劉亞男 安東升 嚴(yán)程明 何東寧 徐明崗

關(guān)鍵詞：金菠蘿；肥水用量；養(yǎng)分吸收；產(chǎn)量；品質(zhì)

菠蘿（AnanascomosusL.Merr）作為熱帶、亞熱帶名果之一，在國際市場和國內(nèi)市場水果貿(mào)易中都有很大潛力。廣東是我國菠蘿種植第一大省，主產(chǎn)區(qū)季節(jié)性干旱嚴(yán)重，菠蘿生長發(fā)育關(guān)鍵期缺水，前期大量施肥但肥水耦合困難，后期植株封行，追肥困難，造成產(chǎn)量降低、品質(zhì)下降、資源浪費(fèi)。水肥一體化技術(shù)是解決菠蘿種植過程中肥水時(shí)空不匹配問題的重要措施，可有效調(diào)控土壤水分和養(yǎng)分，實(shí)現(xiàn)肥水同步供給。嚴(yán)程明等[1]研究巴厘品種菠蘿，結(jié)果顯示，與常規(guī)施肥相比，采用水肥一體化技術(shù)菠蘿氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收量分別增加31.6%、60.3%和40.3%。采用水肥一體化技術(shù)不僅可提升菠蘿養(yǎng)分吸收，也可提高菠蘿的產(chǎn)量和品質(zhì)。謝盛良等[2]對(duì)巴厘菠蘿的研究表明，應(yīng)用水肥一體化技術(shù)，每月抽葉數(shù)增加2～10片，單果重增加43.6%，單位面積產(chǎn)量增加43.6%，商品果率提高10.8%。馬海洋等[3]比較了滴灌、微噴帶、噴灌肥水一體化技術(shù)在菠蘿上的應(yīng)用效果，結(jié)果表明滴灌是最佳的菠蘿栽培管理模式，應(yīng)用滴灌施肥技術(shù)，可使菠蘿增產(chǎn)26.3%，肥料貢獻(xiàn)率增加16.3%。嚴(yán)程明等[4]研究表明，滴灌施肥技術(shù)可使巴厘菠蘿增產(chǎn)39.0%，商品品質(zhì)大幅度提高。劉傳和等[5]研究，應(yīng)用水肥一體化技術(shù)可顯著增加神灣菠蘿青葉數(shù)、葉長、葉寬和株高，產(chǎn)量和可溶性固形物含量顯著增加。目前，關(guān)于菠蘿水肥一體化技術(shù)應(yīng)用效果的研究，多集中于傳統(tǒng)施肥與水肥一體化比較研究，且研究對(duì)象品種單一，多為巴厘品種。在當(dāng)今菠蘿產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，品種結(jié)構(gòu)單一、老化嚴(yán)重的問題比較突出。金菠蘿葉片寬大、葉緣少刺，果型端莊，成熟時(shí)果皮黃綠色、有光澤，果眼扁平或微隆，果肉呈橙黃色、香味濃郁，口感爽脆、香甜，纖維少，維生素C含量高，果實(shí)風(fēng)味優(yōu)于其他品種。該品種產(chǎn)量高，品質(zhì)佳[6]，綜合性狀優(yōu)良，是鮮食、加工均適宜的優(yōu)良品種，推廣前景廣闊。但目前關(guān)于金菠蘿最佳水肥管理的報(bào)道較少，本研究以金菠蘿MD-2為試驗(yàn)材料，比較滴灌施肥條件下，不同肥水用量對(duì)菠蘿植株生長、養(yǎng)分累積以及果實(shí)產(chǎn)量品質(zhì)的影響，明確適宜菠蘿增產(chǎn)增效的滴灌施肥組合，為提高金菠蘿的產(chǎn)量和品質(zhì)，促進(jìn)金菠蘿產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展提供重要理論支撐。

1材料與方法

1.1材料

試驗(yàn)地點(diǎn)位于廣東省湛江市麻章區(qū)中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院湛江實(shí)驗(yàn)站基地，地理坐標(biāo)為110°16′E，21°08′N，地處雷州半島，土壤類型為凝灰?guī)r磚紅壤。土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)如下：pH4.82，有機(jī)質(zhì)2.27%，全氮1.20g/kg，有效磷38.89mg/kg，速效鉀336.67mg/kg。每年5—10月為雨季，11月至翌年4月為旱季。主要?dú)庀髷?shù)據(jù)見圖1。2020年5—10月累計(jì)降水量為1567.2mm，占全年降水量的87.3%，季節(jié)性干旱嚴(yán)重。

供試菠蘿品種金菠蘿MD-2，種植密度為60000株/hm2。2019年9月定植，2019年10月至2020年4月為緩慢生長期，2020年5—9月為旺盛生長期，2020年10—11月為催花期，2020年12月至2021年5月為果實(shí)發(fā)育期，2021年6月收獲。

1.2方法

試驗(yàn)設(shè)8個(gè)處理：（1）CK（不施肥不灌水）、（2）F1W0（常規(guī)施肥不灌水）、（3）F1W1（滴灌施肥，50%～60%田間持水量）、（4）F2W1（滴灌施肥量減少25%，50%～60%田間持水量）、（5）F3W1（滴灌施肥量減少50%，50%～60%田間持水量）、（6）F1W2（滴灌施肥，30%～40%田間持水量）、（7）F2W2（滴灌施肥量減少25%，30%～40%田間持水量）、（8）F3W2（滴灌施肥量減少50%，30%～40%田間持水量）。每個(gè)處理3次重復(fù)，試驗(yàn)小區(qū)采用隨機(jī)區(qū)組排列。小區(qū)種植面積43.5m2，株距35cm，采用寬窄行種植，寬行50cm，窄行40cm，滴灌帶鋪設(shè)于兩行行間。常規(guī)施肥的N、P2O5、K2O施用量分別為300、225、420kg/hm2。常規(guī)施肥處理于菠蘿定植期、旺盛生長期、催花期分3次撒施；滴灌施肥處理于金菠蘿緩慢生長期（2次）、旺盛生長期（4次）、催花期、果實(shí)膨大期分8次滴灌施入。試驗(yàn)所用化肥為高水溶性復(fù)合肥（15-10-20）、尿素（N46%）、過磷酸鈣（P2O516%）和氯化鉀（K2O60%）。

測(cè)定指標(biāo)與方法：于收獲期采集植物樣品，株高、莖高、D葉長、D葉寬和果柄長度用卷尺測(cè)量；莖粗、果柄粗度、果實(shí)橫徑和縱徑用分度值為0.02mm的游標(biāo)卡尺測(cè)定；各部位鮮重和干重用0.01g電子天平稱量。根、莖、葉、果柄、果實(shí)分離，于實(shí)驗(yàn)室清洗，采集各部位樣本，105℃下殺青30min，70℃烘干至恒重，測(cè)定各部位生物量。用H2SO4-H2O2消煮植物樣，凱式定氮法測(cè)全氮，鉬銻抗比色法測(cè)全磷，火焰光度計(jì)法測(cè)全鉀。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)采摘30個(gè)金菠蘿果實(shí)測(cè)定平均單果重，根據(jù)種植密度折合成單位面積產(chǎn)量（t/hm2）?？扇苄蕴呛坑幂焱壬y(cè)定，可滴定酸含量用酸堿中和滴定法（以檸檬酸計(jì)）測(cè)定，Vc含量用2，6-二氯靛酚法測(cè)定。

灌溉水生產(chǎn)力（irrigationwaterproductivity，IWP，kg/m3）=產(chǎn)量（kg/hm2）/灌溉水量（m3/hm2）

肥料貢獻(xiàn)率（fertilizercontributionrate，F(xiàn)CR）=（施肥區(qū)產(chǎn)量-無肥區(qū)產(chǎn)量）/施肥區(qū)產(chǎn)量100%

肥料農(nóng)學(xué)效率（agronomyefficiency，AE，kg/kg）=（施肥區(qū)產(chǎn)量－無肥區(qū)產(chǎn)量）/施肥區(qū)施肥量

1.3數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel2010和SAS8.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用ANOVA作方差分析，利用Duncans作多重比較分析，采用皮爾森相關(guān)分析進(jìn)行各個(gè)指標(biāo)的相關(guān)性分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同水肥處理金菠蘿植物學(xué)性狀

金菠蘿采收時(shí)，不同水肥處理植株各項(xiàng)生長指標(biāo)見表1。與對(duì)照相比，常規(guī)施肥處理顯著提高了菠蘿株高和D葉長，說明施肥可顯著促進(jìn)菠蘿植株和葉片生長。與常規(guī)施肥相比，高肥高水處理顯著提高了金菠蘿株高、莖高、莖粗、D葉長、D葉寬和果柄粗度，說明嚴(yán)重干旱脅迫下，灌水可顯著促進(jìn)金菠蘿植株各部位生長。同一灌水條件下，不同施肥處理之間金菠蘿各生長指標(biāo)差異不顯著。中肥高水處理的金菠蘿莖高顯著高于中肥低水處理，高肥高水處理的D葉長顯著高于高肥低水處理，說明同等施肥量下，灌水有一定的促進(jìn)金菠蘿植株生長的效果。

2.2不同水肥處理金菠蘿植株干物質(zhì)累積量

不同水肥處理植株干物質(zhì)累積情況見表2。高肥高水處理的的根、莖、葉、果柄、果實(shí)以及植株干物質(zhì)累積量均顯著高于對(duì)照，說明肥水互作可顯著促進(jìn)金菠蘿干物質(zhì)累積。相比常規(guī)施肥處理，高肥高水處理的莖、葉、果柄、果實(shí)和植株干物質(zhì)累積量顯著提高，說明嚴(yán)重干旱脅迫下，灌水可顯著促進(jìn)金菠蘿干物質(zhì)累積。同一灌水條件下，不同施肥量對(duì)干物質(zhì)累積無明顯影響。中肥高水處理的根干重顯著高于中肥低水處理，高肥高水和低肥高水處理的果干重顯著高于高肥低水和低肥低水處理，說明灌水可促進(jìn)金菠蘿根生長和果實(shí)干物質(zhì)累積。

2.3不同水肥處理金菠蘿植株氮（N）、磷（P）、鉀（K）累積量

由圖2可以看出，高肥高水處理的N、P、K累積量顯著高于對(duì)照，說明肥水互作可顯著促進(jìn)金菠蘿養(yǎng)分吸收，提高養(yǎng)分累積量。相比常規(guī)施肥處理，高肥高水處理可顯著提高金菠蘿植株N、K累積量，P累積量無差異，可能與菠蘿對(duì)N、K元素的需求量高于P元素有關(guān)。高肥高水處理的植株K累積量顯著高于低肥高水處理，說明輕度干旱脅迫時(shí)，施肥量高低顯著影響植株K元素累積；高肥低水處理的植株N累積量顯著高于低肥低水處理，說明中度干旱脅迫時(shí)，施肥量顯著影響植株N元素累積。

2.4不同水肥處理金菠蘿產(chǎn)量構(gòu)成及肥料利用率

由表3可以看出，高肥高水處理的金菠蘿果實(shí)橫徑、縱徑、單果重和產(chǎn)量顯著高于對(duì)照和常規(guī)施肥處理，常規(guī)施肥處理與對(duì)照差異不顯著，說明肥水互作和灌水可顯著促進(jìn)金菠蘿果實(shí)生長，形成產(chǎn)量，而單獨(dú)施肥的效果不顯著。菠蘿相對(duì)耐旱，但嚴(yán)重干旱脅迫顯著影響果實(shí)產(chǎn)量。高肥高水處理的果實(shí)縱徑、單果重、產(chǎn)量顯著高于高肥低水處理，說明相對(duì)充足的水分供應(yīng)是肥料高效吸收的基礎(chǔ)。中度干旱脅迫時(shí)，灌溉水生產(chǎn)力顯著高于輕度干旱脅迫。各肥水處理的肥料貢獻(xiàn)率和農(nóng)學(xué)效率顯著高于常規(guī)施肥處理，說明嚴(yán)重干旱脅迫時(shí)，肥水不匹配，肥料利用率低，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，灌水在菠蘿栽培管理中十分重要。

2.5不同水肥處理金菠蘿果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)

由表4可以看出，高肥高水處理的可溶性糖和維生素C含量顯著低于對(duì)照。高肥高水處理的維生素C和可滴定酸含量顯著低于常規(guī)施肥處理，但其糖酸比顯著高于常規(guī)施肥。同一灌溉水平下，不同施肥量處理的可溶性糖、維生素C、可滴定酸含量以及糖酸比均差異不顯著。同一施肥水平下，高灌水量處理的可溶性糖含量和糖酸比顯著高于低灌水量處理。說明一定干旱脅迫條件下，灌水對(duì)金菠蘿果實(shí)可溶性糖含量和糖酸比的影響大于施肥。常規(guī)施肥處理的維生素C和可滴定酸含量最高，且與其他處理差異顯著，但該處理糖酸比最低。

2.6各指標(biāo)相關(guān)性分析

由表5可以看出，果實(shí)產(chǎn)量與葉片數(shù)、株高、D葉長、D葉寬、植株干重、NPK累積量和果實(shí)橫、縱徑均呈極顯著正相關(guān)，與Vc和可滴定酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。可溶性糖含量與菠蘿株高、果實(shí)橫徑呈顯著負(fù)相關(guān)，與D葉長呈極顯著負(fù)相關(guān)；Vc含量與總?cè)~片數(shù)、植株P(guān)累積量呈顯著負(fù)相關(guān)，與D葉寬、植株干重、植株N、K累積量、果實(shí)橫、縱徑、產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與可滴定酸含量呈極顯著正相關(guān)；可滴定酸含量與植株干重、植株P(guān)、K累積量呈顯著負(fù)相關(guān)，與D葉寬、果實(shí)橫、縱徑、產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)。說明菠蘿植株葉片數(shù)越多，干物質(zhì)和養(yǎng)分累積量越高，可提高菠蘿產(chǎn)量，降低果實(shí)酸度，有助于實(shí)現(xiàn)菠蘿增產(chǎn)提質(zhì)。

3討論

合理的水肥管理對(duì)促進(jìn)菠蘿生長，提高菠蘿產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要作用。本研究發(fā)現(xiàn)，高肥高水處理的金菠蘿株高、莖高、莖粗、D葉長、D葉寬和果柄粗度顯著高于常規(guī)施肥處理，與劉傳和等[5]在神灣菠蘿上的研究結(jié)果一致。高肥高水和高肥低水處理的干物質(zhì)累積量顯著高于常規(guī)施肥處理，但不同滴灌施肥處理間差異不顯著。說明作為CAM途徑作物，盡管菠蘿具有較強(qiáng)的耐旱性，但長時(shí)間的干旱脅迫依然會(huì)抑制菠蘿植株生長。50%～60%田間持水量和30%～40%田間持水量處理，相當(dāng)于輕度干旱脅迫和中度干旱脅迫[7-8]，說明非重度脅迫下金菠蘿生長對(duì)于水分供應(yīng)量不敏感。有研究結(jié)果顯示，輕度水分脅迫有利于菠蘿根系的生長，促進(jìn)根長的增加，菠蘿根系活力和保水力較高[7]。與常規(guī)施肥相比，2a滴灌施肥處理番茄干物質(zhì)量增加17.5%和21.7%[9]。滴灌條件下增加灌水量和施氮量可促進(jìn)夏玉米地上部干物質(zhì)積累，與本研究結(jié)果相似[10]。

高肥高水和高肥低水處理植株N、K累積量較高，與對(duì)照和常規(guī)施肥處理差異顯著，常規(guī)施肥與對(duì)照差異不顯著。水分是影響作物養(yǎng)分吸收的主要因子中最為重要的因素。常規(guī)施肥處理土壤中因水分虧缺，影響?zhàn)B分離子遷移，且緩效養(yǎng)分向速效養(yǎng)分的釋放過程變少[11]，從而影響作物對(duì)養(yǎng)分的吸收利用。MENGEL等[12]指出，隨著土壤含水量的增加，肥料K的有效性顯著增加。滴灌條件下，土壤總孔隙度和有效孔隙度增加，土壤通氣性和結(jié)構(gòu)性均優(yōu)于常規(guī)管理[13]，促進(jìn)了菠蘿根系生長發(fā)育和養(yǎng)分吸收累積。

水肥一體化栽培可使神灣菠蘿果長、果徑、單果重和產(chǎn)量顯著增加[4]。有研究表明，菠蘿單果重與地上部莖葉重呈顯著正相關(guān)[14]。在臺(tái)農(nóng)17號(hào)菠蘿上研究結(jié)果也顯示，單果重與單株葉片數(shù)、葉片重和地下莖重呈極顯著正相關(guān)[15]。地上部葉片干重大說明在葉片上積累的光合產(chǎn)物較多，在果實(shí)生長發(fā)育階段能把更多的光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到果實(shí)，有助于菠蘿獲得高產(chǎn)。在其他作物的研究結(jié)果同樣表明，滴灌施肥可使番茄產(chǎn)量增加46.9%，干物質(zhì)量增加54.0%，氮、磷、鉀吸收量是常規(guī)施肥的1.4～2.4倍[16-17]。有研究指出，降低施肥量對(duì)產(chǎn)量影響較小，但降低了植株的營養(yǎng)生長，植株干物質(zhì)累積量減少，與本研究結(jié)果相似[18]。合理的肥水供應(yīng)有利于作物對(duì)養(yǎng)分的吸收利用，從而促進(jìn)產(chǎn)量形成。高肥高水處理產(chǎn)量顯著高于高肥低水，說明肥料的高效利用必須依靠充足的供水才能被作物有效吸收，形成產(chǎn)量。在溫室甜瓜上的滴灌施肥試驗(yàn)表明，高水高氮可促進(jìn)甜瓜干物質(zhì)累積，提高產(chǎn)量；同時(shí)追求產(chǎn)量和肥料利用效率時(shí)，高水中氮為最佳選擇[19]，與本研究結(jié)果相似。滴灌施肥可顯著提高金菠蘿產(chǎn)量和肥料貢獻(xiàn)率以及農(nóng)學(xué)效率，與根系的良好生長有密切關(guān)系。滴灌施肥可促進(jìn)作物根系生長，0～40cm土層根系總長度是對(duì)照的1.5倍[20]。

滴灌施肥可提高金菠蘿果實(shí)糖酸比，高肥高水處理的糖酸比較常規(guī)施肥處理高10.3。路永莉等[21]研究表明，渭北旱塬區(qū)果園，應(yīng)用水肥一體化技術(shù)，蘋果增產(chǎn)13.0%，糖酸比提高19.1%。同一施肥水平，50%～60%田間持水量處理可溶性糖含量和糖酸比顯著高于30%～40%田間持水量處理，即輕度水分脅迫高于中度水分脅迫處理，與岳文俊等[19]的研究結(jié)果一致。水分是影響果實(shí)品質(zhì)的關(guān)鍵因素，適當(dāng)水分虧缺能夠提高果實(shí)品質(zhì)[22-23]。

4結(jié)論

相比常規(guī)施肥，高肥高水處理可顯著提高金菠蘿植株N、K累積量，P累積量無差異。高肥高水處理的金菠蘿果實(shí)產(chǎn)量最高，為107.75t/hm2，比對(duì)照高117.46%，比常規(guī)施肥處理高99.40%，但與低肥高水處理差異不顯著。各滴灌施肥處理的肥料貢獻(xiàn)率和農(nóng)學(xué)效率顯著高于常規(guī)施肥處理。同一灌溉水平下，不同施肥量處理的可溶性糖、維生素C、可滴定酸含量以及糖酸比均差異不顯著。同一施肥水平下，高灌水量處理的可溶性糖含量和糖酸比顯著高于低灌水量處理。

綜合考慮金菠蘿養(yǎng)分吸收特征、產(chǎn)量品質(zhì)及肥料貢獻(xiàn)率等，低肥高水處理為較優(yōu)的灌溉施肥組合，有利于實(shí)現(xiàn)金菠蘿高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)。