǎng)分吸收量+荔枝修剪葉養(yǎng)分吸收量+荔枝修剪枝養(yǎng)分吸收量

荔枝果實(shí)養(yǎng)分吸收量=荔枝果實(shí)養(yǎng)分含量×果實(shí)干物質(zhì)量

荔枝修剪葉養(yǎng)分吸收量及荔枝修剪枝養(yǎng)分吸收量公式同果實(shí)養(yǎng)分吸收量。

1.5.2 肥料利用率 通過以下公式計(jì)算作物氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)的肥料利用效率，參數(shù)計(jì)算公式如下[15-17]：

氮(磷、鉀)肥偏生產(chǎn)力(kg/kg)=荔枝產(chǎn)量/總氮(磷、鉀)素施用量；

氮(磷、鉀)肥農(nóng)學(xué)效率(kg/kg)=(施氮(磷、鉀)肥區(qū)產(chǎn)量–不施氮(磷、鉀)肥區(qū)產(chǎn)量)/總氮(磷、鉀)素施用量；

增產(chǎn)率(%)=(施肥區(qū)荔枝產(chǎn)量–不施肥區(qū)荔枝產(chǎn)量)/不施肥區(qū)荔枝產(chǎn)量。

1.5.3 荔枝經(jīng)濟(jì)效益 產(chǎn)值(萬元/hm2)=產(chǎn)量(t/hm2)×單價(jià)(元/kg)×1 000/10 000；

收益(萬元/hm2)=產(chǎn)值(萬元/hm2) –投入(萬元/hm2)；

式中：由于各處理田間管理一致，管理費(fèi)用相當(dāng)，此處只考慮肥料投入成本。生物有機(jī)肥1 800元/t；羊糞有機(jī)肥800元/t；22-7-11復(fù)合肥、26-8-19復(fù)合肥、15-5-30復(fù)合肥、硫酸鉀鎂肥及鈣鎂磷肥市場(chǎng)價(jià)格分別為7 250、6 250、6 250、5 500和2 800元/t。

1.5.4 數(shù)據(jù)分析 采用Excel 2007、Oringin 2018進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、繪制圖表和統(tǒng)計(jì)分析，采用 SPSS 25.0 進(jìn)行單因素方差分析，差異顯著性分析用Duncan法(<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 荔枝園養(yǎng)分投入與帶走量調(diào)查

廣東、廣西及海南3省(自治區(qū))化肥和有機(jī)肥投入的N、P、K養(yǎng)分量如圖1所示，3省(自治區(qū))化肥和有機(jī)肥養(yǎng)分投入總量為 N 265.17 kg/hm2、P2O5186.00 kg/hm2、K2O 232.96 kg/hm2，其中化肥養(yǎng)分投入量分別為N 189.78 kg/hm2、P2O5132.75 kg/hm2、K2O 200.64 kg/hm2，有機(jī)肥養(yǎng)分投入量分別為N 75.38 kg/hm2、P2O553.25 kg/hm2、K2O 32.32 kg/hm2。整體來看，3省養(yǎng)分投入均以化肥養(yǎng)分為主，有機(jī)肥養(yǎng)分投入量較少。由圖2可知，不同器官干物質(zhì)年積累大小順序?yàn)椴墒展?修剪葉>修剪枝，果實(shí)、修剪葉及修剪枝中養(yǎng)分總積累量依次為N>K>Ca>Mg> P。其中，N帶走量最大，K、Ca帶走量分別是N的89% 和56%；Mg和P帶走量是N的17% 和10%。

圖1 調(diào)查各果園的氮磷鉀養(yǎng)分投入量

2.2 減施化肥增施有機(jī)肥對(duì)荔枝生長(zhǎng)的影響

如圖3A ～ 3C所示，化肥減量配施不同有機(jī)肥對(duì)荔枝梢生長(zhǎng)有不同影響，OF5處理一蓬梢長(zhǎng)度顯著大于CF處理，其余有機(jī)肥處理與CF處理無顯著差異；OF10處理二蓬梢長(zhǎng)度顯著低于CF處理，而其余有機(jī)肥處理與CF處理無顯著差異；OF5處理總梢長(zhǎng)最大，但各處理間無顯著差異。如圖3D ～ 3E所示，CF處理梢粗百葉鮮物質(zhì)量均顯著高于化肥減量配施有機(jī)肥處理，且OF5處理梢粗顯著大于BIO5處理，各有機(jī)肥處理百葉鮮物質(zhì)量之間無顯著性差異。對(duì)于新梢葉SPAD值，BIO 5處理顯著高于CF處理和OF10處理，其余有機(jī)肥處理SPAD值也有高于CF處理的趨勢(shì)(圖3F)。綜上所述，化肥處理在生長(zhǎng)初期肥效更直接，但減施化肥并未對(duì)荔枝梢期生長(zhǎng)產(chǎn)生顯著影響。

2.3 減施化肥增施有機(jī)肥對(duì)荔枝樹體養(yǎng)分含量的影響

如圖4A ～ 4C所示，荔枝葉片中各時(shí)期養(yǎng)分含量為N>K>P，從梢期到果實(shí)成熟期，葉片N含量始終保持較高水平，而P、K呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。各時(shí)期葉片N含量雖與CF處理均無顯著性差異，但在一蓬梢時(shí)期，CF處理葉片N含量有高于各有機(jī)肥處理的趨勢(shì)，而二蓬梢及末次梢時(shí)期，均表現(xiàn)出OF5處理與BIO10處理葉片N含量高于CF處理的趨勢(shì)。在果實(shí)成熟期，由于壯果肥的施入，各處理葉片N含量均維持較高水平，但OF10與BIO10處理葉片N含量有低于化肥處理的趨勢(shì)。在二蓬梢期，BIO5處理葉片P含量顯著高于化肥處理，其余時(shí)期有機(jī)肥處理葉片P含量與CF處理相比無顯著性差異。各時(shí)期有機(jī)肥處理葉片K含量與CF處理相比均無顯著性差異，但在一、二蓬梢期，OF5、OF10處理葉片K含量均有高于CF處理的趨勢(shì)。葉片N:P趨勢(shì)在梢期與葉片N含量趨勢(shì)一致，在果實(shí)成熟期，與葉片P含量趨勢(shì)一致(圖4D)。綜上，在減施化肥30% 情況下，配施有機(jī)肥對(duì)荔枝營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)并無顯著影響。

圖2 荔枝不同器官年干物質(zhì)積累量及養(yǎng)分帶走量

(圖中小寫字母不同表示處理間的差異顯著(Duncan 檢驗(yàn)，P < 0.05)，下同)

2.4 減施化肥增施有機(jī)肥對(duì)荔枝產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

2.4.1 減施化肥增施有機(jī)肥對(duì)荔枝外觀品質(zhì)及單株平均產(chǎn)量的影響 如圖5A所示，BIO5、OF10以及BIO10處理下荔枝單株平均產(chǎn)量均顯著高于CF處理，其單株平均產(chǎn)量分別達(dá)到81.27、76.23、66.37 kg，相比CF處理增幅分別為44.77%、35.81%、18.23%；OF5處理單株平均產(chǎn)量與CF處理無顯著性差異。如圖5B ～ 5D所示，有機(jī)肥BIO5處理平均單果重和縱徑數(shù)值均最大，OF5處理橫徑數(shù)值最大，但各處理間未達(dá)到顯著性差異。就單株總產(chǎn)量及平均單果重，施用生物有機(jī)肥5 kg效果最佳。

(圖中 * 表示處理間存在顯著差異(P<0.05))

圖5 不同施肥處理對(duì)荔枝外觀品質(zhì)及單株平均產(chǎn)量的影響

2.4.2 減施化肥增施有機(jī)肥對(duì)荔枝內(nèi)在品質(zhì)的影響 如表2所示，各施肥處理中，BIO5處理可溶性固形物含量最高，OF5處理次之，分別為187.7、186.6 g/kg；OF5處理可食率最高，BIO10處理Vc含量最高，各處理間無顯著性差異?？扇苄蕴呛勘憩F(xiàn)為BIO5處理與BIO10處理顯著高于CF處理，含量分別達(dá)到185.7、177.9 g/kg，相比CF處理分別提高21.85%、16.73%?？傻味ㄋ岷勘憩F(xiàn)為有機(jī)肥處理低于化肥處理，呈現(xiàn)出隨有機(jī)肥施用量增加而降低的趨勢(shì)。各有機(jī)肥處理糖酸比有高于化肥處理的趨勢(shì)，且BIO10處理顯著高于CF處理，比CF處理高出67.60%。

表2 不同施肥處理對(duì)荔枝品質(zhì)指標(biāo)的影響

注：碳酸比=可溶性糖/可滴定酸；同列數(shù)據(jù)小寫字母不同表示處理間差異達(dá)<0.05顯著水平，下同。

2.4.3 不同施肥處理荔枝產(chǎn)量與品質(zhì)評(píng)價(jià) 將荔枝的單株產(chǎn)量、單果重、可溶性固形物、可食率、縱徑、橫徑、維生素C(Vc)、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比作為荔枝的產(chǎn)量指標(biāo)和品質(zhì)指標(biāo)去量綱化繪制雷達(dá)圖(圖6)，以雷達(dá)圖的平均面積和平均周長(zhǎng)構(gòu)建評(píng)價(jià)函數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)(表3)，評(píng)價(jià)函數(shù)結(jié)果值越高，則產(chǎn)量與品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)越好，方法參照文獻(xiàn)[18-19]。由雷達(dá)圖可以看出，BIO5處理在總產(chǎn)量、單果重、可溶性固形物以及可溶性糖含量4項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)最好，除可滴定酸指標(biāo)較低外，其余指標(biāo)表現(xiàn)為中等偏上。BIO10處理各指標(biāo)表現(xiàn)較好且均勻，OF10處理各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)為中等偏上但優(yōu)勢(shì)不突出。OF5處理除在可食率、橫徑以及Vc 3個(gè)指標(biāo)優(yōu)勢(shì)明顯外，其余指標(biāo)表現(xiàn)為中等偏下。CF處理除在Vc上表現(xiàn)較好，其余各指標(biāo)均表現(xiàn)一般，且可溶性糖含量和可滴定酸指標(biāo)均表現(xiàn)最差。通過綜合評(píng)價(jià)函數(shù)得到的各個(gè)處理的產(chǎn)量和品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果排序?yàn)椋築IO5> BIO10>CF>OF10>OF5(表3)。BIO5處理與BIO10處理值高達(dá)1.90和1.82，其余3個(gè)處理值差異不大，且BIO5處理平均面積與值均較大，表明其綜合表現(xiàn)較為突出，各指標(biāo)協(xié)調(diào)性也較好。

圖6 荔枝產(chǎn)量及品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)雷達(dá)圖

表3 荔枝產(chǎn)量指標(biāo)和品質(zhì)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

注：：周長(zhǎng)評(píng)價(jià)向量；：函數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果。

2.5 減施化肥增施有機(jī)肥對(duì)荔枝肥料利用率的影響

肥料利用效率體現(xiàn)了作物對(duì)于肥料的吸收利用情況，而養(yǎng)分偏生產(chǎn)力是肥料利用率最簡(jiǎn)單的表達(dá)方法。如表4所示，與CF處理相比，OF5和OF10兩種普通商品有機(jī)肥處理的氮肥偏生產(chǎn)力分別增加了37.85、66.44 kg/kg，氮肥農(nóng)學(xué)效率分別增加了0.48、43.51 kg/kg；BIO5和BIO10兩種生物有機(jī)肥處理的氮肥偏生產(chǎn)力分別增加了67.91、10.68 kg/kg，氮肥農(nóng)學(xué)效率分別增加了50.44、14.87 kg/kg，各有機(jī)肥處理的氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)效率均顯著高于化肥處理(OF5處理氮肥偏生產(chǎn)力除外)，綜上，BIO5處理氮肥利用率最高，OF10處理次之。與CF處理相比，BIO5處理磷肥偏生產(chǎn)力、磷肥農(nóng)學(xué)效率分別提高了74.77、105.57 kg/kg，顯著高于其他處理，OF10處理的磷肥偏生產(chǎn)力、磷肥農(nóng)學(xué)效率分別提高了17.59、71.82 kg/kg，僅次于BIO5處理。從鉀肥利用率來講，BIO5處理的鉀肥偏生產(chǎn)力和鉀肥農(nóng)學(xué)效率均顯著高于其他處理，與磷肥利用率一致。不同施肥處理肥料增產(chǎn)率排序與鉀肥利用率排序一致，BIO5處理及OF10處理分別為61.02%、51.05%，OF5處理略低于CF處理。

表4 不同施肥處理對(duì)荔枝肥料利用率的影響

2.6 減施化肥增施有機(jī)肥對(duì)荔枝經(jīng)濟(jì)效益的影響

如表5所示，不同施肥處理下，成本投入和效益明顯不同。BIO5、OF10與CF處理相比，投入略高但收益卻顯著提高，達(dá)到51.20、47.94萬元/hm2，與CK處理相比，收益增幅高達(dá)56.62%、46.65%。BIO10處理收益顯著高于OF5處理和CF處理，與CK處理相比，收益增幅為25.77%。OF5處理收益略低于CF處理，但未達(dá)到顯著差異，且投入低于CF處理。與CK處理相比，OF5處理與CF處理收益增幅分別為4.82%、6.89%。不同施肥處理的產(chǎn)投比排序?yàn)锽IO5> OF10>OF5>CF>BIO10，OF5處理產(chǎn)投比僅次于BIO5處理、OF10處理。

表5 不同施肥處理對(duì)荔枝經(jīng)濟(jì)效益的影響

3 討論

3.1 減施化肥配施適宜用量有機(jī)肥能夠保持荔枝樹體養(yǎng)分正常供應(yīng)

化肥配施有機(jī)肥能提高土壤養(yǎng)分有效性，保證作物整個(gè)生育期對(duì)養(yǎng)分的需求[20]。本研究中，我們發(fā)現(xiàn)減施化肥配施有機(jī)肥處理有助于荔枝葉片中葉綠素產(chǎn)生和積累，且生物有機(jī)肥處理葉綠素含量高于普通商品有機(jī)肥處理，與陳乃祥等[21]、劉拴成[22]和趙滿興等[23]在西瓜、馬鈴薯、煙草上研究結(jié)果相似。減施30% 化肥后，配施不同用量有機(jī)肥不僅不會(huì)減緩荔枝樹體生長(zhǎng)(圖2A ～ 2C)，還能一定程度提高樹體養(yǎng)分含量(圖3A)，與梨、葡萄、蘋果、蜜柚上的研究結(jié)果一致[24-27]。梢期是積累養(yǎng)分的重要階段，高產(chǎn)妃子笑荔枝末次梢老熟期葉片中礦質(zhì)元素適宜含量為N 19.7 ～ 22.0 g/kg，P 1.69 ～ 1.95 g/kg，K 10.8 ～ 12.7 g/kg[28]。荔枝不同物候期葉片養(yǎng)分需求不同，各個(gè)生育階段N、P、K的需求量依次為N>K>P[29]，葉片中N、P水平均在花葉分化期達(dá)到最高水平，而K素營(yíng)養(yǎng)在末次梢老期達(dá)到最高水平，采果后，P、K含量降低，而N素含量始終維持較高水平[30]。本研究各處理N、P、K養(yǎng)分配比均屬正常水平，末次梢時(shí)期荔枝葉片N素含量處于適宜含量范圍，而P、K元素含量均偏低，且末次梢N、P鉀養(yǎng)分水平低于二蓬梢期，可能由于秋梢尚未達(dá)到老熟，養(yǎng)分積累還未達(dá)到最高。果實(shí)成熟期時(shí)有機(jī)肥處理P、K元素含量低于化肥處理可能由于產(chǎn)量增多而導(dǎo)致更多P、K元素轉(zhuǎn)移到果實(shí)中[31]。葉片N:P被認(rèn)為是評(píng)價(jià)植物N、P限制特征的信息[32]，當(dāng)植物N:P<14時(shí)，生長(zhǎng)受到N限制；植物N:P>16時(shí)，生長(zhǎng)受到P限制；植物N:P處于14和16之間時(shí)，植物生長(zhǎng)無明確的N、P限制[33]。本研究中，一、二蓬梢期N:P<14，此時(shí)N素限制植物生長(zhǎng)，是荔枝利用基肥中養(yǎng)分進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的時(shí)期。末次梢期N:P>16，此時(shí)高N基肥中大量N素滿足供應(yīng)，P素相對(duì)較低，供應(yīng)較慢。果實(shí)成熟期N:P>16，此時(shí)受P素限制，是由于大量P素轉(zhuǎn)移到果實(shí)，各時(shí)期養(yǎng)分供應(yīng)均符合荔枝生理需要。綜上，減施化肥配施不同用量有機(jī)肥與單施化肥相比，荔枝枝梢生長(zhǎng)并未受到顯著影響。各有機(jī)肥處理樹體養(yǎng)分變化趨勢(shì)符合荔枝生長(zhǎng)規(guī)律，養(yǎng)分含量與化肥處理相比不但未降低，一定程度上還有所提高。

3.2 減施化肥配施適宜用量有機(jī)肥能夠在穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)上提高品質(zhì)

前人研究表明，施用有機(jī)肥對(duì)改善土壤肥力、實(shí)現(xiàn)果樹高產(chǎn)發(fā)揮著重要作用，而有機(jī)肥與化肥配施的施肥模式增產(chǎn)效果優(yōu)于單施化肥或有機(jī)肥[34-35]。在本研究中，減施30% 化肥，配施5 kg生物有機(jī)肥、10 kg生物有機(jī)肥、10 kg普通商品有機(jī)肥處理的產(chǎn)量較單施化肥分別提升44.77%、18.23%、35.81%。除顯著增產(chǎn)外，有機(jī)肥處理的單果重和縱橫徑也有不同程度提升，與鄒亞麗等[36]和陶云彬等[37]研究一致。在桃、蘋果及芒果研究中發(fā)現(xiàn)，相比單施化肥或生物有機(jī)肥，有機(jī)肥化肥配施可顯著提高果實(shí)的可溶性糖、糖酸比、總糖和 Vc 含量[38-40]。果實(shí)品質(zhì)是復(fù)雜的生理生化現(xiàn)象和結(jié)果，與礦質(zhì)元素供應(yīng)水平有著密切聯(lián)系。有機(jī)肥中含有豐富的N、P、K 3種果實(shí)發(fā)育的必要元素，其緩釋的特點(diǎn)保證了穩(wěn)定持續(xù)的養(yǎng)分釋放，相對(duì)滿足作物不同時(shí)期的生理需求[41]，且緩效的N素供應(yīng)水平保證了荔枝不會(huì)出現(xiàn)N素過多導(dǎo)致的氨基酸合成、纖維素和多酚類物質(zhì)增多而還原糖減少，有利于提高果實(shí)風(fēng)味[42]。此外，荔枝作為修剪較重的果樹，其采果及修剪勢(shì)必帶走大量中微量元素[43]，而有機(jī)肥含有豐富的Ca、Mg、Zn、Fe、B等多種中微量元素，配施有機(jī)肥能夠有效補(bǔ)充上述帶走的中微量元素，從而在穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)上提高品質(zhì)。因此，在本研究中配施有機(jī)肥均能一定程度提高荔枝可溶性固形物、可溶性糖和糖酸比，其中配施生物有機(jī)肥10 kg還能大幅提升Vc含量，同時(shí)通過綜合評(píng)價(jià)產(chǎn)量、外觀品質(zhì)以及內(nèi)在品質(zhì)，我們發(fā)現(xiàn)，減施化肥30% 下配施生物有機(jī)肥5 kg、10 kg能極大提升荔枝產(chǎn)量和品質(zhì)(圖5、表3)，配施普通商品有機(jī)肥10 kg在品質(zhì)方面優(yōu)勢(shì)雖不突出，但產(chǎn)量比化肥處理有很大提高。

3.3 減施化肥配施適宜用量有機(jī)肥能夠提高肥料利用率和經(jīng)濟(jì)效益

肥料農(nóng)學(xué)效率、偏生產(chǎn)力和養(yǎng)分回收率是表達(dá)肥料利用率的常用指標(biāo)，其與產(chǎn)量、施肥量和土壤肥力水平關(guān)系最為密切[44]。Dobermann等[45]認(rèn)為糧食作物氮肥回收利用率為30% ～ 50%，氮肥農(nóng)學(xué)效率為10 ～ 30 kg/kg，氮肥偏生產(chǎn)力為40 ～ 70 kg/kg，代表N素管理較好。本研究發(fā)現(xiàn)，減化肥30% 配施不同種類有機(jī)肥均能使氮肥的農(nóng)學(xué)利用率及氮肥偏生產(chǎn)力提高且維持在較好水平；同時(shí)，除配施普通商品有機(jī)肥5 kg，其余有機(jī)肥處理相比化肥均有效提高磷、鉀肥的農(nóng)學(xué)利用效率及偏生產(chǎn)力，與玉米、馬鈴薯、油菜及紅薯上研究結(jié)果一致[46,16-17]。一方面，有機(jī)肥含有豐富的碳源，施入后促進(jìn)根際微生物繁殖與生長(zhǎng)，從而促進(jìn)對(duì)肥料的吸附及N轉(zhuǎn)化作用，改善了根際環(huán)境[47]；同時(shí)，有機(jī)肥施入促進(jìn)作物根系生長(zhǎng)，增加根系生物量與根系分泌物，可溶解土壤中難溶性P、K，有利于植株的養(yǎng)分吸收[48]；另一方面，有機(jī)肥特別是生物有機(jī)肥，不僅接種有大量有益菌群，同時(shí)可以富集固氮菌群、磷鉀細(xì)菌以及與疾病抑制相關(guān)菌群，減少養(yǎng)分淋溶流失，抑制有害真菌、細(xì)菌定殖，優(yōu)化根際微域環(huán)境，從而增加作物產(chǎn)量，提高肥料利用率[10,49-51]。與化肥處理相比，配施生物有機(jī)肥5 kg/株或普通商品有機(jī)肥10 kg/株均極大提高了經(jīng)濟(jì)效益。在有機(jī)肥替代化肥研究中，不僅要保證肥料養(yǎng)分的高效利用，更要把握好肥料資源投入與經(jīng)濟(jì)效益的平衡，普通商品有機(jī)肥10 kg/株與生物有機(jī)肥5 kg/株處理產(chǎn)投比均較低，是最佳配施用量的參考。

4 結(jié)論

減施30% 化肥養(yǎng)分下配施適宜用量的有機(jī)肥可以維持荔枝葉片養(yǎng)分持續(xù)供應(yīng)，有利于提高產(chǎn)量與品質(zhì)。配施有機(jī)肥還可以顯著提高荔枝氮肥偏生產(chǎn)力與農(nóng)學(xué)利用效率，提高經(jīng)濟(jì)效益。綜合有機(jī)肥施用對(duì)樹體生長(zhǎng)及經(jīng)濟(jì)效益的影響，株施生物有機(jī)肥5 kg (2 700 kg/hm2)或羊糞有機(jī)肥10 kg(5 400 kg/hm2)具有顯著提質(zhì)增效作用。

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Effects of Reduced Chemical Fertilizer with Organic Fertilizer Application on Growth, Yield, Quality and Fertilizer Utilization Rate in Litchi

AN Xiangrui1, JIANG Shangtao1, LI Huanling2, QIN Xianquan3, HU Xiaoxuan1, CHEN Tingsu4, XIE Changyan1, XU Yangchun1, DONG Caixia1*, SHEN Qirong1

(1 Jiangsu Provincial Key Lab for Organic Solid Waste Utilization/National Engineering Research Center for Organic-based Fertilizers/Jiangsu Collaborative Innovation Center for Solid Organic Waste Resource Utilization/College of Resources and Environmental Sciences, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 2 Environment and Plant Protection Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agriculture Sciences, Haikou 571101, China; 3 Research Room of Litchi and Longan, Horticulture Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, China; 4 Microbiology Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, China)

Excessive use of chemical fertilizers led to the degradation of soil quality, resulting in soil acidification and poor yield. Based on the nutrient input and removal of litchi fertilization, the growth, yield and quality of litchi and fertilizer utilization rate were explored to study the effects of reduced chemical fertilizer with organic fertilizer application, aiming to provide a theoretical basis of reasonable fertilization for improving the quality and efficiency of litchi. A field experiment of Feizixiao litchi were conducted in Hainan, including 5 treatments: 100% chemical fertilizer (CF), 70% chemical fertilizer + 5 kg/plant commercial organic fertilizer (OF5), 70% chemical fertilizer + 10 kg/plant commercial organic fertilizer (OF10), 70% chemical fertilizer + 5 kg/plant bio-organic fertilizer (BIO5), 70% chemical fertilizer + 10 kg/plant bio-organic fertilizer (BIO10). The results showed that: compared with CF, OF5 significantly promoted the growth of young shoots. There were no significant differences in leaf nutrient contents among all treatments at branch or mature stages. At the second and last branch stages, the leaf nitrogen contents of OF10 and BIO5 were significantly higher than CF. The leaf nutrient contents of each treatment were in the appropriate range, and the trend were in line with the growth law of litchi. BIO5, OF10 and BIO10 significantly improved the per plant yield compared with CF. The organic fertilizer treatment could improve the internal quality of fruit, the averaged increase of soluble solid and soluble sugar contents in all organic fertilizer treatments were 1.76%-3.22% and 11.96%-21.84%, and the decrease of titratable acid content were 15.38% to 35.35%. The comprehensive evaluation result of yield and quality was BIO5>BIO10>CF>OF10>OF5. Compared with CF, the partial factor productivity of N in organic fertilizer treatments was significantly increased, BIO5 and OF10 significantly improved the partial factor productivity and agronomic utilization of N, P and K, compared with other treatments. OF10, BIO5 and BIO10 could significantly increase the economic benefits of litchi compared with OF5 and CF. Considering the growth of litchi, fruit yield and quality, fertilizer utilization efficiency and economic benefits, reducing 30% chemical fertilizer combined with 5 kg/plant (2 700 kg/hm2) bio-organic fertilizer or 10 kg/plant (5 400 kg/hm2) commercial organic fertilizer were the optimal treatments in this area.

Litchi; Organic fertilizer; Yield; Quality; Fertilizer use efficiency; Economic benefit

S661.2

A

10.13758/j.cnki.tr.2021.06.010

安祥瑞, 江尚燾, 李煥苓, 等. 減施化肥配施有機(jī)肥對(duì)荔枝生長(zhǎng)、產(chǎn)量品質(zhì)及肥料利用率的影響. 土壤, 2021, 53(6): 1174–1184.

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2017YFD0202)和廣西科技基地和人才專項(xiàng)(桂科AD20159001)資助。

通訊作者(cxdong@njau.edu.cn)

安祥瑞(1995—)，男，四川南充人，碩士研究生，主要從事果樹養(yǎng)分管理方面研究。E-mail：2018103098@njau.edu.cn