李莉婕　趙澤英　黎瑞君　馮恩英　王小紅　岳延濱　聶克艷　袁玲

摘要：【目的】系統(tǒng)研究火龍果的水肥耦合效應(yīng)，制定適宜的灌水施肥方案，為其高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)依據(jù)?！痉椒ā恳宰霞t龍（Hylocereus polyrhizus，Zihonglong）為試驗材料，以田間持水量、施氮量和施鉀量為試驗因素，采用3因素5水平二次回歸通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計，共設(shè)20個處理，進行2018—2019連續(xù)2年的定株水肥耦合試驗，統(tǒng)計火龍果周年產(chǎn)量和各批次單果重，測定果實可溶性糖、可溶性蛋白等品質(zhì)指標并進行綜合評分，探究水、氮、鉀對火龍果產(chǎn)量和品質(zhì)的調(diào)控作用，采用頻率分析法對產(chǎn)量和品質(zhì)數(shù)學模型進行優(yōu)化分析，以獲取高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)下的灌水施肥方案?！窘Y(jié)果】不同處理水氮鉀的供應(yīng)對火龍果果實可溶性蛋白、糖酸比等品質(zhì)指標影響顯著（P<0.05，下同），處理10（田間持水量40%、N 300 kg/ha、KO 375 kg/ha）和處理15（田間持水量60%、N 300 kg/ha、KO 375 kg/ha）的果實蛋白質(zhì)含量相對于其他處理有所提升，處理4（田間持水量72%、N 122 kg/ha、KO 152 kg/ha）相對于其他處理明顯降低火龍果果實中可滴定酸含量，提升糖酸比值，改善果實風味，但也降低果實中總酚含量。整體來看，產(chǎn)量和綜合品質(zhì)均隨田間持水量、施氮量和施鉀量的增加表現(xiàn)為先增后減的變化趨勢;因素對產(chǎn)量和綜合品質(zhì)的影響程度均表現(xiàn)為田間持水量>施氮量>施鉀量，田間持水量、施氮量和施鉀量對于火龍果產(chǎn)量的交互效應(yīng)存在差異，其中田間持水量與施氮量對產(chǎn)量的交互作用顯著。在田間持水量52.43%～70.86%、N 215.17～511.00 kg/ha、KO 148.99～565.47 kg/ha時，火龍果產(chǎn)量可達22500 kg/ha以上;在田間持水量48.25%～64.68%、N 247.89～404.48 kg/ha、KO 247.30～581.51 kg/ha時，火龍果綜合品質(zhì)評分達80分以上?！窘Y(jié)論】田間持水量、施氮量和施鉀量水平顯著影響火龍果的產(chǎn)量和主要品質(zhì)指標，適宜的灌水和充足的氮鉀供應(yīng)可提高火龍果的產(chǎn)量和品質(zhì)，增加其商品性和經(jīng)濟效益，綜合考慮三者對火龍果產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，滴灌條件下，火龍果高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的灌水施肥方案為：田間持水量52%～65%，N 247.89～404.48 kg/ha，KO 247.30～565.47 kg/ha。該優(yōu)化方案可供同等肥力水平火龍果園水肥一體化模式下的管理參考。

關(guān)鍵詞： 火龍果;水肥耦合;產(chǎn)量;品質(zhì);頻率分析法

中圖分類號： S667.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼： A 文章編號：2095-1191（2022）03-0859-10

Effects of irrigation and nitrogen，potassium fertilizer coupling on yield and quality of pitaya

LI Li-jie ZHAO Ze-ying LI Rui-jun FENG En-ying WANG Xiao-hong YUE Yan-bin NIE Ke-yan YUAN Ling

（1Institute of Science and Technology Information， Guizhou Academy of Agriculture Sciences， Guiyang， Guizhou? 550006， China; 2College of Resource and Environment， Southwest University， Chongqing? 400716， China）

Abstract：【Objective】To systematically study the coupling effect of water and fertilizer on pitaya，and formulate sui-table irrigation and fertilization plans， so as to provide technical basis for its high yield，high quality and sustainable deve-lopment. 【Method】With Hylocereus polyrhizus（Zihonglong） as the experimental material，field capacity，nitrogen application and potassium application as experimental factors，a three-factor and five-level quadratic regression general rotation combination design was adopted，and a total of 20 treatments were set to conduct a two-year（2018-2019） water and ferti-lizer coupling experiments on fixed plants. The annual yield and single fruit weight were counted，and the fruit soluble sugar，soluble protein and other quality indicators were measured in a comprehensive evaluation to investigate the effect of water，nitrogen and potassium on the yield and quality of H. polyrhizus. The frequency analysis method was used to optimize the mathematical model of yield and quality to obtain the irrigation and fertilization scheme under efficient production. 【Result】Different treatments of water，nitrogen and potassium supply had a significant effect on fruit soluble protein，sugar-acid ratio and other quality indicators（P<0.05，the same below）. Compared with other treatments，the pitaya under treatment 10（field water holding capacity 40%，N 300 kg/ha，KO 375 kg/ha） and treatment 15（field capacity 60%，N 300 kg/ha， KO 375 kg/ha） had higher protein content compared to that under other treatments. Treatment 4（field capacity 72%，N 122 kg/ha，KO 152 kg/ha）， compared with other treatments， could reduce the titratable acid content， raise the ratio of sugar to acid， thus， improving the fruit flavor， at the same time it also reduced total phenolic content. Overall，the yield and comprehensive quality of the fruit increased first and then decreased with the increase of field water holding capacity， nitrogen and potassium supply. The effect of each factor on yield and comprehensive quality was in the order：Field? capacity>nitrogen application>potassium application. There were differences in the interaction effects of water，nitrogen and potassium on the yield of H. polyrhizus. The interaction effect of field water holding capacity and nitrogen supply on yield was significant. When the field capacity was 52.43%-70.86%，N 215.17-511.00 kg/ha，KO 148.99-565.47 kg/ha，the yield could reach more than 22500 kg/ha; when the field water holding capacity was 48.25%-64.68%，N 247.89-404.48 kg/ha，KO 247.30-581.51 kg/ha，the comprehensive quality score of dragon fruit was above 80 points. 【Conclusion】The level of field capacity，nitrogen application and potassium application significantly affects the yield and quality indicators of H. polyrhizus. Appropriate irrigation and sufficient nitrogen and potassium supply can improve the fruit yield and quality，and increase its commerciality and economic benefits it could bring. Considering the effects of field capacity，nitrogen and potassium fertilizer supply on yield and quality，the irrigation and fertilization plan for efficient production of H. polyrhizus under drip irrigation is as follows：field capacity 52%-65%，N 247.89-404.48 kg/ha，KO 247.30-565.47 kg/ha. This optimized irrigation and fertilization plan can be used as a reference for the management of the water and fertilizer integration mode in the same fertility level of pitaya orchards.

Key words： Hylocereus polyrhizus; coupling of water and fertilizer; yield; quality; frequency analysis method

Foundation items：Guizhou Science and Technology Plan Project（Qiankehefuqi〔2021〕15，Qiankehefuqi〔2019〕4002-10）

0 引言

【研究意義】火龍果（Hylocereus polyrhizus）富含蛋白質(zhì)、維生素、膳食纖維等，屬于營養(yǎng)價值高、市場前景好的熱帶亞熱帶水果，于20世紀90年代從中美洲國家引種到我國后，在廣西、廣東、貴州、海南和云南等地得到快速發(fā)展?；瘕埞m然耐旱耐瘠，但在商業(yè)化栽培中，盛果期火龍果年產(chǎn)量可達30000 kg/ha，必須保證適宜的水分和養(yǎng)分供應(yīng)才能滿足其優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。貴州火龍果主要種植在南盤江、北盤江及紅水河流域等低熱河谷地區(qū)，是當?shù)孛撠氈赂坏闹匾еa(chǎn)業(yè)，但該地區(qū)季節(jié)性干旱尤其是春旱嚴重，且土壤瘠薄缺乏養(yǎng)分，肥水不足嚴重影響火龍果的生長發(fā)育和產(chǎn)量，使果農(nóng)面臨果小價低的困境（楊妮，2019）。由于沒有現(xiàn)成的水肥管理模式可參考，因此，開展火龍果的水肥管理制度研究對于解決貴州火龍果產(chǎn)量低、經(jīng)濟效益差具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】前人在火龍果肥效管理方面開展了相關(guān)研究?；瘕埞苣甓嗯谓Y(jié)果，果實中氮∶磷∶鉀比例為4.86∶1.00∶10.12，莖中氮∶磷∶鉀為1.46∶1.00∶1.81，對養(yǎng)分尤其是氮和鉀的需求量大（李潤唐等，2010;程玉等，2018），生產(chǎn)中需多次追施氮鉀肥。適宜的磷肥供應(yīng)促進根系生長，磷肥作為底肥一次補充可滿足火龍果周年生長需要。增施氮磷鉀肥可明顯提高火龍果單果重和單株結(jié)果數(shù)（陳塔委拉，2012）;氮肥的增產(chǎn)效果最好，氮素和磷素供應(yīng)充足時，增施鉀肥可降低火龍果的可溶性固形物含量，提高酸含量（李興忠等，2012），施用氮肥有助于增加火龍果花青素含量，但同時會降低果實中糖、可溶性固形物和總酚含量（唐恒朋等，2017）。隋常玲等（2014）認為施肥量配比N∶PO∶KO為1∶0.69∶1.38的腐殖酸肥處理能提高火龍果產(chǎn)量、果實中可溶性固形物及總糖含量，合理施肥可有效提高火龍果產(chǎn)量和效益。通過水分和肥料的互作效應(yīng)，以肥調(diào)水，以水促肥，可實現(xiàn)水肥的高效利用（Banyal et al.，2015）。國內(nèi)外學者就葡萄、柑橘和蘋果等果樹的水肥耦合效應(yīng)方面開展了探索，認為水肥耦合能明顯改善果樹的生理和營養(yǎng)狀況，從而影響果樹的產(chǎn)量和品質(zhì)（趙吉紅，2015;劉傳和等，2017;劉思汝等，2019）。在石漠化區(qū)火龍果滴灌施肥較常規(guī)施肥產(chǎn)量可提高67.2%，且減少肥料用量，提高果實品質(zhì)（陸樹華等，2010）。近年來，火龍果產(chǎn)區(qū)水肥一體化系統(tǒng)工程建設(shè)面積逐漸增加（陳維榕等，2016;譚克均等，2019），水肥一體化技術(shù)可提高水肥利用效率（Senthilkumar et al.，2017），但生產(chǎn)中果農(nóng)多憑經(jīng)驗灌水施肥，效益不高，制定科學的水肥管理制度以提高火龍果的產(chǎn)量和品質(zhì)，是急需解決的問題（劉思汝等，2019）。【本研究切入點】火龍果為仙人掌科多年生肉質(zhì)藤本植物，對水肥的需求異于其他果樹，需充足的水分和氮鉀養(yǎng)分供應(yīng)才能提高其產(chǎn)量與品質(zhì)。前人對火龍果的水肥需求陸續(xù)展開研究，但未見基于長期水肥耦合效應(yīng)來研究火龍果灌水施肥制度，難以為實際生產(chǎn)提供確切參考。【擬解決的關(guān)鍵問題】通過水氮鉀耦合對火龍果產(chǎn)量和品質(zhì)的影響研究，提出兼顧產(chǎn)量與品質(zhì)的灌水施肥范圍，為實現(xiàn)火龍果商業(yè)化栽培的水肥科學管理提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1. 1 試驗區(qū)概況

試驗在貴州省惠水縣好花紅鎮(zhèn)貴州省農(nóng)業(yè)科學院數(shù)字農(nóng)業(yè)試驗基地（海拔956 m，東經(jīng)107°05′14″，北緯26°17′45″）進行，屬亞熱帶季風氣候，年降水量1200～1300 mm，年蒸發(fā)量1290 mm，年平均氣溫16.0 ℃，無霜期290 d以上。試驗區(qū)土壤為黃壤，pH 6.96，有機質(zhì)48.49 g/kg，全氮1.91 g/kg，全磷0.53 g/kg，全鉀12.35 g/kg，堿解氮126 mg/kg，有效磷21.4 mg/kg，速效鉀140 mg/kg。

1. 2 試驗材料

供試火龍果品種為貴州省果樹科學研究所選育的紫紅龍，于2015年定植于連棟塑料大棚?；瘕埞捎谩八嘀?水泥盤”的柱式栽培，每樁水泥柱周圍栽3株火龍果，柱間距2 m，行距3 m。2018—2019年連續(xù)2年開展定株水肥試驗。滴灌系統(tǒng)設(shè)計為單獨分行控制灌溉，大棚內(nèi)連接至田間管網(wǎng)的主管為ф63PE灌溉管，順果樹行向每行連接一條ф16PE灌溉毛管，并安裝開關(guān)控制該行植株的灌水，毛管對應(yīng)每樁水泥柱安裝1個額定流量4 L/h的滴頭，滴頭上安裝4個滴箭，滴箭均勻安插在火龍果根部周圍。為便于田間操作，每2柱水泥柱間安裝1根1 m高的鍍鋅管（入土0.5 m），鍍鋅管頂端打孔，4 mm的鋼絲繩從孔中穿過，每行鋼絲繩首尾兩端用繩卡固定。毛管順鋼絲走向布置，與鋼絲之間采用管夾扣件固定，使田間毛管高于地面0.5 m左右。各小區(qū)在土層深度20 cm處安裝土壤溫濕度傳感器（5TM，美國Meter公司），測量記錄濕潤層土壤水分含量。供試肥料包括腐熟牛糞（含N 0.35%、PO 0.17%、KO 0.14%，為當?shù)厝〔幕旌细欤?、尿素（含N 46.4%，貴州赤天化桐梓化工有限公司）、生物磷肥（含PO 25%，貴州天寶豐原生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司）和硫酸鉀[含KO 50%，青上化工（惠州）有限公司]。

1. 3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)5個田間持水量（X1）（田間持水量低于下限時灌水至田間持水量的90%，12月—次年2月停止灌水以提高植株抗寒性）、5個氮肥（N）水平（X）和5個鉀肥（KO）水平（X），詳見表1。采用3因素5水平二次回歸通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計（表2）（白厚義等，2004），共20個處理，每處理重復(fù)3次，每個重復(fù)9株。試驗中，基肥于每年2月施入，在火龍果根部挖弧形溝（10 cm左右），將10 kg牛糞和1 kg磷肥混勻施入溝內(nèi)并覆土。氮肥和鉀肥分別于每年新梢萌發(fā)期（3月）、初花期（5月）和盛果期（7月）施入，施肥量各占總量的40%、30%和30%;施肥時，將肥料溶于施肥桶中攪勻，施肥桶底部安裝開關(guān)，接灌溉毛管將肥液滴入火龍果根部。花果期間通過疏花疏果控制1條莖蔓上只留1個果實。其他田間管理與貴州常規(guī)火龍果果園管理方式相同。

1. 4 指標測定方法

1. 4. 1 產(chǎn)量指標 于結(jié)果期（2018年7月11日—12月26日，共采收8批次果實;2019年7月10日—11月21日共采收10批次）及時采集成熟果實，統(tǒng)計小區(qū)產(chǎn)量。每批次果實中，各小區(qū)選取6個具有代表性的果實稱量單果重，測量果實縱橫徑，計算果形指數(shù)。采用2018和2019年平均產(chǎn)量進行分析。

1. 4. 2 品質(zhì)指標 每小區(qū)任選6個有代表性的果實，可溶性固形物采用折射儀法測定（LC-DR-53B數(shù)顯折射儀，上海力辰邦西儀器科技有限公司）;可溶性糖采用硫酸—蒽酮比色法測定（李合生，2007）;可滴定酸參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》，采用中和滴定法測定;糖酸比為可溶性糖與可滴定酸的比值;可溶性蛋白采用考馬斯亮藍法測定（李合生，2007）;總酚和類黃酮采用分光光度計法測定（曹建康等，2007）。取部分果肉稱鮮重后烘干至恒重，測果實干物質(zhì)。

1. 4. 3 品質(zhì)指標綜合評分 建立火龍果綜合營養(yǎng)品質(zhì)指標的層次模型，包括外觀品質(zhì)（C）、營養(yǎng)品質(zhì)（C）和風味品質(zhì)（C）3個準則層。外觀品質(zhì)包括單果重和果形指數(shù);營養(yǎng)品質(zhì)包括可溶性蛋白、總酚、類黃酮和干物質(zhì);風味品質(zhì)包括可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物和糖酸比。參考王頎等（2018）的方法計算各品質(zhì)指標分值，計算公式為：各品質(zhì)指標分值=指標測定值/指標最大值×1000×該指標權(quán)重。各處理指標的得分權(quán)重之和，為該處理的品質(zhì)綜合分值。

1. 5 統(tǒng)計分析

運用Excel 2016進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，SPSS 20.0進行方差分析及相關(guān)分析，以O(shè)rigin 2019作圖。

2 結(jié)果與分析

2. 1 回歸模型的建立

對各處理果實品質(zhì)指標進行描述性統(tǒng)計分析（表3），去除變異系數(shù)小于10.00%的指標，以單果重、可溶性蛋白、總酚、可溶性糖、可滴定酸和糖酸比作為評價指標，建立層次分析模型（表4）。

由表5可知，田間持水量顯著影響單果重及果實可溶性蛋白、可滴定酸、可溶性糖和總酚含量（P<0.05，下同）;施氮量對單果重及可溶性蛋白、可滴定酸、可溶性糖和總酚影響顯著;鉀肥供應(yīng)的多寡對可溶性蛋白、可滴定酸含量和糖酸比影響較大。

將各處理火龍果小區(qū)產(chǎn)量折合成每公頃（ha）產(chǎn)量列于表5，以三元二次回歸模型擬合田間持水量（X）、施氮量（X）和施鉀量（X）與火龍果產(chǎn)量（Y）關(guān)系，得如下數(shù)學模型：Y=26027.22+903.97X+2229.88X+977.24XX-2239.31X-1294.27X-767.73X。對模型進行擬合優(yōu)度檢驗，由SPSS 20.0估計結(jié)果可知，可決系數(shù)=0.873，修正的可決系數(shù)=0.814，估計的樣本回歸方程較好地擬合樣本觀測值。進一步對模型進行方差分析，F(xiàn)=14.90>F（6，13）=4.620，表明水氮鉀與產(chǎn)量間回歸關(guān)系達極顯著水平。對各項回歸系數(shù)進行t檢驗，結(jié)果為t=45.14，t=2.36，t=5.83，t=1.96，t=-6.01，t=-3.48，t=-2.06（t=2.447，t=3.707，*和**分別表示顯著和極顯著水平）。

氮肥一次項與田間持水量的二次項系數(shù)表現(xiàn)為不顯著（P>0.05，下同），說明在此栽培模式下鉀肥對產(chǎn)量的貢獻最大，其次為氮肥，再次為田間持水量，最后為水氮的耦合效應(yīng)。根據(jù)偏回歸系數(shù)就各變量對產(chǎn)量的影響，直接估計各個因素對產(chǎn)量影響的主次地位。各因素對產(chǎn)量影響的大小順序為：田間持水量（X）>施氮量（X）>施鉀量（X），建立二次多項式模型并得出本試驗條件下火龍果最高產(chǎn)量為27507.35 kg/ha，所對應(yīng)田間持水量上限為64.79%（X=0.402），施氮量為495.11 kg/ha（X=1.096），施鉀量為237.50 kg/ha（X=-0.455）。

以三元二次回歸模型擬合田間持水量（X）、施氮量（X）和施鉀量（X）與火龍果品質(zhì)綜合得分（Y）的關(guān)系，得數(shù)學模型：Y=85.262-2.725X+2.179X-3.144X-3.074X-2.254X。對模型進行擬合優(yōu)度檢驗，由SPSS 20.0估計結(jié)果可知，可決系數(shù)=0.727，修正的可決系數(shù)=0.630，估計的樣本回歸方程較好地擬合樣本觀測值。進一步對模型進行方差分析，F(xiàn)=7.457>F（6，13），表明能反映水氮鉀對品質(zhì)的影響。對各項回歸系數(shù)進行t檢驗，結(jié)果為t=55.971，t=-2.861，t=2.288，t=-3.393，t=-3.316，t=-2.432，根據(jù)偏回歸系數(shù)估計各因素對品質(zhì)影響的主次地位為：田間持水量（X）>施氮量（X）>施鉀量（X）。本試驗條件下火龍果綜合評分最高為85.81分，對應(yīng)田間持水量上限為60.14%（X=0.012），施氮量為359.09 kg/ha（X=0.333），施鉀量為269.40 kg/ha（X= -0.352）。

2. 2 單因素效應(yīng)分析結(jié)果

降維后水、氮、鉀與產(chǎn)量的單因子效應(yīng)方程分別為：Y=26027.22+903.97X-2239.31X;Y=26027.22+2229.88X-1294.27X;Y=26027.22-767.73X;與品質(zhì)的單因子效應(yīng)方程分別為：Y=85.262-2.725X-3.144X;Y=84.165-3.074X;Y=84.165+2.179X-2.254X。

火龍果產(chǎn)量和品質(zhì)的單因子效應(yīng)關(guān)系曲線如圖1所示，產(chǎn)量隨田間持水量、施氮量和施鉀量編碼值的增大呈先增加后減少的變化趨勢，符合報酬遞減規(guī)律，屬于典型的肥料效應(yīng)曲線。綜合品質(zhì)得分的水、氮和鉀效應(yīng)也均呈開口向下的拋物線趨勢。在試驗用量范圍內(nèi)，當X、X和X編碼值分別為0.202、0.861和0，即田間持水量、施氮量和施鉀量分別為62.41%、453.10 kg/ha和375.00 kg/ha時，火龍果獲得最高產(chǎn)量。X、X和X編碼值分別為-0.433、0和0.483，即田間持水量、施氮量和施鉀量分別為54.84%、300.00 kg/ha和445.36 kg/ha時，火龍果綜合品質(zhì)得分最高。

2. 3 邊際效應(yīng)和耦合效應(yīng)分析結(jié)果

為研究水、氮和鉀供應(yīng)的邊際效應(yīng)，對上述各產(chǎn)量模型的單因子效應(yīng)方程求一階偏導(dǎo)，分別得到灌水量、施氮量和施鉀量的邊際效應(yīng)方程：

建立對產(chǎn)量的邊際效應(yīng)圖，得出各試驗因素的邊際產(chǎn)量效應(yīng)模型，可反映單一因素單位水平投入量變化對產(chǎn)量增減速率的影響，同時可反映其作用的正負效應(yīng)。如圖2所示，田間持水量斜率最大，說明水分供應(yīng)對單位火龍果產(chǎn)量的增減效應(yīng)最敏感。水、氮和鉀的邊際產(chǎn)量效應(yīng)均隨著投入量的增加而呈遞減趨勢，即當水、氮和鉀投入量較少時，邊際效應(yīng)較大;隨著投入量的增加，邊際效應(yīng)遞減。與X軸相交之處為邊際產(chǎn)量為零，但產(chǎn)量最高的投入量;繼續(xù)增加投入量，火龍果產(chǎn)量產(chǎn)生負報酬。

根據(jù)產(chǎn)量模型建立水、氮和鉀的交互效應(yīng)圖。由圖3可知，水、氮和鉀對火龍果產(chǎn)生的效應(yīng)均呈開口向下的鞍形曲面，隨著灌水量、氮肥和鉀肥用量的增加，火龍果產(chǎn)量均呈先升高后降低的變化趨勢。其中，灌水量與氮肥的交互作用顯著，水氮交互作用下火龍果產(chǎn)量達22500 kg/ha時，X=-0.625～0.857（田間持水量52.55%～70.21%），X=-0.255～0.808（施氮量254.60～443.86 kg/ha）。

2. 4 施肥模型尋優(yōu)分析結(jié)果

結(jié)合對貴州主產(chǎn)區(qū)的調(diào)研結(jié)果，將高于22500 kg/ha為柱式栽培模式下的理想產(chǎn)量。采用頻率分析法對火龍果產(chǎn)量的數(shù)學模型進行優(yōu)化分析（表6），其中次數(shù)和頻率分別指火龍果產(chǎn)量超過22500 kg/ha時，因子變量在各因子水平的數(shù)量和出現(xiàn)的頻率。在95%置信區(qū)間內(nèi)，通過頻率分析法得出產(chǎn)量超22500 kg/ha的施肥方案為：田間持水量52.43%～70.86%，施氮量215.17～511.00 kg/ha，施鉀量148.99～565.47 kg/ha。

對火龍果品質(zhì)的數(shù)學模型進行優(yōu)化分析（表7），次數(shù)和頻率分別指火龍果綜合品質(zhì)評價得分超80分時，因子變量在各因子水平的數(shù)量和出現(xiàn)的頻率。在95%置信區(qū)間內(nèi)，綜合品質(zhì)評價得分達80分以上的水肥方案為：田間持水量48.25%～64.68%，施氮量247.89～404.48 kg/ha，施鉀量247.30～581.51 kg/ha。

3 討論

生產(chǎn)中，合理的灌水和施肥是促進果樹生長發(fā)育和提高其生產(chǎn)力的重要因素。火龍果雖然具有極耐旱耐瘠的生物學特性，但盛果期火龍果周年可多次開花結(jié)果，通過莖蔓修剪、果實采摘帶走大量養(yǎng)分，每公頃莖蔓和果實年度氮吸收量分別為101.70和4.35 kg，年度鉀吸收量分別為206.10和4.95 kg（鄧仁菊等，2012;王正明等，2014）;巖溶地區(qū)土壤水分控制在相對含水量為70%～80%，有利于火龍果產(chǎn)量的形成（Huang et al.，2015）。本研究中，隨著田間持水量、施氮量和施鉀量的增加，火龍果產(chǎn)量均先增后減，與唐恒朋等（2016）研究發(fā)現(xiàn)火龍果產(chǎn)量隨施氮量增加先增后降的變化趨勢一致。火龍果產(chǎn)量的邊際效應(yīng)值隨著水、氮肥和鉀肥供應(yīng)的增加而逐漸降低，表明灌水量與施肥量過高或過低均會導(dǎo)致火龍果產(chǎn)量的降低。當田間持水量超過65%，施氮量超過495.11 kg/ha，施鉀量超過237.50 kg/ha時，火龍果產(chǎn)量顯著降低，與前人在甜瓜（馬忠明等，2016）、草莓（張智等，2020）等水果上的研究結(jié)果相似。

水肥耦合不僅對果樹產(chǎn)量有顯著正效應(yīng)，還能改善果實品質(zhì)（Duan et al.，2008;Pascual et al.，2015）?；瘕埞麑嵑胸S富的營養(yǎng)成分和功能性物質(zhì)，王飛躍等（2020）將可溶性糖、蛋白質(zhì)和可滴定酸等指標作為評價火龍果品質(zhì)的重要指標;王立娟等（2020）認為可溶性糖和可滴定酸含量決定火龍果的口感，進而影響其商品價值;酚類、黃酮類與植物抗逆性有關(guān)，具有抗氧化、清除自由基等生理功能，其含量和活性亦是評價火龍果果實營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標（王壯等，2014）。目前還未見火龍果品質(zhì)評價指標體系的相關(guān)報道，因此，本研究結(jié)合前人對火龍果品質(zhì)指標的研究結(jié)果（程玉等，2020;張綠萍等，2021），針對各處理間變異較大的單果重、可溶性蛋白、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比和總酚等品質(zhì)指標，采用層次分析法構(gòu)建火龍果綜合品質(zhì)評價體系，并在此基礎(chǔ)上，建立綜合品質(zhì)對水肥耦合響應(yīng)的數(shù)學模型。水、氮和鉀對火龍果果實綜合品質(zhì)的影響均呈開口向下拋物線，與草莓綜合品質(zhì)對水肥的響應(yīng)一致（張智等，2020）。灌水對葡萄品質(zhì)的影響大于施肥（曹毅等，2021），本研究中，對于火龍果品質(zhì)的影響也表現(xiàn)為田間持水量>施氮量>施鉀量，表明火龍果雖然是極耐旱的果樹，生產(chǎn)中仍需要得到灌溉保障。在火龍果的水肥管理上，陸樹華等（2010）發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用滴灌施肥技術(shù)可使火龍果果肉可溶性固形物較常規(guī)種植提高1.3%，總酸度提高0.09%。本研究中出現(xiàn)了高量水氮鉀配比反而降低火龍果可溶性糖等指標的現(xiàn)象。一定的虧水灌溉可提高火龍果果實的可溶性固形物和糖分含量，調(diào)節(jié)果實的糖酸比，提高風味品質(zhì)。磷素營養(yǎng)水平對果樹樹體內(nèi)碳水化合物向果實運輸具有重要作用（閆鵬科等，2020），下一步將對火龍果的磷營養(yǎng)特性及與氮鉀的協(xié)同作用展開研究。

水肥耦合程度會直接或間接影響作物養(yǎng)分分配從而影響其生長發(fā)育，不同水肥因子耦合對作物的產(chǎn)量和品質(zhì)存在顯著的交互作用（牛童等，2018;王超等，2020）。在本試驗條件下，水氮耦合對火龍果產(chǎn)量存在顯著交互作用，但水鉀、氮鉀交互作用未達顯著水平，對果實品質(zhì)的交互作用并不明顯。這與藍莓（王鐵良等，2012）和黃金梨（劉亞南等，2020）的水肥研究中，供水、供氮肥提升果實品質(zhì)的顯著性程度不同，可能與火龍果特殊的植株形態(tài)有關(guān)。不同于常見的喬木、灌木或草本果樹，火龍果葉片退化為刺，以肉質(zhì)莖蔓為主要光合作用器官，莖蔓中儲存豐富的水分和養(yǎng)分，對果實大小和品質(zhì)影響很大，水肥供應(yīng)與莖蔓光合物質(zhì)積累及果實生長發(fā)育之間的深層次關(guān)系，以及火龍果水肥耦合的互作機理有待進一步研究。

4 結(jié)論

田間持水量、施氮量和施鉀量水平均顯著影響火龍果的產(chǎn)量和主要品質(zhì)指標，其影響程度表現(xiàn)為田間持水量>施氮量>施鉀量。適宜的灌水和充足的氮鉀供應(yīng)可提高火龍果的產(chǎn)量和品質(zhì)，增加其商品性和經(jīng)濟效益，火龍果產(chǎn)量達22500 kg/ha和綜合品質(zhì)評分達80分以上的水、氮、鉀需求量有較大的重疊區(qū)域，建議灌水施肥方案為：灌水量52%～65%，N 247.89～404.48 kg/ha，KO 247.30～565.47 kg/ha，供同等肥力水平火龍果園水肥一體化灌溉施肥模式下的管理參考。

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（責任編輯 羅 麗）