萬連杰，田 洋，何 滿，李俊杰，張 績，鄭永強(qiáng)，呂 強(qiáng)，謝讓金，馬巖巖，鄧 烈，易時(shí)來

（西南大學(xué)柑桔研究所/國家柑桔工程技術(shù)研究中心/中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑桔研究所，重慶 400712）

椪柑（Citrus reticulataBlanco cv. Ponkan）屬蕓香科（Rutaceae）柑橘屬（CitrusL.）常綠小喬木，是寬皮柑橘中種植十分廣泛的品種［1］，因其品質(zhì)上成，常作為優(yōu)良的育種材料，已雜交選育出當(dāng)前柑橘市場上較為推崇的品種，如不知火、大雅柑、春見等。柑橘作為我國南方農(nóng)村最重要的經(jīng)濟(jì)作物，也是我國南方大多數(shù)農(nóng)村脫貧攻堅(jiān)、鄉(xiāng)村振興的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。我國柑橘面積和產(chǎn)量在世界上和國內(nèi)均居首位，其中2019年柑橘年產(chǎn)量已達(dá)4584.5萬t［2］，而寬皮柑橘的種植面積和農(nóng)戶數(shù)量分別占我國柑橘面積和農(nóng)戶總數(shù)量55.3%和59.9%［1］。我國化肥用量自20世紀(jì)60年代到2016年呈不斷上升的態(tài)勢［3-4］，其中柑橘主產(chǎn)區(qū)的氮肥、磷肥和鉀肥投入量分別過量了36.65、42.87和35.63萬t，而有機(jī)肥投入不足，僅占47.8%［1］。有機(jī)肥即含有作物生長所需的多種礦質(zhì)養(yǎng)分，又富含許多活性物質(zhì)和代謝產(chǎn)物，如腐殖酸、氨基酸和有益微生物等，不僅能培肥土壤地力，還能促進(jìn)作物生長發(fā)育，甚至提升作物品質(zhì)和產(chǎn)量［5-7］。如何科學(xué)合理減施化肥并配施有機(jī)（類）肥料，對實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和改善土壤生態(tài)環(huán)境均有重要的意義。為著力推進(jìn)化肥減施及相關(guān)提質(zhì)增效技術(shù)，探索出適應(yīng)我國資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的發(fā)展模式，我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定了《到2020年化肥使用量零增長行動(dòng)方案》，目前取得了重要進(jìn)展。據(jù)牛新勝等［8］調(diào)查，當(dāng)前我國有機(jī)肥料基礎(chǔ)資源每年約57 億t實(shí)物量，有機(jī)肥種類繁多且資源潛力巨大。因此，在保證柑橘產(chǎn)量的前提下，如何發(fā)揮有機(jī)肥緩釋和化肥速效的特性來減少化肥的施用并改善柑橘品質(zhì)就顯得尤為重要。李永杰等［9］發(fā)現(xiàn)，不同有機(jī)肥施用可以促進(jìn)溫州蜜柑的當(dāng)年生枝梢生長量，增強(qiáng)枝梢對礦質(zhì)養(yǎng)分的積累，提升果實(shí)的內(nèi)在品質(zhì)和產(chǎn)量。葉榮生等［10］指出，適量有機(jī)肥施用能促進(jìn)柑橘幼苗根系的生長和對養(yǎng)分的吸收利用，甚至培肥土壤地力。余倩倩［11］研究發(fā)現(xiàn)，柑橘皮渣有機(jī)肥相比單施化肥提高了甜橙的外觀商品性、可溶性固形物含量和固酸比等，經(jīng)濟(jì)效益提高了0.15～1.21倍。侯海軍等［12］報(bào)道，與單施化肥相比，有機(jī)肥替代部分無機(jī)氮肥使椪柑增產(chǎn)了14%～21%，可滴定酸含量降低了15%～19%，維生素C（Vc）含量提高了42.9%～59.3%，裴宇［4］和李水祥［13］也有類似報(bào)道。Qiu等［14］研究發(fā)現(xiàn)，生物有機(jī)肥處理比單施化肥明顯提升血橙外觀和內(nèi)在品質(zhì)，促進(jìn)根系的生長，Martinez等［15］和Hazarika等［16］也有類似的研究報(bào)道。當(dāng)前有關(guān)柑橘有機(jī)肥替代化肥的相關(guān)研究主要集中在有機(jī)肥替代無機(jī)氮肥方面，而未見研究等量氮、磷、鉀養(yǎng)分下不同種類有機(jī)肥替代化肥的相關(guān)報(bào)道。加之我國普通商品有機(jī)肥技術(shù)指標(biāo)簡單且標(biāo)準(zhǔn)相對較低，市場上有機(jī)肥種類繁多，質(zhì)量高低不一；如何科學(xué)合理地選擇優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥種類及對其進(jìn)行部分替代化肥，以實(shí)現(xiàn)柑橘產(chǎn)出高效、資源節(jié)約、環(huán)境友好等目標(biāo)，是當(dāng)前柑橘產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)與可持續(xù)發(fā)展的方向。本研究以寬皮柑橘主栽品種椪柑為研究對象，在氮、磷、鉀養(yǎng)分等量的前提下，通過研究不同種類的有機(jī)肥替代化肥，與單施化肥比較，來探究其對椪柑生長發(fā)育、生理特性、果實(shí)產(chǎn)量和內(nèi)外品質(zhì)的影響，通過主成分分析和評價(jià)篩選最佳種類的有機(jī)肥，為柑橘化肥科學(xué)減量、有機(jī)肥合理增施及其提質(zhì)增效提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地與供試材料概況

試驗(yàn)于2019～2020年在重慶市北碚區(qū)歇馬鎮(zhèn)西南大學(xué)柑桔研究所椪柑果園開展。該果園地處北緯29°76′、東經(jīng)106°38′，為亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫19.26℃，年均日照時(shí)數(shù)1178.70 h，年均降水量1171.60 mm，降水集中在6～9月。果園土壤為疏松壤質(zhì)土，其中土壤pH值為5.03，堿解氮含量89.15 mg/kg，有效磷含量49.61 mg/kg，速效鉀含量190.28 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量20.71 g/kg。

以15年生枳（殼）砧臺(tái)灣椪柑（CitrusreticulataBlanco cv.Ponkan）為試材，果園種植模式為起壟栽植，壟面寬3 m，壟溝寬1 m、深0.5 m，株行距為4 m×4 m。供試肥料為尿素（N 46.7%）、鈣鎂磷肥（P2O512%）、硫酸鉀（K2O 51%）、商品有機(jī)肥（氮磷鉀總養(yǎng)分≥5.0%，有機(jī)質(zhì)≥45.0%，為菌渣、麥殼和豆粕等物料經(jīng)發(fā)酵腐熟而成）、生物有機(jī)肥（氮磷鉀總養(yǎng)分≥5.0%，有機(jī)質(zhì)≥40.0%，有效活菌數(shù)≥0.20億/g，為有機(jī)肥基礎(chǔ)上添加枯草芽孢桿菌、側(cè)孢短芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等菌種復(fù)合而成）、復(fù)合微生物肥料（氮磷鉀總養(yǎng)分≥30.0%，有機(jī)質(zhì)≥40.0%，有效活菌數(shù)≥0.20億/g，為腐熟的有機(jī)質(zhì)添加無機(jī)養(yǎng)分和微生物等復(fù)合而成）、煙莖生物有機(jī)肥（氮磷鉀總養(yǎng)分≥7.0%，有機(jī)質(zhì)≥60.0%，有效活菌數(shù)≥2億/g，為煙莖和酵母發(fā)酵濃縮液二次發(fā)酵而成）、當(dāng)?shù)厥袌霾似娠灧剩ǖ租浛傪B(yǎng)分≥6.0%，有機(jī)質(zhì)≥60.0%）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)共設(shè)單施化肥（CK）、商品有機(jī)肥替代化肥（T1）、生物有機(jī)肥替代化肥（T2）、煙莖生物有機(jī)肥替代化肥（T3）、復(fù)合微生物肥替代化肥（T4）和菜粕餅肥替代化肥（T5）共6個(gè)施肥處理，具體施肥試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示，其中各有機(jī)肥處理（T1、T2、T3、T4、T5）的氮、磷、鉀養(yǎng)分均與CK相同。每行為一處理，選擇健壯、長勢中等且相對一致的椪柑樹14株，頭和尾各留一株作為保護(hù)樹（采樣時(shí)避開此樹），每3株為1重復(fù)，共4個(gè)重復(fù)。2019、2020年分別在3月果樹萌芽期、7月果實(shí)膨大期和10月果實(shí)轉(zhuǎn)色期進(jìn)行施肥，有機(jī)肥在10月配合化肥一次性施入土壤，3和7月追施化肥。氮肥3次施用比例為40∶40∶20，磷肥為20∶30∶50，鉀肥為30∶50∶20。施肥位置為靠近樹體兩側(cè)滴水線處各挖1條長×寬×深為1 m×0.2 m×0.3 m的淺溝，將肥料與土拌勻后回填處理。果園病蟲害和其他田間管理按常規(guī)技術(shù)統(tǒng)一進(jìn)行。

1.3 樣品采集與測定

1.3.1 枝梢采樣與干重測定

分別于果實(shí)膨大期（7月）和轉(zhuǎn)色期（10月），調(diào)查當(dāng)年生春梢和秋梢抽生數(shù)量，并采集該樣品。按單株為重復(fù)單元進(jìn)行新梢數(shù)量統(tǒng)計(jì)，在樹冠四周分上、中、下層，每個(gè)方位各采集5個(gè)枝條，每3株樹混合采集為一個(gè)樣品，每個(gè)處理4次重復(fù)。采集后的樣品立即放入冰盒保存，迅速帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行枝葉分離，并用去離子水洗凈并擦干，用游標(biāo)卡尺測量葉片百葉厚度和枝梢長度，用萬深LA-S掃描并分析枝梢葉面積，隨后在烘箱105℃殺青30 min，然后80℃烘干至恒重，并稱重。

1.3.2 根系采樣分析與根系活力的測定

施有機(jī)肥前，沿樹冠滴水線去除地表雜草等非土物質(zhì)，并在0～60 cm土層中取20 cm×20 cm×40 cm的土塊，將土塊中的根系全部取出并清洗干凈，用Win RHIZO根系掃描儀分析根系形態(tài)［11］，分析出根系樣品的總根長、根表面積、根總體積、平均直徑大小、根尖數(shù)等指標(biāo)。分別于5、7、9和11月采集根系洗凈后用TTC法［17］測定根系活力。

1.3.3 果實(shí)品質(zhì)測定

果實(shí)成熟期（12月）按單株調(diào)查產(chǎn)量，并采集果實(shí)樣品，沿樹冠四周每方位各采2個(gè)果，3株樹為一個(gè)混合樣品，每個(gè)果樣共24個(gè)果，同時(shí)每個(gè)處理4次重復(fù)，后將每個(gè)樣品隨機(jī)分成2份，一份用于烘干測定果實(shí)干重，另一份測定果實(shí)內(nèi)外品質(zhì)指標(biāo)。去離子水洗凈果實(shí)后擦干，測定單果重和果實(shí)縱橫徑等，然后用CR-10手持色差計(jì)（日本柯尼卡美能達(dá)公司）測定果面色差（Lab色差模型［11］，L表示亮度，a/b表示著色度；a表示紅綠色度，值越大越紅，反之越綠；b表示黃藍(lán)色度，值越大越黃，反之越藍(lán)）。用游標(biāo)卡尺測定果皮厚度，榨汁后采用PAL-1數(shù)顯糖度儀（日本ATAGO公司）測定可溶性固形物含量，NaOH中和滴定法測定可滴定酸含量，2，6-二氯苯酚吲哚酚鈉滴定法測定Vc含量。

1.3.4 葉片和果實(shí)礦質(zhì)養(yǎng)分的測定

將烘干的葉片和果實(shí)樣品粉碎后，用H2SO4-H2O2消煮，并分別用半微量凱氏定氮法、鉬銻抗比色法、火焰光度法測定氮、磷、鉀含量［18］。

1.4 計(jì)算公式與數(shù)據(jù)處理

各組織干物質(zhì)量的計(jì)算方法參考張績等［19］的方法。利 用Excel 2019、SPSS 25.0和GraphPad Prism 5進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和繪圖，差異顯著性采用Dancan新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同有機(jī)肥對椪柑生長發(fā)育的影響

2.1.1 不同有機(jī)肥對椪柑枝梢生長的影響

由表2可知，不同施肥處理會(huì)對椪柑的枝梢生物性狀產(chǎn)生影響，其中各有機(jī)肥替代處理（T1至T5）的春梢百葉厚度、葉面積、枝梢長度均優(yōu)于單施化肥處理（CK），且均以T3處理最佳，分別較CK增加了5.2%、10.0%和9.2%，其中各有機(jī)替代處理（T4除外）的春梢葉面積相較CK差異均達(dá)顯著水平，但其他各有機(jī)肥處理之間均無顯著差異；由此說明，有機(jī)肥替代化肥有利于椪柑春梢的生長發(fā)育。

表2 不同有機(jī)肥對椪柑枝梢生長的影響

椪柑秋梢百葉厚度、葉面積和枝條長度均以T4處理最佳，分別較CK增加了1.2%、7.4%和0.6%，其中T4處理的秋梢枝條長度較T1和T2差異達(dá)顯著水平，但其他各有機(jī)肥處理之間無顯著差異；由此可見，有機(jī)肥替代化肥在一定程度上也能促進(jìn)秋梢的生長，并且以T4處理的效果相對較好。

2.1.2 不同有機(jī)肥對椪柑根系生長發(fā)育的影響

由表3可知，不同處理對椪柑根系的生長發(fā)育有不同程度的影響，且各有機(jī)肥替代處理的總根長、根表面積、根總體積、根尖數(shù)均優(yōu)于單施化肥處理。各處理的總根長、根總體積和根尖數(shù)大小順序均為T3＞T2＞T5＞T1＞T4＞CK，其中T3處理的總根長、根總體積和根尖數(shù)相比CK分別增加了24.8%、41.2%和35.8%，差異達(dá)顯著水平，且相比其他有機(jī)肥處理（T2除外）的總根長、根總體積和根尖數(shù)分別增加了12.2%～19.5%、21.5%～31.8%和17.2%～29.5%，差異也均達(dá)顯著水平。根表面積以T2處理為最大，相比CK、T4和T5處理分別增加了30.7%、23.0%和15.3%，差異均達(dá)顯著水平。根平均直徑大小順序?yàn)镃K＞T4＞T5＞T1＞T2＞T3，T3處理的根平均直徑相比CK、T4和T5處理分別顯著降低16.4%、11.6%和10.3%。以上說明，有機(jī)肥替代化肥能增加根尖數(shù)和根系總長度，減小根系直徑，有利于促進(jìn)吸收根的生長，總體上以T2和T3處理的效果相對較好。

表3 不同有機(jī)肥對椪柑根系形態(tài)的影響

如圖1所示，與CK相比，各有機(jī)肥處理（T4除外）均顯著增加椪柑細(xì)根（0～0.5 mm）的比例，同時(shí)顯著降低了0.5～2.0 mm粗的根系比例，其中以T3處理的細(xì)根比例相對最高，相比其他有機(jī)肥和CK處理分別增加了3.4%～23.2%和25.7%，且除T2處理外差異均達(dá)顯著水平；T3處理0.5～2 mm粗度根系的比例最低，相比其他有機(jī)肥和CK處理分別降低了5.5%～16.2%和16.9%，差異達(dá)顯著水平。各施肥處理粗根系（＞2.0 mm）的比例高低順序?yàn)镃K＞T4＞T1＞T5＞T3＞T2，T2處理相比CK、T1和T4處理分別降低了37.7%、33.2%和34.2%，差異均達(dá)顯著水平。由此說明，有機(jī)肥替代化肥促進(jìn)了細(xì)根的生長發(fā)育，提高了細(xì)根的比例與分布，且以T2和T3處理效果相對較好。

圖1 不同有機(jī)肥對根系生長的影響

2.1.3 不同有機(jī)肥對椪柑葉片、花和果實(shí)干物質(zhì)積累的影響

如圖2所示，不同處理對葉片、果實(shí)和花干物質(zhì)量的積累存在差異，春梢葉片干物質(zhì)量遠(yuǎn)大于秋梢葉片，果實(shí)干物質(zhì)量遠(yuǎn)大于花干物質(zhì)量。從圖2（左）可知，T2和T3處理的春梢葉片干物質(zhì)量比CK處理分別增加了3.4%和4.5%，且差異達(dá)顯著水平，但較其他有機(jī)肥處理均無顯著差異；各處理的秋梢葉片干物質(zhì)量以T4處理相對較高，但各處理之間差異不顯著。從圖2（右）可知，各有機(jī)肥替代處理的果實(shí)干物質(zhì)量比CK增加了20.2%～25.9%，差異均達(dá)顯著水平，其中以T2處理最大；各處理的花干物質(zhì)量以T4處理為最高，但差異均不顯著。由此可見，有機(jī)肥替代化肥有利于椪柑不同器官組織的干物質(zhì)量積累，且以T2、T3和T4處理的效果相對較好。

圖2 不同有機(jī)肥對椪柑葉片（左）、花和果實(shí)（右）干物質(zhì)積累的影響

2.2 不同有機(jī)肥對椪柑生理特性的影響

2.2.1 不同有機(jī)肥對椪柑根系活力的影響

如圖3所示，不同月份和不同施肥處理的椪柑根系活力大小存在差異，其中5月椪柑根系活力相對最高，9月最小，且不同時(shí)期各有機(jī)肥處理的根系活力均高于CK。5月各處理根系活力大小順序?yàn)門2＞T3＞T5＞T1＞T4＞CK，各有機(jī)肥處理根系活力比CK增加了8.2%～14.2%，差異達(dá)顯著水平；9月各處理根系活力大小順序?yàn)門3＞T2＞T5＞T1＞T4＞CK，且處理T3比處理T1、T4和CK分別增加了23.1%、27.2%和49.7%，差異達(dá)顯著水平。7和11月根系活力均以T3處理最高，且較CK差異達(dá)顯著水平。由此說明，不同有機(jī)肥替代化肥提高了椪柑根系活力，且以T2、T3處理的效果相對較好。

圖3 不同有機(jī)肥對椪柑根系活力的影響

2.2.2 不同有機(jī)肥對椪柑葉片和果實(shí)氮、磷、鉀含量的影響

如圖4所示，椪柑葉片和果實(shí)礦質(zhì)養(yǎng)分均以氮最高，鉀次之，磷含量相對最小；且春梢葉片養(yǎng)分含量高于秋梢葉片。各處理的春梢葉片氮和磷含量均以T4最高，相比CK分別增加了2.1%和2.1%，但差異不顯著，而各有機(jī)肥處理的春梢葉片鉀含量比CK增加了3.2%～7.2%，且差異達(dá)顯著水平（T4除外）。各處理的秋梢葉片氮和鉀含量均以T4處理較高，分別比CK增加了0.4%和2.1%，而各處理的磷含量以T3最高，較CK增加了3.85%，但差異均不顯著。各處理果實(shí)的氮和鉀含量均以T3處理最高，分別比CK增加了11.4%和5.3%，而果實(shí)磷含量以T4處理最高。由此可見，有機(jī)肥替代化肥在一定程度上促進(jìn)了椪柑對氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收利用，且以T3和T4處理的效果相對較好。

圖4 不同有機(jī)肥對椪柑葉片和果實(shí)氮磷鉀含量的影響

2.3 不同有機(jī)肥對椪柑產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2.3.1 不同有機(jī)肥對椪柑產(chǎn)量和外在品質(zhì)的影響

由圖5可知，各有機(jī)肥替代處理的產(chǎn)量和單果重均顯著大于CK。從圖5（左）可知，2019年各有機(jī)肥處理的果實(shí)產(chǎn)量相比CK增加了19.4%～26.9%，差異均達(dá)顯著水平，且以T3最高，但各有機(jī)肥處理之間無顯著差異；2020年各有機(jī)肥處理的果實(shí)產(chǎn)量相比CK增加了23.1%～34.0%，差異均達(dá)顯著水平，且以T2處理最高，T2和T3處理較T4處理分別顯著增加了8.8%和7.4%。從圖5（右）可知，2019和2020年各處理的單果重均以T3最大，且各有機(jī)肥處理相比CK分別顯著增加了14.1%～17.4%和13.3%～18.7%，但除2020年T3和T4處理間差異顯著，其他各有機(jī)肥處理之間無顯著差異。說明有機(jī)肥替代化肥有利于單果重的增加和果實(shí)產(chǎn)量的提升，以T2和T3處理相對較好。

圖5 不同有機(jī)肥對椪柑產(chǎn)量和單果重的影響

由表4可 知，2019和2020年的果實(shí)橫徑分別以T3和T2處理最大，相比CK分別增長2.5%和2.7%；果實(shí)縱徑均以T3處理最大，較CK分別增加4.6%和7.4%，但均無顯著差異；椪柑果實(shí)L均以T3處理最亮，分別較CK增加了4.2%和7.8%，且差異達(dá)顯著水平；2019、2020年各有機(jī)肥處理的a和a/b分別比CK增加了7.0%～11.5%、13.8%～24.0%和5.9%～9.8%、11.9%～19.4%，除2019年T4 a/b外差異均達(dá)顯著水平，且均以T3處理最大；2019年果皮以T1處理最薄，比CK薄了1.2%，而2020年果皮以T3處理最薄，較CK薄了2.6%，但均無顯著差異。說明有機(jī)肥替代化肥在一定程度上有利于果實(shí)外觀品質(zhì)的改善，總體上以T2和T3處理的效果較好。

表4 不同有機(jī)肥對椪柑果實(shí)外在品質(zhì)的影響

2.3.2 不同有機(jī)肥對椪柑果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響

由表5可知，連續(xù)2年試驗(yàn)表明，各有機(jī)肥處理的椪柑果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)在一定程度上優(yōu)于CK。其中2019年各處理的可溶性固形物、Vc含量均以T2處理最高，但各處理之間差異不顯著。2020年各處理的可溶性固形物、固酸比和Vc含量均以T3處理最高，且各有機(jī)肥處理相比CK分別顯著增加了7.4%～10.8%、13.8%～32.7%和8.0%～16.3%，其中T3處理的可溶性固形物和固酸比分別比T4處理增加了3.2%和16.6%，而T3處理的Vc含量比T1和T5處理分別增加了7.7%和7.3%，差異均達(dá)顯著水平；可滴定酸以T3處理最低，相比CK低15.6%，差異達(dá)顯著水平。由此可見，有機(jī)肥替代有利于椪柑果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的提升，總體上以T2和T3處理提升果實(shí)品質(zhì)的效果為佳。

表5 不同有機(jī)肥對椪柑果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響

2.4 不同有機(jī)肥對椪柑生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)綜合影響評價(jià)

選取影響椪柑生長發(fā)育、生理、產(chǎn)量和內(nèi)外品質(zhì)的主要指標(biāo)，并將其主要指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，后進(jìn)行主成分分析，如表6所示，4個(gè)主成分累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)80.122%，包含了指標(biāo)數(shù)據(jù)的絕大部分信息。主成分1的方差貢獻(xiàn)率達(dá)53.109%，主要綜合了果實(shí)干重、單果重和產(chǎn)量等信息，可解釋為影響果實(shí)產(chǎn)量相關(guān)的因子；主成分2的方差貢獻(xiàn)率達(dá)11.121%，主要綜合了可溶性固形物、固酸比、Vc和春梢葉片氮等信息，可解釋為影響果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)和葉片礦質(zhì)養(yǎng)分的因子；主成分3和4的方差貢獻(xiàn)率分別為8.701%和7.192%，分別主要綜合了果實(shí)縱徑、果皮厚度和春葉葉面積、根尖數(shù)、果實(shí)橫徑等信息，可解釋為影響果實(shí)外在品質(zhì)和生長相關(guān)的因子。

表6 主成分得分系數(shù)及貢獻(xiàn)率

續(xù)表

參考主成分綜合得分的計(jì)算方法［23］，可得各施肥處理的主成分綜合得分，如圖6所示，主成分綜合得分大小順序?yàn)門3＞T2＞T5＞T1＞T4＞CK，可知各有機(jī)肥處理對椪柑生長、生理特性、產(chǎn)量和品質(zhì)的效果較好，尤其以T3處理相對最優(yōu)。

圖6 不同施肥處理的主成分綜合得分

3 討論

3.1 不同有機(jī)肥對椪柑生長發(fā)育的影響

研究表明，有機(jī)肥替代化肥兼具有機(jī)肥效的緩釋和化肥的速效特性，能持續(xù)穩(wěn)定的供應(yīng)作物對養(yǎng)分的需求，促進(jìn)作物的生長發(fā)育［20-23］。健壯的枝梢和葉片對于樹體養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量的維系至關(guān)重要。本研究表明，與單施化肥相比，不同有機(jī)肥處理的春梢枝條長度、百葉厚和葉面積均有一定程度地增加，且均以T3處理較好，可能與煙莖生物有機(jī)肥比其他有機(jī)肥富含更有利于椪柑樹體生長的活性物質(zhì)和代謝產(chǎn)物有關(guān)，這與前人［9-10］研究的結(jié)果類似。根系作為樹體生長發(fā)育的重要器官，吸收礦質(zhì)養(yǎng)分和水分以維系樹體良好的生理狀態(tài)，因此，柑橘生產(chǎn)上改善根系形態(tài)結(jié)構(gòu)就顯得尤為重要［10］。本試驗(yàn)表明，各有機(jī)肥處理均不同程度地改善了椪柑的根系形態(tài)結(jié)構(gòu)，總體上以T3處理的效果最佳，相比CK處理顯著增加了根尖數(shù)和根系總長度，降低了根系直徑，改善了根系形態(tài)，促進(jìn)根系的生長；與CK相比，各有機(jī)肥處理（T4除外）均顯著增加了椪柑細(xì)根（0～0.5 mm）的比例，同時(shí)明顯降低了0.5～2 mm粗度根系的比例，其中以T3處理的細(xì)根比例最高，可能與該處理的有機(jī)肥富含某些活性物質(zhì)，其代謝產(chǎn)物促進(jìn)了根系的生長，與前人［10-11，21］的研究結(jié)果類似。春、秋梢作為柑橘生長的良好結(jié)果母枝，是維系樹體光合作用和生長以及翌年開花結(jié)果的重要基礎(chǔ)條件。干物質(zhì)量是作物吸收養(yǎng)分和光合作用等生長發(fā)育的物質(zhì)積累，可反映作物的生長狀況［19］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，T2和T3處理的春梢葉片干物質(zhì)量分別比CK增加了3.4%和4.5%，而各有機(jī)肥替代處理的果實(shí)干物質(zhì)量比CK增加了20.2%～25.9%，與余倩倩［11］和馬肖等［24］的研究結(jié)果一致。說明了適宜種類有機(jī)肥替代有利于椪柑枝梢的健壯生長、根系形態(tài)結(jié)構(gòu)的改善和不同器官組織干物質(zhì)量的積累。

3.2 不同有機(jī)肥對椪柑生理特性的影響

根系活力是作物生理性狀優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，直接影響其地上部分的生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的形成［25］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，5月的椪柑根系活力最高，9月的最小，這可能與柑橘根系和枝梢在一年的生長過程呈相互消長的關(guān)系有關(guān)［26］，且各有機(jī)肥處理在不同月份的根系活力均高于CK；其中5月各有機(jī)肥處理的根系活力比CK增加了8.2%～14.2%，以T2處理最高；而7、9和11月的根系活力均以T3處理最高，說明施用有機(jī)肥比單施化肥提高了椪柑根系活力，而尤以T3和T2的效果為佳，可能與煙莖生物有機(jī)肥和生物有機(jī)肥中富含較多活性物質(zhì)如氨基酸、腐殖酸和有益微生物等刺激了根系的生理特性有關(guān)，這與陳國品等［27］和鄧家欣等［28］的研究結(jié)果類似。柑橘葉片礦質(zhì)養(yǎng)分能反映植株的營養(yǎng)狀況，影響樹體的生長發(fā)育［4］。本研究表明，各處理的春梢葉片氮和磷含量均以T4處理最高，而各有機(jī)肥處理的春梢葉片鉀含量比CK增加了3.2%～7.2%，且以T2處理最高；各處理的秋梢葉片氮和鉀含量均以T4處理最高，而磷含量以T3處理最高，這與前人［4，11，14，29］的研究結(jié)果相同，可能與有機(jī)肥改善了根系形態(tài)，促進(jìn)了對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收有關(guān)。本研究中各處理的果實(shí)氮和鉀含量均以T3處理最高，比CK分別增加了11.4%和5.3%，可能與煙莖生物有機(jī)肥中含有的活性物質(zhì)改善了樹體對養(yǎng)分的吸收和促進(jìn)了樹體的生長發(fā)育有關(guān)，與前人［4，30］的研究結(jié)果類似。由此進(jìn)一步說明了適宜種類的有機(jī)肥替代化肥能提升根系活力，促進(jìn)樹體對養(yǎng)分的吸收，改善樹體的生理性狀。

3.3 不同有機(jī)肥對椪柑產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

科學(xué)合理的化肥施用促進(jìn)了作物產(chǎn)量與品質(zhì)的提高，但片面追求作物產(chǎn)量而濫用化肥卻帶來了諸如農(nóng)產(chǎn)品安全與生態(tài)環(huán)境等問題［31］，在我國柑橘生產(chǎn)上為過度追求產(chǎn)量而過量施用化肥現(xiàn)象普遍，而有機(jī)肥替代化肥是在保證產(chǎn)量的前提下減少化肥施用的重要措施［4，12］。連續(xù)兩年研究表明，各有機(jī)肥處理相比CK均顯著增加了椪柑的單果重，且均以T3處理最大，可能與有機(jī)肥施用改善了根系生長和促進(jìn)了枝梢發(fā)育有關(guān)；2019和2020年各有機(jī)肥處理的果實(shí)產(chǎn)量分別比CK增加了19.4%～26.9%和23.1%～34.0%，且分別以T3和T2處理最高，這與前人［14，20］的研究結(jié)果類似，可能與煙莖生物有機(jī)肥和生物有機(jī)肥富含有效活性物質(zhì)和代謝產(chǎn)物促進(jìn)了根系和枝梢的生長有關(guān)。果實(shí)良好的外觀品質(zhì)在一定程度上決定了果實(shí)的經(jīng)濟(jì)效益。2019、2020年各有機(jī)肥處理的果實(shí)果面紅色度和著色度分別比CK增加了7.0%～11.5%、13.8%～24.0%和5.9%～9.8%、11.9%～19.4%，且均以T3處理較好，可能與煙莖生物有機(jī)肥含有的活性物質(zhì)刺激了果實(shí)生長發(fā)育有關(guān)。連續(xù)2年試驗(yàn)各有機(jī)肥處理的椪柑果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)均優(yōu)于CK；其中2019年椪柑可溶性固形物、Vc含量以T2處理最高，而2020年果實(shí)可溶性固形物、固酸比和Vc含量以T3處理最高，且各有機(jī)肥處理分別比CK增加了7.4%～10.8%、13.8%～32.7%和8.0%～16.3%，這與前人［4，11，12，23，30，32］的研究結(jié)果類似，可能與生物有機(jī)肥和煙莖生物有機(jī)肥持續(xù)充足的養(yǎng)分供應(yīng)和生理活性物質(zhì)促進(jìn)生長有關(guān)。

3.4 不同施肥處理的綜合性評價(jià)

主成分分析是借助數(shù)據(jù)降維，將若干具有相關(guān)性的指標(biāo)組合成一組獨(dú)立且相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)的評價(jià)辦法，可以有效避免人為主觀因素評判和原始數(shù)據(jù)量綱不同的影響［23，33］。利用主成分分析不同施肥處理對椪柑生長、生理性狀和產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，研究發(fā)現(xiàn)各有機(jī)肥處理效果均優(yōu)于CK，且以T3處理最好，T2處理次之。本研究基于連續(xù)2年在大田椪柑生長開展的，受天氣因素影響較大，而且不同種類的有機(jī)肥在土壤腐熟分解的產(chǎn)物和對作物的影響也不盡相同，需要長期定位研究以便進(jìn)一步驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)條件下，不同種類有機(jī)肥替代化肥的肥料效果總體上優(yōu)于CK（單施化肥），且以T3處理最好，即煙莖生物有機(jī)肥替代化肥對椪柑生長發(fā)育、生理特性、產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合效果最好。