钾肥施用量对中低肥力果园火龙果养分吸收和产质量的影响

李莉婕， 赵泽英， 王 虎， 岳延滨， 王小红， 聂克艳， 杨 珊， 袁 玲

(1.贵州省农业科技信息研究所， 贵州 贵阳 550006； 2.西南大学 资源环境学院，重庆 400715； 3.罗甸县农业农村局， 贵州 罗甸 550006 )

0 引言

【研究意义】火龙果于20世纪90年代引入我国后，种植面积在南方热区迅速扩大。作为贵州省重点发展的六大精品优质水果之一，火龙果对调整农业产业结构起到重要作用。与常见果树叶片衰老后自然脱落带走养分不同，火龙果叶片退化为刺，作为光合作用器官的绿色肉质茎蔓更具有存储养分的能力。火龙果属于高钾植物，其树体生长易受土壤养分、肥料施用等多种因素的影响。果树的生长发育并非完全取决于当年的土壤养分状况，其生长与施肥的关系较普通作物更为复杂[1-2]。作为新引进的果树，火龙果在贵州多栽种于贫瘠坡地，为提高火龙果产量品质，助推果农增收，系统开展钾素对火龙果生长与产量品质的调控研究具有重要意义。【前人研究进展】在适宜环境下火龙果生长快速，产量高，周年可多次开花结果。火龙果茎蔓和果实中的钾素含量均高于氮素[3]，以果实含水量85%计算，每收获100 kg鲜果需带走约225 g纯氮和500 g纯钾[4]。在马来西亚，每年施入12 kg/桩有机肥处理的火龙果产量明显高于6 kg/桩处理[5]。合理施肥可以明显提高火龙果单果重和单株结果数[6]；但增施钾肥可能会降低果实可溶性固形物，提高酸含量[7]。【研究切入点】作为新引进的果树，生产中火龙果的肥料管理多以经验为主，有学者针对火龙果肥效及其需肥规律逐渐开展了探索研究[8-9]，但大多试验周期较短。【拟解决的问题】以贵州主栽火龙果品种紫红龙为试验对象，在贵州典型产区罗甸县开展连续3年的定株施肥试验，探究钾肥对火龙果养分浓度、产量和品质的调控，为中、低肥力土壤果园火龙果的施肥决策提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验品种 供试火龙果品种为紫红龙，2012年栽植。试验于2018—2020年进行，试验期间火龙果处于盛果期。栽培方式为水泥桩+水泥盘式，每棵水泥桩周围栽3株火龙果。

1.1.2 试验地概况 试验在贵州省罗甸县龙坪镇烟山火龙果种植基地开展。试验区海拔473 m，月均温19.70℃，年积温7 120℃，≥10℃积温6 132℃，年降雨量1 148 mm，无霜期335 d，年日照1 509 h，总辐射4 307 MJ/m2。结合贵州省耕地质量监测指标分级标准，依据火龙果生产水平选择有代表性的中肥力和低肥力果园各1块，园土为砂质风化红壤，土壤基本农化性质见表1。

表1 果园土壤基本农化性质

1.2 试验设计

以每桩果树钾肥施用量为试验因子，共设5个处理。CK，仅施有机肥；K0，不施钾肥，其他肥料统一施用；K1，施钾(K2O)量150 g /桩；K2，施钾(K2O)量300 g /桩；K3，施钾(K2O)量450 g /桩。氮、钾肥分别由尿素(N 46.4%)和硫酸钾(K2O 50%)提供。以有机肥(腐熟羊粪)和磷肥(过磷酸钙)为基肥，施用量分别为15 kg/桩和0.33 kg/桩，于2月初在水泥柱周围挖弧形沟(深20 cm)，基肥施入后与土壤混匀并覆土。氮、钾肥全部作追肥，分3次施用，按试验设计总用量的40%、30%、30%于5月初、7月中旬和9月中旬施入土壤，氮肥总用量为纯N 200 g/桩。每个处理3次重复，共15个小区。每小区3桩(9株)火龙果，共45桩(135株)。随机区组排列，其他田间管理措施同常规栽培。

1.3 测定项目

1.3.1 产量指标 于2018—2020年火龙果结果期(2018年6月23日至11月7日共采集9批果，2019年7月9日至10月23日共采集8批果，2020年7月11日至10月20日共采集8批果)及时采集成熟果实，统计小区产量，每小区选取6个具有代表性的果实称单果重，测量果实纵横径，计算果形指数。

1.3.2 养分与品质指标 在最后一批果实收获后剪去成熟茎蔓中上部分，切段后杀青烘干。在采收盛期(8月、10月)分别于每小区各选6个有代表性果实，将果皮与果肉分开，分别称鲜重。同时取部分果肉，立即测定品质指标(可滴定酸，可溶性总糖，维生素C含量)；其他部分烘干称重后粉碎，用于测定养分指标(茎蔓和果实中氮、磷、钾含量)。可滴定酸采用水浸提-中和滴定法(参照GBT 12456-2008)，可溶性总糖采用蒽酮比色法[10]，维生素C采用二甲苯-二氯靛酚比色法(参照GB 6195-86)。茎蔓和果实中氮、磷、钾分别采用半微量凯氏法、钒钼黄吸光光度法和火焰光度法测定。

1.4 数据处理

采用Excel 2016进行数据统计，SPSS 20软件对数据进行方差分析及相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同施钾量处理火龙果的养分含量

从表2可看出，不同施钾量处理火龙果各组成部分对NPK养分的吸收量存在差异。

表2 2020年不同供钾水平中低肥力果园火龙果的养分浓度

2.1.1 氮含量 中、低肥力果园，随着钾肥施用量提升，果实及茎蔓中氮含量整体呈先升后降趋势，说明钾肥的适量供应促进果实和茎蔓对氮的吸收，钾供应过量则对植株氮吸收产生一定抑制作用。中、低肥力果园中，仅施有机肥处理(CK)的果实(果肉、果皮、全果)和茎蔓中氮浓度均低于施化肥处理，说明果园土壤仅施有机肥处理降低了植株养分吸收量；K2处理的茎蔓氮浓度最高，在中、低肥力果园中分别较相应CK提升62.63%和120.55%。

在中肥力果园，钾肥对果皮中氮含量的影响较为显著，对果肉、全果及茎蔓中氮含量的影响较小；低肥力果园也表现出相似结果，但K3没有显著降低果皮中氮的积累，这可能与土壤养分相对匮乏有关。中肥力果园各处理果实的氮素含量均高于同等施钾量的低肥果园，且在果皮上表现更为明显。

2.1.2 磷含量 不同施肥处理果肉中磷的含量较稳定；以茎蔓中磷浓度的变化幅度最大，不同处理下茎蔓磷浓度差异可达1倍。

中、低肥力果园，缺钾处理茎蔓的磷含量均高于施钾处理，推测施用钾肥间接抑制茎蔓中磷的吸收。土壤肥力的高低和钾素供应的多寡对果实中磷的积累没有明显影响。

2.1.3 钾含量 钾素供应水平显著影响火龙果茎蔓中钾素积累，在中、低肥力果园，茎蔓中钾的含量均随供钾水平提高逐渐增加，以K3处理最高，中、低肥力果园分别较缺钾处理(K0)提高82.70%、98.00%。中、低肥力果园中果实(果肉、果皮、全果)钾素积累量均表现为K2处理最高。

中肥力果园各处理果实的钾素含量均高于同等施钾量的低肥力果园，说明土壤肥力高低对果实钾素吸收有一定影响。施钾处理的果皮钾含量均高于未施钾处理，但在果肉和全果中并未明显表现。

2.2 不同施钾量处理火龙果的产量

由表3可知，中肥力果园，随施钾量增加火龙果产量呈先升后降趋势。综合3年火龙果产量水平，施钾处理(K1～K3)产量总体高于未施钾处理(K0)，各施钾处理较K0增产4.8%～21.66%，其中，以K2(300 g/桩)处理年产量最高，小区平均产量达13.92 kg，即达4.64 kg/桩，较K0增产达显著水平。

表3 不同供钾水平中低肥力果园火龙果的产量

低肥力果园，随施钾量增加火龙果产量呈先升后降趋势。施钾处理(K1～K3)产量均显著高于未施钾处理(K0)，各施钾处理较K0增产20.72%～26.35%，但K1、K2、K3施钾处理间产量差异不显著，一定范围内钾肥施用量对火龙果产量影响差异不明显，说明在相对贫瘠土壤上，钾肥供应量不是调控产量的最重要因子。

2.3 不同施钾量处理火龙果的果实品质

由表4可看出，不同施钾量处理火龙果果形及内含物等品质指标存在差异。

表4 不同供钾水平火龙果果形与内容物含量

2.3.1 果形 中肥力土壤果园，钾肥用量的丰缺对果实横径的影响较小，较高的钾肥用量(K3)会抑制果实纵径的伸长生长；随施钾量增加，果形指数呈先增加后降低趋势，以K2处理果形指数最大，为1.19，K1处理次之，果形指数为1.17，二者均显著高于K0(果形指数1.04)。在低肥力土壤果园，钾肥供应量对果实纵横径及果形指数均无显著影响。果形指数以K3处理最大，为1.21。

2.3.2 内容物含量 中肥力果园，K2处理果实的可溶性总糖与可滴定酸含量均显著高于其他处理，高钾供应下(K3)则使可滴定酸含量最低(0.52%)、糖酸比最高(22.99)。随钾肥施用量增加，果实中维生素C含量呈先升后降趋势，以K1处理最高，维生素C含量达18.29 mg/100 g。表明中肥力果园钾肥供应不足不利于果实可溶性总糖、可滴定酸含量积累，但显著增加果实维生素C含量。

在低肥力果园，低钾供应(K1)降低果实中可滴定酸和维生素C含量，随施钾量增加，二者也呈增加趋势；但果实中可溶性总糖含量和糖酸比随施钾量的增加呈先升后降的趋势，其中，可溶性总糖含量以K2处理最高，达16.39%，K1处理次之，均显著高于未施钾肥的K0；糖酸比以K1处理最高(30.05)，且远高于其他处理。

3 讨论

3.1 施钾对火龙果养分含量的影响

火龙果在贵州多栽种于瘠薄土壤上，作为多年生浅根系植物，外源养分补充不足容易造成原本贫瘠的土壤更加缺乏植物必要的养分元素。茎蔓中养分储备状况是影响结果量的重要因素之一，施氮可以促进火龙果树体对氮、钾素吸收，果实钾含量随施氮量的增加先降低后增加[11]。试验结果显示，中肥力果园中火龙果茎蔓的氮磷钾比例大致为5∶1∶13，果肉、果皮及全果的氮钾含量最高的处理均为K2(中钾量处理，纯钾300 g/桩)；低肥力果园茎蔓的氮磷钾比例大致为2∶1∶8。中、低肥力果园中，火龙果果肉、果皮及全果的氮磷钾养分浓度均以K2最高，可见土壤肥力状况高低不仅直接影响火龙果茎蔓中氮磷钾比例，还影响果实中矿质养分的积累程度。火龙果茎蔓、果肉与果皮的氮磷钾的浓度均表现为钾>氮>磷，充分说明火龙果属于高钾植物。从火龙果结构部位氮磷钾的含量看，氮含量表现为茎蔓>果肉>果皮，而钾含量为果皮>茎蔓>果肉。中、低肥力果园施用钾肥会显著促进火龙果茎蔓中相应钾含量的增加。有学者研究发现[12-13]，果实的养分带走量可以表征柑橘的肥料需要量，因此可将“以果定肥”作为柑橘果树推荐施肥方法。火龙果植株形态特殊，仅通过茎蔓修剪和果实采摘带走养分，缺素与足量养分供应的条件下其茎蔓、果实中养分差异性显著，根据单位果实产量的养分携出量和目标产量推荐法，也可将“以果定肥”作为生产中指导火龙果施肥依据之一。在生产中，每年需大量修剪部分萌发新芽和结果量较低的2年生以上老枝条，以减少植株体无效养分消耗和促进结果枝的营养积累从而提高产量品质，今后将结合茎蔓的修剪对火龙果周年养分分配开展进一步研究。

3.2 施钾对火龙果产量与品质的影响

合理施用肥料能明显改善土壤肥力状况，通过施用钾肥，促进植株叶片光合能力，增加苹果等的单果质量和产量[14]。化肥配施对火龙果单果重量和果实品质具有一定的影响[15]。通过连续3年田间试验结果表明，中、低肥力果园中，随施钾量增加，火龙果产量均呈先升高后降低趋势，说明钾肥供应显著影响火龙果的产量，这与前人在其他果树上的研究结果一致[16]。

除产量外，果实品质优良是果树生产管理更重要的方面。火龙果多批次结果，施肥量与各批次的品质指标相关性具有一定差异[17-18]。研究以盛果期果实进行品质分析，在中、低肥力果园，施用钾肥均对火龙果果实纵横径、果形指数无显著影响。钾是多种酶的活化剂，参与糖和淀粉的合成、运输和转化，促进果实中糖分的积累[19-20]，但钾素供应过多或过少，均会降低库中磷酸蔗糖合成酶活性，不利于果实含糖量的增加[21]。研究中，中肥力果园，钾素供应缺乏不利于火龙果果实中可溶性总糖和可滴定酸含量提升，但有利于维生素C含量的增加；过多施钾在降低果实中可滴定酸含量的同时也降低果实维生素C含量；在低肥力果园，果实中可滴定酸、维生素C含量随施钾量增多而逐渐提高。实际生产中也应注意氮钾肥的科学配比，以达到增产提效的目的。

4 结论

定量分析钾素供应对火龙果养分分配及产量品质的影响表明，中、低肥力土壤果园施钾肥能保证火龙果较高的产量和果实品质，各施钾处理中、低肥力土壤果园火龙果产量较未施钾肥处理分别提高4.8%～21.66%、20.72%～26.35%。火龙果各器官氮、磷、钾养分积累均随施钾量的增加呈先升后降趋势，茎蔓、果肉和果皮中的养分含量均表现为钾>氮>磷。施用钾肥能够促进火龙果果实维生素C含量的积累，提升果实的可溶性糖含量。适宜的钾肥推荐施用量为300 g/桩。