有机肥替代部分化肥改善‘三红蜜柚’树体营养及果实品质

李水祥 佘文琴 吴世涛 陈晶英 马文 孙宇晨 王杰

摘  要：本研究以单施化肥为对照，研究有机肥替代部分化肥对‘三红蜜柚树体营养及果实品质的影响。结果表明：与对照相比，有机肥替代20%化肥处理可显著提高‘三红蜜柚叶片镁、锌含量，降低叶片氮含量至适宜水平;提高‘三红蜜柚发育过程中果实钾、钙、锌、硼含量，降低果实磷含量;并显著提高果实可溶性固形物含量、总糖含量及糖酸比，降低果实可滴定酸含量，而维生素C含量、可食率和单果质量等与对照相比未呈现显著差异。因此，有机肥替代20%化肥可提高‘三红蜜柚叶片部分矿质营养元素含量，改善树体营养水平，提高‘三红蜜柚果实钾、钙、锌、硼等矿质元素含量及果实品质。

关键词：有机肥;柚;矿质元素;果实品质

中图分类号：S666.3      文献标识码：A

Abstract： A field experiment was carried out to study the effects of organic fertilizers partly replacing of chemical fertilizers on the nutrition and fruit quality of ‘Sanhong-miyou. Two fertilization treatments were selected： 20% of chemical fertilizer replaced by organic fertilizer （T） and only chemical fertilizer （CK）. The results showed that T could significantly increase the magnesium and zinc contents in the leaves of ‘Sanhong-miyou and reduce the nitrogen content of the leaves to the appropriate level， increase the content of potassium， calcium， zinc and boron in fruits of ‘Sanhong-miyou， reduce the phosphorus content during fruit development. In addition， it also significantly increased the soluble solid， total sugar and sugar acid ratio， reduced titratable acid of the fruits， and the Vc content， edible rate and single fruit quality of it did not show significant difference compared with CK.

Keywords： organic fertilizers; pomelo; mineral element; fruit quality

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.04.003

‘琯溪蜜柚[Citrus grandis （L.） Osbeck cv. Gu??-anxi-miyou]屬亚热带常绿乔木果树，是我国特有的柚类良种。平和县种植‘琯溪蜜柚已有500多年历史，蜜柚产业早已成为平和县经济支柱之一，其种植面积已达4.33万hm2，年产量130万t，总产值约50亿元[1]。调查表明，近年来平和‘琯溪蜜柚以平均每年每株施用N 1.60 kg、P2O5 1.25 kg、K2O 1.36 kg，位居全国柑橘主产县第1位[2]，存在果农为追求产量而盲目使用化肥现象。过量的使用化肥，导致果园土壤结构遭到破坏，进而影响树体营养水平，致使蜜柚果实品质下降。有机肥替代化肥，是目前解决化肥使用过量问题的有效措施之一[3]。在平和县蜜柚果园进行有机肥替代化肥试验，研究有机肥替代部分化肥对蜜柚树体营养及果实品质的影响，对该地生态环境改善和蜜柚发展具有重要意义。

有机肥养分全面，富含有机质，具有缓效性功能，有利于改善土壤理化性质[4]，提高树体营养水平和果实品质[5-6]。何炎森等[7]研究表明，有机肥提高蜜柚果园土壤有效养分及土壤酶活性的效果优于化肥;董美超等[8]研究发现，生物有机肥能提高‘东试早柚果实还原糖、总糖、维生素C含量;聂磊等[9]研究表明，有机肥能明显增加沙田柚果肉芳香物质。以上研究主要关于单施有机肥、有机肥种类及有机肥施用量对蜜柚的影响，而有机肥替代部分化肥在果树中的研究近年来主要集中于红枣[10]和芒果[11]等，在蜜柚中尚未报道。‘三红蜜柚[Citrus grandis （L.） Osbeck cv. San?hong-miyou]为‘琯溪蜜柚品系中的优良品种，广受消费者喜爱，是平和县目前的主栽品种。本研究根据平和县目前蜜柚果园化肥使用情况，以有机肥替代部分化肥进行田间试验，通过测定‘三红蜜柚叶片矿质元素含量、果实成熟过程中矿质元素含量及变化，以及总糖、有机酸、维生素C含量等果实品质指标，来分析有机肥替代部分化肥对‘三红蜜柚树体营养及果实品质的影响，为改善当地果园土壤环境，提高蜜柚果实品质提供技术参考和理论依据。

1  材料与方法

1.1  材料

试验地位于福建省漳州市平和县三格镇土田村，以6年生‘三红蜜柚为供试材料，试验所用肥料为蜜柚专用有机肥（N∶P2O5∶K2O=4∶3∶ 4，有机质≥35%），普通复合肥（N∶P2O5∶K2O= 15∶15∶15），尿素。

1.2  方法

1.2.1  试验设计  设有机肥替代20% 化肥和单施化肥2种处理，单株小区，区组排列，每种处理3个重复，每个重复5棵树，选取的果树长势均一且无病害。有机肥替代20%化肥处理（T）：尿素0.5 kg，复合肥4 kg，蜜柚专用有机肥3.75 kg;单施化肥处理（CK）：尿素0.5 kg，复合肥5 kg。试验于2018年进行，2月20日施入有机肥，穴施，3月10日施入尿素，撒施，复合肥按35%、35%、30%分3次施入，施肥时间分别为3月10日、5月10日、7月10日，撒施。

1.2.2  样品采集  于2018年9月15日采集叶片，选择树冠中部外侧的东、南、西、北4个方位生长中等的当年生营养性春梢自顶部数第2～3片叶（完整无病虫叶），每株采20片，每5株的叶片混合为1个重复，共3个重复。将带回实验室的叶片除去叶柄后先用含中性洗涤剂的自来水清洗3次，然后用0.1% HCl溶液浸泡10～15 s，再用去离子水清洗，洗后于105 ℃下杀青0.5 h，再于65 ℃条件下烘干至恒重，最后用磨样机磨碎，放于阴凉干燥处保存备用。果样从8月5日起至采收，每20 d采集1次，每次每株选大小适中，均匀一致、部位相同的内膛果3粒，每5株的果实混合为1个重复，共3个重复。

1.2.3  测定项目及方法  叶片及果实中磷、钾、钙、镁、锌、硼的含量采用ICP-MS法测定[12];氮的含量采用凯氏定氮法测定[13]，果实品质指标的测定选用10月5日所采果样，单果质量采用电子天平测定，维生素C采用2，6-二氯靛酚氧化还原滴定法测定，可溶性固形物采用手持折光仪测定，总糖采用蒽酮比色法测定，可滴定酸采用氢氧化钠中和滴定法测定。固酸比=可溶性固形物/可滴定酸，可食率=果肉重/果实重100%，含水率=果肉烘干前重/果肉烘干后重100%，果型指数=果实纵径/果实横径。

1.3  数据处理

利用Excel 2013和DPS软件进行数据统计和差异显著性分析。

2  结果与分析

2.1  有机肥替代部分化肥对‘三红蜜柚叶片养分含量的影响

由表1可见，有机肥替代20%化肥处理的‘三红蜜柚叶片氮含量为3.06%，比对照显著降低17.1 %（P<0.05）;镁、锌含量分别为0.37%和 25.49 mg/kg，分别比对照显著提高23.3%和44.4%（P<0.05）;钾、钙、硼含量分别提高6.1%、4.6 %和7.2%，但与对照差异不显著（P>0.05）。叶片矿质元素含量的多少是树体营养水平高低的体现，试验结果说明，有机肥替代20%化肥可改善蜜柚树体营养水平。

2.2  有机肥替代部分化肥对‘三红蜜柚果实发育过程中矿质元素含量变化的影响

由图1可见，在‘三红蜜柚果实发育过程中，不同施肥处理下果实氮含量变化趋势不同。随着时间的推移，有机肥替代20%化肥处理的果实氮含量呈现上升-下降-上升的变化，最后达到峰值。而对照果实氮含量呈现下降-上升-下降的变化，至采收时显著低于有机肥替代20%化肥处理的果实氮含量（P<0.05）。

由图2A可见，有机肥替代20%化肥处理的‘三红蜜柚果实磷含量从8月6日至采收呈持续缓慢上升至平稳趋势，对照果实磷含量变化波动明显，呈现下降-上升-下降的变化趋势。在采前果实发育过程中，有机肥替代20%化肥处理的‘三红蜜柚果实磷含量低于对照。由图2B可见，有机肥替代化肥处理的‘三红蜜柚果实钾含量从8月6日至采收呈先缓慢下降再缓慢上升趋势，对照果实磷含量呈先缓慢上升再缓慢下降的相反变化趋势。在采前果实发育过程中，有机肥替代20%化肥处理的‘三红蜜柚果实钾含量高于对照，采收时显著高于对照（P<0.05）。

由图3A表明，2种处理的果实钙含量变化表现一致，均呈持续下降至平稳趋势。有机肥替代20%化肥处理的‘三红蜜柚果实钙含量在采前果实发育过程中稍高于对照，至采收时显著高于对照（P<0.05）。由图3B表明，从8月6日至采收，有机肥替代20% 化肥处理的‘三红蜜柚果实镁含量呈先下降后上升趋势，对照果实镁含量呈持续下降趋势，2种处理果实镁含量差异不显著（P>0.05）。

由图4A表明，有机肥替代20%化肥处理的‘三红蜜柚果实锌含量從8月6日至采收呈持续下降趋势，对照果实锌含量变化与有机肥替代20%化肥处理表现一致。有机肥替代20%化肥处理的‘三红蜜柚果实锌含量在采前果实发育过程中高于对照，至采收时显著高于对照（P<0.05）。由图4B表明，有机肥替代20%化肥处理的‘三红蜜柚果实硼含量从8月6日至采收呈持续下降趋势，对照果实硼含量呈现下降上升下降的波浪状变化趋势。有机肥替代20%化肥处理的‘三红蜜柚果实硼含量在采前果实发育过程中高于对照，至采收时显著高于对照（P<0.05）。

2.3  有机肥替代部分化肥对‘三红蜜柚果实品质的影响

由表2可知，采收时有机肥替代20%化肥处理的‘三红蜜柚果实可溶性固形物含量、总糖含量、糖酸比分别为11.8%、8.78%和19.38，分别比对照显著提高18.0%、7.3%和24.8%;可滴定酸含量为0.45%，比对照显著下降15.1%（P< 0.05）;而果实单果质量、维生素C含量、含水率和可食率分别比对照提高了15.0%、2.3%、1.4%和0.7%，但与对照间的差异不显著（P>0.05）。

3  讨论

蜜柚的生长发育和果实形成需要充足的养分供应，树体内矿质营养元素的丰缺状况对果树的生长发育影响极大，有机肥的使用，有利于调节树体营养水平。陈大超等[14]研究发现，施用有机肥可提高柑橘叶片磷、钾、钙、铜、锌、硼等营养元素含量，并使镁、硫、铁含量下降到适宜范围内;刘茂等[15]研究结果表明，有机肥能不同程度提高香梨叶片中多种矿质营养元素含量;余倩倩[16]、周兴[17]和蔺浩然[18]分别在柑橘、葡萄和苹果上的研究也得出相似的结果。丰产‘琯溪蜜柚叶片矿质元素适宜含量为氮2.50%～3.10%、磷0.14%～0.18%、钾1.40%～2.20%、钙2.00%～ 3.80%、镁0.32%～0.47%、锌24.0～44.0 mg/kg、硼15.0～50.0 mg/kg[19]。本研究中，单施化肥处理的‘三红蜜柚叶片磷、钾、钙、硼含量处于适宜含量范围，氮含量为3.69%，远高于适宜含量范围，镁和锌含量分别为0.30% 和17.65 mg/kg，低于适宜含量范围。雷靖等[20]对平和县多个乡镇蜜柚果园调查表明，平和县幼龄‘琯溪蜜柚叶片氮含量偏高，锌含量偏低，可能由于该地长期重施氮肥，忽略微量元素的补充所致。植物体内氮含量过高，容易使植株徒长，果皮变粗变厚，果实品质下降;锌含量缺乏，易导致叶片失绿泛黄，影响植物光合作用[21]。而有机肥替代20%化肥处理的‘三红蜜柚叶片氮含量为3.08%，下降至适宜含量范围，镁和锌含量分别为0.37%和25.49 mg/kg，上升至适宜含量范围，叶片钾、钙、硼含量均有不同程度增加。可见，利用有机肥替代部分化肥可调节树体营养水平，与前人的研究结果较为相似。

有机肥的使用，改善了树体矿质营养水平。其原因可能是果树的养分供应主要来自于土壤，施用有机肥可增加土壤有机酸含量，而有机酸能促进矿物质的有效化和释放，提高土壤有效养分的含量。已有大量研究表明，有机肥的使用，提高了土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有效锌等多种有效养分含量[22-23]。此外，施用有机肥还能提高土壤酶活性，土壤酶参与土壤有机物和营养元素的转化，腐殖质的合成和分解，促进难溶养分的释放，从而增加矿质养分的有效性[24]，促进蜜柚对矿质元素的吸收，从而提高树体营养水平。

果实矿质元素含量和变化分析是研究树体营养代谢和摄取的重要途径之一[25]，陈巍等[26]对4季柚生育期果实矿质元素含量变化的研究表明，从8月至10月果实发育过程中，果实氮、磷、钾、钙、镁含量均呈下降趋势。本研究中，2种处理的‘三红蜜柚果实钙、镁含量变化较为一致，均在果实发育过程中呈下降趋势，与前人研究结果相似;而2种处理的‘三红蜜柚果实氮、磷、钾含量变化趋势差异显著，对照处理的果实氮、磷、钾含量10月初低于8月初，而有机肥替代20% 化肥处理的果实氮、磷、钾含量10月初高于8月初，说明有机肥替代20% 化肥更有利于促进‘三红蜜柚果实氮、磷、钾含量的积累。此外，在果实发育过程中，有机肥替代20% 化肥处理的‘三红蜜柚果实钾、钙、锌、硼含量高于对照，说明有机肥替代20% 化肥有利于促进果实多种矿质元素含量的提高。

果实品质的优劣受到多种因素的影响，施肥方式是主要影响因素之一。有机肥不仅含有氮、磷、钾3种果树生长发育的必要元素，还含有钙、镁、锌、铁、硼等多种中微量元素。有机肥中丰富的矿质营养元素对果实的形成和发育具有重要作用，部分元素能直接影响果实品质成分的合成[27]。大量研究表明，有机肥能提高果实可溶性固形物、总糖和维生素C含量[14， 28]，增加单果重，降低可滴定酸[29-30]。本研究结果表明，有机肥替代20% 化肥可显著提高‘三红蜜柚果实可溶性固形物含量、总糖含量和糖酸比。糖及其活化物通过提供底物、中间产物、能量、还原力等形式，参与果实多种代谢活动，是果实品质形成的重要因素[31]。罗华等[6]、赵立敏[32]等研究认为，施用有机肥可提高叶片光合色素含量，从而促进糖等光合产物形成。可见，通过有机肥替代部分化肥，可提高蜜柚果实品质。

4  结论

有机肥养分全面，通过有机肥替代20%化肥，能提高‘三红蜜柚叶片和果实中部分矿质营养元素含量，提高果实品质。平和县蜜柚果园可利用有机肥替代部分化肥，解决化肥使用过量问题，提高生态效益。

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