有机肥、石灰对菠萝产量和品质的影响

刘亚男 马海洋 张江周 冼皑敏 石伟琦

摘要：研究在N、P、K肥基础上增施有机肥、石灰对巴厘菠萝（Ananas comosusr cv. Comte de Paris）产量和品质的影响，通过测定各处理叶绿素含量、干物质累积量以及产量品质等相关指标，分析其影响规律及差异显著性。结果表明，在催花期之前，同时增施有机肥和石灰处理与只施无机肥（对照）的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量均比单独增施有机肥、石灰处理高，且在催花期前后，同时增施有机肥和石灰处理与单独增施石灰处理叶绿素含量差异显著。增施有机肥和石灰对菠萝植株干物质累积的影响在营养生长期表现出与叶绿素含量变化规律相一致的趋势。产量方面，单独增施有机肥和单独增施石灰处理均降低了菠萝产量，而同时增施有机肥和石灰处理产量最高，为91.98 t/hm2，比对照增产2.11%。品质方面，单独增施有机肥处理的可溶性糖和可滴定酸含量最高，且与其他施肥处理差异显著；单独增施石灰处理的维生素C含量最高；增施有机肥和石灰可提高菠萝果实糖酸比，改善果实风味。综上可知，施用有机肥、石灰处理可以提高菠萝营养品质和风味，但同时施用才可提高菠萝干物质累积量和产量。

关键词：菠萝（Ananas comosus）；有机肥；石灰；产量；品质

中图分类号：S141；S668.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）21-5262-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.21.015

Influence of Organic Fertilizer and Lime Applications

on Yield and Fruit Quality of Pineapple

LIU Ya-nan1， MA Hai-yang1， ZHANG Jiang-zhou1，2， XIAN Ai-min1， SHI Wei-qi1

（1. South Subtropical Crops Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agriculture Science/Tropical Crops Nutrition Key Laboratory of Hainan Province，Zhanjiang 524091，Guangdong，China；2.College of Resource and Environmental Science，China Agriculture University，

Beijing 100193，China）

Abstract：A field experiment was carried out to study the influence of organic fertilizer and lime in combination with NPK fertilizer on yield and fruit quality of pineapple， with NPK fertilizer alone as the contrast. Results revealed that the leaf chlorophyll contents increased when applying both organic fertilizer and lime before the forcing stage compared to applying either of them， and the difference was remarkable between organic fertilizer + lime treatment and lime treatment alone at the forcing stage. The dry matter accumulations of organic fertilizer + lime treatment and the contrast treatment were higher than that of fertilizer or lime treatment alone. The highest and lowest yield occurred in organic fertilizer + lime treatment and organic fertilizer treatment alone， which were 91.98 t/hm2 and 88.83 t/hm2 respectively. As for fruit quality， significant improvements in the contents of soluble sugar and titratable acid were obtained by organic fertilizer treatment， and higher VC content was obtained by the application of lime alone. In general， the application of organic fertilizer alone， lime alone， or both organic fertilizer and lime all played an important role in quality， however， higher yield could be reached only when both organic fertilizer and lime were applied.

Key words：pineapple（Ananas comosus）； organic fertilizer； lime； yield； quality

施肥是调控植物生长发育的重要措施，不同的施肥措施会导致作物群体小气候的差异，影响植株的生理代谢，使其生理代谢发生相应的变化[1]，最终影响群体的生长及产量[2]，合理施肥可在提高产量的基础上改善其品质，同时减轻对环境产生的负效应[3]。在现代农业中，发展有机肥料对于改良土壤结构、提高农产品产量和品质、实现农业增产增收都发挥着重要的作用，而且还能减少集约化农业生态系统中由于单一施用化肥导致肥料利用率下降的问题，是保护土壤肥力与农村环境，实现农业循环经济的需要。菠萝（Ananas comosus）是重要的热带名果之一，因富含维生素C和多种有机酸，深受消费者青睐。在中国菠萝栽培过程中，传统的施肥多以施无机化肥为主，关于施用化肥对菠萝产量和果实品质的影响，国内外已有不少研究[4-8]，但长期施用化肥导致土壤理化性质得不到改善，养分供应不平衡，从而胁迫菠萝的生长，限制其产量和品质提高，成为菠萝产业发展的重要瓶颈。一些长期定位试验也表明，红壤上施用氮磷钾肥有一定增产效果，但连年种植也会导致中微量元素亏缺，不能保持作物高产[9]。配施有机肥既可增产[10，11]，又能变废为宝，是长期以来农业生产中的研究热点。有研究表明，酸性红壤橘园在增施有机肥基础上定量施用石灰，能促进有益微生物活动，加速有机质分解，增加有效磷、钙及氮素的含量，从而促进柑橘根系生长，增加产量。石灰改良是缓解酸性土壤酸害，减轻病害，促进作物的营养吸收，提高作物产量及品质的重要措施之一。施用石灰有利于增加甘蔗产量和糖分，且在一定范围内，石灰施用效果与对照相比差异显著[12]。施用石灰提高了土壤pH，减少土壤铝毒影响，可使蚕豆增产[13]。但目前国内关于增施有机肥、石灰对菠萝产量和品质影响的研究涉及较少。为此，通过大田试验，探讨在氮磷钾肥基础上配施有机肥和石灰对菠萝植株生长及产量品质效应的影响，旨在为提高雷州半岛地区菠萝种植管理水平，保证菠萝高产优质可持续发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验设在广东省湛江市中国热带农业科学院南亚热带作物研究所植物营养学科试验基地，地处雷州半岛，位于东经110°17′，北纬21°12′，海拔高度9 m，属热带季风气候和海洋气候。年有效积温为8 309～8 519 ℃，年均降雨量为1 417～1 802 mm，且时空分布不均，雨、旱季交替明显。土壤类型为凝灰岩砖红壤，供试土壤pH 4.4，有机质含量23.0 g/kg，全氮含量0.9 g/kg，速效磷含量5.0 mg/kg，速效钾含量130.4 mg/kg，交换性钙含量10.0 cmol/kg，交换性镁含量2.6 cmol/kg。

1.2 供试材料

供试菠萝为巴厘品种（Ananas comosusr cv. Comte de Paris），菠萝苗大小基本一致，平均株高为40.7 cm，平均重量为210.7 g。

1.3 试验设计

在无机肥施用的基础上，设4个处理，分别为只施用无机肥的对照（CK）、增施有机肥（O）、增施石灰（L）、增施有机肥和石灰（O+L），3次重复，区组内完全随机排列，有机肥、石灰用量分别为3 000 kg/hm2和1 500 kg/hm2。4个处理N、P、K投入量充分，N用量为3 00 kg/hm2，P2O5用量为 160 kg/hm2，K2O用量为600 kg/hm2。

各处理试验样地面积为30 m2（6.0 m×5.0 m），样地间隔0.5 m，每4个样地为1个小区，共3个小区，小区间隔1.0 m，试验区总长21.5 m，宽20.0 m，总面积430.0 m2。样地规格按6.0 m×5.0 m做畦，菠萝苗株行距为0.3 m×0.4 m，每畦种植12行，中间10行为取样区，每样地种植菠萝苗240株。菠萝种植后，采用田间常规管理。为保证肥效，施肥后开启滴灌设备，湿润30 cm土层土壤。试验自2009年9月定植，至2011年6月收获。

1.4 样品采集与分析

分别于菠萝关键生育期——营养生长期（2010年9月28日）、催花期（2010年11月3日）、果实发育期（2011年1月11日）、收获期（2011年3月15日）各采样1次，取整个植株，于实验室清洗，并将植株根、茎、叶进行分离，105 ℃下杀青30 min，70 ℃烘干至恒重，测定各部位干重。取菠萝D叶，用分光光度法测定叶绿素含量。成熟后，每个处理采集30个菠萝果实，称重法测定单果重，并测产。

菠萝果实品质的测定：可滴定酸含量采用酸碱中和滴定法（以柠檬酸计）测定，维生素C含量采用2，6-二氯靛酚法测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定。

1.5 数据整理与分析

试验数据采用Excel 2007和SAS 8.0软件进行分析，Duncans多重比较检验处理间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 增施有机肥、石灰对菠萝叶片叶绿素含量的影响

关于有机肥、石灰影响菠萝叶片叶绿素和类胡萝卜素含量的研究表明，在菠萝营养生长期，同时增施有机肥和石灰处理与对照的叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素总含量比单独增施有机肥和增施石灰处理高，但差异不显著（表1）。在菠萝催花期前后，施用有机肥和石灰对叶绿素含量的影响与前期呈相同趋势，但有机肥和石灰同时施用与单独施用石灰处理的叶绿素a含量和叶绿素总含量差异显著。在果实发育期和收获期，施用有机肥和石灰对叶片叶绿素含量和类胡萝卜素含量影响不显著。

2.2 增施有机肥、石灰对菠萝植株干物质累积量的影响

由表2可以看出，总体而言，施用有机肥和石灰对菠萝植株干物质累积量影响不显著，但在菠萝催花期，菠萝根、茎、叶干重以及植株总重也是表现为同时增施有机肥和石灰处理与对照较高，单独增施有机肥和增施石灰处理较低的趋势，这与有机肥、石灰对菠萝叶片叶绿素含量影响的规律一致，符合叶绿素含量影响光合速率，从而影响碳水化合物代谢和干物质累积的理论。在菠萝收获期，增施有机肥处理的植株干物质累积量最高。

2.3 增施有机肥、石灰对菠萝产量的影响

同时增施有机肥和石灰处理与对照的最大单果质量、最小单果质量、单果平均质量以及产量均比单独增施有机肥和单独增施石灰处理高，其中同时增施有机肥和石灰处理最高，单独增施有机肥处理最低。同时增施有机肥和石灰处理比对照产量高出2.11%，但单独增施有机肥处理产量比对照低1.38%，单独增施石灰处理比对照低0.81%（表3）。

2.4 增施有机肥、石灰对菠萝品质的影响

由表4可以看出，在各施肥处理中，单独增施有机肥处理的可溶性糖含量和可滴定酸含量比单独增施石灰与同时增施有机肥和石灰处理高，且差异显著；单独增施石灰处理的维生素C含量最高，与对照和单独增施有机肥处理差异不显著，但显著高于同时增施有机肥和石灰处理。有机肥和石灰单独施用和同时施用均可提高菠萝果实糖酸比，对改善菠萝果实风味有益。

3 讨论与结论

3.1 增施有机肥、石灰对菠萝叶片叶绿素含量及植株干物质累积的影响

叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，其含量高低直接影响植物正常的光合作用和新陈代谢，叶绿素含量的变化反映了植物叶片光合作用功能的强弱[14]，直接或间接影响着菠萝的生长发育和产量[15]。在菠萝营养生长期和催花期前后，有机肥和石灰配施处理与只施无机肥的对照的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量较高，单独增施有机肥和单独增施石灰处理的较低，表明在菠萝生长前期，同时增施有机肥和石灰能提高菠萝叶片叶绿素含量，有利于植株的旺盛生长和碳水化合物积累。而关于干物质累积量，在菠萝催花期，配施有机肥和石灰处理对菠萝植株干物质累积量的影响效果恰好表现出与叶绿素含量相一致的趋势，即有机肥和石灰同时增施处理和对照的干物质累积量较高，有机肥、石灰单独增施处理的干物质累积量低。本试验中，收获期菠萝植株干物质累积量为有机肥处理最高，与花生和玉米上的研究结果一致[16，17]。已有研究表明，与化肥处理相比，施用有机肥的花生果仁吸N量提高22.7%～78.08%，吸P量提高47.1%～74.5%，吸K量提高65.2%～91.6%[16]。配施有机肥可提高春玉米N、P、K养分最大吸收速率和吸收总量，能显著提高春玉米干物质最大累积速率和累积总量[17]。关于稻田施用石灰的研究表明，当石灰施用量为1 350～ 1 500 kg/hm2时，明显抑制水稻前期生长[18]，与本试验结果相似。

3.2 增施有机肥、石灰对菠萝产量的影响

各施肥处理中，同时增施有机肥和石灰处理的最大单果质量、最小单果质量、平均单果质量以及产量最高，产量达91.98 t/hm2，比对照高出2.11%，而单独增施有机肥和增施石灰处理的产量反而比对照低，其中增施有机肥处理最低，为88.83 t/hm2，比对照低1.38%。吴迪等[17]关于春玉米的研究表明，配施有机肥能显著增加春玉米产量。给偏酸性土壤施石灰可有效提高土壤pH，改善苜蓿生长环境，提高苜蓿产草量[19]。关于甘薯的研究也表明，增施有机肥与单独施用无机化肥相比，甘薯块茎可增重29%，叶面积增加8%[20]。在N、P、K肥基础上配施有机肥和只施有机肥均可提高棕榈产量[21]。本试验中，单独增施有机肥造成菠萝减产，同时施用有机肥和石灰方可增产，可能与本身土壤质地、pH和菠萝最适宜土壤环境匹配程度以及有机肥和石灰用量等因素有关，有待进一步研究。

3.3 增施有机肥、石灰对菠萝品质的影响

品质方面，单独增施有机肥处理的可溶性糖含量和可滴定酸含量最高，与单独增施石灰处理和有机肥、石灰配施处理差异显著，增施石灰处理的维生素C含量最高，显著高于同时增施有机肥和石灰处理。增施有机肥和石灰处理的糖酸比高于对照，说明增施有机肥和石灰均可改善菠萝果实营养风味。相比只施无机化肥，单独施用有机肥和在化肥基础上配施有机肥可提高棕榈果实总糖含量，但二者之间无显著差异[21]，与本试验结果相似。

中国农田肥料总投入中绝大部分N素、大部分P素、少部分K素和极少量微量元素由化肥供应，而有机肥则承担绝大部分微量元素、大部分钾素、少部分磷素的补给[22]。施用石灰能明显降低酸性土壤酸度，但同时也会使复酸化程度加强[23]。大量或长期施用石灰不但会引起土壤板结，而且会引起土壤钙、钾、镁3种元素的平衡失调而导致减产[24]。本试验结果表明，同时增施有机肥和石灰在菠萝高产优质方面效果相对较优，但差异不显著，且有机肥和石灰的相互作用机理尚不明朗，如何在雷州半岛地区砖红壤上通过适时、适量施用有机肥和石灰，实现菠萝高产高效以及资源环境友好，是需要进一步研究的课题。

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