不同施肥处理对红玉杧及土壤的影响

康专苗，何凤平，刘清国，黄 海，李向勇，张 燕，朱文华， 王代谷，黄建峰，党志国，龚德勇*

（1.贵州省农业科学院亚热带作物研究所，贵州 兴义 562400；2.中国热带农业科学院热带作物品种 资源研究所，海南 儋州 571737；3.贵州南亚热作农业发展有限公司，贵州 兴义 562400）

杧果（Mangifera indica）为热带多年生常绿果树，因其香味独特，果肉细嫩，享有“热带果王”的美称[1-3］。全世界种植杧果的国家达80余个，而中国的种植面积仅次于印度[4］，种植面积30万hm2，广西、云南、海南、四川、贵州是我国杧果的主产区。贵州近几年在产业结构调整当中，发展力度较大，在贵州南亚热带区域种植面积达1.2万hm2，已逐步成为贵州最具代表性的热带水果[5-6］。随着种植面积的不断扩大，杧果的合理施肥显得越来越重要，也是发展热带优质水果面临的紧迫任务[7］。由于贵州杧果产业发展起步晚，生产技术相对落后，土壤肥力相对较低，种植户在管理上重氮肥、轻钾肥及其他微肥的施用，导致杧果产量、品质相对较低。硫酸钾肥是补充钾的优质肥料，在提升作物产量和品质上应用较广。而海藻肥是从海藻中提取一定的活性物质后，经科学加工而成的生物肥料[8］，对改善土壤环境，提高作物产量和改善品质均有很好的效果，但是海藻肥在杧果上的使用研究报道较少。本研究针对贵州中晚熟杧果红玉杧的施肥管理现状，在常规施肥的基础上增施硫酸钾肥和海藻肥后，探索不同施肥方案对树体生长、叶片和果实养分及品质、土壤理化性质的影响，为贵州红玉杧产量和品质的提升提供参考思路。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

田间试验于2018年9月～2019年8月进行，试验 地位于贵州省黔西南布依族苗族自治州兴义市田房村杧果种植基地（104°59′23.6″E，24°52′46.2″N），试验地海拔780 m，年均气温20.25℃，≥10℃积温7298℃，全年日照时数1636 h，年降水量1535.5 mm，全年无霜。土壤类型为黄壤，质地较黏，试验前土壤肥力状况为：有机质2.94%、全氮1150 mg/kg、有效磷17.32 mg/kg、速效钾12.51 mg/kg、交换性钙1093.50 mg/kg、交换性镁102.50 mg/kg、有效铁6.62 mg/kg、有效锰7.22 mg/kg、有效铜1.06 mg/kg、有效锌4.19 mg/kg、pH 4.55。供试材料为5年生红玉芒，株行距为4 m×3 m，树体生长良好，植株大小较为一致。

1.2 试验设计

试验设3个处理，对照处理（CK）按照果园的常规施肥，施肥方案为复合肥（N 15%、P2O515%、K2O 15%）1200 g/株+尿素（N 46.4%）400 g/株，复合肥在采果后、开花前、谢花后50 d 3个时间段按400 g/株平均施用，尿素在采果后和开花前2个时间段按200 g/株平均施用；T1处理，在对照处理的施肥方案上增施硫酸钾肥（K2O 50%）250 g/株，硫酸钾肥施用时间为谢花后50 d随复合肥一起施用；T2处理，在对照处理上增施硫酸钾肥250 g/株和海藻肥（N 2.5%、P2O51.5%、K2O 4.5%）500 g/株，硫酸钾肥在谢花后50 d施用，海藻肥在开花前、谢花后50 d两个时间段按250 g/株 兑水稀释后灌根施用。海藻肥有机质含量40%，铁+ 锰+铜+锌≥20 g/kg。施肥方法为树体两边条状沟施，3个处理的灌溉量相同，其他管理按果园常规管理方法进行，每个处理选取长势一致的15株树，每个小区5株树，重复3次，随机区组设计。

1.3 样品采集

果实成熟时测量每株树的茎粗、产量，同时在每株树的东、南、西、北4个方向各采集1个果实以及成熟的第一蓬（杧果叶片呈蓬次生长，第一蓬叶片指顶端一蓬叶片）和第二蓬叶（顶端一蓬叶片下方的叶片）各3片，每个小区采集1个混合样，共采集20个果实，第一蓬叶和第二蓬叶各60片。采集的果实和叶片清洗干净后用干毛巾擦干，果实先测其单果重，然后随机选取15个果实组成混合样进行杧果品质检测；另外5个果实样品用小刀切成小块，再将果实和叶片样品共同在105℃下杀青30 min，最后在65℃下恒温烘干，粉碎过1 mm筛，保存备用。试验前采集试验区土壤样品，果实采收后分小区在杧果树的施肥沟区域各采集1个土壤混合样本，风干后过1 mm筛保存备用。

1.4 各项目指标测定方法

采用游标卡尺在树干离地15 cm处测量茎粗，分别在试验前和采果时测量，计算试验期间各株的茎粗增量；每株树果实采收后称量其重量测出单株产量；随机称取20个杧果的重量，以其平均值作为果实单果重量；果实品质指标粗纤维、可溶性糖、水分、可溶性固形物、总酸、维生素C、总灰分、糖酸比、固酸比参照谢若男等[9］和康专苗等[10］分析杧果品质的试验方法；叶片和果实中氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、铜、锌等元素含量参照严江勤等[11］分析油茶叶片养分的分析方法，土壤有机质、pH、全氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌等含量参照王晓荣等[12］、吴昊等[13］分析森林土壤理化性质的方法。

1.5 数据处理与统计分析

试验数据采用Excel 2010、SPSS 19.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对红玉杧树体及产量的影响

由表1可知，不同施肥处理红玉杧的茎粗增量表现为T2＞T1＞CK，增量分别为15.66、15.38、13.84 mm，且T1、T2处理间差异不显著，但均显著高于CK处理。平均单果重最大的是T2处理，为530 g，其次是T1处理，为511 g，最小的是CK处理，为471 g，T2处理显著大于T1和CK处理，T1处理显著大于CK处理。单株产量最大的是T2处理，为18.84 kg/株，其次是T1处理，为18.29 kg/株，但T1、T2处理间差异不显著，最小的是CK处理，为15.82 kg/株，T1、T2处理显著大于CK处理，T1、T2处理单株产量增幅分别为15.61%、19.09%。

表1 不同施肥处理对红玉杧茎粗增量、 单果重量、单株产量的影响

2.2 不同施肥处理对红玉杧果实品质的影响

施肥是决策杧果品质的主要因素，由表2可知，红玉杧粗纤维含量最高的是T1处理，为1.10%；T2处理的粗纤维含量相对较低，T1处理显著高于T2处理，但T1和T2处理均与CK处理间差异不显著。可溶性糖含量最高的为T2处理，为136.30 mg/g；其次是T1处理，最低的是CK处理，为91.60 mg/g；T2处理显著高于T1和CK处理，T1处理显著高于CK处理；可溶性糖含量T1和T2处理比CK处理分别提高了23.91%和48.80%。可溶性固形物含量最高的是T2处理，为16.92%；T2处理显著高于T1和CK处理，比CK处理高8.95%；但T1和CK处理差异不显著。T1处理水分含量显著高于T2处理，但T1和T2处理均与CK处理差异不显著。3个施肥处理的总灰分含量差异不显著。总酸含量最高的是CK处理，为3.43 g/kg；最低的是T2处理，为1.19 g/kg；CK处理显著高于T1、T2处理，但T1、T2处理间差异不显著，T1、T2处理比CK处理分别降低了60.35%、65.31%。维生素C含量、糖酸比、固酸比最高的均是T2处理，分别为405.00、119.08、147.24；最低的是CK处理，分别为234.17、26.96、45.85；且T2处理显著高于T1和CK处理，T1处理显著高于CK处理。T1、T2处理维生素C含量比CK处理分别提高了49.25%、72.95%；糖酸比较CK处理分别提高了213.72%、341.69%；固酸比较CK处理分别提高了115.27%、221.13%。

表2 不同施肥处理对红玉杧果实品质的影响

2.3 不同施肥处理红玉杧果实品质的主成分分析

利用主成分分析法分析了3个不同施肥处理红玉杧果实的9个品质指标，从表3可以看出，前2个主成分累积方差贡献率达100.000%（达到85%以上，符合要求），表明9个品质指标的贡献率较集中，累积方差贡献率增长非常明显，其中PC1、PC2的贡献率分别为65.775%、34.225%。由表4可以看出,原始变量与前2个主成分之间的相关性，PC1主要代表杧果的甜度因子，包括可溶性糖、可溶性固形物、总酸、维生素C、糖酸比、固酸比，其载荷值分别为0.992、0.889、-0.830、0.944、0.961、0.941；PC2主要代表杧果的营养因子，包括粗纤维、水分和总灰分，其载荷值分别为0.724、0.860和0.991。

表3 各主成分的特征值及方差贡献率

表4 不同品质指标变量的因子载荷值

红玉杧不同施肥处理果实品质主成分综合得分见表5。可以看出，其综合得分大小顺序为T2、T1、CK处理，其得分分别为1.21、1.07、-2.28，表明T2处理中红玉杧果实品质最好，主要表现在红玉杧的可溶性糖含量高，粗纤维和水分含量较低；而CK处理中红玉杧果实品质不如T1、T2处理，主要表现为总酸含量较高。

表5 不同施肥处理红玉杧果实品质主成分 分析因子分值及综合得分

2.4 不同施肥处理对红玉杧叶片及果实矿质元素的影响

由表6可知，在第一蓬叶中矿质元素氮、磷、钾含量均为T2＞T1＞CK，T2处理氮、磷、钾含量分别为17.67、1.11、11.66 g/kg；其中氮、磷含量在3个处理之间差异不显著，T1和T2处理钾含量显著高于CK处理，但T1和T2处理差异不显著。钙含量最高的是CK处理，为21.57 g/kg；CK处理显著高于T1处理，但CK和T1处理均与T2处理差异不显著。镁含量最高的是T1处理，为1.88 g/kg；T1显著高于CK处理，但T1、T2处理差异不显著。微量元素铁含量最高的是CK处理，为50.90 mg/kg；锰、铜、锌含量最高的均是T2处理，分别为1084.72、10.32、25.78 mg/kg；但微量元素铁、锰含量在3个处理间差异不显著；T2处理铜、锌含量显著高于CK处理。

表6 不同施肥处理对红玉杧果实和叶片养分含量的影响

在第二蓬叶中氮含量最高的是T1处理，为19.41 g/kg；磷、钾含量均为T2＞T1＞CK，T2处理磷、钾含量分别为1.16、11.19 g/kg；其中氮含量T1和T2处理均显著高于CK处理，磷、钾含量在3个处理间差异不显著。钙含量最高的是CK处理，为20.32 g/kg；CK处理显著高于T1、T2处理，但T1和T2处理间差异不显著。镁含量最高的是T1处理，为2.25 g/kg；T1显著高于CK和T2处理，但CK和T2处理间差异不显著。微量元素铁含量最高的是T1处理，为49.04 mg/kg；微量元素锰、铜、锌含量最高的均是T2处理，分别为1105.26、9.72、26.20 mg/kg；但微量元素铁、锰、铜、锌含量在3个处理间差异不显著。

果实中氮含量最高的是T2处理，为5.45 g/kg；磷、钾、钙、镁含量最高的是CK处理，分别为0.62、14.64、1.00、0.44 g/kg；但是氮、磷、钙、镁含量在3个处理间差异均不显著。微量元素铁、锰、铜、锌含量最高的均是CK处理，分别为120.37、59.04、8.72、4.84 mg/kg；其中果实中铁含量表现为CK处理显著高于T1、T2处理，但T1与T2处理间差异不显著；果实中锰、锌含量在3个处理间差异不显著；果实中铜含量表现为CK处理显著高于T1处理。

2.5 不同施肥处理对土壤理化性质的影响

由表7可知，不同施肥处理间土壤pH差异不显著。土壤有机质含量最高的是T2处理，为59.91 g/kg，显著高于CK和T1处理，比CK处理增加106.73%，但CK和T1处理间差异不显著。土壤全氮、碱解氮含量最高的均是T2处理，分别为1.70 g/kg、59.75 mg/kg，最低的是CK处理，分别为0.51 g/kg、18.06 mg/kg；T1、T2处理的土壤全氮、碱解氮含量显著高于CK处理，土壤全氮含量表现为T1、T2处理比CK处理分别提高了147.06%、233.33%；碱解氮含量表现为T1、T2处理比CK处理分别提高了154.10%、230.84%。土壤有效磷含量最高的是CK处理，为37.02 mg/kg，最低的是T2处理，为2.67 mg/kg；CK、T1处理间差异不显著，但CK、T1处理均显著高于T2处理，T2处理有效磷的含量比CK处理降低了92.78%。土壤速效钾含量T1、T2处理均显著高于CK处理，分别比CK处理提高了789.01%、782.08%。T2处理土壤交换性钙、有效铁含量显著高于T1和CK处理，T1处理显著高于CK处理。T1、T2处理土壤交换性镁含量均显著高于CK处理。T2处理土壤有效锰含量显著高于CK处理，但T2和CK处理均与T1处理差异不显著。T2处理土壤有效铜含量显著高于T1和CK处理。T1、T2处理土壤有效锌含量差异不显著，但两者显著高于CK处理。

表7 不同施肥处理对土壤理化性质的影响

2.6 不同施肥处理对红玉杧经济效益的影响

从表8可知，增施硫酸钾肥和海藻肥后红玉杧的总产值增加比较明显，主要是由于产量的提高导致总产值和纯收益提高，其中T1、T2处理总产值比CK处理分别提高了15.55%、19.08%。从肥料成本来看，T1、T2处理有所增加，肥料投入在当地属于较高水平，扣除当年的劳务、农药等成本后，增施硫酸钾和海藻肥后，T1、T2处理的每公顷纯收益比CK处理分别提高了22.56%、25.37%。根据联合国粮农组织VCR（vario-cost ratio，指施肥后增加农产品所得价值与施肥增加开支的比值）的计算方法，VCR＞2就具有经济合理性，增施硫酸钾肥和海藻肥后，T1、T2的VCR 值分别为12.12、5.53，从产投比而言是划算的。

表8 不同施肥处理对红玉杧经济效益的影响

3 讨论

3.1 不同施肥处理对红玉杧产量和品质的影响

合理施肥是杧果获得高产、品质提升的关键因素，前人研究结果表明，每生产1000 kg杧果，需要N 1.74 kg、P2O50.23 kg、K2O 2.00 kg，果实对钾的需求量较高，因此在生产上杧果施肥时氮、磷、钾含量一般按1∶0.5∶（0.5～1）的配比施用[14］，本研究中3个处理的施肥方案基本符合前人推荐的方法。钾是作物正常生长发育的主要矿质元素之一[15-16］，可以促进光合产物的运输，提高果实的品质，是典型的品质元素[17］。海藻肥从海藻当中提取一种活性海藻成分，富含活性因子、氨基酸、矿物质以及植物生长激素，可以增强作物的抵抗力，提高作物产量，改善作物品质[18］。刘刚等[19］采用海藻肥对洋香瓜进行了试验，结果表明，增产效果明显，果实品质得到显著改善。杨祥田 等[20］在蔬菜上应用海藻肥，蔬菜的产量和品质均有所提升。赵建锋等[21］、董华芳等[22］在草莓上施用海藻肥，对草莓的可溶性糖和可溶性固形物含量增加效果明显。本试验增施硫酸钾肥和海藻肥，对果树产量和果实品质均有显著的效果，T1、T2处理单株增产分别达15.61%、19.09%。主成分分析结果表明T2处理的得分最高，杧果果实品质最好。杧果的产量主要由挂果数量和单果重构成，从本试验处理来看，由于钾肥可以增强杧果的抗性，能促进树体生长，促进开花结实，提高坐果率，从而使T1、T2处理红玉杧平均单果重量和单株产量均有明显增加；同时钾元素是品质元素，对杧果可溶性糖、可溶性固形物、维生素C的含量的增加均具有显著效果。而海藻肥中富含大量营养物质和有效成分，包括氮、磷、钾等无机元素，微量营养元素以及一定数量的氨基酸、蛋白质、维生素、脂类、甜菜碱、海藻多糖、海藻盐和植物生长激素等有机成分，这对改善果实品质和增加单株产量也有一定的促进作用。因此，增施钾肥和海藻肥对红玉杧产量、品质以及总产值均有显著的提升效果，这与李淑平等[17］、赵建锋等[21］在其他水果上的试验研究结果类似。

3.2 不同施肥处理对红玉杧树体矿质养分的影响

矿质营养是果树生长发育、产量形成和品质提高的物质基础，对果树生理代谢、生长、结果起着极其重要的作用。通过合理的施肥可以及时补充果树所需要的矿质营养成分，而叶片中各矿质营养成分含量是反映树体养分状况的最重要指标，通过检测叶片和果实中各养分含量状况，可以看出杧果营养的丰缺状况。本试验在常规施肥的基础上增施钾肥和海藻肥，研究结果表明，在叶片中钾、镁、铜、锌含量都能得到明显的改善，显著高于CK处理；但是钙含量CK处理显著高于增施钾肥的处理，可能是增施钾肥后，钙和钾互相拮抗，抑制了树体对钙的吸收。但是在果实中除氮元素外，CK处理的养分含量均高于T1、T2处理，这可能是增施硫酸钾和海藻肥后，土壤中的钾、钙、镁及其他微量元素含量偏高，相互间产生了部分拮抗作用，导致T1、T2处理果实中各养分含量低于CK处理；也可能是金属元素吸收到叶片后，在叶片中移动性较差，导致转移到果实中的含量偏低。

3.3 不同施肥处理对土壤理化性质的影响

土壤理化性质是反映土壤肥力的关键指标，土壤理化性质不仅会影响土壤的供肥能力和植物的吸收效率，同时对土壤中微生物多样性也有很重要的作用。本研究中增施硫酸钾和海藻肥后，土壤中的有机质、全氮、碱解氮、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效铁、有效锌含量增加效果明显，尤其是T2处理同时增施硫酸钾肥和海藻肥后，土壤中的有机质比CK处理增加了106.73%，速效钾含量比CK处理提高了782.08%，这与臧小平等[7］在海南贵妃芒上的试验结果类似。但是T2处理的有效磷含量却比CK处理降低了92.78%，而T1处理只增加硫酸钾肥后有效磷的含量变化不明显，这可能是T2处理中海藻肥含有的钙、镁及微量元素高，造成了可溶性磷酸盐的固定，也有可能是T2处理中钾含量过高，促进了根系活力，加速了相关酶的分泌，促进了根系对磷的吸收，因而土壤中的有效磷不能及时补充而降低[23］，具体原因还需进一步研究。

4 结论

合理的施肥方案是提高产量、品质的重要途径，硫酸钾肥是改善果实品质的优质肥料，在果实生长发育膨大期，增施硫酸钾对果实甜度和口感均有很好的改善，前人在杧果上也进行了大量的试验。而海藻肥作为一种新型生物肥料，在果树上的应用也比较广泛，本研究通过灌根的方式使用在杧果上，对果实品质和土壤有机质含量均有很大的改善。本研究的施肥方案，投入成本虽然增加比较大，但是果实产量和品质提升均较大，从VCR来看，产投也是合理的，下一步还将对海藻肥在红玉杧上的施肥方案进行深入研究和探讨。