潘麗珊,任春光,楊 瑞,蘇文文,吳佳偉,吳 迪,李葦潔
(1.貴州大學(xué) 林學(xué)院,貴州 貴陽 550005;2.貴州省山地資源研究所,貴州 貴陽 550005)
獼猴桃Actinidiaspp.為獼猴桃科Actinidiaceae獼猴桃屬Actinidia的多年生落葉藤本植物,是20世紀(jì)人類馴化最成功的4 種果樹之一[1]。獼猴桃果實(shí)質(zhì)地柔軟,細(xì)嫩多汁,口感宜人,集菠蘿、草莓、香蕉三者口味于一體。除含有大量的糖、蛋白質(zhì)、天然肌醇等多種有機(jī)物和人體必需的多種氨基酸外,獼猴桃果實(shí)還含有豐富的維生素C、維生素A、維生素E 以及鉀、鎂、纖維素等[2],是一種營養(yǎng)價(jià)值極高的水果,被譽(yù)為“水果之王”。獼猴桃果實(shí)除鮮食外還可用來加工,受到越來越多消費(fèi)者的喜愛。獼猴桃栽培歷史悠久,是高產(chǎn)值的重要果樹栽培品種,也是重要的森林資源開發(fā)果樹品種。據(jù)報(bào)道,貴州有獼猴桃34 個(gè)種和種下分類群[3],是中國獼猴桃分布中心之一,也是獼猴桃野生資源較豐富的?。▍^(qū))之一。
目前,貴州的獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,但在生產(chǎn)管理中普遍存在僅施復(fù)合肥和復(fù)合肥過量施用的情況,未科學(xué)應(yīng)用有機(jī)肥和微生物菌肥,忽視土壤有機(jī)質(zhì)和微生物的補(bǔ)充,導(dǎo)致獼猴桃園肥料利用效率不高、土壤有機(jī)質(zhì)含量不足、土壤酸化、果實(shí)品質(zhì)下降等問題日益凸顯[4-5]。施用有機(jī)肥是保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的有效措施之一。相關(guān)研究結(jié)果表明,有機(jī)肥養(yǎng)分全且肥力持久,不但能提升土壤肥力,而且因?yàn)槠漯B(yǎng)分多為有機(jī)結(jié)合態(tài),釋放養(yǎng)分與分解礦化過程協(xié)調(diào)進(jìn)行,與其他肥料配合施入,可顯著改善果實(shí)品質(zhì)[6-7]。同時(shí),施用有機(jī)肥可減少對周邊環(huán)境的影響,是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)自身物質(zhì)和能量循環(huán)的較好手段,是進(jìn)行資源再利用的有效途徑。菌肥屬于微生物肥料,施用菌肥有利于增加土壤微團(tuán)聚體的團(tuán)聚度,可直接或間接改良土壤環(huán)境,維持土壤根際微生物區(qū)系平衡,通過目標(biāo)微生物的生命活動(dòng),可增加植物養(yǎng)分的供應(yīng),提高植物的抗逆抗病能力,促進(jìn)植物生長,從而提升果實(shí)產(chǎn)量,改善果實(shí)品質(zhì)[8-9]。已有研究結(jié)果表明,施肥技術(shù)對果樹的果實(shí)性狀、礦質(zhì)元素含量及營養(yǎng)品質(zhì)有顯著影響[10-14]。有關(guān)在施用復(fù)合肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥和菌肥對獼猴桃果實(shí)外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)影響的研究報(bào)道較為鮮見。為實(shí)現(xiàn)通過按需施肥來調(diào)節(jié)果實(shí)品質(zhì)、培育高質(zhì)量果品的目標(biāo),亟待深入研究影響獼猴桃果實(shí)品質(zhì)等的相關(guān)因素。為給獼猴桃合理施肥提供理論參考,本研究中從果實(shí)營養(yǎng)角度出發(fā),分析不同施肥處理間果實(shí)形態(tài)、微量元素含量及內(nèi)在品質(zhì)的差異,篩選能促進(jìn)獼猴桃生長和提高其果實(shí)品質(zhì)的最佳處理。
試驗(yàn)地位于貴州省水城縣米籮鎮(zhèn)俄嘎村獼猴桃產(chǎn)學(xué)研基地,地理坐標(biāo)為104°58′01.39″E、26°24′53″N,海拔1 100 m。年平均降水量800~1 350 mm,年均日照1 560 h,年均有效積溫4 500 ℃,年均氣溫17.8 ℃,屬于溫涼濕潤的高原亞熱帶季風(fēng)氣候[15]。試驗(yàn)地土壤類型為壤土[16],土壤全氮含量為2.32 g/kg,堿解氮含量為123.4 mg/kg,有效磷含量為60.5 mg/kg,速效鉀含量為242.7 mg/kg,有機(jī)質(zhì)含量為52.6 g/kg[17]。
以基地內(nèi)8年生‘紅陽’獼猴桃植株為研究對象。
復(fù)合肥(云南云天化股份有限公司)的總養(yǎng)分含量不小于40.0%,硝態(tài)氮含量不小于13.0%,N、P2O5質(zhì)量比為30∶10,不含K2O;復(fù)合微生物菌肥(廣西恒飛農(nóng)業(yè)科技有限公司)的主要養(yǎng)分為魚蛋白、天然海藻多糖、酚類多聚合物;海藻甲殼素(廣西恒飛農(nóng)業(yè)科技有限公司)的海藻酸含量不小于50.0%,N、P2O5、K2O 總含量為6.0%;黃腐酸鉀(廣西恒飛農(nóng)業(yè)科技有限公司)的有機(jī)質(zhì)含量不小于70.0%,黃腐酸含量不小于50.0%,總養(yǎng)分含量不小于15.0%。
1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
隨機(jī)選取長勢一致、主干直徑相近的30 株果樹作為1 個(gè)試驗(yàn)小區(qū),共7 個(gè)試驗(yàn)小區(qū),包括6個(gè)處理和1 個(gè)對照(CK)。CK 為僅施復(fù)合肥,處理1 為施用復(fù)合肥、菌肥,處理2 為施用復(fù)合肥、海藻甲殼素,處理3 為施用復(fù)合肥、菌肥、海藻甲殼素,處理4 為施用復(fù)合肥、菌肥、黃腐酸鉀,處理5 為施用黃腐酸鉀、海藻甲殼素、菌肥,處理6 為施用復(fù)合肥、海藻甲殼素、黃腐酸鉀、菌肥。2020年4月18日(謝花后15~20 d),采用溝施方式,復(fù)合肥每株施用500 g,菌肥、黃腐酸鉀、海藻甲殼素均是每株施用250 g。各處理施肥后,管理方式一致。
1.3.2 樣品采集
2020年8月12日,從水平樹冠東、南、西、北4 個(gè)方向的果枝中部各隨機(jī)采摘果實(shí)1~2 個(gè),將各處理每株樹采摘的果實(shí)組成混合樣,并進(jìn)行標(biāo)記。
1.3.3 指標(biāo)測定
釆后,當(dāng)天將果實(shí)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,把每個(gè)混合樣分成3 份小樣,待果實(shí)可食即可用于檢測。使用電子天平測定單果質(zhì)量,使用游標(biāo)卡尺測定果實(shí)縱橫徑,計(jì)算果形指數(shù)(果實(shí)縱徑和果實(shí)橫徑的比值),每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測定10 次,取平均值。
使用WTY 手持測糖儀測定果實(shí)可溶性固形物含量,采用蒽酮比色法測定果實(shí)可溶性糖含量[18],采用氫氧化鈉滴定法測定果實(shí)可滴定酸含量[19],采用2,6-二氯酚靛酚法測定果實(shí)維生素C 含量[19];采用考馬斯亮藍(lán)G-250 法測定果實(shí)可溶性蛋白含量[20],使用奧普樂原子熒光分光光度計(jì)測定果實(shí)Ca、B、Zn、Mn 和Mg 含量。每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測定3 次,取平均值。
統(tǒng)計(jì)軟腐病發(fā)生率,計(jì)算糖酸比(可溶性糖含量和可滴定酸含量的比值)
使用Microsoft Excel 2010 軟件整理、計(jì)算數(shù)據(jù),使用SPSS 20.0 軟件分析處理數(shù)據(jù),采用Duncan 法對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn),使用Origin 軟件作圖。
不同施肥處理下獼猴桃果實(shí)的各外觀性狀指標(biāo)見表1。由表1可知,增施有機(jī)肥和菌肥處理中,獼猴桃果實(shí)的橫徑、縱徑、果形指數(shù)與對照的差異不顯著,但獼猴桃單果質(zhì)量在一定程度上有所提高。其中,處理2的單果質(zhì)量顯著增加(P<0.05),單果質(zhì)量為76.46 g,比對照增加了23.82%,然后依次是處理3、處理5、處理1 和處理4,單果質(zhì)量分別比對照增加了6.8%、2.6%、2.3%和1.2%,但是與對照均無顯著差異。
表1 不同施肥處理下獼猴桃果實(shí)的各外觀性狀指標(biāo)?Table 1 Various appearance indexes of kiwi fruit under different fertilization treatments
不同施肥處理下獼猴桃果實(shí)的各內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)見表2。由表2可知,處理2 的果實(shí)可溶性固形物含量與對照無顯著差異,其余各處理的果實(shí)可溶性固形物含量均顯著高于對照(P<0.05),處理3、處理5、處理4、處理6、處理1 的果實(shí)可溶性固形物含量分別比對照增加25.55%、23.09%、16.63%、16.23%、14.44%。各增施有機(jī)肥和菌肥處理的果實(shí)可溶性糖含量增加,其中處理2 的果實(shí)可溶性糖含量最高,然后依次是處理3、處理6,分別比對照增加了33.15%、32.43%和4.50%,以上3 個(gè)處理與對照均存在顯著差異(P<0.05),其余處理與對照無顯著差異。處理1 的果實(shí)可滴定酸含量最低,比對照顯著降低了23.85%;處理4 的果實(shí)可滴酸含量最高,比對照增加了20.18%,且差異顯著(P<0.05)。各增施有機(jī)肥和菌肥處理的果實(shí)糖酸比均高于對照,處理1、處理2 與對照有顯著差異(P<0.05),其余處理與對照均無顯著差異。各處理中果實(shí)維生素C 含量為1 049.5~1 344.83 mg/kg,其中處理6 的果實(shí)維生素C 含量最高,處理5 次之,再次是處理3,以上3 個(gè)處理均顯著高于對照(P<0.05),分別比對照增加了26.86%、24.21%和14.45%。各增施有機(jī)肥和菌肥處理的果實(shí)可溶性蛋白含量顯著高于對照,除了處理1 與處理2 間無顯著差異,其余各處理間均存在顯著差異(P<0.05),其中處理5 的果實(shí)可溶性蛋白含量最高,處理6 次之,分別為8.30、7.47 mg/g,分別比對照增加了468.49%和411.64%。
由表2可知,各增施有機(jī)肥和菌肥處理對獼猴桃果實(shí)中5 種微量元素含量的影響有差異。與對照相比,各增施有機(jī)肥和菌肥處理的果實(shí)鈣含量有增加的趨勢,其中處理4、處理5、處理6 與對照存在顯著差異(P<0.05)。處理4 和處理5 的果實(shí)鈣含量顯著低于對照,處理6 的果實(shí)鈣含量達(dá)164.45 μg/g,顯著高于對照,比對照增加了5.07%。處理6 的果實(shí)鋅含量顯著高于對照,較對照增加了5.44%,處理4 的果實(shí)鋅含量顯著低于對照,其余處理與對照無顯著差異。處理3、處理5 的果實(shí)錳含量與對照無顯著差異,其他處理的果實(shí)錳含量高于對照,且有顯著差異(P<0.05),其中處理4的果實(shí)錳含量最高,比對照增加了62.16%,處理2次之,比對照增加了40.54%,再次是處理1,比對照增加了31.08%。增施有機(jī)肥和菌肥后果實(shí)鎂含量有增加的趨勢,除了處理6 與對照無顯著差異,其他處理與對照均有顯著差異(P<0.05),處理2、處理4、處理3、處理1、處理5 的果實(shí)鎂含量分別比對照增加了72.13%、70.97%、43.01%、29.18%、3.40%。各增施有機(jī)肥和菌肥處理的果實(shí)硼含量均低于對照,且均與對照有顯著差異(P<0.05),其中處理6 的果實(shí)硼含量最低,僅為0.52 μg/g,比對照下降了76.89%。
表2 不同施肥處理下獼猴桃果實(shí)的各內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)?Table 2 The intrinsic quality indexes of kiwi fruit under different fertilization treatments
不同施肥處理下獼猴桃果實(shí)軟腐病的發(fā)病率如圖1所示。由圖1可看出,各處理的獼猴桃果實(shí)軟腐病發(fā)病率不同。各增施有機(jī)肥和菌肥處理的果實(shí)軟腐病發(fā)病率均比對照低,且差異顯著(P<0.05)。處理6 的發(fā)病率最低,為8.38%,比對照降低了41.07%,然后依次是處理5、處理2、處理1、處理3、處理4,分別比對照降低了38.12%、30.66%、25.11%、24.47%、18.50%。
圖1 不同施肥處理下獼猴桃果實(shí)軟腐病的發(fā)病率Fig.1 Incidence of soft rot of kiwifruit under different fertilization treatments
本試驗(yàn)中研究了施用復(fù)合肥的基礎(chǔ)上增施有機(jī)肥和菌肥對獼猴桃果實(shí)形態(tài)、果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)及采后果實(shí)軟腐病發(fā)生率的影響。研究結(jié)果表明,與對照相比,增施有機(jī)肥或菌肥會(huì)不同程度地增加獼猴桃的單果質(zhì)量,并顯著提高果實(shí)中鈣、鎂、錳等微量元素的含量,從而改善果實(shí)品質(zhì)。對各處理中獼猴桃果實(shí)性狀、果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)及采后果實(shí)軟腐病發(fā)病率等指標(biāo)進(jìn)行綜合比較的結(jié)果表明,增施菌肥、黃腐酸鉀及海藻甲殼素(處理6)的增質(zhì)效果最好。
微量元素在生物體內(nèi)含量雖然不高,但因其在生物體內(nèi)參與激素、酶和維生素等物質(zhì)的形成和活化而發(fā)揮重要的生物學(xué)功能,對于維持機(jī)體正常的生命活動(dòng)起重要作用[21-22],因此與常量元素同等重要。各處理之所以能增加獼猴桃的單果質(zhì)量,可能是因?yàn)橛袡C(jī)肥和菌肥施入土壤后,提高了有益微生物的群體數(shù)量,加快了有機(jī)肥在土壤中分解,釋放有效養(yǎng)分,滿足了樹體對微量元素等養(yǎng)分的需求,促進(jìn)了樹體的營養(yǎng)生長,并加速了糖類向果實(shí)中的轉(zhuǎn)運(yùn),促進(jìn)了果實(shí)組織發(fā)育以及器官的膨大,從而使果實(shí)單果質(zhì)量提高。各處理的果實(shí)縱橫徑及果實(shí)指數(shù)均與對照無顯著差異,說明獼猴桃果實(shí)形狀趨于穩(wěn)定。
單果質(zhì)量作為一個(gè)重要的果實(shí)性狀指標(biāo),與其相關(guān)的因子較多,也受多重因素的影響,包括果樹本身的遺傳特性、營養(yǎng)、激素、環(huán)境及栽培措施等,一般栽培措施對單果質(zhì)量具有較明顯的影響[23]。本研究中復(fù)合肥、海藻甲殼素混施處理(處理2)與處理6 的單果質(zhì)量存在顯著差異(P<0.05)。處理2 中,可能是復(fù)合肥與海藻甲殼素配合施用后,海藻甲殼素中的海藻酸及其他有機(jī)酸能促進(jìn)土壤和復(fù)合肥中礦質(zhì)養(yǎng)分的溶解,土壤中的養(yǎng)分相互補(bǔ)充,相互促進(jìn),有利于作物吸收,調(diào)節(jié)樹體的營養(yǎng),使果實(shí)在發(fā)育過程中,細(xì)胞密度(或比重)變大,充實(shí)細(xì)胞內(nèi)容物,從而獼猴桃果實(shí)更加厚實(shí)與飽滿。
本研究結(jié)果表明,復(fù)合肥、菌肥、黃腐酸鉀混施(處理4)顯著提高了果實(shí)中錳和鎂的含量,分別比對照增加了62.16%、70.97%。處理6 的果實(shí)鈣含量較對照增加了5.07%,果實(shí)鋅含量也是各處理中最高的。此結(jié)論與蘋果園施用有機(jī)肥表現(xiàn)出增收增質(zhì)的效應(yīng)基本一致[24-25]??赡苁且?yàn)橛袡C(jī)肥和菌肥給土壤提供了豐富的有機(jī)物和各種營養(yǎng)元素,改善了土壤的理化性能,促進(jìn)了植物生長及土壤生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán),同時(shí)促進(jìn)土壤中微生物大量繁殖,加速有機(jī)質(zhì)分解,產(chǎn)生的活性物質(zhì)等能促進(jìn)獼猴桃的生長和果實(shí)品質(zhì)的提高。本試驗(yàn)中各增施有機(jī)肥和菌肥處理的果實(shí)硼含量均顯著低于對照,說明增施有機(jī)肥和菌肥會(huì)有效降低果實(shí)中硼元素的含量。這可能是因?yàn)楦魈幚砉┙o土壤的微量元素不同,也可能與樹體本身養(yǎng)分貯藏量以及吸收的礦質(zhì)元素有關(guān)[26-27]。由于條件限制,本研究中未探討獼猴桃果實(shí)中各礦質(zhì)元素之間及礦質(zhì)元素與其他營養(yǎng)指標(biāo)之間的關(guān)系,這也可能是不同處理中果實(shí)微量元素含量不同的原因之一。
獼猴桃果實(shí)中的可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、維生素C、可溶性蛋白是決定其果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的重要指標(biāo),糖酸比最能體現(xiàn)獼猴桃果實(shí)的整體風(fēng)味,維生素C 是獼猴桃果實(shí)中的重要營養(yǎng)物質(zhì),其含量越高,果實(shí)的綜合品質(zhì)越好。合理施肥是樹體正常生長及生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果的基礎(chǔ)[28],肥料類型、施肥量、施肥時(shí)間和管理方式等均可以影響樹體生長和果實(shí)品質(zhì)[29-30]。朱歲層等[31]、吳亞楠等[32]、李志國等[33]、徐國益[34]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),適量施用含有鈣、鎂、硼等元素的肥料以及增施有機(jī)肥和菌肥能提高獼猴桃果實(shí)的可溶性固形物含量、維生素C 含量等,進(jìn)而改善果實(shí)品質(zhì)。本研究結(jié)果也表明,各增施有機(jī)肥和菌肥處理均在一定程度上提高了獼猴桃果實(shí)的可溶性固形物、維生素C 和可溶性蛋白的含量,糖酸比也有顯著增加,使果實(shí)風(fēng)味更濃郁,營養(yǎng)更豐富,處理6的增質(zhì)效果最顯著。此結(jié)論也與庫永麗等[35]研究結(jié)果一致。
獼猴桃果實(shí)軟腐病主要是由Botryosphaeria dothidea和Phomopsissp.引起,因果肉的組織或器官發(fā)生腐爛而失去食用價(jià)值,是果實(shí)采后常見的一種果實(shí)病害[36-37]??茖W(xué)施肥可在一定程度上防治病理性果實(shí)病害[38]。農(nóng)奇仁等[39]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),科學(xué)的施肥措施可改善土壤環(huán)境,增強(qiáng)樹勢,提高樹體的抗病力,使果實(shí)采后抵抗病害的能力增強(qiáng),果實(shí)品質(zhì)更有保證,從而最大化地提升其經(jīng)濟(jì)收益。目前,主要是從土壤施肥和樹體施肥兩方面去進(jìn)行果實(shí)軟腐病的采前預(yù)防。本研究結(jié)果表明,處理6 的果實(shí)軟腐病發(fā)病率最低。
相對于化學(xué)肥料而言,有機(jī)肥與微生物肥能夠促進(jìn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。與其他處理相比,處理6 中多出一組有機(jī)肥料(黃腐酸鉀或海藻甲殼素),說明黃腐酸鉀和海藻甲殼素混施效果較好。通常情況下,增施肥料或改善作物周圍環(huán)境可有效提高果樹的光合能力、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)[40]。本研究中,處理6 中混施2 種有機(jī)肥料可極大程度補(bǔ)充土壤中的有機(jī)質(zhì),使之與微生物菌肥共同作用,從而使植物體得到更充分的營養(yǎng)供應(yīng),但增加施用肥料的種類,會(huì)使每單位成本的收益降低,在后續(xù)研究中可增加單種有機(jī)肥的施肥量,同時(shí)著重分析產(chǎn)量收益與投入成本的比例。從促進(jìn)果實(shí)養(yǎng)分累積、優(yōu)化果實(shí)品質(zhì)角度考慮,可以選擇增施菌肥、黃腐酸鉀和海藻甲殼素,優(yōu)化獼猴桃果園養(yǎng)分管理。然而,肥料影響果實(shí)品質(zhì)是一個(gè)長期綜合效應(yīng),本研究中重點(diǎn)研究了增施有機(jī)肥和菌肥對獼猴桃果實(shí)內(nèi)外品質(zhì)的影響情況,未考慮對其他方面的影響,如土壤理化性狀、果實(shí)產(chǎn)量以及對葉片中礦物元素的吸收和轉(zhuǎn)化等,試驗(yàn)設(shè)計(jì)等方面也有一定的局限性,如試驗(yàn)周期短等。在后續(xù)研究中,應(yīng)延長試驗(yàn)周期,進(jìn)一步完善試驗(yàn)方案,進(jìn)行綜合性施肥效應(yīng)評(píng)定。