含钙镁硅硝基复合肥对纽荷尔脐橙增产提质效应的研究

马彦平, 周忠雄, 杨国富, 刘 哲, 王晓明, 朱盼盼

(1.上海化工研究院有限公司 上海 200062;2.湖北凯龙楚兴化工集团有限公司 湖北荆门 448000;3.农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室/华中农业大学微量元素研究中心 湖北武汉 430070)

脐橙起源于中国,后经多个国家种植转化[1]。脐橙在我国的种植面积广泛,早在2011年,我国脐橙种植面积就达350 700 hm2,居世界第一位,产量约4 300 kt/a[2]。脐橙作为我国主要的水果之一,其产量与品质备受关注。赣南是我国主要的脐橙产区之一,2020年统计数据表明,赣州脐橙年产量1 378 kt[3]。赣南脐橙也因其风味独特备受消费者青睐,因此其品质逐渐成为人们关注的重点。

中微量元素是植物生长发育不可或缺的营养元素,根据作物最小养分律,保持作物营养均衡对提高农作物产量与改善农产品品质起到十分重要的作用。据统计,全世界缺乏中微量元素的土壤面积达25亿hm2,而我国大部分中低产田存在中微量元素缺乏的问题[4]。近年来,我国赣南脐橙产区在经过了多年大量元素化肥不断投入且对中微量元素的补充缺乏重视的情况下,土壤中中微量元素缺乏问题日趋突出。研究表明,中微量元素中的钙、镁、锌、硼、铁是影响脐橙果实品质的关键因子[5]。通过施用钙素可以提高纽荷尔脐橙的单果质量、可食率、可溶性固形物和可溶性糖的含量[6];镁可以增大脐橙果实的纵横径以提高果实产量,还可以提高果实的可溶性固形物、维生素C(Vc)含量,增加果实可食率[7];硅作为有益元素,可提高果实的单果质量,增大果实直径,改善果实硬度和着色,显著提高果实矿质元素、蛋白质和糖的含量,提升果实产量和品质[8]。因此,注重并科学施用中微量元素,做好中微量元素与大量元素之间的协同配合,是当下提高脐橙产量、改善脐橙品质的一个重要途径。

本研究以纽荷尔脐橙为试验对象,通过施用含钙镁硅硝基复合肥,探讨施用中微量元素对脐橙果实产量及品质的影响,旨在优化脐橙的肥料施用方案,为实现脐橙优质高产、提高经济效益提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

2022年3月,在江西省赣州市柑桔科学研究所脐橙基地开展田间试验。

试验地位于江西省赣州市中南部,具有发展脐橙得天独厚的自然条件。该区域地处亚热带南部,属常绿阔叶林生物气候带,地带性土壤为红壤,土壤呈酸性,盐基饱和度低,养分缺乏。试验前采集试验地土壤,用常规方法分析其部分理化性状,见表1。

表1 供试土壤部分理化性状

从表1可看出,供试土壤交换性镁属于极缺乏,有机质、交换性钙、有效锰、有效硼、有效锌、有效铜为缺乏,土壤pH过低。

1.2 供试作物

纽荷尔脐橙,树龄3年。

1.3 供试肥料

有机肥:执行行业标准《有机肥料》(NY/T 525—2021),w(总养分)≥7.0%,w(有机质)≥60%。

复合肥料A:执行国家标准《复合肥料》(GB/T 15063—2020),w(总养分)≥34%,N-P2O5-K2O=16-6-12。

复合肥料B:执行国家标准GB/T 15063—2020,w(总养分)≥45%,N-P2O5-K2O=15-15-15。

含钙镁硅硝基复合肥Ⅰ:执行国家标准GB/T 15063—2020,w(总养分)≥45%,N-P2O5-K2O=15-15-15,w(硝态氮)≥7%,w(有效钙)≥1.5%,w(有效镁)≥1.5%,w(有效硫)≥2%,w(有效硼)≥0.2%,w(有效锌)≥0.2%,w(有效硅)≥0.1%,湖北凯龙楚兴化工集团股份有限公司。

含钙镁硅硝基复合肥Ⅱ:执行国家标准GB/T 15063—2020,w(总养分)≥45%,N-P2O5-K2O=15-5-25,w(硝态氮)≥7%,w(有效钙)≥1.5%,w(有效镁)≥1.5%,w(有效硫)≥2%,w(有效硼)≥0.2%,w(有效锌)≥0.2%,w(有效硅)≥0.1%,湖北凯龙楚兴化工集团股份有限公司。

含钙镁硅硝基复合肥Ⅲ:执行国家标准GB/T 15063—2020,w(总养分)≥38%,N-P2O5-K2O=18-8-12,w(硝态氮)≥7%,w(有效钙)≥1.5%,w(有效镁)≥1.5%,w(有效硫)≥2%,w(有效硼)≥0.2%,w(有效锌)≥0.2%,w(有效硅)≥0.1%,湖北凯龙楚兴化工集团股份有限公司。

尿素:执行国家标准《尿素》(GB/T 2440—2017),w(N)≥46%。

磷酸二铵:执行国家标准《磷酸一铵、磷酸二铵》(GB 10205—2009),w(总养分)≥64%,N-P2O5-K2O=18-46-0。

硫酸钾:执行国家标准《农业用硫酸钾》(GB/T 20406—2017),w(K2O)≥50%。

1.4 试验设计

试验采用单因素设计,设置3个处理,分别为不施肥(T1)、习惯施肥(T2)、试验施肥(T3)。每个处理设置3个重复,每个重复6棵脐橙树,面积约162 m2。

T1:不施用任何肥料。

T2:3月8日,每株施5 kg有机肥、500 g复合肥料A,沟施;5月27日,第一次追肥,每株施300 g复合肥料B,撒施;7月20日,第二次追肥,每株施尿素100.65 g、磷酸二铵54.35 g、硫酸钾190 g,撒施;8月15日,第三次追肥,每株施硫酸钾80 g,撒施。

T3:3月8日,每株施5 kg有机肥,沟施;4月15日,第一次追肥,每株施50 g含钙镁硅硝基复合肥Ⅰ,沟施;4月24日,第二次追肥,每株施500 g含钙镁硅硝基复合肥Ⅱ,沟施;5月27日,第三次追肥,每株施300 g含钙镁硅硝基复合肥Ⅱ,沟施;7月20日,第四次追肥,每株施200 g含钙镁硅硝基复合肥Ⅲ,沟施。

沟施为条状开沟施肥方式,沿脐橙树滴水线两侧,挖一条条状沟,在条状沟内施肥,然后覆土。各试验处理水分、病虫害管理与果园其他果树保持一致。

1.5 测定项目与方法

2022年12月8—9日,对供试脐橙进行收获。收获前,统计每株脐橙树的挂果数,然后每株脐橙树按树冠东、南、西、北四个方位随机采摘代表性果实4个,每个重复5株脐橙树共采摘果实20个,标记后立即带回实验室冷藏。

测定项目包括果实的产量及品质指标,如可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖、Vc含量以及可食率、固酸比、糖酸比、单果质量、横径、挂果数等。可溶性固形物和可滴定酸含量依据《柑桔鲜果检验方法》(GB/T 8210—2011)中的方法进行测定[9];可溶性糖含量依据《水果及制品可溶性糖的测定 3,5-二硝基水杨酸比色法》(NY/T 2742—2015)中的方法进行测定[10];Vc含量依据《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》(GB 5009.86—2016)中的第三法进行测定[11];可食率=可食部分质量/全果质量,采用电子天平测定质量后计算;果实的横径采用游标卡尺测量;单果质量采用电子天平称量;可溶性固形物含量与可滴定酸含量的比值为固酸比,可溶性糖含量与可滴定酸含量的比值为糖酸比。

1.6 数据分析

试验数据统计采用Microsoft Office Excel 2016处理,方差分析采用专业统计软件处理。

2 结果与分析

2.1 含钙镁硅硝基复合肥对纽荷尔脐橙产量指标的影响

挂果数、单果质量、横径是衡量脐橙产量、外观质量及果型的重要指标。国家标准《脐橙》(GB/T 21488—2008)中规定[12],同等别果依据果实横径大小可分为4L、3L、2L、L、M、S等6个级别,横径70.0～75.0 mm的为M级(也称标准果),75.0～80.0 mm的为L级(也称优质果),80.0～85.0 mm的为2L级(也称精品果)。

从表2可以看出:T3处理的挂果数、单果质量、横径都优于T2、T1处理的;T3处理的挂果数较T1、T2处理的有显著增加,较T2处理的增加幅度为15.62%;3个处理间单果质量差异不显著;T3处理的果实横径较T1处理的显著提高11.34%,较T2处理的提高6.73%,T2处理的果实横径与T1处理的差异不显著;T3处理的果实横径跨入了优质果范围,T2处理的为标准果。

表2 不同施肥处理的脐橙产量及果型指标

2.2 含钙镁硅硝基复合肥对纽荷尔脐橙营养品质的影响

脐橙营养品质包括可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸和Vc含量。从表3可以看出:T3处理的可溶性固形物、可溶性糖、Vc含量都优于T1、T2处理的;T3处理的可溶性固形物含量较T1、T2处理的分别显著提高46.08%、15.50%;T3处理的Vc含量较T1、T2处理的分别显著提高23.11%、15.90%,T2处理与T1处理间差异不显著;3个处理间可溶性糖含量差异不显著;T3处理的可滴定酸含量较T1、T2处理的分别显著降低43.24%、39.09%,T2处理与T1处理间差异不显著。

表3 不同施肥处理的脐橙营养品质指标

2.3 含钙镁硅硝基复合肥对纽荷尔脐橙风味品质的影响

风味是受果实中糖酸比、固酸比等综合影响形成的,脐橙的可食率同样是非常重要的风味品质指标。从表4可以看出:T3处理的固酸比、糖酸比、可食率都显著优于T1、T2处理的;T2、T1处理间的糖酸比差异不显著;T3处理的可食率较T1、T2处理的分别显著提高13.70%、7.35%。

表4 不同施肥处理的脐橙风味品质指标

3 讨论

脐橙的优质高产需要中微量元素的参与,不同的中微量元素在脐橙的生长发育过程中发挥不同的作用,对脐橙品质的影响也不同。韩艳婷[13]的研究发现,施用镁肥可通过提高果实的可溶性固形物、果糖、总糖含量以及糖酸比,降低可滴定酸含量来改善果实品质。施用钙肥也能提高果实单果质量及产量,还可降低果实的酸度,提高果实的糖酸比及Vc含量[14]。同样,施用硼肥和锌肥也可提高脐橙的可溶性固形物和Vc含量[15]。硅不是脐橙必需的微量元素,却是脐橙生长发育的有益元素,其可以强化细胞壁,维持细胞内部离子平衡来稳定细胞及细胞器的正常结构,促进胁迫诱导物质的合成,参与植物体内许多生理代谢过程,还可改善植株对矿质营养的吸收,增强植物的抗逆性[16-17]。有研究表明[18],增施硅肥可以提高番茄单果质量、果实硬度及增加可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白、Vc、番茄红素、类黄酮、总酚和游离氨基酸含量,提高番茄产量与品质。

本试验结果表明,相比较于习惯施肥,含钙镁硅硝基复合肥的施用可显著提高脐橙的挂果数,进而提高脐橙产量。从品质指标来看,相比较于习惯施肥,含钙镁硅硝基复合肥的施用可显著提高脐橙的可溶性固形物、Vc含量,显著降低脐橙的可滴定酸含量,显著提高果实的糖酸比和固酸比,增加脐橙的可食率。本试验只进行了一年,结果可能有一定的局限性,关于不同中微量元素影响脐橙产量及品质的协同作用仍有待于进一步研究。

4 结语

研究结果表明,与不注重中微量元素补充的习惯施肥相比,施用含钙镁硅硝基复合肥可提高脐橙的挂果数,还可提高脐橙的可溶性固形物、Vc含量,降低脐橙的可滴定酸含量,提高果实的糖酸比与固酸比,增加脐橙的可食率,改善果实品质。因此,可通过施用含钙镁硅硝基复合肥来提高脐橙的产量与品质。