匡石滋，邵雪花，賴 多，肖維強(qiáng)，劉傳和，賀 涵

（廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南亞熱帶果樹生物學(xué)與遺傳資源利用重點實驗室/廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點實驗室，廣東 廣州 510640）

香蕉是世界鮮果貿(mào)易量最大的水果［1］，廣東是我國主要的香蕉產(chǎn)區(qū)，在許多地區(qū)香蕉產(chǎn)業(yè)已成為農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增效的支柱產(chǎn)業(yè)［2］。傳統(tǒng)的香蕉生產(chǎn)管理普遍采用“大水大肥”方式［3］，不僅導(dǎo)致肥料資源浪費、肥料利用率低［4］，而且造成土壤板結(jié)、酸化和環(huán)境污染等問題［5］。過量施肥或階段性肥料配比不科學(xué)，還降低香蕉產(chǎn)量和品質(zhì)［6］。因此，研究化肥減量施用技術(shù)對香蕉生產(chǎn)優(yōu)化養(yǎng)分管理及促進(jìn)香蕉產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。目前，香蕉減量施肥的研究頗多，馬海洋等［7］研究表明，降低化肥的總用量，香蕉增產(chǎn)8.4%～9.3%，氮、磷、鉀肥料利用率分別提高了11.19%、5.22%、27.02%；減量施肥一定程度上增加了香蕉可食率和可滴定酸含量，但對Vc 和可溶性糖含量影響不大；寧瑜等［8］研究報道，適當(dāng)減少施肥量對香蕉莖葉生長和果實產(chǎn)量及品質(zhì)形成不會產(chǎn)生負(fù)面影響，但會使香蕉抽蕾開花期推遲；近年來，以減氮為方向在用肥結(jié)構(gòu)方面也進(jìn)行了研究［9］，何應(yīng)對等［10］發(fā)現(xiàn)，減少香蕉常規(guī)施氮量30%，香蕉產(chǎn)量增加了4.8%，并可有效降低氮肥的淋溶。此外，也有研究通過有機(jī)肥替代、施肥方式改進(jìn)等手段來減少化肥用量。例如，王一鳴等［11］研究報道了采用有機(jī)氮肥替代無機(jī)氮用量的20%～40%，仍能滿足香蕉正常生長的養(yǎng)分需要，產(chǎn)量增加26.68%～31.47%，并減緩?fù)寥浪峄约疤岣咄寥浪傩У租浐浚魂靶∑降龋?2］研究表明，改進(jìn)施肥方式，采用滴灌施肥技術(shù)，減少氮、鉀肥的施用量，香蕉產(chǎn)量增加9.9%～14.3%；香蕉果指數(shù)、果指長與果指圍顯著增加；除此之外，在減量施肥的基礎(chǔ)上探索配施新型肥料彌補(bǔ)和改善傳統(tǒng)肥料不足的研究也倍受關(guān)注［13］。氨基酸水溶性肥是近幾年興起的新型有機(jī)類功能性肥料［14］，在葡萄［15］、草莓［16］、沙糖桔［17］等作物上的施用表現(xiàn)出較好的效果。田雁飛等［18］在水稻上進(jìn)行減氮10%+氨基酸水溶性肥試驗，可增產(chǎn)6.73%，節(jié)本增收19.77%；黃忠陽等［19］研究表明，化肥減施20%+氨基酸水溶性肥對西瓜的生長、產(chǎn)量、品質(zhì)都有很大的促進(jìn)作用；倪霞等［20］也研究發(fā)現(xiàn)，減施20%化學(xué)肥料+液態(tài)氨基酸肥，有助于促進(jìn)烤煙生長發(fā)育和提高煙葉品質(zhì)。氨基酸水溶性肥用量小、吸收快、利用率高且無污染，是配合化肥減量研究的較佳選擇［18］，而目前關(guān)于化肥減量配施氨基酸水溶性肥對香蕉影響的研究未見有報道。本研究以常規(guī)施肥為對照，采用減施化肥總量26%和減施化肥總量40%+氨基酸水溶性肥2 種減施方式，分析比較不同減量處理對香蕉的生長、產(chǎn)量、品質(zhì)及養(yǎng)分利用率的影響。通過科學(xué)合理評價，確定減量指標(biāo)，旨在改變香蕉傳統(tǒng)的大肥大水種植管理模式，為建立試驗區(qū)香蕉化肥減量與提質(zhì)增效技術(shù)，推進(jìn)當(dāng)?shù)叵憬懂a(chǎn)業(yè)綠色高效發(fā)展提供技術(shù)和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2018 年5 月在廣東省佛山市三水區(qū)大塘鎮(zhèn)千灃農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司香蕉基地進(jìn)行。供試土壤pH 值為5.92，有機(jī)質(zhì)含量14.2 g/kg，全氮0.11%，全磷0.09%，全鉀2.72%，堿解氮（N）5.92 mg/kg，有效磷（P2O5）51 mg/kg，速效鉀（K2O）130 mg/kg，交換性鈣5.8 cmol/kg，交換性鎂1.0 cmol/kg。前茬作物為蔬菜。

供試品種為巴西蕉，組培苗于2018 年5 月上旬種植，2019 年7 月收獲，常規(guī)栽培田間管理。試驗用氨基酸水溶性肥由廣州優(yōu)卡思農(nóng)業(yè)技術(shù)有限公司提供（氨基酸≥100 g/L，F(xiàn)e+Zn+B ≥20 g/L）。N、P2O5和K2O 分別使用尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O516%）和氯化鉀（K2O 60%）。水肥為挪威復(fù)合肥（15-15-15）。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)4 個處理，分別為不施肥對照（CK）、常規(guī)施肥、減施26%、減施40%+氨基酸水溶性肥（減施40%+水溶性肥）；常規(guī)施肥是指按照果農(nóng)施肥習(xí)慣設(shè)計施肥用量；減施26%是在常規(guī)施肥量的基礎(chǔ)上減施化肥總量26%（其中減氮25%、減磷33%，減鉀25%）；減施40%+水溶性肥處理是在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上減施化肥總量40%（其中減氮50%、減磷50%，減鉀25%）并配施氨基酸水溶性肥；各處理施肥量見表1。配施氨基酸水溶性肥次數(shù)、時期、用量以及溶液稀釋倍數(shù)見表2。試驗各處理分別設(shè)3 次重復(fù)，共12 個小區(qū)，采取隨機(jī)排列。香蕉單畦雙行種植，種植規(guī)格為畦寬4.5 m、行距2.5 m、株距2.0 m，每個小區(qū)種植14 株，種植密度為1800 株/hm2。

表1 各處理施肥量 （g/株）

表2 氨基酸水溶性肥淋施時期及用量

3 個處理整個生育期共施7 次肥，定植后第1～3 月施肥3 次（占總肥量30%），第4～5 月施2 次（占總肥量30%），第6～8 月施肥2 次（占總肥量40%），在香蕉生長前期開溝施肥，香蕉生長中、后期挖穴施肥，施肥后覆土及淋水。當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥處理香蕉整個生育期共施12 次肥，包括4 次水肥和8 次撒施干肥。試驗區(qū)香蕉灌水、斷蕾、病蟲害防治等管理措施同當(dāng)?shù)亟秷@一致。

1.3 樣品采集與分析方法

試驗開始與結(jié)束時分別采集土樣進(jìn)行土壤養(yǎng)分含量檢測。在香蕉定植后，每小區(qū)選定長勢一致，健康無病蟲害香蕉4 株，測定香蕉的葉片數(shù)、株高、假莖粗，并于收獲時記錄每株香蕉產(chǎn)量，并取果穗樣進(jìn)行果實農(nóng)藝性狀調(diào)查。然后沿地面采集整株香蕉，分別測定假莖、葉（葉柄和葉片）、果穗鮮質(zhì)量，然后均勻分取，進(jìn)行分析測定。葉片樣品采集：將葉片切碎混勻，四分法取樣。假莖：縱切4 份，取對角2 份，再切細(xì)成條后截斷取樣。果：取不同果梳上的果指各3 個混合為樣品。在香蕉收獲期，每個處理隨機(jī)采集3 株測產(chǎn)株果穗，自然成熟后測定第3 梳蕉果蕉肉的品質(zhì)指標(biāo)。

樣品用H2SO4-H2O2消煮后，N 用凱氏蒸餾法，P 用鉬銻抗比色法，K 用火焰光度法進(jìn)行測定。可溶性糖含量采用蒽酮法測定，Vc 含量采用2，6-氯靛酚滴定法測定，滴定酸含量采用氫氧化鈉滴定法測定。根據(jù)肥料養(yǎng)分投入量，施肥區(qū)和不施肥區(qū)香蕉吸收的養(yǎng)分量計算氮、磷、鉀肥的肥料利用率。

肥料利用率（%）=（施肥處理地上部養(yǎng)分吸收累積量-不施肥處理地上部養(yǎng)分吸收累積量）/肥料養(yǎng)分投入量×100。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0 軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，LSD 法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對香蕉生長勢的影響

各處理香蕉植株長勢見表3，結(jié)果顯示，減施26%、減施40%+水溶性肥處理的株高顯著高于常規(guī)施肥處理，在香蕉營養(yǎng)生長期，分別增加了1.41%、5.28%，抽蕾期，分別增加了2.47%、3.98%；2 個減施處理的假莖圍和綠葉數(shù)與常規(guī)施肥處理均無顯著性差異。這表明，減施化肥不影響香蕉的生長，2 個減施處理可以顯著促進(jìn)香蕉株高的生長發(fā)育。

表3 不同處理對香蕉生長勢的影響

2.2 不同施肥處理對香蕉產(chǎn)量及果實品質(zhì)的影響

表4 不同施肥處理對香蕉果實生長和產(chǎn)量的影響

由表5 可知，與常規(guī)施肥比較，減施26%處理對香蕉的品質(zhì)影響不大；減施40%+水溶性肥處理提高了Vc 和可溶性糖含量，降低了可滴定酸含量，且差異顯著。說明減施40%+水溶性肥可提高果實品質(zhì)，改善果實風(fēng)味［17］。

表5 不同施肥處理對香蕉品質(zhì)的影響

2.3 不同施肥處理對土壤養(yǎng)分含量的影響

從表6 可以看出，減施26%處理的香蕉園土壤的速效鉀含量、土壤pH 均顯著高于常規(guī)施肥處理，堿解氮、有機(jī)質(zhì)含量沒有顯著差異；減施40%+水溶性肥處理的速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量、土壤pH 與常規(guī)施肥處理比較均顯著增加，堿解氮含量差異不顯著，但高于試驗前的初始值；減施40%+水溶性肥處理與減施26%處理相比較，堿解氮、有效磷、速效鉀含量沒有顯著差異，但有機(jī)質(zhì)含量增加9.35%，pH 增加0.16，趨于中性。由此可見，減施40%+水溶性肥可改善土壤肥力，使香蕉土壤質(zhì)量得到較大幅度提升。

表6 不同施肥處理對土壤養(yǎng)分含量的影響

2.4 不同施肥處理對香蕉收獲期氮、磷、鉀養(yǎng)分含量與吸收累積量的影響

2.4.1 不同施肥處理對香蕉植株氮含量與吸收累積量的影響

由表7 可見，全氮含量在香蕉葉片中最高，果皮、假莖次之，果肉最少。減施26%與常規(guī)施肥處理比較，假莖中全氮含量增加了17.8%，葉片、果皮、果肉中的全氮含量雖有增加，但差異不顯著；減施40%+水溶性肥與常規(guī)施肥處理比較，假莖和果皮中全氮含量分別增加了18.5%和11.6%，達(dá)到顯著水平，葉片、果肉中的全氮含量增加差異不顯著；2 個減肥處理的累積吸氮量均顯著高于常規(guī)施肥處理和對照處理。總體上，減施40%+水溶性肥處理對提高香蕉成熟期各部位全氮含量效果好，這是由于水溶性肥氮素釋放緩慢而平穩(wěn)，能保證香蕉后期氮素供應(yīng)。

表7 不同施肥處理的香蕉地上部氮含量與吸收累積量（g/株）

2.4.2 不同施肥處理對香蕉植株磷含量與吸收累積量的影響

從表8 可以看出，減施26%處理全磷含量以果皮為最高；減施40%+水溶性肥處理以假莖和果皮最高，與常規(guī)施肥處理比較，全磷含量分別增加了112.5%和3.2%，達(dá)到顯著水平，其他部位的全磷含量相近；減施26%處理和減施40%+水溶性肥處理的全磷累積量分別為12.6 和15.2 g/株，比常規(guī)施肥處理分別增加17.7%和42.1%，差異顯著。

表8 不同施肥處理的香蕉地上部磷含量與吸收累積量（g/株）

2.4.3 不同施肥處理對香蕉植株鉀含量與吸收累積量的影響

減施26%處理和減施40%+水溶性肥處理均能提高香蕉不同部位中的鉀含量（表9），并以果皮和假莖的鉀含量為最高，分別占累積吸鉀量的57.1%和56.9%，與常規(guī)施肥處理比較，果皮、假莖、葉片中的鉀含量均達(dá)差異顯著水平；減施26%處理累積吸鉀量比常規(guī)施肥處理增加19.8%，減施40%+水溶性肥處理增加37.6%；說明在減少鉀肥用量25%的情況下，保持氮磷鉀合適配比，可以提高鉀肥吸收量。

表9 不同施肥處理的香蕉地上部鉀含量與吸收累積量（g/株）

2.5 不同施肥處理對香蕉氮、磷、鉀肥料利用率的影響

由表10 可知，減施26%處理和減施40%+水溶性肥均能大幅提高香蕉氮、磷、鉀肥利用率。減施26%處理的氮、磷、鉀肥利用率分別為8.75%、4.00%和23.27%，與常規(guī)施肥處理相比分別提高了4.46、2.74 和14.42 個百分點；減施40%+水溶性肥處理的氮、磷、鉀肥利用率分別為17.65%、8.53%和33.57%，與常規(guī)施肥處理相比分別提高了13.36、7.27 和24.72 個百分點。

表10 不同施肥處理對香蕉肥料利用率的影響（%）

3 討論

香蕉是典型的大生物量、高礦質(zhì)元素累積量作物，生長速度快，對養(yǎng)分的需求量大。施用化肥是香蕉生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)措施。由于香蕉經(jīng)濟(jì)價值高，為單純地追求效率和產(chǎn)量而過量施用化肥致使香蕉的施肥量逐年增加［21］，造成了經(jīng)濟(jì)及生態(tài)上的負(fù)面后果。為實現(xiàn)化肥減施增效，2015 年原農(nóng)業(yè)部提出了化肥農(nóng)藥減施行動方案，急需開展香蕉減量施肥技術(shù)研究。

3.1 減量施肥及配施氨基酸水溶性肥對香蕉產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

本試驗研究表明，在常規(guī)施肥用量基礎(chǔ)上減少26%的化肥總量，對香蕉生長、產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤性狀等方面有正向效果，香蕉產(chǎn)量提高14.44%，對果實品質(zhì)影響不大；減施40%+水溶性肥處理香蕉產(chǎn)量提高16.37%，提高了果實Vc 和可溶性糖含量，降低了可滴定酸含量，其原因可能是配施的氨基酸水溶性肥發(fā)揮了積極的效應(yīng)。氨基酸可直接被植物根系吸收利用，促進(jìn)根系發(fā)達(dá)，利于吸收土壤養(yǎng)分從而促進(jìn)了香蕉的生長［22］。氨基酸可在植物木質(zhì)部和韌皮部體內(nèi)不同器官間運輸，通過促進(jìn)光合作用從而對品質(zhì)和產(chǎn)量的形成提供了營養(yǎng)物質(zhì)［15］。此外，氨基酸營養(yǎng)改善了植物生理代謝過程，提高了香蕉體內(nèi)酶的活性，有利于營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和積累。部分氨基酸還可直接合成有機(jī)物質(zhì)，提高了果實的Vc 和糖含量［23］。

3.2 減量施肥及配施氨基酸水溶性肥對蕉園土壤養(yǎng)分含量的影響

香蕉生長發(fā)育需要大量的鉀素營養(yǎng)，對氮素需求次之，對磷素需求量較低［24］。有研究表明，施鉀極明顯地促進(jìn)香蕉生長，但施氮過量，會導(dǎo)致香蕉減產(chǎn)或虧損，而其對磷素供應(yīng)量的反應(yīng)并不敏感［25］。香蕉通過合理施肥使體內(nèi)各營養(yǎng)濃度保持適當(dāng)?shù)乃脚c比例，才能穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)［26］。本試驗研究表明，減量施肥26%蕉園土壤的速效鉀含量顯著高于常規(guī)施肥處理，減施40%+水溶性肥處理的速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量、土壤pH 與常規(guī)施肥處理比較均顯著增加，這可能是施入蕉園土壤中的氨基酸有激發(fā)土壤微生物活性的作用，并通過改善土壤原有微生物群落結(jié)構(gòu)及其功能進(jìn)而對土壤的理化性質(zhì)產(chǎn)生積極影響［27-28］。前人研究發(fā)現(xiàn)，鉀肥在土壤中的移動性小，相對于氮肥，鉀肥的損失較少［29］，而且氮、磷肥的施用會加劇土壤中鉀素的消耗［30］。本研究表明，2 個減施處理的土壤鉀含量增加明顯，其結(jié)果與之相同。

3.3 減量施肥及配施氨基酸水溶性肥對肥料利用率的影響

本研究表明，減量施肥26%處理氮、磷、鉀肥利用率分別提高了4.46、2.74、14.42 個百分點，這與馬海洋等［7］、寧瑜等［8］關(guān)于香蕉肥料減量的研究結(jié)論基本一致。氨基酸作為優(yōu)質(zhì)氮源，可促進(jìn)作物對氮、磷和鉀的吸收［31］。減施40%+水溶性肥處理，香蕉氮、磷、鉀肥利用率分別為17.65%、8.53%、33.57%，與常規(guī)施肥處理相比增幅較大，分別提高了13.36、7.27、24.72 個百分點；這可能是氨基酸水溶性肥為香蕉的生長提供了可直接利用的氮源，相對其他氮源能被植物優(yōu)先吸收，以降低植物在吸收同化氮源時所消耗的能量［32］。劉松忠等［23］研究認(rèn)為，氨基酸部分替代硝態(tài)氮不但可以顯著改善品質(zhì)，而且氨基酸的肥力比等氮量的無機(jī)氮肥高50%左右，而氮養(yǎng)分的相對富余，也促進(jìn)了其他養(yǎng)分的吸收，以維持植株體內(nèi)氮、磷、鉀平衡［33-34］，本研究結(jié)果與之相近。曹明等［35］采用控釋配方肥技術(shù)對巴西蕉肥料利用率的研究表明，磷肥的利用率多低于5%，本研究結(jié)果與之不同，減施40%+水溶性肥處理，香蕉磷肥的利用率達(dá)8.53%，可能是氨基酸肥促進(jìn)了土壤富集大量微生物從而將土壤中的磷元素轉(zhuǎn)化和釋放，減緩了土壤對磷的吸附與固定［36］，進(jìn)而提高了磷肥的利用率。

由于氨基酸水溶性肥屬于速效肥，可被作物快速吸收，近年來被廣泛應(yīng)用于各類新型肥料研制中［37］，但由于氨基酸在土壤中易被細(xì)菌同化分解，所以不宜作為基肥施用［38］。王華靜等［39］研究指出，不同作物對不同種類與濃度的氨基酸影響效應(yīng)差異很大，而氨基酸的施用時期和施用次數(shù)對作物的影響效應(yīng)也有較大差異。至于在香蕉上氨基酸水溶性肥的最適用量、施用期、施用方式及作用機(jī)理等還有待進(jìn)一步深入研究。香蕉化肥減量應(yīng)充分考慮不同香蕉品種的需肥特性和土壤肥力水平，同時，也應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶的習(xí)慣施肥量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和確定。本試驗僅是針對廣東珠三角新植巴西蕉化肥減量增效的研究，至于不同香蕉產(chǎn)區(qū)、不同品種及連作香蕉的減量施肥效果，有待進(jìn)一步研究探討。

4 結(jié)論

在香蕉常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上，減施化肥總量26%（減氮25%、減磷33%、減鉀25%）或減施化肥總量40%（減氮50%、減磷50%、減鉀25%）并配施氨基酸水溶性肥均能促進(jìn)香蕉生長，提高香蕉產(chǎn)量、品質(zhì)和改善土壤性狀，肥料利用效率也有所提高。綜合香蕉產(chǎn)量、品質(zhì)和肥料利用效率，減施化肥總量40%+氨基酸水溶性肥是適宜廣東珠三角新植香蕉的化肥減量增效模式。