施钾水平对纽荷尔脐橙养分、产量和品质的影响

张绩，李俊杰，万连杰，杨江波，郑永强，吕强，谢让金，马岩岩，邓烈，易时来

（1西南大学柑桔研究所/中国农业科学院柑桔研究所，重庆 400712；2广东农垦热带农业研究院有限公司，广州 510000）

0 引言

【研究意义】据《中国统计年鉴（2019）》统计表明，2018年我国柑橘产量达4 138.14万t，首次突破4 000万t，并超越苹果，成为我国水果种植面积和产量的双冠王。我国甜橙栽培面积和农户数量分别占柑橘总面积和总农户量的18.6%和23.2%[1]，其中大多数甜橙为纽荷尔脐橙。当前我国柑橘化肥的施用仍是养分补充的主要途径，尤其作为“品质元素”的钾素营养供应是柑橘优质高产的必要条件，钾肥对柑橘产业的发展十分重要[2]。钾素营养与果实产量、品质以及树体生长关系密切，但柑橘实际生产中钾肥投入不足和过量施用并存，均不利于树体良好生长和优质高产[1]。因此，钾肥如何适量投入满足柑橘树体生长发育以及提高果实产量和品质是当前柑橘钾肥科学施用的重要课题。【前人研究进展】AULAR等[3]研究指出，钾是影响果实品质的最主要因素。大量研究表明，适量施钾有利于提高柑橘产量和改善果实品质[4-5]。刘冬碧等[6]研究发现，合理施钾对温州蜜柑产量的提高有积极作用；鲁剑巍等[7-8]研究显示，钾肥能提高温州蜜柑果实可溶性固形物和维生素C含量；施钾能增加果皮厚度，从而可有效减少采前裂果和陷痕果的发生[9-10]；施钾还能提高柑橘果实的品质和耐贮性，且有利于维持贮藏后的果实风味[11]。但也有研究表明，施钾不足和过量均不利于柑橘的生长[12]。钾素不足会导致养分供应不足，孔佑涵等[2]研究显示，缺钾时果实产量和品质均明显下降，果实糖含量降低，酸含量升高。而过量施钾不仅不利于果实品质的形成，还会造成钾肥资源的极大浪费，进而污染环境。研究显示，施钾过量会推迟果实成熟期，导致果皮粗厚、皱皮果增多、果肉化渣性差、果汁少、味酸等，降低果实品质[13-14]；许修柱等[15]研究发现，施钾过量会导致蜜柚园土壤速效钾在表层富集并向深层迁移，造成环境污染风险。目前，柑橘中针对钾的研究主要集中于钾肥对果实产量和品质的作用效果，针对柑橘适宜施钾量的研究较少。杨水芝等[16]研究表明，椪柑的适宜施K2O 量为 10 kg·hm-2；鲁剑巍等[17]研究表明在年施钾量（以K2O计）为0.25 kg/株时脐橙增产效果最佳，经济效益最好。【本研究切入点】目前，我国有关柑橘钾肥施用的系统研究报道较少，且大多数集中在盆栽温州蜜柑上，针对主栽柑橘品种纽荷尔脐橙盛果期施钾量对树体养分吸收、果实产量和品质、土壤理化性质和环境影响的系统研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】选择我国具有代表性的柑橘品种—纽荷尔脐橙，以钾素为对象，通过施钾量级与产量、品质发育模型构建与模型拟合获得适宜施钾技术方案，为纽荷尔脐橙科学施钾技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与试验材料

试验于 2018—2019年在四川省广安市武胜县天禾农业开发有限公司纽荷尔脐橙园进行，因 2018、2019年试验数据变化规律相似，因此文中只选用2019年数据进行分析。试验树为7年生枳（壳）砧纽荷尔脐橙，采用起垄栽植，株行距为3 m×4 m。该地区位于北纬 30°41′、东经 106°37′，平均海拔 314 m，属亚热带季风气候型，年均气温18℃，年均日照时数1 181.1 h，年均降雨量 1 087 mm。果园土壤为均一性较好的水稻土建园（成土母质为紫色土），土壤 pH为5.51，碱解氮含量为49.58 mg·kg-1，有效磷含量为8.35 mg·kg-1，速效钾含量为 78.79 mg·kg-1，有机质含量为 16.07 g·kg-1。

1.2 试验设计与方法

试验共设K0、K1、K2、K3、K4和K5共6个施钾梯度处理，对应的K2O年施用量分别为0、0.38、0.64、0.89、1.28 和 1.40 kg/株（0、314、528、734、1 056 和 1 155 kg·hm-2），钾肥均为 K2O 含量 51.0%的农用硫酸钾（由于柑橘是半忌氯作物，钾肥一般不用氯化钾，而常用硫酸钾；施用硫酸钾时，让其与土壤充分混匀，有助于K2SO4在土壤中溶解）。各处理的氮肥（尿素）和磷肥（钙镁磷肥）用量均一致，根据土壤与树体营养状况进行中量供肥水平，其中尿素（含N46.7%）1.5 kg/株（1 238 kg·hm-2）、钙镁磷肥（含P2O512.0%）2.5 kg/株（2 063 kg·hm-2）。每行为一个处理，选择树势中庸且长势一致的树17株，头尾分别留一株作为保护树（采样时避开此树），每5株为1个重复，共3次重复。每年分别在3月萌芽期、7月膨大期和10月转色期分3次施肥，其中硫酸钾3次用量比例为25∶50∶25，尿素3次用量比例为 40∶40∶20，钙镁磷肥3次用量比例为40∶20∶40。施肥方式为采用沿树体两侧滴水线挖长×宽×深为1 m×0.2 m×0.2 m浅沟将肥料与土混匀后回填处理。根据果园病虫害监测和历年病虫发生规律等进行病虫害的统一防治，采后清园与树体复壮修剪等统一进行。

苗木栽植后的前3年以氮为主，配施一定量的磷、钾肥；自第4年至第6年进入结果初期，逐渐增加磷、钾肥和有机肥的用量，年施商品有机肥 5—10 kg/株（4 125—8 250 kg·hm-2）和复合肥（15-15-15）1—2 kg/株（825—1 650 kg·hm-2）。

1.3 样品采集与项目测定

1.3.1 枝梢采样与养分测定 分别于果实膨大期（第2次施肥时）和转色期（第3次施肥时），调查当年生春梢和秋梢数量，并采集样品。按单株为重复单元进行新梢数量统计，在树冠四周外围上、中、下3层的每个方位采集3个枝条，每5株树采集的枝条混合为一个样品，每处理3次重复。采集后的样品立即放入冰盒中，迅速带回实验室进行枝叶分离，用去离子水洗净并擦干，105℃杀青30 min，然后60—80℃烘干至恒重并称重。样品粉碎后，用H2SO4-H2O2消煮，并分别用半微量凯氏定氮法、钼锑抗比色法、火焰光度法测定氮、磷、钾含量[18]。

1.3.2 果实品质与养分测定 果实成熟期（12月）按单株调查产量，并采集果实样品，沿树冠四周各方位各采2个果，5株树为一个混合样品，3次重复，立即带回实验室测定单果重和果实纵径、横径等。去离子水洗净后擦干，采用CR-10手持色差计（日本柯尼卡美能达公司研制）测定果实表面色差（L*a*b色空间模型），色空间中，L是色坐标的y轴，表示亮度，L值越大，亮度越高；a和b分别是色坐标的x轴和z轴，分别表示色方向。+a表示红色方向，正值越大，红色越深；-a代表绿色方向，负值越小，绿色越深；+b代表黄色方向，正值越大，黄色越深；-b代表蓝色方向，负值越小，蓝色越深。采用GY-4果实硬度计（浙江托普仪器有限公司生产）测定果实硬度。用游标卡尺测定果皮厚度，榨汁后采用PAL-1数显糖度仪（日本 ATAGO公司生产）测定可溶性固形物含量（total soluble solid，TSS），NaOH 中和滴定法测定可滴定酸含量（titratable acid，TA），2,6-二氯苯酚吲哚酚钠滴定法测定维生素C（vitamin C，VC）含量，蒽酮法测定可溶性糖（soluble sugar）含量。果实测定品质后将果渣和果汁混合（果肉）粉碎，果皮烘干后磨碎，再分别测定氮、磷、钾含量，同步测其含水量。

1.3.3 土壤样品采集和养分测定 土壤样品于采果前采集，在田间用环刀法测定0—20 cm土层容重，在树冠滴水线施肥穴外围 10—15 cm 处采集土壤样品，每5株树的土壤样品混合为一份土壤样品，每个处理各采集 3次重复样品。采集后的样品带回实验室，自然风干后磨细过筛，用烘干法测定土壤含水量，其中除土壤有机质含量测定的土样过孔径为 0.25 mm的尼龙筛外，其余指标（土壤 pH、碱解氮、有效磷、速效钾含量）测定的土样过孔径1 mm的尼龙筛。同时在施肥穴旁，用采土器分别采集0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm、60—80 cm 土层的土样，每3株树混合采集一份土壤样品，每个处理5次重复。自然风干后磨细，过孔径1 mm筛后测定土壤速效钾和有效钾含量。

1.4 计算公式及统计方法

根据当年新生枝梢数量、含水量和代表性样品的干物质量计算树体当年生新梢的干物质总量；根据叶、枝干基养分含量、含水量及代表样品的干物质量计算对应的树体叶、枝养分吸收量；根据树体果实产量及果实养分含量计算单株果实养分带走量（单株果实养分吸收量）。

数据采用 Microsoft Excel 2010 和 SPSS 25.0 进行统计分析，差异显著性采用邓肯氏新复极差法分析。

2 结果

2.1 施钾对纽荷尔脐橙当年生枝梢干物质量和养分吸收利用的影响

2.1.1 对当年生枝梢干物质累积量的影响 由图1可见，施钾能显著增加纽荷尔脐橙叶片干物质累积量。随着施钾量的增加，春梢叶片干物质量迅速增加，并在 K2处理时达到最大值，然后随着施钾量进一步增加，春梢叶片干物质量反而下降并趋向平稳；其中K2处理的春梢叶片干物质量比对照（K0）提高了97.1%，二者差异达显著水平。与春梢叶片相似，随着施钾量的增加，秋梢叶片干物质量也呈先增加后降低的趋势，并在K2处理时达到最大值，K2与其他各处理之间的差异达显著水平。

图1 施钾对纽荷尔脐橙叶片干物质量积累的影响Fig. 1 Effects of potassium application on dry matter accumulation of Newhall navel orange leaves

由图 2可见，枝条的干物质量远小于叶片，但随着施钾量的增加，春梢和秋梢枝条干物质量的变化趋势均与叶片一致，都呈先增加后降低的趋势，并在K2处理时达到最大值，其中春梢、秋梢的枝条干物质量分别为264.85 g/株和154.20 g/株，K2处理的春梢枝条干物质（与K3处理无差异外）均显著高于其他处理。春梢叶片和枝条的干物质量整体都明显高于秋梢。经曲线拟合可得，施钾量（x）与春梢叶片干物质量（y）的方程为y=-573.9x2+1081.6x+551.0（R²=0.79），施钾量（x）与春梢枝条干物质量（y）的方程y=-190.5x2+327.6x+110.6（R²=0.84），施钾量（x）与秋梢叶片干物质量（y）的方程y=-533.5x2+697.1x+472.1（R²=0.71），施钾量（x）与秋梢枝条干物质量（y）的方程为y=-116.7x2+168.0x+77.5（R2=0.77），仅与春梢枝条干物质量拟合优度较高（R2＞0.80），而其余拟合优度稍微不足。可以看出，施钾量与纽荷尔脐橙枝梢干物质量积累呈抛物线关系。其中最适宜春梢叶片及其枝条生长的年施钾量（以K2O计，下同）分别为0.94和0.86 kg/株，而最适宜秋梢叶片及其枝条生长的年施钾量分别为0.65和0.72 kg/株。

2.1.2 对枝梢养分吸收量的影响 柑橘抽生足量的优质枝梢是来年高产的基本保证，健壮春、秋梢有利于花芽分化与形成，而适量养分供应对抽发健壮花枝有重要作用。由表1可见，不同施钾水平下纽荷尔脐橙春梢、秋梢的叶片和枝条对氮、磷、钾的养分吸收量有明显差异。施钾对纽荷尔脐橙枝梢养分吸收量的影响基本呈先升后降的抛物线关系，最大养分吸收量对应的处理均为K2处理。相较于K0处理，施钾显著增加春梢叶片钾的吸收量；随着施钾量的增加，春梢叶片钾吸收量呈快速增加后缓慢降低再增加的趋势；而氮素和磷素吸收量与钾素吸收量变化趋势一致。春梢叶片的氮吸收量最大，其次为钾素，磷素吸收量相对最小，表明在春梢大量抽发生长时，需要及时大量补充氮肥，适量施用钾肥。

图2 施钾对纽荷尔脐橙枝条干物质量积累的影响Fig. 2 Effects of potassium application on dry matter accumulation of Newhall navel orange twigs

表1 施钾对纽荷尔脐橙枝梢养分吸收的影响Table 1 Effects of potassium application on nutrient uptake of Newhall navel orange shoots

秋梢叶片钾、氮吸收量低于春梢，而磷吸收量略高于春梢；随着施钾量的增加，氮、磷、钾吸收量都呈先升后降的趋势，与K0处理相比，K2处理的氮、磷、钾吸收量分别增加了62.7%、65.7%和95.0%，差异均达到显著水平，且显著高于其余处理。秋梢叶片氮、磷、钾吸收量随着施钾量的增加呈先增后降的趋势，表明秋梢生长期，钾肥施用过多不利于秋梢对养分的吸收。

春梢枝条的氮、磷、钾养分吸收量整体高于秋梢枝条。随着施钾量的增加，春、秋梢枝条的养分吸收量均呈先增后降的趋势；春梢枝条K2和K3处理的养分吸收量显著高于其余处理；秋梢枝条K2处理的磷、钾吸收量都显著高于其余处理，而K2和K3处理的氮吸收量显著高于其余处理。枝条的养分吸收量远小于叶片的养分吸收量。

柑橘营养诊断常以4—6月龄春梢叶片为样品，通过拟合得到施钾量与春梢叶片钾吸收量的方程为y=-9.9x2+18.8x+8.1（R²=0.86），当叶片钾吸收量最大时，年施钾量为0.95 kg/株。而施钾量与春梢叶片氮吸收量的方程为y=-14.2x2+26.3x+11.9（R²=0.74），与磷吸收量的方程为y=-1.4x2+2.5x+1.3（R²=0.67），对应氮、磷吸收量最大时的年施钾量分别为0.93和0.86 kg/株。可见，施钾量与春梢叶片氮、磷吸收量的拟合优度较低，表明施钾量对春梢叶片氮、磷吸收量的影响有限。

人们对事物的认知受自身认知能力和客观条件的限制，认知过程具有选择性[33]。与学者解读的三峡地域文化内涵相比，游客对三峡文化的认知主要集中于三峡地区的文学艺术、历史文化和民俗文化。下面将从文化表达与传播、文化体验与旅游营销方面分析游客文化选择性认知产生的原因。

2.2 施钾对纽荷尔脐橙果实产量和养分吸收利用的影响

2.2.1 对产量及其构成因素的影响 如表2所示，K0处理的果实纵径最大，但与其余处理差异未达显著水平；除 K0处理外，随着施钾量的增加，果实纵径呈增加趋势；各处理间果实横径差异不显著，果实横径以K2处理为最大；K0处理的果形为长圆，K1处理的果形为扁圆。

施钾对纽荷尔脐橙单果重和单株产量的影响如图3所示。单果重随着施钾量的增加呈先增后降的趋势，K1处理的单果重最大，为188.89 g，较不施钾（K0）处理单果重提高了0.9%；K5处理的单果重最小，且高钾处理（K3、K4和K5）单果重均低于K0处理。在一定施钾范围内，产量随施钾量的增加而增加，至K2处理达最大值，为33.10 kg/株，随施钾量的进一步增加，果实产量反而降低；K1、K2、K3、K4、K5较K0处理产量分别提高了27.2%、81.0%、70.0%、33.0%和25.9%。经曲线拟合，得出最大单果重和最高株产对应的年施钾量分别为0.35和0.79 kg/株。

2.2.2 对果实养分含量的影响 由图4可见，果皮氮含量明显高于果肉。果皮氮含量随着施钾量的增加呈先降后升的趋势，其中K3处理的果皮氮含量最低，K1处理最高，较K3处理提高了14.1%，但各处理间差异未达显著水平；随着施钾量的增加，果肉氮含量变化不明显，各处理间果肉氮含量基本处于同一水平；全果氮含量与果肉氮含量变化基本一致，且各处理间差异不显著，其中K3处理的全果氮含量最低，K5处理的全果氮含量最高。

相较于氮，果实磷含量整体较低（图 5），果肉磷含量略高于果皮。随着施钾量的增加，果肉、果皮和全果磷含量均呈先增后降再增再降的趋势，其中果肉以K2和K4处理的磷含量较高，但各处理间差异不显著；K1、K2和 K4处理的果皮磷含量相对较高，K5处理的果皮磷含量低于其余处理；K1处理的全果磷含量最高，而K3和K5处理相对较低。可见，随着施钾量的增加，果实磷含量变化并不显著，但高钾处理（K5）会降低果实磷含量。

表2 施钾对纽荷尔脐橙园果实大小的影响Table 2 Effects of potassium application on fruit size of Newhall navel orange

图3 施钾对纽荷尔脐橙单果重和株产的影响Fig. 3 Effects of potassium application on single fruit weight and plant yield of Newhall navel orange fruit

图4 施钾对纽荷尔脐橙果实氮含量的影响Fig. 4 Effects of potassium application on nitrogen content of Newhall navel orange fruit

图5 施钾对纽荷尔脐橙果实磷含量的影响Fig. 5 Effects of potassium application on P2O5 content of Newhall navel orange fruit

由图6可见，纽荷尔脐橙果实钾含量与氮含量相近，远高于磷含量。果皮的钾含量略高于果肉，随着施钾量的增加，果肉、果皮以及全果中钾素含量都呈先增后降再增的趋势。不同施钾水平处理间，K2处理的果肉钾含量相对最高，较K0、K1和K3处理分别提高了14.5%、15.7%和16.1%，除此之外，其余处理间差异不显著。果皮和果肉钾含量变化基本一致，都以K2处理的相对最高，较K0、K1和K3处理分别提高了42.0%、33.4%和38.8%。全果钾含量各处理间变化幅度较果皮更小，虽然变化趋势与果肉和果皮一致，但各处理间差异未达显著水平，全果钾含量仍以 K2处理为最高，较K0、K1和K3处理分别提高了22.2%、21.6%和22.6%。可见，适量施钾才有助于果实吸收钾，施钾不足和过量均不利于果实对氮、磷、钾养分的吸收利用。

2.2.3 对果实养分带走量的影响 果实生长发育需要大量养分，柑橘生长周期内的养分消耗主要由果实带走，了解果实养分带走情况对指导柑橘科学合理施肥有重要意义。由图7可以看出，纽荷尔脐橙果实对氮、磷、钾的需求量为氮≈钾＞磷。果实氮、磷、钾养分带走量随施钾量的增加呈先升后降的趋势，其中 K0处理的果实氮、磷、钾带走量最少，分别为25.55、6.35和22.77 g/株，K3处理的果实氮带走量最多，较K0处理提高了86.9%；K2处理的果实磷、钾带走量最高，较 K0处理分别提高了 91.1%和116.6%。

图6 施钾对纽荷尔脐橙果实钾含量的影响Fig. 6 Effects of potassium application on K2O content of Newhall navel orange fruit

图7 施钾对纽荷尔脐橙果实带走养分的影响Fig. 7 Effects of potassium application on nutrient removal amount of Newhall navel orange fruit

经曲线拟合，发现施钾量与果实氮、磷、钾带走量的有明显相关关系，拟合优度均达0.85以上，与果实磷、钾带走量的关系拟合优度甚至超过0.95。相应的最佳年施钾量分别为 0.76、0.79、0.80 kg/株（表 3）。

2.3 施钾对纽荷尔脐橙果实品质的影响

施钾影响纽荷尔脐橙果皮厚度，果皮厚度随施钾量的增加呈先降后增的趋势（图 8），但各处理间差异不显著（表5）。以低钾处理（K1）的果皮最薄，为4.01 mm；高钾处理（K4和K5）的果皮厚度高于不施钾（K0）处理。经曲线拟合，果皮厚度最薄的年施钾量为 0.51 kg/株。

施钾对纽荷尔脐橙果实品质的影响如表5所示。果实硬度随施钾量的增加呈先增后降的趋势，以 K2处理的最大，为35.32 N；K5处理的果实硬度最小。果实可食率随施钾量的增加基本呈先增后降的趋势，但各处理间的差异不显著，K2处理的果实可食率最高，为 71.8%。施钾有利于提高果实出汁率，但随施钾量的进一步增加，果实出汁率逐渐降低，以 K1处理的最高，达54.7%，K4处理的最低。由此可见，适量施钾有利于降低果皮厚度，提高果实硬度、可食率和出汁率。

图8 施钾对纽荷尔脐橙果皮厚度的影响Fig. 8 Effects of potassium application on pericarp thickness of Newhall navel orange fruit

表3 施钾量与果实氮、磷、钾带走量的数学关系Table 3 Mathematical relationship between potassium application and fruit N, P2O5 and K2O removal amount

表4 施钾对纽荷尔脐橙果实着色的影响Table 4 Effects of potassium application on fruit color of Newhall navel orange fruit

表5 施钾对纽荷尔脐橙果实品质的影响Table 5 Effects of potassium application on fruit quality of Newhall navel orange fruit

如表6所示，施钾量对TSS含量并无规律性影响，其中K3处理的TSS含量最高，为12.1%，显著高于K2和K4处理，其余处理间差异不显著。除K0处理外，TA含量随施钾量的增加而逐渐增加，至K4处理达最大值，而K5处理的TA含量又有所降低。低钾处理（K1和K2）较K0处理的TA含量有所降低，K1处理TA含量显著低于其他处理（KS处理除外），为0.9%。固酸比受TSS和TA含量影响，由于K1处理的TA含量相对最低，因此K1处理的固酸比相对较高，达12.59，显著高于其余处理。可溶性糖含量随施钾量的增加呈先降后升的趋势（图9），K5处理的可溶性糖含量最高，达6.0%，但各处理间差异不显著。维生素C含量随施钾量的增加呈先升后降的趋势，K3处理的维生素C含量最高，较K0处理提高了5.3%。由此说明，施钾提高果实TA和可溶性糖含量，适量施钾有利于TSS、固酸比、维生素C含量的提高。经曲线拟合，得出维生素C含量最高时的年施钾量为0.62 kg/株。

2.4 施钾对纽荷尔脐橙园土壤性质的影响

2.4.1 对果园土壤理化性质的影响 由表7可知，不同施钾处理后的土壤有机质、有效磷和速效钾表现出显著差异，土壤含水量随施钾量的增加呈显著下降趋势，而各处理的土壤pH、土壤容重和碱解氮含量差异均未达到显著水平。土壤有机质含量随施钾量的增加呈先增后降的趋势，其中K1处理的土壤有机质含量相对最高，较K5处理提高了47.8%，二者差异达显著水平。随着施钾量的增加，土壤碱解氮含量呈先增后降的趋势，K3处理碱解氮含量为 135.49 mg·kg-1，为最高；K4处理的碱解氮含量最低，较K3降低了7.1%，但各处理间差异不显著。土壤有效磷含量随着施钾量的增加呈先降后升再降的趋势，其中K4处理最高、K1处理最低，二者差异显著。土壤速效钾含量随施钾量的增加整体呈增加趋势，其中K0和K1处理的速效钾含量相对较低，而K4处理的速效钾含量最高，且显著高于K0和K1处理。但由于田间试验影响因素较多，并不能确定是否完全由施肥所引起。

2.4.2 施钾对不同土层速效钾含量的影响 土壤中的钾主要以无机态存在，有效钾包括速效钾和缓效钾中的有效部分，速效钾能快速被植物吸收利用。由图10可知，各处理0—20 cm表层土的速效钾含量均相对较高，且随土层深度的增加，含量逐渐降低；至60—80 cm土层时，土壤速效钾含量有所回升。0—20 cm土层中速效钾含量随施钾量的增加呈先增后降再增的趋势，以K2处理的土壤速效钾含量最大，K3处理的相对最小，该土层土壤速效钾含量平均为 110.40 mg·kg-1；20—40 cm 土层速效钾含量随施钾量的增加呈先降后升的趋势，不同施钾水平之间的整体变幅逐渐减小，该土层速效钾含量平均为82.86 mg·kg-1；到40—60 cm土层时，各处理之间土壤速效钾含量之间差异更小（P＞0.05），平均为 78.35 mg·kg-1；达 60—80 cm土层时，各处理的土壤速效钾含量之间差异增大，该层土壤速效钾含量平均为83.15 mg·kg-1，其中以K2、K4处理相对最高。可见，适宜的钾肥投入会提高表层土壤的速效钾含量，促进树体生长发育，而过量的钾肥投入反而增加深层土壤的速效钾含量，即钾离子在土体中淋溶与流失相对严重，给地下水体带来潜在污染风险。

表6 施钾对纽荷尔脐橙果实内在品质的影响Table 6 Effects of potassium application on fruit intrinsic quality of Newhall navel orange fruit

图9 施钾对纽荷尔脐橙果实可溶性糖和维生素C含量的影响Fig. 9 Effects of potassium application on soluble sugar and vitamin C content of Newhall navel orange fruit

表7 施钾对纽荷尔脐橙园土壤理化性质的影响Table 7 Effects of different potassium levels on soil physicochemical properties of orange orchard

图10 施钾对不同土层速效钾含量的影响Fig. 10 Effects of different potassium levels on available K in different soil layers

2.5 不同成分间的相关性

2.5.1 叶片、枝条钾含量与果实养分含量相关性 由表8可见，叶片、枝条钾含量与果实养分含量相关性较弱，仅春梢叶片钾含量与果实钾含量显著正相关；而与果实带走养分含量相关性较强，多个指标间相关性显著。春梢叶片钾含量与果实带走氮、钾含量，以及春梢枝条钾含量与果实带走钾含量呈极显著正相关关系，相关系数分别为0.821、0.888和0.691。相较于秋梢，春梢叶片和枝条钾含量与果实带走养分含量间的相关性更强。土壤速效钾含量与果实钾含量显著负相关；与果实带走氮、钾含量呈极显著负相关关系，相关系数分别为-0.739和-0.745。

2.5.2 叶片、枝条钾含量与果实品质的相关性 由表9可知，叶片、枝条钾含量与果实产量和品质有一定的相关性，相较于春梢钾含量，秋梢钾含量与产量和品质间的相关性更为显著。秋梢叶片和枝条钾含量与果实产量均呈极显著正相关关系，相关系数分别为0.648、0.745；春、秋梢枝条钾含量与单果重均呈极显著正相关关系，相关系数分别 0.815、0.693。秋梢叶片和枝条钾含量与TSS含量均呈极显著正相关关系，相关系数为 0.598、0.641，其余内在品质指标与枝梢钾含量相关性不显著。秋梢枝条钾含量与果皮厚度呈显著负相关关系。可见钾素含量显著影响果实产量和品质。土壤速效钾含量仅与果实硬度呈极显著负相关关系。

表8 叶片、枝条、土壤钾含量与果实养分间的相关性Table 8 Correlation between potassium content in leaves or twigs or soil and fruit nutrients

表9 叶片、枝条、土壤钾含量与果实产量、品质间的相关性Table 9 Correlation between potassium content in leaves or twigs or soil and fruit yield and quality

3 讨论

3.1 合理施钾有利于纽荷尔脐橙树体新梢干物质的积累

柑橘一年中枝梢抽生量大，生产中春、秋梢均是重要的结果母枝，且能提供大量的光合养分，抽生新梢的数量和质量可以反映树体的营养状况，也是来年开花结果的基础。钾离子参与植物体内多种生理生化过程，对植物生长有重要作用[19]。研究表明，钾在生长旺盛的部位含量较高，老熟叶片含钾量约为幼叶的55.0%[20]，可见新梢生长需要充足的钾素供应。本研究根据施钾量与枝梢干物质量的拟合模型得出适宜枝梢生长的年施钾量为0.65—0.94 kg/株，且以K2处理的新梢干物质量的累积最大，随着施钾量的进一步增加，枝梢干物质量积累反而有所下降。可能与氮钾存在拮抗作用有关，且二者之间的相互作用受土壤钾含量高低所影响[21]，当钾肥投入过高时，加剧NH4+和 K+在土壤中的拮抗作用，进一步导致氮素供应不足[22]。而对作物提供营养的钾素主要以离子形态存在于土壤中[23]，钾肥过量施用，尤其在强降雨或灌溉后容易引起钾的淋溶损失[24]。本研究发现，土壤中的速效钾有向深层土中积累的趋势，与张庆玉等[25]、刘飞等[26]的研究结果一致。可见，合理调控钾肥的投入，能避免土壤中钾素过量而增加地表径流与地下水体污染的风险。

3.2 合理施钾有利于纽荷尔脐橙枝叶果对氮磷钾的吸收

柑橘作为多年生常绿果树作物，当年新生器官生长发育所吸收利用的需养分基本能够代表树体养分需要情况，对指导柑橘施肥具有重要意义。不同施钾量对新生枝梢养分吸收的影响，以K2处理的吸收量最大，其春、秋梢叶片氮、磷、钾养分吸收量均为最高；枝条氮、磷、钾吸收量基本与叶片类似。说明过量的钾肥投入不仅抑制树体对钾的吸收，也对氮、磷的吸收不利；这与余倩倩等[12]的研究结果一致。本试验拟合模型得到叶片氮、磷、钾吸收量最大时对应的年施钾量分别为0.93、0.86和0.95 kg/株；氮、钾最大吸收对应的施钾量相近，磷最大吸收量对应的施钾量明显小于氮、钾最大吸收对应的施钾量。这与温明霞等[27]适量与平衡施用钾和氮有相互促进吸收的研究结果一致。可能与钾提高根系活力和硝酸还原酶活性，保持根系较高的硝酸盐吸收速率，促进氮素向根系的转运有关[28]。因此，钾、氮平衡配施有利于根系对养分的吸收利用。

柑橘树体对钾素的需求量较大，果实钾含量约占树体钾总含量的25.0%—43.0%[20]。由于柑橘的修剪量较小，可以将果实视为树体养分携出的唯一器官，因此，通过“以果定肥”、“以产定肥”已逐渐成为柑橘养分推荐施肥的重要依据[29]。本研究表明，果实养分带走量以钾和氮最多；且随着施钾量的增加，果实氮、钾带走量均先增后降；果实磷带走量趋势一致，且各施钾处理的差异较小。可见，过量的钾肥投入既影响树体新梢的生长，也不利于果实的养分吸收。钾肥的投入会影响氮肥和磷肥的吸收量，钾含量不足会降低植株对氮素和磷素的吸收[30]。本研究得出，春梢叶片钾含量与果实养分带走量显著相关，尤其与果实氮、钾带走量极显著正相关；果实氮、磷、钾带走量最大时对应的年施钾量分别为 0.76、0.79和 0.80 kg/株。

3.3 合理施钾有利于纽荷尔脐橙果实生长发育和优良品质形成

果实品质决定其商品性，直接影响其经济效益。研究显示，施钾促进果实膨大，增加果实色泽、硬度、果皮厚度、出汁率、糖酸和 Vc含量，有助于果实风味和品质的提升[31-33]。缺钾抑制同化产物的运输[34]；而过量施钾会推迟果实成熟期，且导致果皮粗厚、果肉化渣性差、果汁少、味酸、可溶性固形物含量降低等，进而影响果实商品品质[13]。本试验条件下，一定施钾范围内，纽荷尔脐橙果实产量、单果重以及 Vc含量与施钾量呈正相关，过量施钾后，各指标出现不同程度的下降；果皮厚度、可溶性糖含量和TA含量随着施钾量的增加呈先降后增的趋势，这与EMBLETON等[13]的研究结果一致。可能与施钾提高叶片PSII光化学效率，促进同化物的合成和运输，增加糖向果实的定向转运有关[35]；也可能与低浓度钾提高酶的活性，高浓度钾抑制酶的活性有关[36]。因此，施钾不足和过量施钾均不利于果实的生长发育与优良品质的形成。

经曲线拟合，得出适宜果实品质形成的年施钾量范围为 0.51—0.79 kg/株，高于单果重最适施钾量的0.35 kg/株，但二者差异不显著，且以枝梢生长的最适施钾量为最高；综合各指标分析可知，最适年施钾量范围为0.64—0.89 kg/株，且在此施钾范围内，土壤肥力维持在较高水平，比鲁剑巍等[17]的试验结果有较大提高，可能与试验品种、立地环境条件等不同有关，也可能与近年来果农追求果实产量而长期大水大肥栽培管理下树体相适应的结果有关。

4 结论

纽荷尔脐橙（7—8年生）年施钾量（以K2O计）0.64—0.89 kg/株较为适宜，且以K2处理（每年施K2O 0.64 kg/株）相对最佳。此施肥条件下，果实品质相对较好，且土壤肥力维持在较高水平，同时降低土壤钾素的累积，减轻生态环境污染风险。