章明清 李娟 孔庆波 姚宝全 丁文
摘 要 针对漳州香蕉氮肥用量普遍超量和钾肥用量超量与不足并存的施肥现状,通过4个田间试验研究氮钾肥适宜施用量及其对果实品质的影响。结果表明,在高产蕉园或中低产蕉园增施适量氮肥、高产蕉园增施适量钾肥等措施都具有显著增产效果,但在中低产蕉园,在施用中量至高量氮肥时增施钾肥才有显著增产作用。氮钾肥适宜施用量和比例,有利于改善果实农艺性状,并提高香蕉果实固形物、可溶糖和维生素C含量。高产蕉园氮钾肥经济施肥量分别为N 691 kg/hm2和K2O 1 154 kg/hm2,氮钾比例为1 ∶ 1.67;中低产蕉园则分别为N 631 kg/hm2,K2O 877 kg/hm2,氮钾比例为1 ∶ 1.39。高产蕉园的钾肥需求比例明显高于中低产蕉园。
关键词 香蕉;氮肥;钾肥;品质;施肥量
中图分类号 S668.1 文献标识码 A
香蕉是漳州农业支柱产业之一,栽培面积2.5万hm2,占当地水果业总产值的35%。蕉园土壤多为水稻土和九龙江中下游西溪和北溪沿岸的冲积土以及丘陵台地红壤。庄绍东[1]于2003年对122个土样调查表明,漳州蕉园土壤pH为4.72±0.24,土壤有机质含量为(15.2±1.2)g/kg,土壤碱解氮、Olsen-P和速效钾含量平均分别为(100.1±14.3)mg/kg、(119.0±45.7)mg/kg和(120.1±22.0)mg/kg。结果表明,蕉园土壤普遍出现酸化,土壤有机质和碱解氮含量普遍处于缺乏状态,Olen-P和速效钾含量分别处于丰富和中等状态。颜明娟等[2]研究表明,漳州香蕉达到45 t/hm2的产量,适宜施肥量为N 675 kg/hm2、P2O5 60~120 kg/hm2、K2O 900~1 200 kg/hm2,3要素配比为1 ∶ 0.1~0.2 ∶ 1.3~1.8。
闻禄[3]对香蕉施肥现状调查表明,普洱市香蕉施肥存在有机肥施用少,以化肥为主,磷肥施用量大幅偏高,钾肥施用量严重不足,且施用方式不合理等问题。漳州市土肥站于2008年对72个蕉农施肥状况调查,表明蕉农个体在施肥上差异很大,在一个种植周期中,N、P2O5和K2O施肥量分别528~1 883、131~1 167、173~1 988 kg/hm2。与推荐施肥量[2]相比,存在氮、磷肥用量普遍超量,钾肥施用量不足与超量并存的现象。但钾肥过量的不良影响还没有引起人们的足够重视。姚丽贤等[4]研究表明,过量施用钾肥与施钾不足一样,不但降低香蕉产量,而且影响香蕉品质。
香蕉是典型的喜钾作物,生长量大,氮钾养分在整个生长周期的吸收量是一般作物的数倍[5-8]。针对漳州香蕉施肥技术研究状况和施肥现状,近年来在香蕉测土配方施肥工作中,开展了香蕉不同产量水平下的氮磷钾肥适宜用量及其配比、中微量元素肥料有效施用技术、施肥对香蕉果实品质影响等方面的田间试验研究。本文对氮钾肥的试验研究结果进行总结,以期为漳州香蕉氮钾养分管理提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
供试土壤选用高产蕉园的水稻土和中低产蕉园的赤红壤等两种土壤类型,选择排灌方便和土壤肥力均匀的田块作为试验田。高产蕉园试验地选择在漳州市芗城区天宝镇墨溪村,中低产蕉园试验地选择在长泰县武安镇官山村。试验统一采用生长较为一致的1年生香蕉试管苗作为供试材料,供试品种为台蕉2号。
1.2 方法
在2011年和2012年,采用氮钾2因素3水平的3×3试验设计,氮钾各3个施肥水平,共9个处理,各处理的施肥量见表1。试验采用随机区组排列,3次重复,小区面积55.6 m2。每个小区种植10株,种植规格2.4 m×2.3 m。种植时间为每年3月至翌年1月。
试验所用氮肥选用尿素(N 46%),磷肥选用过磷酸钙(P2O5 12%),钾肥则用氯化钾(K2O 60%),试验地不施有机肥。氮磷钾肥分期施肥方法分别是:生长前期(16片大叶前)氮、磷、钾肥占总用量的30%;花芽分化期(16~23片大叶)氮、钾肥占总用量的20%,磷肥则占70%;抽蕾期和幼果期的氮、钾肥各占总用量的25%。施肥时开半环状浅沟,深度5~10 cm,肥料施入后覆土。在试验地周围建立2行香蕉保护行,其它管理措施与大田一致。
1.3 样品采集测定和数据处理
在试验实施前,各试验地采集0~30 cm土层的土壤样品各一个,用常规方法[9]测定供试土壤的主要理化性质,结果见表2。在香蕉收获时各试验处理分别单株测产,并采集香蕉果实样品,用于测定产品品质。品质分析采用方法[9]分别为,可溶性固形物采用折射仪法,维生素C采用2, 6-二氯靛酚滴定法,可溶性糖用盐酸水解-铜还原滴定法,对试验数据采用MATLABR2013b软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 氮钾配施对香蕉产量的影响
对完成的4个氮钾肥的试验产量进行方差分析和SSR法多重比较(表3),表明各个试验的处理间产量有显著差异,其中,高产蕉园的2个试验F值分别为F=13.7**和F=7.8**,中低产蕉园的2个试验F值分别为F=17.4**和F=8.7**。在不同氮钾施肥量处理中,都以N2PK2处理的香蕉产量最高,其中,高产蕉园平均产量达到56.0 t/hm2,比N1PK1处理增产36.6%;中低产蕉园平均产量为44.2 t/hm2,比N1PK1处理则增产36.8%。
氮肥用量试验表明,在施用K1或K2或K3水平的钾肥下,分别增施N1、N2和N3水平的氮肥,各处理的香蕉产量大多达到显著差异水平,其中以N2水平处理的产量最高。在水稻土高产蕉园,N2水平的平均产量为53.2 t/hm2,比N1水平增产22.2%;在赤红壤中低产蕉园,N2水平的平均产量为43.1 t/hm2,比N1水平增产28.7%。对高产蕉园而言,钾肥对香蕉产量影响较大。在N1或N2或N3的施氮水平下,在K1的低钾水平处理中,香蕉产量都较低,增施钾肥大多有显著的增产效果。但对中低产蕉园而言,钾肥的施肥效应与施氮水平有关。当氮肥施用量处于N1的低量水平时,增施钾肥对香焦产量没有显著水平的增产效果,但当施氮水平中等或较高时,香蕉产量随着钾肥施用量的增加而有较大的增产效果。
2.2 氮钾配施对香蕉农艺性状及品质的影响
成熟期的香蕉果实农艺性状调查和样品品质测定结果见表4。农艺性状调查表明,无论是高产蕉园还是中低产蕉园,处理(2)至处理(9)均在不同程度上比低氮低钾的处理(1)增加了果实的指长及指围,改善了香蕉的商品外观,同时明显提高单果重和梳重,成为香蕉高产的重要产量决定因子。对不同氮钾肥用量处理进行比较,高氮高钾[处理(9)]、高氮中钾[处理(8)]的各农艺性状都表现较好,而低氮低钾处理和中氮低钾处理的果实农艺性状则表现较差,尤其是对产量构成因素有较明显的影响。
在香蕉固形物、可溶糖和维生素C等品质指标方面,处理(2)至处理(9)的香蕉品质都优于处理(1),且有随着施钾量的增加而增加的趋势。在高产蕉园,高氮高钾处理的香蕉固形物、可溶糖和维生素C比低氮低钾处理分别增加了5.5、3.3、2.1个百分点;在中低产蕉园,高氮高钾处理的这些品质指标比低氮低钾处理分别增加了5.9、5.7、2.3个百分点。在不同施氮水平处理下,高产蕉园的高氮处理比低氮处理的香蕉固形物、可溶糖和维生素C增加了4.4、1.9、1.2个百分点,中低产蕉园高氮处理比低氮处理则分别增加了3.3、2.7、1.1个百分点。在不同钾水平处理下,高产蕉园的高钾处理比低钾处理的香蕉固形物、可溶糖和维生素C增加了1.5、1.9、1.3百分点,中低产蕉园的高钾处理比低钾处理则分别增加了2.7、2.7、1.1个百分点。
因此,适宜的氮钾肥施用量和比例,有利于提高香蕉果实的品质,同时改善了果实外观,提高了商品价值。
2.3 氮钾肥推荐施肥量
根据表3的试验产量,建立氮钾二元二次多项式肥效模型,结果见表5,回归方程均达统计显著水平。需要指出的是,由于试验设计没有不施氮钾肥的处理,回归方程的常数项即b0的数值未受到空白区产量的约束,造成b0值为负数,但尽管如此,在试验设计施肥量的范围内,它不影响产量模拟效果,因而不影响推荐施肥结果。对各试验点建立的肥效模型进行典型性判别[10],表明4个回归方程均属于典型肥效模型,可采用边际产量导数法计算推荐施肥量。
以每kg N 4.3元、K2O 6元和香蕉果实2元的市场平均价计算供试香蕉的氮钾推荐施肥量,结果见表6。由于高产蕉园的香蕉产量比中低产蕉园高,生长量较大,氮钾推荐施肥量明显较高,但相同类型蕉园的氮钾推荐施肥量却十分相近。高产蕉园的氮钾最高产量施肥量平均为N 693 kg/hm2、K2O 1 188 kg/hm2,氮钾比例为1 ∶ 1.71;经济产量施肥量平均为N 691 kg/hm2,K2O 1 154 kg/hm2,氮钾比例为1 ∶ 1.67。中低产蕉园的氮钾最高产量施肥量平均为N 636 kg/hm2、K2O 949 kg/hm2,氮钾比例为1 ∶ 1.49;经济产量施肥量平均为N 631 kg/hm2,K2O 877 kg/hm2,氮钾比例为1 ∶ 1.39。表明高产蕉园的钾肥需求比例明显高于中低产蕉园。
3 讨论与结论
香蕉养分需求和土壤养分供应状况是合理施肥的主要依据,最佳施肥量可通过建立肥效模型来确定[11]。本研究建立的氮钾二元二次多项式肥效模型表明,漳州高产蕉园氮钾经济施肥量为N 691 kg/hm2和K2O 1 154 kg/hm2,氮钾比例为1 ∶ 1.67,但中低产蕉园的氮钾经济产量施肥量为N 631 kg/hm2和K2O 877 kg/hm2,氮钾比例为1∶ 1.39,高产蕉园的钾肥需求比例明显高于中低产蕉园;平衡施肥(N2PK2处理)在高产蕉园平均产量达到56.0 t/hm2,比低氮低钾处理(N1PK1)平均增产36.6%;在中低产蕉园则平均产量为44.2 t/hm2,比N1PK1处理增产36.8%。
国内外学者对香蕉营养特性和养分需求规律等方面已有较系统的研究。香蕉生长量大,需要养分量也大,每产1 t 果实需要吸收N 4~7 kg 和K2O 18~30 kg[12]。庄伊美[13]研究报道,澳大利亚的香蕉三要素推荐比例为1 ∶ 1 ∶ 1.94,印度和南非则分别为1 ∶ 0.4 ∶ 3.99和1 ∶ 0.75 ∶ 2.01;同一国家不同地区间施用的配比也不一样,李丰年等[14]综合广东、广西、福建和台湾等省区的香蕉配方施肥经验,认为要获得良好的施肥效果,三要素配比的范围应是1 ∶ 0.2~0.5 ∶ 1.1~2.0。除氮、钾肥外,漳州蕉园土壤钙和镁的供应能力普遍不足[1],增施钙镁肥是进一步提高产量的有效措施。颜明娟等[2]试验还表明,尽管蕉园土壤有效磷含量普遍较高,但在基肥时施用一定数量的磷肥有利于促进香蕉苗期生长和提高产量。因此,由于各地的生态环境条件、土壤肥力状况、香蕉品种和栽培措施等方面的差异,适宜的氮、磷、钾施用量和比例有很大的差别,合理施肥需要因地制宜。
广东、海南和福建等省份的研究表明,合理施用氮钾肥能明显提高香蕉的单果重、果指长、指围和梳重等农艺形状指标,以及香蕉果实可溶性固形物、维生素C、还原糖和总糖等含量[2-4,15-17]。本试验表明,在高产蕉园,高氮高钾处理(N3PK3)的香蕉固形物、可溶糖和维生素C比低氮低钾处理(N1PK1)分别增加了5.5、3.3、2.1个百分点;在中低产蕉园,高氮高钾处理的这些品质指标比低氮低钾处理分别增加了5.9、5.7和2.3个百分点。因此,平衡施用氮、钾肥不仅提高了产量,还能改善香蕉外观商品价值和内在品质。
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