滴灌施用有机液肥对红美人柑橘园土壤环境、柑橘产量、品质和经济效益的影响

奚 辉，李国雷，陶安安，顾 品，韩东道，李 娜，陈喜靖

(1.浙江省农业科学院 环境资源与土壤肥料研究所，浙江 杭州 310021； 2.象山县农业技术推广中心，浙江 象山 315700； 3.象山县农产品质量检测中心，浙江 象山 315700； 4.象山甬红果蔬有限公司，浙江 象山 315736； 5.宁波半岛沐歌生物科技有限公司，浙江 象山 315702)

红美人原名爱媛28号(南香×天草)，是浙江省象山县从日本引进的优质早熟杂柑品种，果面为浓橙色，果肉极化渣，高糖优质，有甜橙般香气，成熟期在11月下旬，12月上旬完熟，逐渐成为国内早熟杂柑的主栽品种[1]。据统计，2019年浙江省红美人种植面积约4 700 hm2。土壤地力条件和水肥管理是影响柑橘产量和品质的关键[2-6]，进而影响果实的商品价值和经济效益。一般地，成年柑橘结果树的建议施肥量折纯为N 200～450 kg·hm-2、P2O5100～250 kg·hm-2、K2O 150～400 kg·hm-2[7]。但红美人柑橘对种植区的气温、土壤、水肥等条件要求较高，在传统的施肥管理下，大部分红美人柑橘产区会产生不同程度的养分管理障碍，不仅导致其果实品质参差不齐[2]，还会因施肥量不科学而导致养分流失，影响生态环境。以充分发酵腐熟、净化的沼液或腐烂柑橘发酵净化液为基础原料，通过添加营养物质或功能性成分配制成有机液肥，既可以实现废弃物的资源化利用，消纳沼液和腐烂柑橘，也可以实现养分的循环利用。然而，关于其对红美人柑橘园土壤环境，以及柑橘生长、产量和经济效益的影响尚不清晰。本研究根据红美人柑橘需肥特性配制有机液肥，研究滴灌施用有机液肥对红美人柑橘园土壤环境、柑橘产量、品质和经济效益的影响，以期在保证红美人柑橘产量的前提下，减少化肥施用量，促进农业废弃物的资源化利用，为有机液肥在红美人柑橘生产上的合理施用提供基础数据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于浙江省象山县定塘镇小湾塘村柑橘园(121.859 668°E，29.270 605°N)。种植地土壤为淡涂泥田。试验前，耕层(0～40 cm)土壤基本理化性质如下：pH值5.10，有机质含量26.0 g·kg-1，碱解氮含量113.4 mg·kg-1，有效磷含量172.0 mg·kg-1，速效钾含量192.0 mg·kg-1，交换性钙含量4.9 cmol·kg-1，交换性镁含量2.91 cmol·kg-1。

1.2 试验设计

于2017年11月—2019年12月开展试验。供试品种为爱媛28号红美人柑橘，高位嫁接3 a，砧木为枳，中间砧为大叶尾张，种植密度为1 050株·hm-2，每年10月至次年5月盖膜避雨栽培，6—9月揭膜(防高温，防台风)。在果园中挑选长势一致且无病虫害的红美人柑橘树为供试材料。试验共设4个处理：CK，不施肥；F1，农民习惯施肥(复合肥撒施)；F2，纯化肥配方肥，滴灌施用；F3，有机液肥，滴灌施用。每个处理设置3次重复，随机区组设计。各施肥处理(F1、F2、F3)每小区定株10棵，不施肥处理(CK)每小区定株3～4棵。

各处理的施肥总量与不同生育时期的施肥量详见表1。试验所用复合肥为三元复合肥(N 16%，P2O516%，K2O 16%)，纯化肥配方肥和有机液肥原料包括磷酸氢二铵(N 20%，P2O550%)、磷酸二氢钾(P2O552%，K2O 34%)、硝酸钾(N 13.8%，K2O 46%)、硫酸钾(K2O 50%)、尿素(N 46%)。有机液肥以充分发酵腐熟并净化的沼液或腐烂柑橘发酵净化液为基础原料自配，有机质含量8.0%，氮、磷、钾养分(N，P2O5，K2O)含量合计20.0%。根据果树的养分需求规律，不同生育时期F2和F3处理的N、P2O5、K2O的具体配比按表1配制，但各生育时期同一处理的养分总量保持不变。

滴灌施肥装置主要由水泵、过滤器、球阀、便携式施肥器、PE(聚乙烯)管等材料组成。田间输水管道：每行柑橘树铺设3条内径16 mm的PE管，每株柑橘树布置8个管上式压力补偿滴头，滴头流量为4 L·h-1。各处理的其他所有田间管理措施均保持一致。

1.3 样品采集与分析

在果实成熟期，F1～F3处理随机选定5株，CK处理随机选定3株果树进行样品采集，统计单株挂果数、单果重，计算产量。土壤样品在柑橘树冠滴水线内侧10 cm处采集，每株对角采2点，取样深度为0～40 cm。于树冠四周内侧采摘正常果实，每株4果，将同一处理的各株果实混合为一个样品，测定果实品质。测定果实品质时，将果皮洗净并尽快进行。

土壤样品的pH值，及有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、交接性钙、交换性镁含量按照《土壤农化分析》[8]中提供的方法测定。其中，土壤pH值采用2.5∶1的水土体积质量比浸提，电极法测定；土壤有机质含量用重铬酸钾容量法测定；全氮含量采用半微量凯氏法，FOSS分析仪(FOSS KJELTEC 2300，丹麦福斯)自动定氮；碱解氮含量用碱解扩散硼酸吸收法测定；有效磷含量用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定；速效钾含量采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定；土壤交换性钙、镁含量采用乙酸铵交换-原子吸收分光光度计法测定(AA800型原子吸收光谱仪，美国珀金埃尔默)。

果实品质指标的测定方法：可溶性固形物含量用手持糖度计(ATAGOPAL-2，日本爱拓)测定；可滴定酸度用氢氧化钠中和滴定法测定；维生素C含量用草酸提取-2，6-二氯靛酚滴定法测定；可食率参照GB/T 8210—2011《柑橘鲜果检验方法》用天平称重法测定。

1.4 数据处理

采用Excel 2010和IBM SPSS Statistics 19.0软件进行数据整理与统计分析，用Sigma Plot 10.0软件绘图。

2 结果与分析

2.1 对柑橘园土壤环境的影响

图1为不同处理下红美人柑橘园0～40 cm土层土壤理化性质的变化。2018年，F3处理的土壤pH值显著(P<0.05)高于F2处理，与F1处理差异不显著；CK处理的土壤pH值最高，并显著(P<0.05)高于其他处理。2019年，仍以CK处理的土壤pH值最高，其次为F3处理，两者之间差异不显著，均显著(P<0.05)高于F1和F2处理。这说明，施用化学肥料会降低土壤的pH值，而施用有机液肥有助于延缓土壤的酸化进程。

2018年，仅F1处理的土壤有机质含量显著(P<0.05)高于CK处理；2019年，各处理的土壤有机质含量均无显著差异。但总的来看，从2018年到2019年，各处理的土壤有机质含量均有所下降。

2018年，各处理的土壤全氮含量无显著差异；2019年，3个施肥处理的土壤全氮含量无显著差异，且均显著(P<0.05)高于CK处理。与2018年相比，2019年各施肥处理的土壤全氮含量均有所增加。

2018年，F1处理的土壤碱解氮含量最高，显著(P<0.05)高于F3和CK处理；2019年，仍以F1处理的土壤碱解氮含量最高，且显著(P<0.05)高于其他处理，F3处理的土壤碱解氮含量与F2处理相比无显著差异，但显著(P<0.05)高于CK。总的来看，从2018年到2019年，各处理的土壤碱解氮含量均下降。

2018年，F1处理的土壤有效磷含量最高，显著(P<0.05)高于F3和CK处理；2019年，3个施肥处理的土壤有效磷含量无显著差异，均显著(P<0.05)高于CK处理。F1、F2和F3处理的P2O5施入量分别为480、180和120 kg·hm-2(表1)，但2019年三者的土壤有效磷含量无显著差异，推测F3处理下磷肥的有效性较高。与2018年相比，2019年各施肥处理的土壤有效磷含量均有所增加。

柱上无相同小写字母的表示同一年份处理间差异显著(P<0.05)，下同。Bars marked without the same lowercase letters indicated significant difference within treatments at P<0.05 under the same year. The same as below.图1 不同处理对0～40 cm土层土壤理化性质的影响Fig.1 Effect of different treatments on soil physiochemical properties at 0-40 cm soil layer

2018年和2019年，3个施肥处理的土壤速效钾含量均无显著差异，且均显著(P<0.05)高于CK处理。

2.2 对柑橘品质的影响

2018年3个施肥处理的果实可食率无显著差异，均显著(P<0.05)低于CK处理(图2)；但2019年，各处理的果实可食率均无显著差异。对于可溶性固形物含量而言：2018年，各处理间无显著差异；2019年，F3处理的果实可溶性固形物含量最低，显著(P<0.05)低于F1处理，但与其他处理无显著差异。在可滴定酸度、维生素C含量、固酸比方面，2018年和2019年各处理均无显著差异。与2018年相比，2019年各处理柑橘果实的可溶性固形物含量变化较大，可滴定酸度、维生素C含量升高，固酸比降低，这可能与2019年7—9月相较于往年同期降水量较少有关。降水量偏低使得红美人果实降酸变得困难，酸度增加。

2.3 对柑橘产量的影响

表2为不同处理对柑橘单果重、单株挂果数和产量的影响。在本试验条件下，2018年是红美人柑橘树高接换种后挂果的第一年，树冠较小，挂果数较少，产量相对较低，各处理的产量和单株挂果数无显著差异；单果重以F1处理最高，显著(P<0.05)高于CK处理，但与F2和F3处理没有显著差异。2019年，各处理的产量均较2018年增加，增幅在77.00%～181.46%，F1和F3处理的产量比CK显著(P<0.05)增加68.72%和56.42%，但与F2处理相比并无显著差异。2019年，F1和F3处理的产量均较高，但二者的增产途径不同：F1处理产量的提高主要依靠单株挂果数的大幅增加[较其他处理显著(P<0.05)高出53.71%～143.52%]，但其单果重比其他处理显著(P<0.05)低29.71%～35.36%；F3处理同时具有较高的单果重和单株挂果数。

图2 不同处理对红美人柑橘果实品质的影响Fig.2 Effect of different treatments on citrus fruit quality

2.4 对肥料利用率的影响

如图3所示，综合2018、2019年的数据，在3个施肥处理中，F3处理的氮肥农学效率、磷肥农学效率和钾肥农学效率均较高。这说明，与F1和F2处理相比，F3处理更利于氮、磷、钾肥农学效率的提高。

表2 不同处理对柑橘果实产量和产量构成因素的影响

图3 不同施肥处理的氮、磷、钾肥农学效率Fig.3 Agronomic efficiency of applied N (A)， P2O5 (B)， and K2O (C)

2.5 对经济效益的影响

2018年，各处理的单果重均在250～280 g，售价相同，产值与产量成正比。虽然F3处理的肥料成本较高，但扣除肥料成本后，其收益仍最高，较其他处理增收7.70%～27.87%(表3)。

2019年，各处理的产量较2018年大幅增加，CK、F1、F2和F3处理的收益分别比2018年增加了77.50%、137.77%、114.91%和113.00%。由于F1处理的单果重小于150 g，因此其单价要比其他处理低16.7%。受此影响，虽然F1处理的产量最高，但其收益在3个施肥处理中却最低。综合测算，仍以F3处理的收益最高。

3 讨论

表3 不同处理条件下柑橘的生产效益与肥料投入

F3处理的氮、磷、钾施用量较F1、F2处理低，但除2018年土壤有效磷含量和2018、2019年土壤碱解氮含量显著低于F1处理以外，其土壤养分含量与F1和F2处理相比并没有显著差异。不同年份间相比，2019年各施肥处理的土壤全氮和有效磷含量均比2018年有所增加，但有机质、碱解氮含量和速效钾含量均有所减少。不同施肥处理的土壤有机质含量在2018—2019年间总体呈下降趋势，但F3处理的降幅最小，说明有机液肥的施用可以适当补充土壤有机质，但仍需补施有机肥。从年度间土壤养分含量变化的角度来看，不同施肥处理的氮磷肥均可以酌量减施，但建议补充有机肥，具体的施肥量则还需进一步试验研究。

本研究中，各施肥处理下红美人果实的维生素C含量、可滴定酸度和固酸比等品质指标差异不显著。有研究表明，氮、钾肥对红壤种植的幼龄柑橘树产量和品质的影响大于磷肥[10]。与此相似，赵佐平等[11]认为，化肥对提高苹果产量的贡献顺序为氮肥>钾肥≥磷肥，NPK配合施用可以提高苹果产量，提高苹果果径、糖酸比、维生素C和硬度等。本研究中，不同施肥处理的氮磷钾施用总量和施肥比例均不相同，不同施肥处理对红美人柑橘品质的影响没有达到显著性水平，可能与不同处理的施肥量相对充足，以及不同施肥方式下肥料利用率的差异有关。有研究表明，有机肥可以影响柑橘果实品质。刘运武[5]试验结果显示，相较于不施氮肥的处理，鲜猪粪(50 kg·株-1)配合氮肥的施用会提高柑橘果实转化糖、还原糖和维生素C含量，但不同施氮量对柑橘品质的提升效果差异不明显。本试验中，F3处理虽有有机液肥的施入，但因有机质含量有限(0.12 kg·株-1)，其对柑橘维生素C含量的影响并不显著。有研究认为，橙树的结果枝叶和非结果枝叶的氮含量与可溶性固形物含量呈负相关[12]。而在本研究中，二者之间并无显著相关性。邢英英等[13]研究表明，高水、中肥能获得较高的番茄产量，而低水、中肥可获得最高的维生素C、可溶性糖和番茄红素含量。本研究在相同灌溉管理条件下，F2和F3处理利用水肥一体化技术进行滴灌施肥，灌水总量比CK和F1处理仅高19.2 mm·a-1，差别不大；因此，关于红美人果实可溶性固形物含量与灌水量的关系等仍有待进一步研究明确。

2019年，F1处理的挂果数较多而单果重较低，严重影响了果实的商品性。这说明，在红美人柑橘的栽培过程中，不仅要注重总产的提高，还应注意产量构成因素的协调。在本试验条件下，F3处理的红美人柑橘的单株挂果数和单果重等产量构成因素较为协调，2018和2019年的收益均最高。

总的来看，在本试验条件下，有机液肥滴灌(N 400 kg·hm-2，P2O5120 kg·hm-2，K2O 380 kg·hm-2)可以满足红美人柑橘生长对养分的需求，能有效提高红美人柑橘的产量和收益，提高氮磷钾肥的农学效率，减缓土壤酸化，对果实品质无明显不利影响，但生产上仍应适当补施有机肥。