辛浩然， 雷云輝， 代 睿， 曾 濤， 李 波， 王世海， 沈 婷*

(1. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部沼氣科學(xué)研究所， 四川 成都 610000； 2. 榮縣農(nóng)業(yè)發(fā)展保障中心， 四川 自貢 643100； 3. 榮縣養(yǎng)殖業(yè)服務(wù)中心， 四川 自貢 643100)

柑橘(CitrusreticulataBlanco)屬于蕓香科、柑橘屬植物，是世界水果中生產(chǎn)量、貿(mào)易量和加工量最大的水果品種之一。近年來(lái)，我國(guó)柑橘種植業(yè)發(fā)展迅速，栽培面積迅速擴(kuò)大，柑橘產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)南方各省市重要的支柱性產(chǎn)業(yè)之一[1]。四川是全國(guó)重要的水果產(chǎn)區(qū)，柑橘是四川主要經(jīng)濟(jì)果木，產(chǎn)量約為全國(guó)的1/3。但在柑橘的種植過(guò)程中，為了追求經(jīng)濟(jì)效益，種植戶(hù)盲目過(guò)量施用化肥、噴藥，不僅浪費(fèi)資源、污染環(huán)境，而且增加土壤酸化、次生鹽漬化等風(fēng)險(xiǎn)[2]。對(duì)于種植土壤，過(guò)量長(zhǎng)期單一偏施化肥，土壤肥力降低，理化性質(zhì)變差，有機(jī)質(zhì)含量下降、土壤板結(jié)，極大影響橘樹(shù)根系生長(zhǎng)，導(dǎo)致柑橘產(chǎn)量和品質(zhì)下降[3]。另外，隨著生活水平的提高，水果品質(zhì)和安全生產(chǎn)越來(lái)越受到關(guān)注，人們對(duì)柑橘的需求正由單純的數(shù)量型向質(zhì)量型轉(zhuǎn)變。因此，改良土壤環(huán)境，緩解土壤酸化，提高土壤肥力，對(duì)于保障我國(guó)柑橘產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

土壤改良劑被認(rèn)為是提高土壤pH值、土壤微生物活性，增加土壤肥力的重要農(nóng)藝措施。有機(jī)肥作為傳統(tǒng)的有機(jī)土壤改良劑，富含有機(jī)質(zhì)，養(yǎng)分全面，肥效長(zhǎng)；其在改善土壤結(jié)構(gòu)，減少化肥用量，增強(qiáng)土壤生物活性，提高養(yǎng)分有效性，穩(wěn)定作物產(chǎn)量等方面具有重要作用[4-5]。然而，由于有機(jī)肥養(yǎng)分含量不均衡以及作物營(yíng)養(yǎng)需求的特殊性，導(dǎo)致單一施用有機(jī)肥對(duì)土壤的改良和作物增產(chǎn)效果常不顯著。所以，通過(guò)有機(jī)肥配施化肥是解決柑橘果園化肥使用過(guò)量問(wèn)題的重要途徑之一。有機(jī)肥的施用不僅能減少化肥的施用量，還能增加果園土壤生產(chǎn)力、維持和提高土壤質(zhì)量，也是近年的研究熱點(diǎn)之一[6-8]。近年來(lái)，已有較多學(xué)者針對(duì)橘園有機(jī)肥應(yīng)用開(kāi)展了研究，顯示有機(jī)肥施用提高了柑橘產(chǎn)量，改善了果實(shí)品質(zhì)，并進(jìn)一步從土壤理化性質(zhì)的改良、樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)狀況的改善等方面探討了其作用機(jī)理[9]。目前有機(jī)肥在柑橘果園的應(yīng)用效果研究主要為單施有機(jī)肥、有機(jī)肥種類(lèi)及有機(jī)肥施用量對(duì)柑橘的影響[10-11]，針對(duì)有機(jī)肥替代部分化肥施用后橘園土壤肥力、果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)的研究則較少。

因此，本研究根據(jù)榮縣目前柑橘園化肥施用情況，以有機(jī)肥替代部分化肥進(jìn)行田間定位試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)比單施化肥和有機(jī)肥替代部分化肥，分析有機(jī)肥對(duì)橘園柑橘病害防控效果、土壤的理化性質(zhì)、果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量的影響，以期為減少化肥使用，利用有機(jī)肥改善當(dāng)?shù)毓麍@土壤環(huán)境，為提高柑橘果實(shí)品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020年12月～2021年12月在四川省自貢市榮縣留佳鎮(zhèn)花紅村柑橘生產(chǎn)地(29°46′N(xiāo)，104°13′N(xiāo))進(jìn)行。供試材料為生長(zhǎng)狀態(tài)良好、株高和冠幅相對(duì)一致的10年生掛果植株，接穗品種為“愛(ài)媛38”，株行距2.5 m× 2.5 m，試驗(yàn)面積為2畝(667 m2× 2)，柑橘種植密度為每畝60棵，該試驗(yàn)地屬山地果園，管理水平中等，地處亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫17.8℃，年平均日照時(shí)間1201小時(shí)，年降水量1012 mm。土壤類(lèi)型為黃壤，質(zhì)地為砂質(zhì)土，土壤有機(jī)質(zhì)3.82 g· kg-1，全氮1.79 g· kg-1，全磷1.83 g· kg-1，全鉀17.92 g· kg-1，有效磷230.19 mg· kg-1，速效鉀含量192.21 mg· kg-1，pH值為5.52，EC為81.1 us·cm-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置3個(gè)處理： 1)對(duì)照(CK)為當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥，單施化肥即復(fù)合肥2.0 kg·棵-1； 2)有機(jī)肥+部分化肥處理，即有機(jī)肥5 kg·棵-1+復(fù)合肥1 kg·棵-1； 3)單施有機(jī)肥處理，即有機(jī)肥10 kg·棵-1(有機(jī)肥+部分化肥處理和單施有機(jī)肥處理的施用量均與CK中的N、P、K含量相當(dāng)計(jì)算得出)。選取長(zhǎng)勢(shì)較一致的30棵樹(shù)，每個(gè)處理3個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)10棵樹(shù)，隨機(jī)區(qū)組排列。生物有機(jī)肥由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部沼氣科學(xué)研究所提供，以腐熟的豬糞有機(jī)肥為供試肥料，養(yǎng)分總量(N+P2O5+K2O)≥8%，有機(jī)質(zhì)含量≥40%，復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O，18∶8∶18)。按照當(dāng)?shù)厥┓柿?xí)慣，在整個(gè)生長(zhǎng)周期中，分兩次施肥(每年3月中旬基肥和9月中旬追肥)，追肥的施肥量為基肥的一半，采用環(huán)施法在沿著樹(shù)枝的滴水線(xiàn)一圈開(kāi)條狀溝，將肥料與土壤混勻后填埋。其他管理按常規(guī)進(jìn)行(見(jiàn)表1)。

1.3 樣品采集

于2021年10月(果實(shí)成熟期)，采用挖掘法在水平方向以距離施肥區(qū)20 cm，垂直方向深度為30 cm范圍內(nèi)采集土壤樣品，用鐵鍬將施肥區(qū)土體土壤不斷翻動(dòng)、攪拌、混勻，采用四分法收集土體土樣。將收集的土壤置于冰盒中帶回實(shí)驗(yàn)室，過(guò) 2 mm 篩除去土壤中可見(jiàn)動(dòng)植物殘?bào)w及石礫等雜質(zhì)后混勻，樣品自然風(fēng)干，過(guò) 20 目篩測(cè)定土壤理化指標(biāo)。

1.4 測(cè)定方法

1.4.1 土壤理化指標(biāo)測(cè)定

參照鮑士旦[12]著土壤農(nóng)化分析書(shū)測(cè)定土壤理化指標(biāo)。采用標(biāo)準(zhǔn)型PHS-3E pH 計(jì)測(cè)定土壤pH值(水土質(zhì)量比為2.5∶1)；采用重鉻酸鉀氧化—容量法測(cè)定土壤有機(jī)碳含量；采用H2SO4-H2O2消煮后，用全氮分析儀(型號(hào)SHIMADZU Total Nitrogen Measuring Unit TNM-1)測(cè)定土壤全氮含量；采用H2SO4-HClO4消煮-鉬銻抗比色法測(cè)定土壤總磷含量；采用HF- HClO4消煮-火焰光度法測(cè)定土壤總鉀含量。

1.4.2 柑桔果實(shí)品質(zhì)

2021年10月，成熟期采摘各處理無(wú)病害、無(wú)生理病斑、無(wú)機(jī)械損傷的柑橘果實(shí)，測(cè)定柑橘果實(shí)的品質(zhì)[13-14]。取樣和測(cè)定方法均按照柑橘種質(zhì)資源描述規(guī)范(NY/T 2930—2016)進(jìn)行。果徑采用游標(biāo)卡尺(SL01-1)測(cè)定；單果重采用分析天平測(cè)定，可溶性固形物用糖度計(jì)(LB20T 型)測(cè)定；有機(jī)酸采用NaOH滴定法測(cè)定；果實(shí)Vc含量采用碘酸鉀萃取分光光度法測(cè)定。

1.4.3 產(chǎn)量測(cè)定

于2021年10月20日(果實(shí)成熟期)測(cè)定柑橘產(chǎn)量。成熟期進(jìn)行單株測(cè)產(chǎn)。每個(gè)處理測(cè)15株樹(shù)，每棵樹(shù)重復(fù)3次。

1.5 經(jīng)濟(jì)效益分析

參考吳文利等的梨經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算方法[15]，柑橘的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算方法如下：

產(chǎn)值(元·hm-2)= 產(chǎn)量(t·hm-2)×單價(jià)(元·kg-1) ×1000

經(jīng)濟(jì)效益(元·hm-2)=產(chǎn)值(元·hm-2)-肥料成本(元·hm-2)-管理成本(元·hm-2)

產(chǎn)投比=產(chǎn)值/(肥料成本+管理成本)

式中：復(fù)合肥(含運(yùn)費(fèi))4000元· t-1；有機(jī)肥(含運(yùn)費(fèi))950元· t-1；管理成本包括人工打藥、農(nóng)藥、施肥、采摘、修剪、疏花疏果等。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析分別由 Microsoft Excel 2013 和SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)分析軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)橘園土壤理化性質(zhì)的影響

從圖 1～6可知，柑橘園施肥后，除CK處理，各處理土壤的pH 值高于施肥前。OF+CF與OF處理的柑橘土的土壤有機(jī)質(zhì)含量分別比CK處理高19.08%和23.24%(p<0.05)；OF+CF處理柑橘土壤全氮含量最高，顯著高于CK處理，但與OF處理相比，無(wú)顯著差異；柑橘樹(shù)施肥后不同處理的土壤碳氮比相比于施肥前，均降低，其中， OF+CF處理的土壤碳氮比比CK處理降低18.39%，差異顯著(p<

注：不同小寫(xiě)字母表示不同處理間的差異顯著性(Duncan 檢測(cè)，p<0.05)。下同。

圖2 不同處理對(duì)柑橘園土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

圖3 不同處理對(duì)柑橘園土壤全氮含量的影響

圖4 不同處理對(duì)柑橘園土壤碳氮比的影響

圖5 不同處理對(duì)柑橘園土壤總磷含量的影響

圖6 不同處理對(duì)柑橘園土壤總鉀含量的影響

0.05)，但OF與CK差異不顯著。施肥后各處理柑橘樹(shù)土壤的總磷含量比施肥前處理均降低，并且OF+CF與OF處理的柑橘土總磷含量分別比CK處理降低44.38%和60.62%(p<0.05)；施肥后的總鉀含量比施肥前均顯著降低，但OF+CF與OF處理的柑橘土總鉀含量分別比CK處理增加26.03%和82.00%， OF+CF與CK處理差異顯著。

2.2 不同施肥處理對(duì)柑橘果實(shí)品質(zhì)的影響

果實(shí)成熟期采摘各處理柑橘果實(shí)，檢測(cè)不同處理對(duì)柑橘果實(shí)品質(zhì)的影響。由圖7～10可知：OF+CF和OF處理與對(duì)照CK相比，可溶性糖含量分別增加29.26%和18.44%，有機(jī)酸含量較對(duì)照下降30.52%和22.94%，說(shuō)明有機(jī)肥的施用能提高柑橘果實(shí)的糖酸比，改善果實(shí)的口感，且OF+CF處理效果更顯著。與CK處理相比，OF+CF處理和OF處理能增加果實(shí)的Vc含量，分別增加16.04%和11.19%，但差異不顯著。OF+CF處理和OF處理能明顯提高柑橘的干物質(zhì)含量，分別增加38.02%和32.35%，差異顯著(p<0.05)。

圖7 不同處理對(duì)柑橘果實(shí)Vc含量的影響

2.3 不同施肥處理對(duì)柑橘產(chǎn)量的影響

由表2可知，與CK處理相比，OF+CF處理和OF處理的柑橘果徑分別增加27.66%和20.63%，但各處理間差異不顯著。OF+CF處理和OF處理的單果重分別比CK增加54.36%和43.00%，并與CK處理呈顯著差異，但OF+CF處理和OF處理差異不顯著。OF+CF處理和OF處理的柑橘產(chǎn)量分別為26.30 t·hm-2和23.48 t·hm-2，較CK處理分別增加75.10%和56.32%(p<0.05) 。

圖8 不同處理對(duì)柑橘果實(shí)可溶性糖含量的影響

圖9 不同處理對(duì)柑橘果實(shí)有機(jī)酸含量的影響

圖10 不同處理對(duì)柑橘果實(shí)干物質(zhì)含量的影響

表2 不同處理對(duì)柑橘產(chǎn)量的影響

2.4 不同施肥處理的經(jīng)濟(jì)效益分析

由表 3可知：OF+CF處理柑橘產(chǎn)值和經(jīng)濟(jì)效益最高，是CK處理的1.55和1.84倍，產(chǎn)投比最大為3.21；OF 處理柑橘產(chǎn)值和經(jīng)濟(jì)效益次之，產(chǎn)投比為 2.85；可見(jiàn)， OF+CF處理下果農(nóng)能獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

表3 不同處理對(duì)柑橘經(jīng)濟(jì)效益的影響

3 討論與結(jié)論

有機(jī)肥施入土壤后，在土壤-植物-微生物系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)、生理、生態(tài)反應(yīng)，對(duì)土壤pH值、土壤養(yǎng)分等理化性質(zhì)有重要的影響[16]。土壤pH值是影響土壤微生物活性和土壤養(yǎng)分有效性的重要因子，施用有機(jī)肥等土壤改良劑都會(huì)影響土壤pH值[17]。本研究發(fā)現(xiàn)，OF+CF和OF處理柑橘樹(shù)土壤pH值增加0.89～1.0，使土壤pH值趨近柑橘樹(shù)根系最適宜生長(zhǎng)的酸堿度，可能有利于柑橘樹(shù)根系生長(zhǎng)并提高吸收土壤養(yǎng)分的效率，說(shuō)明有機(jī)肥對(duì)于偏酸性土壤環(huán)境有明顯改良作用。而CK處理的土壤pH值降低0.15，說(shuō)明長(zhǎng)期施用化肥會(huì)導(dǎo)致土壤酸化，不利于作物的正常生長(zhǎng)[18]。有機(jī)肥配施化肥或者單獨(dú)施用有機(jī)肥都能使酸性柑橘土pH值增加，是因?yàn)橛袡C(jī)肥在礦化過(guò)程中發(fā)生有機(jī)陰離子脫羧基化并釋放堿性物質(zhì)，同時(shí)由于其本身含有大量的官能團(tuán)(如-OH和-COOH)，可強(qiáng)化對(duì)H+的吸附，從而降低土壤溶液中H+的濃度[19-20]。溫明霞[21]等研究結(jié)果表明柑橘園施用有機(jī)肥可以增加土壤有機(jī)質(zhì)、大中量營(yíng)養(yǎng)元素含量。本研究發(fā)現(xiàn)，施用有機(jī)肥(OF+CF和OF處理)增加柑橘園土壤有機(jī)質(zhì)含量和全氮含量，而降低全磷含量和全鉀含量。原因可能是因?yàn)橛袡C(jī)肥可以影響土壤氮素的持留、轉(zhuǎn)化以及循環(huán)，進(jìn)而提高全氮含量；而全磷、全鉀含量顯著降低，其原因是施用有機(jī)肥能促進(jìn)微生物在根系表面的定殖，刺激根系生長(zhǎng)，提高養(yǎng)分吸收能力，從而使土壤中的剩余磷、鉀含量降低[22]。土壤碳氮比增加意味著微生物與作物對(duì)無(wú)機(jī)氮的競(jìng)爭(zhēng)，限制作物對(duì)氮素吸收，不利于作物產(chǎn)量形成[23-24]。本研究結(jié)果表明，與CK處理相比，有機(jī)肥配施化肥(OF+CF)降低了土壤碳氮比，從而減少土壤與作物對(duì)無(wú)機(jī)氮的競(jìng)爭(zhēng)和增加柑橘樹(shù)氮素限制，促進(jìn)柑橘樹(shù)對(duì)氮素吸收，提高產(chǎn)量。因此，施用有機(jī)肥(OF+CF處理和OF處理)不僅能緩解土壤酸化，增加土壤肥力，而且能及時(shí)補(bǔ)充柑橘園土壤流失的礦質(zhì)元素，從而實(shí)現(xiàn)柑橘樹(shù)生長(zhǎng)所需養(yǎng)分的可持續(xù)性。

柑橘的果實(shí)品質(zhì)直接關(guān)系到經(jīng)濟(jì)效益的高低。有機(jī)肥長(zhǎng)期施用對(duì)果樹(shù)果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)的提升作用已有較多的報(bào)道[25-27]。裴宇[2]等研究表明在化肥減量配合有機(jī)肥替代試驗(yàn)中，餅肥施用配合化學(xué)氮肥減量改善了果實(shí)品質(zhì)，提升了果實(shí)口感。本研究中，施用有機(jī)肥(OF+CF和OF處理)增加果實(shí)Vc含量，顯著降低可滴定酸含量，增加固酸比，但OF+CF處理的效果更顯著，說(shuō)明有機(jī)肥完全替代化肥的投入滿(mǎn)足不了高產(chǎn)橘園養(yǎng)分需求，需要根據(jù)作物對(duì)養(yǎng)分的特異需求配施一定量的化肥。

本研究發(fā)現(xiàn)，OF+CF處理顯著增加柑橘產(chǎn)量。前人研究發(fā)現(xiàn)，施用有機(jī)肥能增加梨、蘋(píng)果、芒果、葡萄等水果的產(chǎn)量[3, 28-29]。可能是因?yàn)橛袡C(jī)肥中含有大量的有益微生物，能夠定殖在根系表面，刺激根系生長(zhǎng)，提高養(yǎng)分吸收能力，還能增加土壤酶活性，從而增加產(chǎn)量[30]；再者是有機(jī)肥屬于緩釋肥，經(jīng)礦化作用釋放的速效養(yǎng)分被柑橘樹(shù)吸收和利用，保證柑橘樹(shù)生長(zhǎng)所需養(yǎng)分的可持續(xù)供應(yīng)，從而增加產(chǎn)量。從產(chǎn)投比看，有機(jī)肥配施化肥和單施有機(jī)肥二者相當(dāng)，但從經(jīng)濟(jì)效益角度看，有機(jī)肥配施化肥為最佳選擇。因此，有機(jī)肥配施化肥是有效改良四川丘陵地區(qū)柑橘產(chǎn)區(qū)酸性土壤的重要施肥措施，這對(duì)減少化肥，保證柑橘產(chǎn)業(yè)綠色可循環(huán)發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義。