張江周　張濤　余赟　方昭　遲志廣　李寶深　李曉林

摘 要 采用大田試驗(yàn)，研究滴灌條件下威廉斯B6香蕉氮磷鉀吸收與分配特性，為該品種香蕉的科學(xué)施肥提供理論依據(jù)。在香蕉定植后30、60、105、135、165、195和255 d采集樣品，分析不同生育期各部位氮磷鉀含量。威廉斯B6干物質(zhì)累積量為19 912.5 kg/hm2。氮和磷養(yǎng)分吸收量分別為261.8、32.4 kg/hm2。從定植到定植后195 d，氮磷的累積速率呈上升趨勢(shì)，定植后195～255 d累積速率開始下降；而鉀的吸收量為758.5 kg/hm2，鉀的累積速率在定植后165 d開始下降。從定植到定植后165 d，養(yǎng)分主要分布在葉片、假莖和球莖；定植后195～255 d，養(yǎng)分主要分布在葉片、假莖和果實(shí)。收獲期，果實(shí)中氮磷鉀含量占植株氮磷鉀吸收量的29.9%、26.5%和12.7%。廣西滴灌條件下，新植威廉斯B6香蕉每公頃需要吸收N 261.8 kg、P2O5 32.4 kg、K2O 758.5 kg。

關(guān)鍵詞 威廉斯B6；滴灌；氮磷鉀吸收

中圖分類號(hào) S668.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

化肥在農(nóng)業(yè)的發(fā)展中起著極其重要的作用，據(jù)國(guó)際肥料工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，2013年我國(guó)成為世界上化肥最大的生產(chǎn)國(guó)，且化肥的生產(chǎn)量還在持續(xù)增加。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)化肥的施用量由2000年的4 146萬t增加到2013年的5 912萬t，化肥的施用量增加了43%。過量和不合理施用化肥造成化肥利用率不高，沒有被作物吸收利用的養(yǎng)分進(jìn)入土壤、大氣和水體造成生態(tài)環(huán)境污染等問題[1]。2014年農(nóng)業(yè)部提出，到2020年實(shí)現(xiàn)化肥農(nóng)藥零增長(zhǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略。

香蕉是熱帶水果的典型代表，生長(zhǎng)速度快，對(duì)養(yǎng)分的需求量大。但在實(shí)際生產(chǎn)中，香蕉施肥存在施肥比例不平衡、施肥量不合理等問題[2-4]。通過了解香蕉的生長(zhǎng)特性與養(yǎng)分吸收特性能為香蕉的合理施肥和香蕉產(chǎn)業(yè)化肥零增長(zhǎng)提供參考依據(jù)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)香蕉的養(yǎng)分吸收特性開展了大量的研究。Chattopadhyay等[5]分析了Cavendish香蕉在8葉期和19葉期養(yǎng)分吸收特性。楊苞梅等[6]對(duì)粉蕉研究結(jié)果表明，每株養(yǎng)分吸收為N 167.0 g、P 19.3 g、K 521.7 g，N ∶ P ∶ K=1 ∶ 0.12 ∶ 3.12，而每株巴西蕉養(yǎng)分吸收量為N 109.1 g、P2O5 11.1 g、K2O 311.9 g[7]，平均的養(yǎng)分含量比例為N ∶ P ∶ K=1 ∶ 0.07～0.13 ∶ 1.80～3.90[8]，在花芽分化期N累積量為47.1 g/株，P的累積量3.5 g/株，鉀累積量68.5 g/株[9]。因此，花芽分化期之前N ∶ K2O施用比例為1 ∶ 1.08最為適宜，之后N ∶ K2O=1 ∶ 1.2最為適宜[10]。Agrawal等[11]認(rèn)為香蕉每年每株N、P2O5、K2O的施用量為450.0、200.0和500.0 g。在水培條件下，威廉斯B6適宜的供鉀濃度為228～539 mg/L[12]。

盡管香蕉專家學(xué)者在營(yíng)養(yǎng)吸收特性和施肥方面取得了很多進(jìn)展，但這些研究主要集中在巴西蕉和粉蕉，且研究地點(diǎn)多位于廣東和海南，而施肥方式主要以撒施干肥和噴灌為主。隨著香蕉集約化種植的加快，滴灌施肥被廣泛地應(yīng)用到香蕉生產(chǎn)中。已有相關(guān)研究報(bào)道，在香蕉上采用滴灌施肥可以提高香蕉產(chǎn)量，節(jié)約肥料25%～50%，提高肥料的利用率[13-15]。同時(shí)，受研究區(qū)域、氣候條件、品種和施肥方式的限制，研究結(jié)果不能直接應(yīng)用到廣西香蕉種植區(qū)。廣西作為我國(guó)香蕉主產(chǎn)區(qū)之一，香蕉種植面積占全國(guó)香蕉種植面積的22.63%。與廣東和海南相比，廣西光熱條件存在一定的差異，具有獨(dú)特的亞熱帶雨林氣候。與其他省份栽培的香蕉相比，在生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收特性等方面存在差異。本研究以廣西主栽品種威廉斯B6作為試驗(yàn)材料，在滴灌施肥條件下對(duì)香蕉的生長(zhǎng)和氮磷鉀吸收特性開展系統(tǒng)的研究，旨在揭示滴灌條件下威廉斯B6養(yǎng)分吸收特性，為威廉斯B6香蕉的科學(xué)施肥提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)地基本情況 試驗(yàn)在廣西金穗農(nóng)業(yè)集團(tuán)有限公司浪灣分場(chǎng)進(jìn)行，浪灣分場(chǎng)香蕉種植面積為172 hm2，丘陵地形，前茬種植作物是木薯、板栗、南瓜等。土壤0～40 cm有機(jī)質(zhì)含量為21.0 g/kg，堿解氮為104.0 mg/kg，速效磷為42.0 mg/kg，速效鉀為124.0 mg/kg，pH值為4.2。

1.1.2 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)材料為廣西主栽品種威廉斯B6，香蕉種苗由廣西香豐種業(yè)有限責(zé)任公司提供，苗齡為9～10張葉。

1.2 方法

1.2.1 定植方式 試驗(yàn)采用起壟種植，香蕉種植于壟底，株距為2.0 m，行距2.60 m，定植密度為1 800株/hm2。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 香蕉2012年3月30日定植，12月30日收獲，底肥施用量有機(jī)肥10.8 t/hm2，復(fù)合肥270.0 kg/hm2，具體施肥方案見表1。施肥方式以滴灌施肥為主，撒施干肥為輔。滴灌帶滴頭間距為40 cm，每株香蕉周圍有5個(gè)滴頭，滴頭流量為1.6 L/h。施肥時(shí)，先滴清水20 min，施肥30 min，再滴清水20 min。在香蕉定植后30 d（緩苗期）、60 d（快速生長(zhǎng)期）、105 d（花芽分化期）、135 d（花芽分化期-孕蕾期）、165 d（孕蕾期-現(xiàn)蕾期）、195 d（幼果期-果實(shí)膨大期）和255 d（收獲期）采集樣品，每個(gè)時(shí)期采集長(zhǎng)勢(shì)均一的12株香蕉。

1.2.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

（1）植株干物質(zhì)重測(cè)定。在抽蕾期之前香蕉分成根系、球莖、假莖和葉片4個(gè)部分，抽蕾期之后香蕉分成根系、球莖、假莖、葉片、果軸和果實(shí)6個(gè)部分。香蕉根系用清水清洗后，晾干稱量鮮重，其他部分直接稱量鮮重。采用四分法選取部分樣品放到105 ℃烘箱中殺青，然后再75 ℃下烘干至恒重，測(cè)定各部分干物質(zhì)重，乘以分取倍數(shù)換算成植株各部位干物質(zhì)重，計(jì)算得出整株香蕉干物質(zhì)累積量。

（2）果實(shí)指標(biāo)測(cè)定。在香蕉成熟期，測(cè)定每梳香蕉果指數(shù)和果實(shí)鮮重。

（3）植株氮磷鉀測(cè)定。把各部分烘干的樣品用植物粉碎機(jī)磨碎后放入密封袋中以備測(cè)定氮磷鉀。粉碎的香蕉植株樣品用H2SO4-H2O2消煮后，氮采用堿解氮蒸餾法、磷采用鉬銻抗法、鉀采用火焰分光光度法測(cè)定[16]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，采用SPSS 16.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析（p≤0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 香蕉植株干物質(zhì)累積特性

從圖1可見，香蕉植株干物質(zhì)累積量呈“J”型增長(zhǎng)趨勢(shì)。定植后60 d，香蕉植株進(jìn)入快速生長(zhǎng)期，干物質(zhì)累積量迅速增加，收獲期干物質(zhì)累積為19 912.5 kg/hm2。從圖2可見，從定植到定植后195 d，植株干物質(zhì)累積量速率持續(xù)增加。定植后195～255 d，香蕉干物質(zhì)累積速率79.6 kg/（hm2·d），累積速率下降。這個(gè)階段處于香蕉的果實(shí)膨大期，香蕉的株高和葉片數(shù)不再增加，因此干物質(zhì)累積速率下降。

2.2 香蕉果實(shí)生長(zhǎng)特性

香蕉的果指數(shù)和果梳的重量與產(chǎn)量密切相關(guān)。從圖3、4可見，本試驗(yàn)香蕉的果指數(shù)和果梳重量從第一梳到第七梳呈遞減趨勢(shì)。第一梳和第二梳的果指數(shù)顯著多于其他梳果指數(shù)，第一梳和第二梳香蕉果指數(shù)差異不顯著，第三梳到第七梳各梳香蕉果指數(shù)差異不顯著。除第四梳和第五梳香蕉果梳重量差異不顯著，其他果梳重量間差異顯著。由此可見，如何調(diào)控好果梳的重量是獲得高產(chǎn)的前提。

2.3 香蕉氮磷鉀分配特性

2.3.1 香蕉氮素分配特性和累積速率 整個(gè)生育期，威廉斯B6香蕉需要261.8 kg/hm2氮素，氮素在香蕉不同部位的含量存在差異（見表2）。整個(gè)生育期，葉片的含量最高，根系中氮素含量最低。在果實(shí)膨大期前，葉片中氮素的含量最高，其次是假莖和球莖。從幼果期到收獲期，葉片中含氮量最高，其次是果實(shí)和假莖。幼果期-果實(shí)膨大期香蕉假莖和葉片中氮的含量與收獲期香蕉假莖和葉片中氮含量差異不顯著，而收獲期果軸中氮素含量顯著低于幼果期-果實(shí)膨大期果軸中氮含量，果實(shí)中氮的含量顯著高于幼果期-果實(shí)膨大期果實(shí)中氮素含量，說明從幼果期到收獲期，根系吸收的氮素大部分供給香蕉果實(shí)生長(zhǎng)，同時(shí)果軸中的氮素向果實(shí)中轉(zhuǎn)移。收獲期，果實(shí)中氮含量占植株氮吸收量的29.9%。

從圖5可見，氮素累積速率與干物質(zhì)累積速率的變化趨勢(shì)相似，從緩苗期到果實(shí)膨大期，氮素累積速率持續(xù)增加，幼果期-果實(shí)膨大期到收獲期，氮素累積速率開始下降，這個(gè)階段氮素累積速率為0.8 kg/（hm2·d）。

2.3.2 香蕉磷素分配特性和累積速率 威廉斯B6需要32.4 kg/hm2 P2O5就可以滿足整個(gè)生育期的生長(zhǎng)，不同部位的磷素含量存在差異（見表3）。在現(xiàn)蕾期前，各部位磷素含量的大小順序?yàn)槿~片>假莖>球莖>根系；孕蕾期-現(xiàn)蕾期為葉片>假莖>球莖>果實(shí)>果軸>根系；幼果期-果實(shí)膨大期為葉片>假莖>果實(shí)>球莖>果軸>根系；收獲期為葉片>果實(shí)>球莖>假莖>果軸>根系；可以看出整個(gè)生育期葉片中磷素含量最高，根系中磷素含量最低。收獲期，葉片中磷素含量占整株香蕉吸收量的42.0%，果實(shí)中磷素含量占植株吸磷量的26.5%。香蕉磷素的累積速率與氮素的累積速率類似（見圖6）。

2.3.3 香蕉鉀素分配特性和累積速率 表4顯示，同一生育期各部分鉀素的含量存在差異。整個(gè)生育期內(nèi)，威廉斯B6鉀素的吸收量為758.45 kg/hm2。從緩苗期到快速生長(zhǎng)期，葉片中鉀素的含量最高，其次是假莖和球莖；花芽分化期，假莖的含鉀量最高，其次是葉片和球莖；花芽分化期-孕蕾期，假莖的含鉀量最高，其次是球莖和葉片；從孕蕾期到果實(shí)膨大期，各部位鉀素含量的大小順序?yàn)榧偾o>球莖>葉片>果實(shí)>果軸>根系；收獲期為假莖>球莖>果實(shí)>葉片>果軸>根系。由此可見，從幼果期到收獲期根系吸收的鉀主要運(yùn)輸?shù)角蚯o和果實(shí)，用于吸芽和果實(shí)的生長(zhǎng)。收獲期，果實(shí)含鉀量占植株吸鉀量的12.7%，球莖和假莖含鉀量占植株吸鉀量的55.4%。

威廉斯B6鉀素累積速率不同于氮和磷的變化趨勢(shì)（圖7），從緩苗期到現(xiàn)蕾期，鉀累積速率持續(xù)增加，從幼果期到收獲期，鉀累積速率開始下降。孕蕾期到果實(shí)膨大期鉀累積速率為6.2 kg/（hm2·d），幼果期-果實(shí)膨大期到收獲期鉀累積速率為1.2 kg/（hm2·d）。

3 討論

氮磷鉀是香蕉生長(zhǎng)必需的礦質(zhì)元素，了解香蕉氮磷鉀養(yǎng)分吸收特性對(duì)指導(dǎo)合理施肥和提高肥料利用率意義重大。本研究中滴灌條件下威廉斯B6香蕉吸收N 261.8 kg/hm2、P2O5 32.4 kg/hm2、K2O 758.5 kg/hm2，N ∶ P2O5 ∶ K2O=1 ∶ 0.12 ∶ 2.90。與本研究中香蕉種植密度相近，栽培品種和種植區(qū)域不同，氮磷鉀養(yǎng)分的吸收量存在差異。在廣東惠州地區(qū)，種植密度在1 800株/hm2左右的不同香蕉品種，“矮香蕉”品種氮磷鉀累積量分別為267.7、57.3、992.5 kg/hm2，“中把”香蕉氮磷鉀累積量分別為158.9、28.8、610.6 kg/hm2，而“巴西”香蕉氮累積量為152.1 kg/hm2，鉀的累積量為576.1 kg/hm2[17-18]?？梢?，威廉斯B6香蕉氮吸收量與“矮香蕉”相近，高于“中把”香蕉和“巴西”香蕉；磷的累積量與“中把”香蕉類似，低于“矮香蕉”；鉀的累積量低于“矮香蕉”，高于“中把”香蕉和“巴西”香蕉。與廣西香蕉種植密度、栽培品種等因素都不同，氮磷鉀養(yǎng)分吸收量差異更明顯。印度地區(qū)Robusta香蕉，氮磷鉀吸收量分別為366.9、55.1、1 212.4 kg/hm2[19]，而粉蕉每公頃養(yǎng)分吸收為N 345.7 kg、P2O5 91.5 kg、K2O 1 295.9 kg，N ∶ P2O5 ∶ K2O=1 ∶ 0.26 ∶ 3.75[6]。由此可見，威廉斯B6香蕉對(duì)氮磷鉀吸收量與其他地區(qū)栽培的不同香蕉品種在氮磷鉀吸收量上存在差異。同時(shí)，與常規(guī)施肥相比，采用滴灌施肥可以減少肥料的投入量。有研究表明，常規(guī)管理?xiàng)l件下氮施用量為585.0～1 740.8 kg/hm2，磷施用量為 380.0～2 107.7 kg/hm2，鉀施用量為1 019.1～2 470.4 kg/hm2[2，10，20]。而本研究在滴灌條件下，氮磷鉀投入量分別為370.0、202.7和1778.2 kg/hm2，每公頃平均節(jié)約肥料約1 400 kg/hm2，提高了養(yǎng)分的利用率。

本研究是在廣西地區(qū)滴灌條件下研究新植威廉斯B6香蕉氮磷鉀吸收特性，整個(gè)生育期中鉀的累積量最高，其次是氮和磷。香蕉含糖量高（用糖度計(jì)測(cè)定為可溶性固形物21 °Brix），鉀在糖酵解過程起著活化劑的作用。鉀能促進(jìn)光合產(chǎn)物由“源”向“庫(kù)”的運(yùn)輸，在蔗糖由葉肉細(xì)胞向組織細(xì)胞運(yùn)輸過程中具有重要作用[21]。氮磷鉀在香蕉不同部位的分配隨著生育階段的不同會(huì)表現(xiàn)出明顯的差異，威廉斯B6香蕉養(yǎng)分吸收特性主要表現(xiàn)：在果實(shí)膨大期前，香蕉吸收的養(yǎng)分主要分布在葉片、假莖和球莖；進(jìn)入膨大期后，葉片和假莖中養(yǎng)分累積速率下降，果實(shí)養(yǎng)分累積速率加快，同時(shí)葉片和假莖的養(yǎng)分向果實(shí)轉(zhuǎn)移。其他香蕉品種也表現(xiàn)出類似的吸收特性，Robusta香蕉品種在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期氮主要分布的葉片，抽蕾后氮開始由葉片轉(zhuǎn)移到果實(shí)[22]，磷也表現(xiàn)出類似的情況[14]。威廉斯B6香蕉收獲期香蕉果實(shí)和果軸總共帶走的氮、磷、鉀分別為82.6、9.4和194.7 kg/hm2，占香蕉氮磷鉀吸收的31.6%、29.0%和25.7%，其余的養(yǎng)分存在于香蕉殘?bào)w中。因此，在香蕉生產(chǎn)中植株殘?bào)w還田是減少化肥投入最有效的措施之一。那么，香蕉植株殘?bào)w的養(yǎng)分在土壤中是如何轉(zhuǎn)化的，還需要進(jìn)一步深入研究。

在廣西滴灌施肥條件下，新植威廉斯B6香蕉從定植到定植后165 d，養(yǎng)分主要分布在葉片、假莖和球莖；定植后195～255 d，養(yǎng)分主要分布在葉片、假莖和果實(shí)；新植威廉斯B6香蕉每公頃需要吸收N 261.8 kg、P2O5 32.4 kg、K2O 758.5 kg。

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