不同施肥模式對芒果產量、品質的影響

劉維　司若彤　范家慧　林電

摘 ?要：探討不同施肥模式對芒果產量、品質的影響，為芒果園科學合理的施肥方式提供依據。以‘臺農為研究對象，在海南芒果主產區(qū)的樂東縣紅泰農場芒果園進行大田試驗，共設置7個處理：不施肥（CK）、化肥20 cm淺施（H2）、化肥40 cm深施（H4）、生物有機肥替代20%N 20 cm淺施（T2）、生物有機肥替代20%N 40 cm深施（T4）、水肥一體化20 cm淺施（SH2）、水肥一體化40 cm深施（SH4）。結果表明：化肥、有機肥替代、水肥一體化處理產量與經濟效益均顯著高于CK，其中SH4處理產量與經濟效益較CK增產203.64%，增益266.87%;T2、T4、SH4處理的產量、經濟效益顯著高于H2處理，其中SH4處理較H2處理增產23.25%，增益31.28%。施肥處理的果長、果橫徑、果厚均顯著高于不施肥處理，SH4處理果型指數顯著高于CK處理。施肥處理的可溶性固形物、糖酸比與固酸比均顯著高于CK處理，其中SH4處理可溶性固形物含量較CK處理增加14.45%。CK的總酸含量顯著高于施肥處理，H2處理總酸含量顯著高于化肥深施、有機肥替代、水肥一體化處理，其中，SH4處理總酸含量較CK減少78.79%，較H2減少48.98%。各處理果實Vc與可溶性糖差異不顯著。通過對果實產量以及品質的主成分評價，果實各指標的主成分打分由高到低排列依次為：SH4>T4> SH2 >T2>H4>H2>CK。在本試驗條件下，水肥一體化40 cm深施是提高芒果產量、品質和經濟效益的最佳模式。

關鍵詞：臺農;施肥深度;水肥一體化;品質;經濟效益

中圖分類號：S667.7 ? ? ?文獻標識碼：A

Effects of Different Fertilization Patterns on Yield and Quality of Mango

LIU Wei， SI Ruotong， FAN Jiahui， LIN Dian*

College of Tropical Crops， Hainan University， Haikou， Hainan 570228， China

Abstract： The effects of different fertilization patterns on mango yield and quality were explored. Taking ‘Tainong as the research material， a field experiment was carried out in the mango orchard oin Hongtai Farm in Ledong County， the main mango producing area in Hainan. Seven treatments including No Fertilization （CK）， chemical fertilizer 20 cm shallow application （H2）， chemical fertilizer 40 cm deep application （H4）， biological organic fertilizer replacement 20%N 20 cm shallow application （T2）， biological organic fertilizer replacement 20%N 40 cm deep application （T4）， water and fertilizer integration 20 cm shallow application （SH2）， water and fertilizer integration 40 cm deep application （SH4） were used. The yield and economic benefits of chemical fertilizer， organic substitution， and integrated water and fertilizer treatment were significantly higher than those of CK， of which the yield and economic benefits of SH4 treatment were 203.64% and 266.87% higher than that of CK， and the yield and economic benefits of T2， T4 and SH4 treatment were significantly higher than that of H2 treatment， of which the yield and economic benefits of SH4 treatment were 23.25% and 31.28% higher than that of H2 treatment. The fruit length， transverse diameter and fruit thickness of fertilizer treatment were significantly higher than those without fertilization， and the fruit type index of SH4 treatment was significantly higher than that of CK. The soluble solids， sugar-acid ratio and solid-acid ratio of fertilization treatment were significantly higher than that of CK， the content of soluble solids in SH4 treatment increased by 14.45% compared with CK. The total acid content of CK treatment was significantly higher than that of fertilization treatment. The total acid content of H2 treatment was significantly higher than that of deep chemical fertilizer application， organic substitution， and water and fertilizer integration. Among them， the total acid content of SH4 treatment was 78.79% less than CK and 48.98% less than H2. Vc and soluble sugar were not significantly different among the treatments. According to the principal component evaluation of fruit yield and quality， the main component scores of each index of the fruit were in the order of： SH4>T4>SH2>T2>H4>H2>CK. Under the conditions of this experiment， deep application of 40 cm water and fertilizer is the best pattern to improve mango yield， quality and economic benefit.

Keywords： ‘Tainong; fertilization depth; water and fertilizer integration; quality; economic benefit

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.03.022

‘臺農（‘Tai-nong）由中國臺灣省培育傳入其他省份，其品質好、產量高、市場潛力好，經調查統計海南省是目前全國第二的芒果種植和生產基地[1]，‘臺農是海南省種植面積最大的品種。近年來，隨著芒果產業(yè)的規(guī)?；l(fā)展，化肥施用過量的問題日益嚴峻[2]。何翠翠等[3]調研指出2016—2017年海南省芒果主產區(qū)投入化肥比例過高，芒果園有機肥投入嚴重不足?；什缓侠淼耐度氩粌H會造成肥料利用率降低，增產效應不顯著，同時也會引起土壤板結、肥料養(yǎng)分殘留及環(huán)境污染等問題[4]。因此建議農戶在實際生產中增施有機肥及施用比例。相關研究表明有機無機肥配施不僅可以促進作物生長，提高作物產量，且對提高化肥利用率和提升農田地力等效果顯著[5]。除無機肥施用量問題外，合理的施肥方式也是目前芒果施肥研究的熱點之一。傳統的芒果園施肥方式為芒果樹滴水線處行間或者株間開溝埋施、水溶后沖施或者撒施后沖水，開溝大小一般為長60 m、寬20 m、深20 m[3]。施肥深度可以調節(jié)作物根系分布特征及提水作用，進一步促進作物對有限水分的高效利用[6]。與表施或淺施相比，肥料深施能降低肥料因揮發(fā)或地表徑流而造成的損失[7]。于曉芳等[8]研究表明氮肥深施能明顯增加玉米單株根質量、根體積和根表面積，顯著提高根系活力，進而提高玉米產量和氮肥利用效率。

水肥一體化技術是利用壓力系統將肥料與水配兌成的肥液通過管道和滴頭直接作用在作物根系發(fā)育生長區(qū)域的農業(yè)新技術[9-10]。唐顥等[11]認為滴灌與施肥融為一體，才能發(fā)揮1+1>2的優(yōu)越性，有效提高肥料利用率。近年相關研究表明應用水肥一體化技術，降低施肥量的同時并不影響芒果的產量和品質，極大地提高了肥料利用率[12]。Behera等[13]研究表明在砂壤土種植小麥應用水肥一體化，在穩(wěn)產的條件下水利用效率達到最高。也有研究通過滴灌系統進行施肥，不僅可以有效地控制用水的數量、頻率和分布，而且可以根據不同施肥時期調控施用肥料的種類、比例、數量，將肥料精確均勻地施于作物根區(qū)，保證了作物根區(qū)養(yǎng)分和水分的供應，最終達到調控作物增產的目的，說明水肥一體化的可行性[14-15]。

根系是作物吸收水分和養(yǎng)分的重要器官，良好的根系發(fā)育有利于提高養(yǎng)分吸收利用，良好的根層環(huán)境有利于根系分泌物的產生，根系分泌物可直接改善植物根際養(yǎng)分的有效性[16-17]。在生產上，通過一定的水肥措施調控根系在土壤中的生長與空間分布，使根系充分吸收土壤中的貯水和養(yǎng)分，是提高水肥利用率的有效途徑。調節(jié)施肥深度，間接調節(jié)作物根系分布的方式，也是研究作物施肥的新思路[6]。目前在多年生植物上研究根層施肥的報道還不多。因此，筆者通過探究不同施肥深度結合化肥、有機肥替代和水肥一體化，作用于植物根層需肥區(qū)后對提高芒果產量、改善品質方面的作用，為芒果園科學合理的施肥方式提供依據。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

試驗時間為2018年6月至2019年6月。供試芒果品種為‘臺農，樹齡20年，試驗地位于海南省樂東黎族自治縣佛羅鎮(zhèn)紅泰農場。年平均溫度為20～26 ℃，氣溫最高月為6月，平均氣溫為32.4 ℃，氣溫最低月為1月，平均氣溫為16.1 ℃，全年日照時間為2534 h，年降水量為1653.4 mm。試驗地為平地果園，土壤類型為海相沉積燥紅土。選擇多點取樣法采集0～20 cm和20～40 cm的試驗地基礎土壤，測得土壤基本理化性質。試驗地屬于海相沉積物母質上發(fā)育形成的土壤類型，早期種植木麻黃，原來的有機質含量比較低，加上開墾種植芒果近20年期間，很少施用有機肥，主要施化肥，導致有機質下降，因此，其有機質含量低，土壤下層有機質含量比上層低的主要原因是土壤形成過程中的生物富集作用和人為耕作引起（表1）。

1.2 ?方法

1.2.1 ?試驗設計 ?試驗設置7個處理，分別為：不施肥（CK）、化肥20 cm淺施（H2）、化肥40 cm深施（H4）、生物有機肥替代20%N 20 cm淺施（T2）、生物有機肥替代20%N 40 cm深施（T4）、水肥一體化20 cm淺施（SH2）、水肥一體化40 cm深施（SH4）。施肥溝長100 cm，寬30 cm。各處理設置3次重復，每個重復6棵樹，處理之間設立保護行。

1.2.2 ?施肥時期和方法 ?在抽梢期、催花期、果實膨大期分別施入攻梢肥、催花肥和壯果肥，其中每個施肥時期施肥量分別占總施肥量的40%、30%和30%。供試肥料主要為尿素（N 46.4%）、

磷酸二氫鉀（P2O5 52%，K2O 34%）、硫酸鉀（K2O 52%），生物有機肥（N 1.53%、P2O5 5.64%、K2O 2.05%）。各處理之間年施肥總量保持一致，具體施肥量見表2。每個時期替代化肥的生物有機肥的總量在抽梢期一次性施入。水肥一體化將當次施肥量分2次施入，其中每次施水肥的灌水量均保持一致。在果樹滴水線范圍內，對角線挖固定長100 cm，寬30 cm，深20 cm和40 cm的施肥溝，化肥和生物有機肥替代20%N的處理直接將肥料施在施肥溝內，施完混勻覆土。由于生物有機肥替代20%N的T2、T4處理中的生物有機肥含磷量與本試驗施肥方案需磷量相當，故T2、T4處理不再施用磷酸二氫鉀。

1.2.3 ?樣品采集、測定項目與方法 ?在果實成熟期，采集每棵樹東、西、南、北4個方向長勢一致，無病害的果實，每個重復采24個果實，帶回試驗室。測定果實果長、果橫徑與果厚并計算果型指數（果型指數=果長/果橫徑）。待果實自然成熟。隨機取樣測定果實可溶性糖、還原性Vc、果實總酸度以及果實可溶性固形物等品質指標。果實Vc用2，6-二氯靛酚滴定法測定;總酸度用酸堿滴定法測定;果實可溶性糖用3，5-

二硝基水楊酸比色法測定;果實可溶性固形物用折射儀法測定;可食率為可食部分與總量的百分比。產量為果實成熟期按單株果樹計產，折算為每公頃產量。肥料產出率（g/g）=產量/肥料總用量。

1.3 ?數據處理

試驗數據均用Excel 2010軟件和SPSS 20軟件進行整理分析，處理間差異顯著性檢驗采用Duncans法。

2 ?結果與分析

2.1 ?不同施肥模式對芒果產量的影響

從表3可見，各施肥處理的產量均顯著高于CK。H2、H4、T2、T4、SH2、SH4處理相對于CK分別增產146.36%、160.76%、201.11%、202.85%、176.74%、203.64%;T2、T4、SH4處理的產量、肥料產出率顯著高于H2處理，而T2、T4、SH4處理之間無顯著性差異。淺施條件下，T2處理產量顯著高于H2處理，增產22.22%;深施條件下，各處理產量與肥料產出率差異性不顯著?；省⒂袡C肥替代、水肥一體化處理深施和淺施之間的產量、肥料產出率無顯著性差異，但深施時增產率均高于淺施。說明施用化肥、有機肥替代、水肥一體化相對不施肥均能顯著提高產量，有機肥替代處理、水肥一體化深施處理相對化肥淺施處理有顯著的增產作用。

2.2 ?不同施肥模式對芒果果實形態(tài)指標和可食率的影響

從表4可見，化肥、有機肥替代、水肥一體化處理果長均顯著高于CK，T4處理顯著高于SH2處理，且相對于CK果長增長達43.13%;CK果橫徑顯著低于施肥處理，H4與T4處理果橫徑之間無顯著性差異，但顯著高于H2、SH2和SH4處理;CK果厚顯著低于施肥處理，H4處理顯著高于H2、SH2、SH4處理;各處理果型指數在1.49～1.60之間，SH4處理果型指數顯著高于CK;各處理之間可食率無顯著性差異。說明施肥顯著影響果實外觀形態(tài)，但對芒果可食率的影響不顯著。

2.3 ?不同施肥模式對芒果果實品質的影響

從表5可見，各處理果實Vc差異性不顯著;CK果實總酸含量顯著高于各施肥處理，H2處理總酸含量顯著高于其他施肥處理;除T2處理外，其他處理可溶性固形物含量顯著高于CK處理，SH4處理可溶性固形物含量顯著高于T2處理，比CK處理增加了14.45%;各處理間果實可溶性糖含量差異性不顯著;CK果實糖酸比與固酸比顯著低于各施肥處理，H2處理糖酸比與固酸比顯著低于其他施肥處理。說明施肥能夠降低果實總酸含量，增加可溶性固形物含量、糖酸比和固酸比。

2.4 ?芒果果實品質綜合評價

2.4.1 ?各指標的主成分因子分析 ?對芒果產量、可食率、果實Vc、總酸、可溶性固形物、可溶性糖等9個指標的數據通過降維、標準化處理后進行主成分分析，共提取3個主成分。從表6可見，第1主成分Y1貢獻率達57.90%;第2主成分Y2貢獻率為13.54%;第3主成分貢獻率為10.62%。3個主成分累計貢獻率達82.07%，符合主成分分析法貢獻率累加和>80%的要求。因此3個主成分可以表現出不同處理對芒果各項指標的影響效果。與主成分1相關較強的為產量、果型指數、可溶性固形物、糖酸比、固酸比，而總酸的含量與其他指標為負相關關系;與主成分2相關較強的為可食率、可溶性糖，與主成分3相關較強的為果實Vc（表6）。

2.4.2 ?不同處理芒果品質綜合評價 ?主成分得分結果如表6所示，根據以上模型以及數據標準化計算出：

Y₁=0.4X₁+0.17X₂+0.31X₃+0.23X₄?0.42X₅+0.31X₆+0.21X₇+0.42X₈+0.42X₉

Y₂=?0.03X₁?0.69X₂+0.17X₃?0.08X₄+0.13X₅+0.21X₆+0.65X₇?0.03X₈?0.09X₉

Y₃=0.07X₁?0.43X₂+0.20X₃+0.77X₄+0.06X₅?0.21X₆?0.36X₇?0.08X₈?0.01X₉

以各主成分對應的方差貢獻率為權重，可構建綜合評價模型為：

Y=0.5790Y₁+0.1354Y₂+0.1062Y₃

通過綜合評分可知主成分1與主成分2中各處理得分表現為SH4處理最高（表7），說明SH4處理對果實產量、果型指數、可溶性固形物、可食率、可溶性糖的提高作用較強，主成分3中T2處理得分最高，說明T2處理對果實Vc的提高作用較強。在綜合評分中，不同施肥模式下的主成分均是深施處理模式的得分最高，且由高到低排列依次為：SH4>T4> SH2 >T2>H4>H2>CK。說明水肥一體化、有機肥替代深施在提高芒果產量、改善品質方面具有較好的效果。

2.5 ?不同施肥模式經濟效益分析

目前中國的芒果銷售在收購的環(huán)節(jié)還沒法實現優(yōu)質優(yōu)價，按照統一市場商品價格10元/kg。水肥一體化設備總成本為10500元/hm2，預計使用期限為5年，折算每年費用為2100元/hm2。本年度農藥成本共12375元/hm2?；逝c有機肥替代處理人工總成本為12375元/hm2。不施肥人工總成本為6187.5元/hm2，水肥一體化處理人工成本為7425元/hm2。CK成本為：人工6187.5元/hm2、農藥12 375元/hm2，總成本共18 562.5元/hm2;H2、H4成本為：人工12 375元/hm2、農藥12 375元/hm2、化肥（尿素810.294元/hm2、磷酸二氫鉀4283.64元/hm2、硫酸鉀為1136.376元/hm2）6230.31元/hm2，總成本為30 980.31元/hm2。T2、T4施肥成本為：人工12 375元/hm2、農藥12 375元/hm2、有機肥6485.08元/hm2、化肥（尿素674.094元/hm2、磷酸二氫鉀0元/hm2、硫酸鉀為1036.64元/hm2）1710.734元/hm2，總的成本為32 945.81元/hm2。SH2、SH4施肥成本為：水肥一體化設備2100元/hm2、人工7425元/hm2、農藥12 375元/hm2、化肥（尿素810.294元/hm2、磷酸二氫鉀4283.64元/hm2、硫酸鉀1136.376元/hm2）6230.31元/hm2，總成本為28 130.31元/hm2。由表8可知，各施肥處理經濟效益均顯著高于CK，SH4、T4、T2處理的經濟效益均顯著高于H2處理，且相對于CK分別增益266.87%、254.81%、252.55%。說明施肥能夠顯著提高芒果的經濟效益。且有機肥替代與水肥一體化深施的效果均顯著高于化肥淺施的效果。

3 ?討論

在熱區(qū)芒果種植生產中，芒果產量、品質的提升不僅僅能靠芒果品種的選育和栽培條件的改善來實現，科學合理的施肥不僅能夠提高芒果產量、改善品質，亦能改善土壤環(huán)境，提升土壤肥力保護生態(tài)平衡[18]，有研究表明施肥是提高土壤生產貢獻力的重要措施，施用化肥能夠增加土壤養(yǎng)分進而提高作物產量[19]。生物有機肥是一種含有特定功能有益微生物與有機肥結合的新型有機肥肥料。農田中施用生物有機肥，不僅能夠改善土壤結構，亦能提高土壤中微生物活性與土壤肥力，進而改善作物品質提高產量[20-22]?；屎陀袡C肥配施較單施化肥和單施有機肥在提高作物產量、改善品質方面更高效[23]。水肥一體化能夠起到疏松土壤、增強土壤保水保肥能力的作用，且其能夠改善土壤微生物的生存環(huán)境，促進微生物群落的生長繁殖。合理的水肥配施能夠提高甘蔗產量及品質[24-25]。肥料深施能夠改變作物根系土壤中的營養(yǎng)，改善土壤肥力，促進作物根系生長與肥料的吸收和分配，減少肥料揮發(fā)和淋溶損失，提高肥料利用率的同時又能減輕環(huán)境污染，達到增產增收的效果[26-27]。有研究表明化肥深施能夠減少氮磷鉀養(yǎng)分的揮發(fā)和流失，促進水稻禾苗對養(yǎng)分的吸收，提高水稻產量[28]。有機肥深施能夠促進根系的生長發(fā)育、提高蘋果單株產量和經濟效益[29]。

在本研究中，化肥、有機肥替代、水肥一體化處理芒果的產量均顯著高于不施肥處理，增加幅度遠超100%。說明施肥對芒果產量的提高有顯著的促進作用。就增加幅度而言，化肥處理相對不施肥分別增產146.36%、160.76%，有機肥替代處理分別增產201.11%、202.85%，水肥一體化處理分別增產176.74%、203.64%，可以看出有機肥替代與水肥一體化處理增加幅度大于純化肥處理。這與何濤濤等[30]研究發(fā)現有機無機配施能夠促進養(yǎng)分的高效利用可使蘋果增產52.42%;合理的水肥一體化可以提高草莓的產量，能使香蕉產量比傳統的畦溝灌溉施肥方式增產41.99%，茶葉顯著增產3.43%～9.29%[31-33]相一致。本研究中化肥、有機肥替代、水肥一體化40 cm深施時的產量增加幅度均高于20 cm淺施，且產量最高的2個施肥模式為水肥一體化深施和有機肥替代深施。這與前人研究發(fā)現施肥深度的增加能夠提高柑橘的產量[34]，適當的提高施肥深度能夠提高馬鈴薯的產量[35]相一致。

芒果果實的品質指標是決定其經濟價值的重要因素，其中總酸、可溶性糖、可溶性固形物等指標的含量決定了芒果的口感與商品價值，所以改善芒果品質也是提高經濟效益的一項重要措施。本研究中化肥處理相對于不施肥處理芒果的果型指數、可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比和固酸比提高，總酸降低;有機肥替代與水肥一體化處理相對于不施肥處理芒果的果型指數、可食率、果實Vc、可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比和固酸比提高，總酸降低。任少鵬等[36]研究發(fā)現有機肥替代模式能夠顯著提高西瓜產量和品質以及經濟效益。在柑橘上施用有機肥替代能夠提高柑橘的Vc、總糖、可溶性固形物含量，從而改善了果實品質[37-38]。水肥一體化能夠改善黃瓜品質，提高芒果可溶性固形物及Vc的含量，對芒果的經濟效益有較為明顯提高[12， 39-40]。本研究表明化肥、有機肥替代、水肥一體化處理相對不施肥處理經濟效益均顯著提高，且有機肥替代與水肥一體化深施處理經濟效益顯著高于化肥淺施處理，這與上述結果基本一致。說明施肥能夠提高芒果的外觀品質，改善品質，提高經濟效益，有機肥替代與水肥一體化在這方面優(yōu)于純施化肥。本研究還發(fā)現化肥深施芒果果實的果橫徑、果厚、糖酸比與固酸比含量均顯著高于化肥淺施，總酸顯著低于淺施。說明化肥深施能夠改善芒果外觀品質，提高糖酸比和固酸比。經過主成分分析得出的綜合評價，施肥處理的評價均高于不施肥處理，化肥、有機肥替代以及水肥一體化在深施條件下的評分均高于淺施，且水肥一體化深施處理的綜合評分最高，有機肥替代深施次之。

4 ?結論

化肥、有機肥替代、水肥一體化均能夠提高芒果產量與經濟效益，改善芒果品質，且在深施模式下對芒果產量、品質、經濟效益的提升效果更佳。在肥料深施的條件下，各處理產量品質等綜合指標評分大小順序為：水肥一體化>有機肥替代>化肥，且水肥一體化深施處理經濟效益最高。因此，水肥一體化深施是平地芒果園科學施肥的最佳模式。本研究是在海南燥紅土肥力較低的條件下開展研究獲得的結果。由于施肥與土壤基礎地力有密切的相關，因此在其他土壤條件下的施肥效果還有待進一步試驗。

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責任編輯：沈德發(fā)

收稿日期 ?2020-03-01;修回日期 ?2020-05-11

基金項目 ?國家重點研發(fā)計劃項目“高效施肥技術與新型肥料研究”（No. 2017YFD0202102）;海南省重大科技計劃項目“海南芒果、柑橘品質提升關鍵技術研究與示范”（No. ZDKJ2017003）。

作者簡介 ?劉 ?維（1993—），女，碩士研究生，研究方向：作物營養(yǎng)與施肥。*通信作者（Corresponding author）：林 ?電（LIN Dian），E-mail：lindian5519@163.com。