荔枝葉片養分含量動態及不同比例鉀、氮肥施用效應

楊苞梅， 姚麗賢， 李國良， 周昌敏， 何兆桓

(1 農業部南方植物營養與肥料重點實驗室， 廣東省農業科學院農業資源與環境研究所， 廣東省養分循環利用與耕地保育重點實驗室， 廣東廣州 510640； 2 華南農業大學資源環境學院， 廣東廣州 510640)

荔枝(LitchichinensisSonn.)為無患子科(Sapindaceae)荔枝屬(Litchi)植物。我國是世界最大的荔枝生產國，荔枝栽培面積和產量約占世界的80%以上[1]，但單產常低而不穩，重要原因可能是荔枝園施肥不夠合理[2]，普遍低氮低鉀[3-4]，荔枝樹體鉀營養偏低[5]。目前葉片營養分析診斷法在國內外果樹營養研究和生產中已得到廣泛應用[6]，我國在棗[7]、蘋果[8]、臍橙[9]、葡萄[6]、李[10]、葡萄柚[11]等許多果樹上已有研究報道，澳大利亞、南非和美國有關于荔枝葉片礦質營養動態的研究報道，但我國此類報道還較少。為此，作者針對荔枝正常生長發育需要量最大的營養元素氮和鉀[5]，開展了鉀、氮不同配比施肥條件下，荔枝葉片養分的動態分析，以荔枝產量為檢驗標準，以期獲得荔枝鉀氮配比的平衡施肥參數，為荔枝生產中的施肥管理、營養調控與增產增效提供理論依據和實踐指導。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2009年7月至2012年6月在廣東省惠州市惠東縣多祝鎮守望果園(23.0290°N，114.5551°E)進行，供試荔枝是國內主栽品種妃子笑，1995年嫁接苗種植，株行距為5 m×6 m，種植密度為330 plant/hm2，樹冠較為整齊完整，緩坡等高種植。試驗園土壤為赤紅壤，壤質粘土，土壤pH 4.61、 有機質含量8.6 g/kg、 堿解氮 44.1 mg/kg、 銨態氮2.0 mg/kg、 硝態氮1.2 mg/kg、 速效磷 7.9 mg/kg、 速效鉀 73.3 mg/kg、 有效鈣866.4 mg/kg、 有效錳 66.1 mg/kg、 有效鋅 0.45 mg/kg、 有效硼 0.16 mg/kg、 有效鉬 0.08 mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗共設5個處理，鉀 ∶氮(K2O ∶N)分別為0.6 ∶1、0.8 ∶1、1.0 ∶1、1.2 ∶1、1.4 ∶1，以K0.6N、K0.8N、K1.0N、K1.2N、K1.4N表示，小區面積151.52 m2，每個處理3次重復，隨機區組排列。每小區5株荔枝樹，同一年份中各處理N、P2O5、Ca、Mg、Zn、B、Mo施用量相同。各處理荔枝全生育期鉀、氮養分用量及比例見表1。由于氣候及樹體長勢不同，不同年份的荔枝試驗中P2O5、Ca、Mg、Zn、B、Mo用量有所不同，見表2。試驗肥料為尿素(N 46%)、氯化鉀(K2O 60%)、過磷酸鈣(P2O512%)、熟石灰粉(pH 12.0，Ca 54.5%，)、七水硫酸鎂(MgO 16.27%，Mg 9.81%)、七水硫酸鋅(CP)、硼砂(CP)和鉬酸銨(CP)。

表1 不同年份各處理鉀、氮養分用量及比例(kg/hm2)

1.3 施肥方法

2009至2010年間，荔枝全生育期共施肥4次，依次為采后肥(氮和磷施用量為年周期施肥總量的30%，鉀、鈣和鎂肥為20%，七水硫酸鋅、硼砂和鉬酸銨為50%)、花前肥(氮、磷、鉀、鈣和鎂肥為20%，七水硫酸鋅、硼砂和鉬酸銨為50%)、謝花壯果肥(氮、磷、鉀、鈣和鎂肥為20%)和壯果肥(氮和磷肥為30%，鉀、鈣和鎂肥為40%)。

表2 不同年份養分用量(kg/hm2)

2010至2011年間，荔枝全生育期共施肥2次，依次為采后肥(氮和磷肥為年周期施肥總量的62%，鉀、鈣和鎂肥為55%)和謝花壯果肥(氮和磷肥為38%，鉀、鈣和鎂肥為45%)。

2011至2012年間，荔枝全生育期共施肥4次，依次為采后肥(氮肥為年周期施肥總量的45%，鉀和鎂肥為30%，磷肥、七水硫酸鋅、硼砂和鉬酸銨為100%)、花前肥(氮、鉀和鎂肥為10%，鈣肥為100%)、謝花壯果肥(氮、鉀和鎂肥為20%)和壯果肥(氮為年周期施肥總量的25%，鉀和鎂肥為40%)。

1.4 測定項目與方法

荔枝成熟時，于田間按小區實收稱重，計算小區產量，并折算成每hm2的產量。果實收獲時間分別為2010年5月31日至6月8日，2011年6月10日至6月20日，2012年5月28日至6月15日。

1.5 產量穩定性計算

作物產量穩定性是判斷農田生態系統質量好壞的重要指標[13]。荔枝產量穩定性用產量穩定性系數(SYI)和變異系數(CV)2 個指標衡量。產量穩定性系數(SYI)的計算公式為[14]：

用Excel軟件進行數據處理，SAS 9.0進行單因素Duncan統計分析和顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 荔枝葉片養分變化動態

2.1.1 荔枝葉片氮、鉀、鈣、鎂含量的變化 在各生育期中荔枝葉片養分中以氮(N)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)含量最高，其順序為N>K>Ca>Mg(圖1)。葉片氮含量始終穩定在較高水平，花芽分化期高于其它生育期，之后隨著花穗生長及雌雄花開放，葉片氮含量下降，可能是葉片氮素主要向生殖生長中心轉移。葉片鉀含量，秋稍老熟期穩定在較高水平；花芽分化至果實膨大初期，葉片鉀含量迅速下降，4月份葉片平均含鉀量只相當于11月份的65.0%，從葉片中下降的超過1/3的鉀素轉移目的組織部位可能主要是向生殖生長中心轉移，但開春后不排除轉移到春梢和春葉的可能性。果實膨大后期，葉片鉀含量呈現上升的趨勢。6月份采果后，葉片鉀含量迅速下降并達到最低值，其機理有待進一步研究。葉片鈣含量隨荔枝的生長發育整體上呈現降低—升高—降低的趨勢，采果后達到最高值，開花坐果期為次高值。鉀與鈣表現出明顯的消長關系，兩者在采果后與果實膨大期含量接近，表明采果后與果實膨大期是荔枝鉀、鈣養分的關鍵期。葉片鎂含量幾乎保持在穩定水平，采果后達到最高。

圖1 荔枝葉片氮、 鉀、 鈣、 鎂養分含量的動態變化Fig.1 Changing trend of the N, K, Ca and Mg contents in litchi leaves

2.1.2 荔枝葉片磷、硫、硅含量的變化 由圖2可以看出，在整個生育期，葉片磷(P)、硫(S)含量均表現為P﹥S。葉片磷含量在采果后至花芽分化初期呈升高的趨勢，花芽分化初期達到最大值，開花坐果期間呈降低的趨勢，4月份葉片平均含磷量只相當于11月份的77.1%，可能與鉀含量下降轉移變化的原因相似。果實膨大后期至采果前，葉片磷含量明顯升高。采果后葉片磷含量達到最低值，與鉀一致。磷與硫也表現出明顯的消長關系，兩者在采果后與果實膨大期含量較為接近，表明果實膨大期與采果后是荔枝磷、硫養分的關鍵期。葉片中硅含量周年波動性較大，總體趨勢是先降低后升高，花芽分化期葉片硅含量迅速增加。

圖2 荔枝葉片磷、 硫、 硅養分含量的動態變化 Fig.2 Changing trend of P, S, and Si contents in litchi leaves

圖3 荔枝葉片鋅、 硼、 鉬養分含量的動態變化 Fig.3 Changing trend of Zn, B and Mo contents in litchi leaves

表3 荔枝葉片不同營養元素的相關性(r)

2.2 荔枝果實的農藝性狀

表4顯示，不同處理間荔枝果實單果重及果實的長、寬和高均隨著K2O/N比的提高呈現先增大后下降的趨勢，以K1.0N或K1.2N處理達到最大。且隨著試驗時間的延長，不同處理間單果重的差異呈現明顯增大的趨勢。表明適量配施鉀、氮肥可明顯提高荔枝果實大小，而K2O/N比過高或過低均使荔枝果實變小。

表4 不同處理荔枝果實的農藝性狀

圖4 鉀氮肥比例與荔枝果實產量和利潤的關系Fig.4 Relationship between K2O/N ratio and litchi fruit yield and profit

2.3 荔枝產量及其種植效益

2010年荔枝產量K0.6N、K0.8N、K1.0N、K1.2N、K1.4N處理依次為7.77、9.38、10.80、9.71、9.60 t/hm2，K0.8N、K1.0N、K1.2N、K1.4N較K0.6N處理增產20.7%、39.0%、25.0%、23.6%。2011年荔枝5個處理產量依次為9.59、9.99、10.88、12.63、11.19 t/hm2，K0.8N、K1.0N、K1.2N、K1.4N較K0.6N增產4.2%、13.5%、31.7%、16.7%。2012年荔枝產量依次為3.36、3.95、4.34、6.03、4.37 t/hm2，K0.8N、K1.0N、K1.2N、K1.4N較K0.6N處理分別增產17.6%、29.2%、79.5%、30.1%。三年荔枝平均產量5個處理依次為6.91、7.77、8.67、9.46、8.39 t/hm2，K0.8N、K1.0N、K1.2N、K1.4N較K0.6N處理增產12.5%、25.6%、26.9%、21.4%?？梢姡诘鹊A上隨著K2O/N比的提高，荔枝產量均出現先升高后降低的規律。對K2O/N比與荔枝果實產量關系進行擬合(圖4)，當產量最高時，K2O/N為1.16。對2012年荔枝果實產量與單果重的關系進行擬合可知，荔枝果實產量與單果重呈正相關，相關性接近顯著水平(r=0.7869，P=0.0516)。由此可見，適當提高K2O/N比可增加荔枝產量的原因可能是由于其促進了果實膨大和提高了單果重。整體來看，該試驗2012年荔枝果實產量并不高，這與該試驗點花前一周環割枝條以保果的做法密切相關。環割過遲造成坐果率很低，導致該年試驗產量整體較低。

2010年荔枝種植的利潤K0.6N、K0.8N、K1.0N、K1.2N、K1.4N處理依次為35250、47190、57840、49290、48255 yuan/hm2，K0.8N、K1.0N、K1.2N、K1.4N較K0.6N處理增收33.9%、 64.1%、 39.8%、 36.9%。2011年荔枝種植利潤依次為47865、50685、56880、69435、58875 yuan/hm2，K0.8N、K1.0N、K1.2N、K1.4N較K0.6N處理增收5.9%、18.8%、45.1%、23.0%。2012年荔枝種植利潤依次為13740、20100、24105、42585、24015 yuan/hm2，K0.8N、K1.0N、K1.2N、K1.4N較K0.6N處理增收46.3%、75.4%、209.9%、74.8%。三年荔枝平均種植利潤依次為32285、39325、46275、53770、43715 yuan/hm2，K0.8N、K1.0N、K1.2N、K1.4N較K0.6N處理增收21.8%、43.3%、66.5%、35.4%?？梢姡鹊A上隨著K2O/N比的提高，荔枝種植利潤均出現先增加后降低的規律。對氮、鉀肥比例與荔枝種植利潤的關系進行擬合(圖4)，當利潤最大時，K2O/N為1.16。荔枝種植利潤表現出與產量一致的變化規律。因此，以適當比例施用鉀、氮肥，可獲得最高產量和最大種植利潤。

2.3 荔枝平均產量和累積產量差異分析

分析比較不同施肥處理荔枝產量的穩定性(表5)看出，不同鉀氮比處理之間的產量穩定性存在差異。等氮基礎上隨著K2O/N比的提高，荔枝產量穩定性系數出現先增加后降低的規律，產量變異系數呈現先下降后升高的規律。K1.2N處理的穩定性最高，K1.0N次之，K0.6N最低。說明，K1.2N處理條件下的荔枝園土壤生態系統可能更為穩定，有利于提高荔枝園土壤養分供應能力和土壤生態系統的穩定性。

表5 不同施肥處理荔枝平均產量和穩定性

2.4 荔枝果實收獲期

通常荔枝是以果色作為采收標準。由圖5可以看出，整體上看，隨著K2O/N比的提高，荔枝果實的收獲率呈現下降的趨勢。K2O/N比較低的處理荔枝果實成熟相對較早，K2O/N比越高，果實成熟相對較遲。而且，這種規律隨試驗時間的延長而更為明顯。因此，在荔枝生產中，適量配施鉀、氮肥有利于果實的集中收獲。施用氮肥相對較多時則收獲提前，鉀肥較多則收獲延遲。

圖5 鉀氮肥比例與荔枝果實收獲率關系 Fig.5 Relationship between K2O/N ratio and litchi fruit harvest rate

3 討論與結論

鉀是果樹體內含量最豐富的礦質陽離子，以離子形態存在于細胞質和液泡中，與果樹生長發育有著密切聯系。與氮、磷等營養元素不同，鉀不參與果樹體內任何代謝物的組成，但卻是果樹生命活動中不可缺少的必需元素，是多種酶的活化劑，且參與糖和淀粉的合成、運輸與轉化[18]。前人研究[19-20]表明，鉀能增強荔枝葉片的光合效能，提高當年樹體營養積累水平，對次年產量的形成有著重要意義。本研究結果顯示，在整個生育期中，采果后荔枝葉片鉀含量降至最低值，應通過施用充足的采后鉀肥(30%為宜)以恢復荔枝樹體營養，并提高荔枝樹體營養貯藏水平，從而促進翌年結果母枝的生長發育。Goldchmidt等[21]認為，坐果和果實發育需要大量的能量，并可能受可利用的碳水化合物供應的限制。鄧義才等[19]認為，荔枝開花和果實發育對碳水化合物的需求十分明顯，荔枝果實發育中后期碳水化合物的不足與第2次生理落果密切相關并成為影響產量的主要因子。本研究表明，花芽分化至果實膨大初期，葉片鉀含量迅速降低，葉片逐漸完成由“庫”到“源”的角色轉變，向生殖生長中心轉移，是吸收鉀的關鍵時期。因此，應通過施用少量的花前鉀肥(10%為宜)及適量的謝花壯果鉀肥(20%為宜)以滿足荔枝花芽分化、誘導開花和坐果的需求。且在果實膨大初期應重施壯果鉀肥(40%為宜)，以促進荔枝果實膨大、提高產量及改善品質。

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