利新紅崔 蕓鐘永輝李俊光謝秀娟★
(1.廣東省梅州市梅縣區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所,梅州 514000;2.廣州市仲愷農(nóng)業(yè)工程學院輕工食品學院;3.廣東省梅州市天禾農(nóng)資梅州配送有限公司)
柚類在我國的栽培歷史悠久,資源豐富,主要產(chǎn)自廣東、廣西、福建等地。其中廣東省梅州市以其良好的環(huán)境、氣候、土壤等優(yōu)勢,成為我國柚類的主要產(chǎn)區(qū)之一[1]。隨著經(jīng)濟水平和人們生活質量的不斷提高,使得部分農(nóng)戶為追求高產(chǎn),過量施用化肥。長期過量施肥會產(chǎn)生田地土壤酸化、水體富營養(yǎng)化等問題[2],在設施栽培中過量施用氮肥和磷肥對其產(chǎn)量和品質也有嚴重影響[3]。因此,對化肥減量施用及有機替代的效果和可行性研究尤為重要。
有研究[4]顯示,用有機肥替代化肥可補足土壤磷和鉀的供應,維持和提高土壤的養(yǎng)分供應能力。有報道指出[5]高化肥投入量的農(nóng)田,適量的減少化肥施用量不會對作物產(chǎn)量產(chǎn)生影響,同時提升了肥料利用率。在春小麥有機替代研究[6]中發(fā)現(xiàn)50%及30%有機替代處理中,小麥表現(xiàn)出增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)趨勢,有機無機肥配施可提高作物產(chǎn)量,同時還能改善土壤質量[7]。
本試驗以沙田柚種植園為基地,以化肥減量配施有機肥的方式,研究其對土壤養(yǎng)分、柚子植株養(yǎng)分以及柚子品質的影響,旨在揭示化肥減量配施有機肥對柚子種植的作用效果,達到提高化肥利用率、減少環(huán)境污染的效果,并為當?shù)胤N植的施肥方式提供科學依據(jù)。
梅州市梅縣區(qū)位于廣東省東北部,韓江上游,梅州市中部,屬亞熱帶季風氣候,氣候溫和、陽光充足、熱量豐富、雨量充沛、雨熱同季、干冷同期、四季宜耕宜牧,有“八山一水一分田”之說。
化肥使用N-P2O5-K2O分別為15-15-15,21-6-13,12-11-18的三種復合肥(挪威雅冉)。精制有機肥(廣東省梅州市豐順和輝生物有限公司)按照5%(2-1-2)養(yǎng)分,35%水分計算使用。
以沙田柚為研究對象,對其園地施肥。試驗共設4個處理:(1)T1:11.6 kg化肥;(2)T2:10.0 kg化肥+20.0 kg有機肥;(3)T3:8 kg化肥+37 kg有機肥;(4)T4:8 kg化肥+26 kg有機肥(70%T3)。每個處理設定3個重復,每個重復設置5棵樹。試驗點分布及各處理組全年施肥情況如表1、表2所示。
表1 試驗點分布及所用地名代碼
表2 實驗點各處理組2019~2020年施肥情況
土壤堿解氮、有效磷、速效鉀分別采用凱氏定氮法[8]、碳酸氫鈉提取-鉬銻抗分光光度法[9]和原子吸收分光光度法[10]測定;葉片及果肉中氮、磷、鉀含量測定[11]方法采用濃H2SO4-H2O2消煮,分別用凱氏定氮法測全氮,釩鉬黃比色法測全磷,火焰光度法測全鉀。
單果重采用百分之一的天平逐個稱重;采用游標卡尺測柚子縱徑與橫徑,計算果形指數(shù);維生素C采用GB 5009.86-2016中方法;可滴定酸采用氫氧化鈉滴定[12];可溶性固形物采用手持式糖度折光儀測定;固酸比即為可溶性固形物與可滴定酸的比值。
采用SPSS 22.0進行統(tǒng)計分析,各處理之間的多重比較采用LSD-test(p<0.05)法;作圖采用Origin 2017。
2.1.1 不同施肥處理對沙田柚園土壤堿解氮含量的影響
在試驗點,SSXN02中T4外土壤堿解氮含量顯著低于其余處理外(p<0.05),其他各處理間土壤堿解氮水平差異不大。在SSJX02試驗點,所有處理土壤堿解氮含量無顯著性差異。在SSZH01試驗點,T2、T3、T4的土壤堿解氮含量均高于只施化肥處理,其中T2處理最高。在SKCC01試驗點,T2的土壤堿解氮含量顯著高于T1、T2和T4,其余處理土壤堿解氮含量無顯著差異。在SKCC02試驗點,T4處理組堿解氮含量最高,顯著高于其余處理。五個試驗點的平均水平可以看出,用有機肥替代化肥會增加土壤堿解氮含量,其中T2處理增幅較大。
圖1 不同施肥處理下沙田柚園土壤堿解氮含量
2.1.2 不同施肥處理對沙田柚園土壤有效磷含量的影響
土壤有效磷含量見圖2,沙田柚園SSXN02試驗點,T2和T3土壤有效磷含量較T1有顯著增加(p<0.05),且顯著高于T4。在SSJX02試驗點則表現(xiàn)出相似的規(guī)律,即有機肥替代各處理土壤有效磷含量均顯著高于T1。在SSZH01實驗點,T2和T4均明顯高于T1,但均未達到顯著水平。SKCC01和SKCC02試驗點土壤有效磷含量整體變化相似。上述五個試驗點的平均水平反映出,有機替代處理會增加沙田柚土壤有效磷的含量,但是在化肥和有機肥減量施用后,土壤有效磷含量仍然處于較高水平,在后續(xù)的田間管理當中,應適當減少磷肥的投入。
圖2 不同施肥處理下沙田柚園土壤有效磷含量
2.1.3 不同施肥處理對沙田柚園土壤速效鉀含量的影響
如圖3所示,在沙田柚SSXN02試驗點的各處理土壤速效鉀含量無顯著差異;在SSJX02試驗點,有機替代處理T2和T3土壤速效鉀含量顯著高于T1和T4(p<0.05),其余各處理間無顯著差異。在SSZH01試驗點,T3土壤速效鉀含量顯著高于其他三個處理。在SKCC01及SKCC02試驗點,有機替代處理的土壤速效鉀水平均顯著高于T1,說明有機肥增加了土壤速效鉀含量。五個試驗點的平均水平反應出有機替代處理對沙田柚園土壤速效鉀含量有提升作用,但從含量上來看也處于明顯過剩狀態(tài)。
圖3 不同施肥處理下沙田柚園土壤速效鉀含量
2.2.1 不同施肥處理對沙田柚葉片和果肉氮含量的影響
有圖4A可知,在沙田柚SSXN02、SSJX02和SSZH01試驗點,有機肥替代處理與T1相比,沙田柚葉片氮含量均沒有顯著差異,并且有機替代內(nèi)部葉片氮含量也無明顯差異。在SKCC01試驗點,T3的葉片氮含量顯著增加(p<0.05),其余處理之間無顯著差異。在SKCC02試驗點,T4葉片氮含量顯著低于其余處理。圖4B可看出,所有試驗點的有機肥替代處理和純化肥處理果肉氮含量均無顯著差異。綜上,從五個試驗點整體來看,有機替代處理可增加沙田柚葉片氮含量,而對果肉氮含量沒有影響。
圖4 不同施肥處理下蜜柚葉片及果肉氮含量
2.2.2 不同施肥處理對沙田柚葉片和果肉磷含量的影響
由圖5知,有機替代和化肥所有處理組沙田柚葉片及果肉磷含量均沒有顯著差異,說明有機肥替代化肥對葉片和果肉磷素積累沒有影響。
圖5 不同施肥處理下沙田柚葉片及果肉氮含量
2.2.3 不同施肥處理對沙田柚葉片和果肉鉀含量的影響
由圖6可知,在SSXN02試驗點,T4葉片鉀含量顯著低于T1和T2。有機替代處理對SSXN02、SSJX02和SSZH01試驗點果肉鉀含量沒有顯著影響,而明顯降低了SKCC01和SKCC02果肉鉀含量,其中SKCC01試驗點的T3和SKCC02試驗點的T4均顯著低于T1。表示有機替代處理對沙田柚葉片和果肉鉀含量影響較小。
圖6 不同施肥處理下沙田柚葉片及果肉鉀含量
2.3.1 不同施肥處理對沙田柚果實品質的影響
表3所示為各試驗點沙田柚果實品質指標。SSJX02試驗點,T2明顯增加了單果重,且顯著高于T1,其余處理均沒有顯著差異。
表3 不同施肥處理對沙田柚果實品質的影響
在SSXN02試驗點,T2、T3和T4的維生素C含量均顯著高于T1,且有機替代各處理內(nèi)部之間無顯著差異;在SSZH01試驗點,T2和T3的維生素C含量均顯著高于T1和T4。在SSJX02、SKCC01和SKCC02試驗點,所有處理果肉維生素C含量均沒有顯著差異。
在SSXN02試驗點,T2可溶性固形物含量顯著高于T4;在SSJX02、SSZH01和SKCC02試驗點,所有處理可溶性固形物含量均沒有顯著差異;SKCC01的的T2可溶性固形物含量顯著高于T3,其余處理間無顯著差異。
全部試驗點所有處理果形指數(shù)和可滴定酸含量均沒有顯著差異。綜合五個試驗點的平均值來看,有機替代對沙田柚單果重、果形指數(shù)、可滴定酸和固酸比影響較小,對提高維生素C和可溶性固形物含量有一定的作用。
通過不同施肥處理,分析評估了梅縣區(qū)沙田柚種植的土壤養(yǎng)分、植株養(yǎng)分及柚子品質狀況。沙田柚園土壤氮素豐富、鉀素過量、磷素嚴重過量。分析植株養(yǎng)分綜合狀況,沙田柚并沒有出現(xiàn)缺N、P和K的情況,能夠滿足作物對養(yǎng)分的需求;有機肥替代化肥可提高柚子葉片N和K的含量,對P含量沒有影響,并且對柚子果肉N、P和K含量均沒有影響。有機肥替代化肥處理提升了沙田柚的維生素C和可溶性固形物含量,而對單果重、果形指數(shù)、可滴定酸和固酸比的影響較??;另外,還觀察到化肥和有機肥減量處理(T4)果肉品質有所降低,具體表現(xiàn)為維生素C、可滴定酸和可溶性固形物含量降低。綜合土壤和植株養(yǎng)分狀況以及柚子品質來看,有機替代處理T2或T3的施肥方案較為適宜,本研究結果對區(qū)域柚子種植施肥管理有重要的參考價值。