施肥量对柠檬幼树矿质养分、产量及品质的影响

杜玉霞，刘航秀，李 晶，李进学，李丹萍，寸待泽，杨虹霞

（云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所，云南保山678000）

0 引言

柑橘(Citrus reticulate)是世界第一大果树，包括橘、柑、橙、柠檬、柚、枳、香橼等。柠檬(Citrus limon)属芸香科柑橘属常绿小乔木，主要栽培品种有‘尤力克’、‘费米耐劳’和‘里斯本’等[1]，柠檬在餐饮、美容、医药等行业都有广泛的应用，根据FAO数据库统计，2019年中国种植面积约16万hm2。目前，国内在柠檬育种、栽培及病虫害方面都形成了一系列的技术[2]，但在柠檬果园的营养管理中存在过量施肥、单一施肥等问题，与精准施肥还有一定的差距。

施肥是果园管理措施中的重要环节，也是果园丰产增收的重要基础[3]。由于离子间的相互作用，元素间的组合及均衡会影响柑橘树体对养分的吸收[4]。高氮会抑制柑橘树体对硼的吸收；磷肥可以促进钙、镁、锰、铝的吸收[5]，但过量的磷会对氮、锌、铁、铜的吸收等产生负面影响[6]；酸性土壤中钙、镁、硼的有效性会降低；土壤中铁、锰含量高会影响柑橘对钙、镁、硼的吸收[7]。合理施肥能明显促进柑橘的生长发育，同时能提高产量、改善果实品质[3]。当氮素足够时，植株生长旺盛，开花结实良好，产量高[8-9]，但施氮过多不仅会降低柠檬果实品质、缩短货架期，还会使柠檬枝叶乱长，贪青晚熟，落果严重，表皮粗厚，品质下降[10-11]。磷可以促进春梢生长和花芽分化，提高坐果率[12-13]，但过量的磷会导致柑橘幼树果汁含量降低、果皮增厚等[14]。钾肥能提高果实产量，增加植株的抗病性，减少枯果和裂果，提高果肉质量和维生素C含量[15-17]，但过量的钾让柑橘果实增大、果皮变厚变粗[18]。钙、硫、锌、铜等中微量元素的施用，可显著提高维生素C含量、TSS，降低酸的含量[19-20]。

科学施肥能够使柑橘生殖生长和营养生长达到平衡，达到优质高产。但是由于受到“高投入高产出”、“大水大肥”等传统观念的影响，在实际生产过程中，柑橘园管理依然呈现出严重依赖大量肥料来获取高产[21]，单产水平与肥料施用量并不一致，施肥不当导致了大量柑橘黄化、树体衰弱、产量低下的现象[22]。因此，以柠檬为对象，开展柑橘平衡施肥、定量施肥、定时施肥、以产定肥，对产业的可持续发展具有重要意义。在前期试验中，针对柠檬树的需肥特性，已摸索出最适于柠檬幼树生长的专用肥配方[23]，但幼树最适施肥量还有待进一步明确。本研究拟选择砧木为枳的‘云柠1号’柠檬，开展柠檬专用肥的不同施肥水平试验，对柠檬的养分含量及产量品质的影响进行研究，旨在筛选幼树柠檬适宜的经济施肥量，为柠檬合理化施肥管理提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为枳砧‘云柠1号’尤力克柠檬。砧木枳壳于2013年11月播种，于2015年1月嫁接，于2015年10月10日选择长势一致的健康植株移栽至瓦制花盆中，盆口直径80 cm、高75 cm，每盆装入备好的土壤60 kg，户外栽培。

供试肥料是云南省农科院热经所研发的柠檬幼树专用肥[23]，由玉溪化肥厂有限公司生产，肥料N:P2O5:K2O=22:5:8，并添加了Ca、Mg、Fe、Zn、B、S、Mo元素和腐植酸。

1.2 试验设计

试验于2015年10月—2018年11月在云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所瑞丽站、国家农业部德宏柠檬良种繁育基地进行。试验共设6个处理，每株分别施用柠檬幼树专用肥0(CK)、10、20、40、80、160 g，每个处理3次重复，每个重复3株，随机排列。每30天施肥1次，其他田间管理与常规管理相同。

1.3 测量指标与方法

1.3.1 单株产量与品质测定 每年的采果期，统计每个处理的单株挂果数及产量，每个重复采集6个果实，测量果实品质。测量指标包括单果重、纵经、横径、皮厚、瓤重、出汁率、可溶性固形物(TSS)、维生素C含量、可滴定酸含量，测定参照鲁剑巍[24]和李合生[25]的方法。

1.3.2 营养生理代谢指标测定 于2018年采集叶片和果实，洗净后将果实分为全果、果皮、果肉3个部分。样品于烘箱中在105℃条件下杀青20 min，然后在75℃条件下烘干至恒重，称量计数，磨碎后用于测定矿质营养含量，含量测定参照鲍士旦[26]的方法：全N用H2SO4-H2O2消煮，凯氏定氮法测定；全P用H2SO4-H2O2消煮，钼锑抗比色法测定；K含量用H2SO4-H2O2消化，火焰光度计测定；Mg、Ca、Fe、Mn、Cu、Zn含量用HNO3-HClO4(1:4)消煮，AAS法测定。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2013软件对数据进行处理和绘图，采用SPSS 21统计分析软件对数据进行差异显著性检验（最小显著差异法）。

2 结果与分析

2.1 不同施肥水平对矿质养分含量的影响

2.1.1 不同施肥水平对柠檬叶片矿质养分含量的影响如表1所示，施专用肥能增加叶片N、Mg、Zn、Mn、Fe的含量，除Mn外其他元素都显著增加，但P、K含量显著降低。柠檬叶片的Ca、Fe含量随着肥料用量的增加先增加后减少，Ca、Fe分别于20、40 g处理时达到最大值；P、K含量随着肥料用量的增加先减少后增加，于0 g处理时达到最大值，40 g处理时处于最低值；Zn含量随着肥料用量的增加逐渐增加（20 g处理除外）。

表1 不同施肥水平下柠檬叶片矿质养分含量

2.1.2 不同施肥水平对柠檬果实矿质养分含量的影响2018年由于160 g处理施肥量过多导致植株死亡，不能采集果实。如表2所示，施专用肥能增加果实N、Zn、Cu、Fe的含量，但果实P含量显著减少；果实N含量随着施肥量的增加而增加；P、K含量则是先减少后增加，在10 g处理时为最小值；果实Ca、Mg、Fe的含量随着施肥量的增加先增加后减少，Ca、Mg含量在10 g处理时达到最大值，Fe含量在20 g时为最大值。在施肥量最高的80 g处理中，果实的N、Zn、Mn、Cu含量显著高于其他处理，K含量显著高于0 g外的处理，Ca、Mg含量显著低于其他处理。

表2 不同施肥水平下柠檬果实矿质养分含量

2.1.3 不同施肥水平对柠檬果皮矿质养分含量的影响果皮Fe的含量随着施肥量的增加显著增加（表3）；Ca含量先增加后减少，10 g处理时含量最高；N、Zn、Cu含量则是先减少后增加，10 g处理时含量最低。在施肥量最高的80 g处理中，果皮的N、Zn、Mn、Cu、Fe含量显著高于其他处理，Ca含量显著低于其他处理。

表3 不同施肥水平下柠檬果皮矿质养分含量

2.1.4 不同施肥水平对柠檬果肉矿质养分含量的影响

施肥显著提高柠檬果肉N含量，降低Ca、Mg含量（表4）；K、Zn含量随着施肥量的增加先减少后增加，在20 g处理时达到最小值；Fe含量则是先增加后减少，在40 g处理时达到最大值；Mg含量随着施肥量的增加逐渐减小。80 g处理时，果肉的P、K、N、Zn、Mn、Cu的含量高于其他处理，除P、K外，其他元素都达到显著水平；80 g处理时Ca、Mg的含量显著低于其他处理。

表4 不同施肥水平下柠檬果肉矿质养分含量

2.2 不同施肥水平对柠檬果实产量的影响

从图1 可以看出，2016—2018年以0(CK)、10、20、40、80 g处理的柠檬单株产量逐年增加，在2018年达到 最 大 值 ，分 别 为 1555.00、8253.00、11097.97、19782.50、7004.40 g。3年间柠檬单株产量随着肥料用量的增加呈先增加后减少的趋势，且在肥料用量为40 g时达到最大值。2016、2017、2018年40 g处理产量分别是不施肥处理的3.31、8.09、11.72倍，3年总增产9.62倍；并在2017年和2018年显著高于其他处理。160 g处理的单株产量在3年间都显著低于其他处理，2018年时肥害导致植株死亡，产量为0。3年总产量表现为40 g>20 g>10 g>80 g>0 g>160 g。

图1 不同施肥水平对柠檬果实产量的影响

2.3 不同施肥水平对柠檬果实品质的影响

从表5可知，不同施肥量处理对柠檬果实的单果质量、横径、果皮厚度、瓤重、可食率都有一定的影响。2017年和2018年不同施肥量处理对单果质量、横径、果皮厚度、瓤重、可食率的影响均存在显著性差异，以40 g处理的单果质量、横径值最大，3年的可食率都显著高于其他处理，较CK增加26.97%。施肥能够显著提高柠檬的出汁率、TSS、维生素C和可滴定酸含量，且均表现为肥料用量为40 g时为最大值（除2016年维生素C含量外），显著高于不施肥处理。平均3年的品质看，与CK相比40 g处理的出汁率、TSS、维生素C、可滴定酸分别增加7.37%、38.21%、21.57%、39.38%，80 g处理分别增加3.51%、35.52%、13.73%、14.23%。

表5 不同施肥水平对柠檬果实品质的影响

3 结论

对柠檬幼树施用0、10、20、40、80、160 g的专用肥，结果表明施用专用肥能显著增加叶片和果实N、Mg、Zn、Mn、Cu、Fe含量；施用40 g专用肥时，其各种矿质养分含量较为均衡，其产量和品质较佳，施肥量过多或过少不利于树体养分的积累，施肥过量还会导致植株死亡。综合考虑植株的养分、产量和果实品质情况，推荐柠檬幼树生长中，每株每月施用柠檬专用肥40 g。

4 讨论

施肥能够保证柑橘正常生长，是提高柑橘产量及品质的关键[27]，但是化肥的大量施用导致土壤养分不均衡[28]。根系对离子的吸收有选择性，它不仅受到介质中养分浓度的影响，离子间还存在相互作用[29]。N、P、K等在土壤中含量过高，会破坏土壤养分间的平衡关系，进而影响其他离子在土壤中的转化及作物吸收[30]。本试验中施肥能显著增加叶片或果实N、Mg、Zn、Mn、Cu、Fe的含量，但P、K含量显著降低。叶片和果实P、K在不施肥时处于偏高或过量水平，主要是施N量不足，植株对P、K吸收量较高。随着施肥量的增加，P、K含量先减少后增加，与果实产量先增加后减少的趋势相反，表明这不仅是离子间的相互作用引起的，还是树体本身生长所产生的“稀释效应”和“浓缩效应”所致[31]。随着施肥量增加，Ca、Mg、Fe含量表现为先增加后减少的趋势，含量最高值在施肥20 g或40 g时，与K的含量相反。分析原因是离子间的拮抗作用导致的[32]，主要是K含量的降低导致Ca、Mg、Fe含量的升高。同时，在试验中施肥量过多(80 g)或过少时(10 g)，很多元素都出现显著升高或显著降低。因此，施肥时不仅要考虑离子间的相互作用，均衡养分，还应当根据目标产量定量施肥。在柠檬幼树管理中，为确保前期树体的培养，建议疏除部分幼果，或是对超出目标产量的高产果园适当补充P、K肥。

柑橘栽培过程中，气象因子、树形管理、营养管理、病虫害防治等都会影响其产量和品质，其中肥料的施用量直接影响了柑橘的产量和品质。本研究表明，施肥可以提高柠檬的产量和品质，施用40 g时效果最佳，其产量是对照的9.62倍，可食率增加26.97%，出汁率、TSS、维生素C、可滴定酸分别增加7.37%、38.21%、21.57%、39.38%。关于柑橘的合理施肥，前人研究较多，Thakre[33]表明金柑 N 400 g/株+P2O5600 g/株+K2O 240 g/株的产量和品质最好，李月娥等[34]研究表明‘杭晚蜜柚’初结果树的最佳施肥量为N:P:K=10:5:8，Astiari等[19]研究表明施用N、P、K、Ca、Zn和Cu可提高柑橘果实产量和可溶性固形物。营养元素是植物体充分发育的物质基础，对于呼吸作用、光合作用和繁殖器官及果实和种子的形成必不可少[3]，很多微量元素还是植物体生理代谢的活性促进因子，对生命活动有着重要的促进以及调节作用[24]。但肥料的使用并非多多益善，在本试验中单株施肥在40 g以上时，单株产量、可食率、出汁率、可溶性固形物都下降。Sugiyama[35]、黄成能[36]、盛良学[17]等研究也表明，肥料的过量施用会导致柑橘的产量和品质下降。植物生长受到元素浓度和平衡相互作用，在最适浓度与元素相互平衡的情况下，植物会达到最适生长状态和最高产量[37]。首先，肥料过多的施用会导致土壤无机盐溶液浓度升高，造成植物萎焉[38]，严重时会导致根系腐烂组织坏死；其次，过量施肥还会导致土壤养分失衡[39]，营养元素间的拮抗作用增强，养分的吸收不均衡，影响柑橘的正常发育[40]；此外，化学肥料的过量使用导致土壤溶液过酸或过碱，影响土壤微生物的数量与群落[41]，阻碍作物的优质高产。

本研究对柠檬幼树施用不同的专用肥，通过对不同施肥水平下果实养分的含量、产量和品质进行比较，筛选出幼树的适宜施肥量为每株每月40 g，为生产上的减量施肥、精准施肥提供了理论依据。但本试验针对盆栽幼树柠檬肥，为更好地与生产结合，还需在大田中进行试验；此外，为进一步明确各元素对果实产量和品质的影响，需开展不同N、P、K、Ga、Mg水平对果实产量、品质以及次生代谢物的影响机制研究。