孙喜军,王 虎,吕 爽,蔡 苗,王小荣,孟 菁,王 安
(西安市农业技术推广中心,西安 710061)
猕猴桃又称奇异果,是20世纪人工栽培野生果树最有成就的四大果树(其余3种果树为鳄梨、蓝莓和澳洲坚果)之一,因营养丰富、风味佳美、功效特异,被誉为“水果之王”,深受广大消费者的青睐[1-3]。陕西省西安市周至县栽植猕猴桃始于20 世纪70 年代末,1997年周至县被中国农学会认定为“中国猕猴桃之乡”,2007年3月5日国家质检总局批准对“周至猕猴桃”实施地理标志产品保护。周至县境内栽植猕猴桃品种包括‘秦美’、‘哑特’和‘徐香’等10 余种,其栽植面积和产量均位居全国之首,是名副其实的全国猕猴桃生产第一大县。以2018年为例,周至县境内猕猴桃栽植面积1.79×104hm2(表1[4-6]),面积在全市占比91.79%,全省占比33.65%,全国占比10.17%;总产量32.06×107kg,产量分别在全市、全省、全国占比89.47%、33.82%、14.88%,产值已经超过30 亿元,对拉动县域经济发展效果明显。然而,由于猕猴桃大规模商品化栽培历史较短,当前果园栽培水平偏低且管理粗放[7],很多果农施肥全靠经验[8],施肥量大且养分不平衡,由此导致的养分盈余问题突出[9-10],直接影响猕猴桃的产量、品质和经济效益的提升,甚至加剧了农业面源污染风险[2,8]。因此,在确保猕猴桃优质高产基础上,实现化肥减量提质增效,对西安市猕猴桃产业健康可持续发展意义重大。
表1 2018年猕猴桃栽植面积及产量情况
套餐肥是指能满足作物不同生长阶段和不同方面营养需求的系列肥料组合,其核心是将几种肥料按照不同作物在不同时期对养分的需求,科学搭配、精准配方,最终达到有的放矢、全面营养和高效施肥的目的[11]。套餐肥的推出创新了施肥理念,其设计了一种作物生育周期全程营养解决方案,目前在国内外农业生产中已开始逐步流行。前人在粮食作物[12]、蔬菜[11]和果树上[13]的初步研究表明,施用套餐肥可以降低施肥量、提高产量、改善果实品质并降低农业面源污染风险[11]。笔者在前期设施番茄试验基础上,以猕猴桃为例,设置济邦套餐肥和欣金谷套餐肥2个施肥处理,并以农民常规施用史丹利复合肥为对照,采用田间试验方法研究不同施肥处理对土壤理化性质和猕猴桃产量、品质及经济效益的影响,以期为西安市猕猴桃优质高效生产提供一定参考依据。
陕西省西安市周至县因周山水至而得名,其南依秦岭,北濒渭水,襟山带河,是西安的西大门,史有“金周至”之称。辖境属暖温带半湿润大陆性季风气候区,年均气温13.2℃,年均降水量691 mm,无霜期210~290天。
田间试验于2016年10月—2018年10月在周至县竹峪镇东大墙村(34°9′33″N,108°3′32″E)农户果园内进行,猕猴桃生长期内无气象灾害发生,气温、降水与往年持平。试验地猕猴桃树栽植于2005年,树体行距3.4 m,株距2.6 m。果园内土壤为土中的立茬土。试验前猕猴桃园土壤(0~60 cm)理化性质如表2所示。
供试猕猴桃品种为‘哑特’。该品种果实敦实,病虫害较少,易于栽培管理,是周至县近年来主栽的猕猴桃品种之一,分布面积较广。
供试肥料包括济邦套餐肥(西安济邦生态科技股份有限公司生产)、欣金谷套餐肥(陕西金谷配方肥科技推广有限公司生产),农民常规用肥为史丹利复合肥(史丹利农业集团股份有限公司生产)。除史丹利复合肥外,本试验中其他同一品牌肥料在不同阶段的N、P2O5、K2O配比不同,具体见表3。
试验设置3个处理,分别施用济邦套餐肥(T1)、欣金谷套餐肥(T2)和史丹利复合肥(CK,即常规施肥对照)。试验采用完全随机区组设计,每处理5 棵树,重复3次,供试猕猴桃树共计45棵,不同处理之间设有保护行。在猕猴桃全生育期内,基肥在每年10月下旬施入,追肥在次年分2次施入土壤(次年3月底、5月底),各试验处理施肥量如表4 所示。另外,所有处理基肥均施用等量有机肥(腐熟鸡粪),施用量7.5 t/hm2,其他同农户常规管理。表5 为不同处理肥料施用情况(不含有机肥)。从中可以看出,与CK 相比,处理T1、T2中的氮肥(折纯,下同)用量均减少37.53%,磷肥用量分别减少54.58%和47.16%,钾肥用量分别减少31.54%和68.89%,肥料施用总量分别下降41.21%和51.19%。总体看来,与常规施肥相比,2种套餐肥肥料施用总量均大幅下降。
表3 供试肥料养分情况
每年果实采收后,原地测定土壤容重,并采集土壤(0~60 cm)样品前处理后测定土壤pH、有机质、电导率、碱解氮、有效磷、速效钾。容重用环刀法测定;土壤pH 测定使用酸度计(土水比为1:5),有机质测定采用重铬酸钾-容量法[14],电导率使用电导率仪测定,碱解氮测定采用碱解扩散法,速效磷测定采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-矾钼蓝比色法,速效钾测定采用1 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度计法。果实成熟后,按小区称算猕猴桃产量和单果重,并取混合样品进行品质测定。维生素C 含量测定采用2,6-二氯靛酚滴定法,可溶性固形物含量采用手持糖度计(BX-1)测定,可滴定酸含量采用碱滴定法测定[8,15]。另用游标卡尺测量果实纵径和横径,进而求算果形指数。
利用Microsoft Excel 2007处理汇总数据并常规作图,同时用SPSS 23.0统计软件进行单因素方差分析。
不同处理猕猴桃收获后土壤理化性质见表6。从中可以看出,不同处理土壤pH虽各不相同,但相互之间并无显著性差异。就有机质含量而言,T1、T2较CK分别提高13.12%和19.37%,且不同处理间有显著性差异。就电导率而言,T1、T2较CK分别降低8.16%和20.59%,且相互之间差异也达到显著性水平。总体来看,和CK相比,施用套餐肥后土壤容重和pH虽无明显变化,但有机质表现出升高趋势,而电导率有所降低。
从图1 中可以看出,不同处理对猕猴桃单果重和产量的影响较大。单果重和产量大小表现出同样的趋势,即T2>T1>CK,且各处理间差异达到显著性水平。总体来看,施用2 种套餐肥较常规施肥均能提高单果重和总产量,尤以施用欣金谷套餐肥效果最佳,其单果重和产量较CK分别增长7.83%和19.50%。
从表7 中可以看出,不同处理对猕猴桃可溶性固形物和维生素C 含量的影响较大,处理T1、T2 的可溶性固形物含量和维生素C含量均高于CK,且相互间差异达到显著水平。就可滴定酸含量而言,T1显著大于T2 和CK,且T2 和CK 之间差异并不显著。就果形指数而言,不同处理虽有差异,但差异并不显著。总体来看,施用套餐肥可在一定程度上提高猕猴桃的可溶性固形物和维生素C 含量,尤以T2 提高最为明显,其可溶性固形物和维生素C含量较CK分别提高28.10%和13.32%。
表4 不同处理在不同阶段的肥料施用情况
表5 不同处理肥料施用量
表6 不同处理对土壤理化性质的影响
降低肥料成本投入有助于提高作物的经济效益。表8为不同处理对猕猴桃产量及经济效益的影响。从中可以看出,T2的产值最高,且肥料成本最低,故其纯收入最高;CK 的产值最低,且肥料成本最高,故其纯收入最低;T1的纯收入居于T2和CK之间。相比CK,T1、T2 分别实现增收19.25%和26.41%,且T2 的增收效果更为明显。
施肥对土壤理化性质影响较大[16]。周建斌[17]、何志刚[18]等的研究结果表明,过量施肥会导致土壤电导率增加。本研究中,套餐肥用量远低于常规施肥,故施用套餐肥较常规施肥能显著降低土壤电导率,这也有力支持了前人的研究成果。同时,由于欣金谷套餐肥用量比济邦套餐肥用量更少,故土壤电导率更低。另外,研究结果还表明,施用套餐肥较常规施肥能提高土壤有机质含量。分析认为,这可能与套餐肥自身含有的有机质、氨基酸、酵母培养基质以及丰富的钙、镁等中微量元素组合叠加效应有关,具体调节机制尚需进一步的试验研究。
猕猴桃经济收益相对较好,农民种植积极性高,加之科学施肥知识的缺乏,偏大过量施肥问题突出[7,10]。前人研究已经表明,氮肥的过量施用会使猕猴桃树体营养生长过盛,抑制其生殖生长,从而导致产量下降[19];磷肥的过量施用会降低猕猴桃植株的挂果数,进一步影响到产量[20];猕猴桃虽是喜钾作物,但过量施用钾肥仍然会使猕猴桃植株的挂果数和产量下降[21]。总体而言,氮肥、磷肥和钾肥过量施用均能导致减产。本研究中,常规施肥中的氮肥、磷肥、钾肥用量均为套餐肥的1.4倍以上,常规施肥肥料总量为套餐肥的1.7倍以上,但单果重和产量却显著低于施用套餐肥。分析认为,这种差异主要与过量施肥有关。
表7 不同处理对猕猴桃品质的影响
表8 不同处理对猕猴桃产值及经济效益的影响
可溶性固形物、可滴定酸,尤其是维生素C是评价猕猴桃品质的重要指标[22]。马锋旺[23]、Fallihi[24]、吴亚楠[25]等研究表明,适量施用Ca、Mg、B、Zn、Mn 等元素的肥料以及增施有机肥均能提高猕猴桃的可溶性固形物以及维生素C 含量等,进而改善果实品质。本研究表明,施用套餐肥可在一定程度上提高猕猴桃的可溶性固形物和维生素C 含量。分析认为,这可能与套餐肥自身含有的有机质、氨基酸以及丰富的Ca、Mg、B、Zn、Mn等微量元素有关,但具体调节机制尚需进一步的试验研究。
总体来看,初步研究表明,和农民常规施肥相比,施用套餐肥不仅有助于改善土壤理化性质,而且还能提高猕猴桃产量和品质,且欣金谷套餐肥较济邦套餐肥增产增收效果更为明显,具有较好的推广潜力。另外,由于本研究中套餐肥施用总量明显低于常规施肥量,需继续开展等肥量条件下套餐肥和常规肥对猕猴桃产量、品质及经济效益等的影响研究,以进一步探明套餐肥的肥效优势。