劉林敏,陳建清,謝 倩,葉清華,王 威,陳清西
(福建農林大學園藝學院,福州,350002)
橄欖Canariumalbum(Lour.)Raeusch.屬于橄欖科(Burseraceae)橄欖屬植物,異名青果、白欖等,原產(chǎn)自中國,是熱帶亞熱帶地區(qū)特色名貴果樹,藥食同源[1]。近年來,部分種植戶為了迎合市場需求,盲目追求高產(chǎn)量,橄欖栽培過程化肥施用量持續(xù)攀升,而有機肥用量逐漸減少甚至不用。過量施用化肥除了造成土壤肥力下降、土壤板結、養(yǎng)分失衡和環(huán)境污染等問題,也降低了果實品質,因此急需改善施肥方案,避免化肥過量使用。減施化肥增施有機肥是在保證橄欖樹體正常生長結果需肥量的前提下,通過有機肥部分替代化肥,減少化肥的施用,實現(xiàn)綠色生產(chǎn)的重要手段。減施化肥增施有機肥對于提高果實產(chǎn)量、改善果實品質的成效已在柚[2]、葡萄[3-4]、杧果[5]等果樹中報道。本試驗研究了有機肥替代化肥的不同施肥處理對橄欖產(chǎn)量和果實品質的影響,探索兩者最優(yōu)配施比,旨在為橄欖高效增產(chǎn)和合理施肥提供參考。
試驗于2017年11月至2019年11月,在福州市閩侯縣白沙鎮(zhèn)綠百合現(xiàn)代農業(yè)有限公司橄欖示范基地進行,東經(jīng)119°02′~119°30′,北緯26°13′~26°37′之間,海拔127 m。試驗地土壤基本化學性質為pH值5.2,有機質20.13 g/kg,全氮2.00 g/kg,堿解氮130.00 mg/kg,速效磷21.00 mg/kg,速效鉀50.00 mg/kg。
供試材料:橄欖品系為“梅埔2號”,10年生,株行距11.0 m×3.5 m,270株/hm2。
供試肥料:化肥為中國農資復合肥(N∶P∶K=16∶16∶16,氮磷鉀養(yǎng)分總含量為48%);有機肥為農家干豬糞,已腐熟化,有機質501 g/kg,氮(N)13.3 g/kg,磷(P2O5)12.1 g/kg,鉀(K2O)10.1 g/kg。
每個施肥處理設置單個試驗小區(qū),每個小區(qū)選取長勢一致、生長健壯、無病蟲害的結果樹10株作為試驗樹。試驗設置6個處理,即對照,不施肥;每株單施化肥(常規(guī)施肥)3.00 kg,氮磷鉀含量均為1.440 g/kg;單施有機肥30 kg,氮磷鉀含量分別為0.402、0.366、0.315 g/kg;施用80%化肥(2.40 kg)+有機肥30 kg,氮磷鉀含量分別為1.554、1.518、1.467 g/kg;施用60%化肥(1.80 kg)+有機肥30 kg,氮磷鉀含量分別為1.266、1.230、1.179 g/kg;施用40%化肥(1.20 kg)+有機肥30 kg,氮磷鉀含量分別為0.978、0.942、0.891 g/kg。所有肥料均以基肥方式在果實采后一次施入(即2017年11月和2018年11月),環(huán)狀溝施,至果實采收前不再施肥,其他田間管理一致。
單果質量:每個試驗小區(qū)每株試驗樹隨機取10個梢共100個果實,采用電子天平測定總質量,計算平均單果質量。
株產(chǎn):將單個試驗小區(qū)的試驗樹果實全部采摘,利用電子秤測定株產(chǎn),取平均值推算每公頃產(chǎn)量(株產(chǎn)×每公頃株數(shù));并計算增產(chǎn)率,增產(chǎn)率(%)=(施肥處理株產(chǎn)-對照株產(chǎn))/對照株產(chǎn)×100。
優(yōu)質果率:現(xiàn)場專家根據(jù)橄欖果實品質評定標準[6],從每個試驗小區(qū)隨機選擇3株試驗樹,每株隨機取50個果實,挑選符合標準的果實為優(yōu)質果,優(yōu)質果率(%)=優(yōu)質果實數(shù)/果實總數(shù)(50)×100,取平均值。
果實品質測定:2019年11月采果期,每株試驗樹從不同方位隨機取無畸形、無病蟲害、成熟度一致果實10個,采集果汁利用手持折光儀測定可溶性固形物含量,計算平均值。每株試驗樹另取10個果實,采后立即放入冰盒帶回實驗室,用蒸餾水洗凈并去核在冰上快速切碎充分混勻,液氮處理后于-40 ℃低溫冷藏,用于總多酚和可溶性總糖含量的測定。總多酚提取參照林玉芳等[7]的超聲輔助方法,測定參照謝倩等[8]的紫外分光光度法;可溶性總糖含量提取及測定方法參考王學奎[9]的蒽酮法進行。
綜合效益:每公頃綜合效益=每公頃產(chǎn)量×市場售價-施肥成本。
采用SPSS 22進行單因素方差分析及主成分分析。
從表1可以看出,不同施肥處理對橄欖單果質量的影響差異不顯著(p>0.05),但能顯著提高株產(chǎn)(p>0.05),株產(chǎn)從高到低依次為施用80%化肥+有機肥>單施有機肥>施用60%化肥+有機肥>施用40%化肥+有機肥>單施化肥>對照(不施肥)。施用有機肥處理的株產(chǎn)均高于30 kg/株,其中施用80%化肥+有機肥處理極顯著提高株產(chǎn),達到65.20 kg/株,分別是對照(不施肥)、單施化肥處理的5.34倍和3.26倍,增產(chǎn)率達到434.43%。同時,施用有機肥處理能顯著提高優(yōu)質果率(p>0.05),優(yōu)質果率均達到90%以上。
從表1可以看出,與對照(不施肥)相比,各處理果實可溶性固形物含量差異不顯著(p>0.05),配施有機肥的3個處理果實可溶性固形物含量均超過12%,各處理可溶性固形物含量從高到低依次為施用80%化肥+有機肥>施用40%化肥+有機肥>施用60%化肥+有機肥>單施化肥>單施有機肥>對照(不施肥)。施肥各處理較對照(不施肥)能極顯著降低果實的總多酚含量(p>0.01),各處理總多酚含量從高到低依次為對照(不施肥)>施用80%化肥+有機肥>施用40%化肥+有機肥>單施有機肥>施用60%化肥+有機肥>單施化肥,其中只有施用80%化肥+有機肥處理仍保持超過10%的總多酚含量。與對照(不施肥)比較,單施化肥處理顯著降低可溶性總糖含量(p>0.05),各處理可溶性總糖含量從高到低依次為單施有機肥>對照(不施肥)>施用40%化肥+有機肥>施用60%化肥+有機肥>施用80%化肥+有機肥>單施化肥,其中施用80%化肥+有機肥、施用60%化肥+有機肥處理的可溶性總糖含量是單施化肥處理的1.34倍、1.38倍,單施化肥較對照(不施肥)降低了33.22%。
根據(jù)調查可知,“梅埔2號”2019年市場收購價約為60元/kg,試驗所用化肥價格為14元/kg、有機肥價格為0.2元/kg。由表1可知,隨著化肥施用量減少,施肥成本降低;不同比例化肥配施有機肥均可有效節(jié)約成本,提高產(chǎn)量,從而提高收益。其中施用80%化肥+有機肥處理通過提高株產(chǎn)獲得的綜合效益最高,達到了104.50萬元/hm2,較對照(不施肥)的收益提高了4.29倍,較單施化肥處理的收益提高了2.34倍。單施有機肥、施用60%化肥+有機肥、施用40%化肥+有機肥處理的綜合效益是對照(不施肥)的3.69倍、2.97倍和2.58倍,是單施化肥處理的2.33倍、1.88倍、1.63倍。說明化肥配施有機肥可以有效提高橄欖種植的綜合效益。
表1 不同施肥處理的橄欖產(chǎn)量、優(yōu)質果率、果實品質和效益比較
在表2中,以特征值大于1為標準,所檢測的6個指標(X1~X6)共提取了2個主成分PC1、PC2,累積解釋方差為85.767。PC1的解釋方差為60.232,特征值為3.614,具有較大載荷值的成分是優(yōu)質果率、株產(chǎn)、綜合收益和可溶性固形物;PC2的解釋方差為25.534,特征值為1.532,具有較大載荷值的性狀是總可溶性糖、株產(chǎn)和綜合收益。
表2 橄欖主成分初始因子特征向量和載荷矩陣及不同施肥處理對橄欖影響的主成分分析
根據(jù)各主成分的特征向量和標準化后的數(shù)據(jù),可得出前2個主成分得分的函數(shù)表達式:Y1=0.254X1+0.241X2+0.240X3+0.239X4-0.1971X5-0.029X6,Y2=-0.001X1+0.273X2+0.276X3-0.164X4+0.386X5+0.571X6。2個表達式中,Y1、Y2分別代表各主成分的得分,X1~X6分別代表不同施肥處理橄欖各測定指標經(jīng)過標準化處理后的值。以各主成分對應的解釋貢獻率為權重,可構建綜合評價模型,為:Y=60.232Y1+25.534Y2,根據(jù)該模型計算出不同施肥處理的綜合得分。綜合得分最高為施用80%化肥+有機肥處理,為81.75,最低為對照(不施肥),為-93.43。
多年生果樹的樹體營養(yǎng)主要來源于根系吸收土壤中養(yǎng)分,并且需要持續(xù)的養(yǎng)分供應。施肥是果樹快速、全面得到養(yǎng)分補充的重要手段。在本研究中,不同施肥處理對橄欖單果質量和可溶性固形物含量的影響差異不顯著,但對優(yōu)質果率、產(chǎn)量及果實品質的影響均顯著。化肥與有機肥混合施用可不同程度提高橄欖產(chǎn)量,優(yōu)質果率,可溶性固形物以及可溶性總糖含量,極顯著降低總多酚含量,這與對蘋果[10]、番茄[11]和西瓜[12]的影響相似。其中,施用80%化肥+有機肥處理產(chǎn)量最高,果實品質最優(yōu),綜合評價得分最高;其次是單施有機肥處理綜合收益較好;單施化肥處理產(chǎn)量略高于對照(不施肥),但可溶性總糖含量較對照(不施肥)顯著降低,對照(不施肥)產(chǎn)量處于最低水平。
在池毓斌等[13]建立的鮮食橄欖品質評價綜合模型中,總多酚含量和可溶性總糖含量占比高達83.4%,說明這兩者是影響橄欖果實品質的重要評價指標。本研究結果表明,單施化肥顯著降低橄欖果實可溶性總糖、降低總多酚含量。究其原因可能是過量施用化肥阻礙碳水化合物代謝合成,不利于可溶性糖和多酚物質的合成與積累。本研究中單施有機肥處理的可溶性總糖有所提高,這可能是由于施用有機肥可提高葉片質量以及葉片中參與光合作用的相關色素含量,促進糖等光合產(chǎn)物形成,進而提高果實可溶性總糖含量[14-16]。多酚物質是橄欖的有效生物活性成分,與其具有多種藥理作用密切相關[17-18],但過高的多酚會導致食用口感較澀??讜跃萚19]研究表明有機肥和化肥配合施用能夠顯著降低茶葉中茶多酚含量,降低其苦澀味,這與本研究的結果相同。
果樹產(chǎn)量與土壤肥力、微生物以及土壤物理性質顯著相關,果園施用有機肥可以改善根系土壤生物群落結構,促進養(yǎng)分循環(huán)[20]。與對照(不施肥)相比,5種施肥處理均能顯著提高橄欖產(chǎn)量,且有機肥和化肥配施增產(chǎn)率高于單施化肥。這可能是因為化肥在施用后迅速釋放養(yǎng)分供給植物體吸收,有機肥則是較為緩慢且持續(xù)性提供養(yǎng)分[21],化肥與有機肥按照一定比例混合施用,可以調節(jié)肥料中養(yǎng)分的釋放速度及強度,改善土壤微生物群落數(shù)量與結構[22-23],激活微生物使有機肥更易被利用,提高根系活力[24-25]和氮肥利用率[26],促進礦質營養(yǎng)的釋放和被吸收效率[27],進一步提高土壤肥力[28]、有機質含量[5]和養(yǎng)分[29],有利于改善樹體生長發(fā)育,促進果樹增產(chǎn),提高果實品質[3,30]。本研究結果也發(fā)現(xiàn),有機肥配施無機肥處理均顯著提高橄欖產(chǎn)量及品質,施用80%化肥+有機肥處理效果最佳,增產(chǎn)率是對照(不施肥)的4.34倍,可溶性固形物含量是對照(不施肥)處理1.1倍。同時,對不同施肥處理橄欖產(chǎn)量及品質進行主成分分析及綜合評價也發(fā)現(xiàn),單施有機肥及有機肥配施化肥處理其綜合評分均比對照(不施肥)、單施化肥處理高,其中施用80%化肥+有機肥處理的綜合評分最高。表明化肥減量配施有機肥可以促進橄欖增產(chǎn),并改善果實品質。
本研究中施用80%化肥+有機肥處理提高橄欖產(chǎn)量和果實品質最為顯著,優(yōu)質果率達到92%,株產(chǎn)65.20 kg,是常規(guī)施肥處理的3.26倍,其保持了較高的總多酚含量,為10.42%,并提高了可溶性固形物含量,綜合效益達104.50萬元/hm2。施用80%化肥+有機肥處理在保留較高多酚含量的同時,提高果實的可溶性固形物含量,從而達到保留藥效和改善食用口感的效果,果實品質較優(yōu),且施肥成本較低,綜合效益最高。綜上,80%化肥+有機肥施肥處理,即化肥比常規(guī)施肥量減少20%+有機肥30 kg是橄欖栽培提高產(chǎn)量和品質的推薦施肥方案。