施肥量對檸檬幼樹礦質養分、產量及品質的影響

杜玉霞，劉航秀，李 晶，李進學，李丹萍，寸待澤，楊虹霞

（云南省農業科學院熱帶亞熱帶經濟作物研究所，云南保山678000）

0 引言

柑橘(Citrus reticulate)是世界第一大果樹，包括橘、柑、橙、檸檬、柚、枳、香櫞等。檸檬(Citrus limon)屬蕓香科柑橘屬常綠小喬木，主要栽培品種有‘尤力克’、‘費米耐勞’和‘里斯本’等[1]，檸檬在餐飲、美容、醫藥等行業都有廣泛的應用，根據FAO數據庫統計，2019年中國種植面積約16萬hm2。目前，國內在檸檬育種、栽培及病蟲害方面都形成了一系列的技術[2]，但在檸檬果園的營養管理中存在過量施肥、單一施肥等問題，與精準施肥還有一定的差距。

施肥是果園管理措施中的重要環節，也是果園豐產增收的重要基礎[3]。由于離子間的相互作用，元素間的組合及均衡會影響柑橘樹體對養分的吸收[4]。高氮會抑制柑橘樹體對硼的吸收；磷肥可以促進鈣、鎂、錳、鋁的吸收[5]，但過量的磷會對氮、鋅、鐵、銅的吸收等產生負面影響[6]；酸性土壤中鈣、鎂、硼的有效性會降低；土壤中鐵、錳含量高會影響柑橘對鈣、鎂、硼的吸收[7]。合理施肥能明顯促進柑橘的生長發育，同時能提高產量、改善果實品質[3]。當氮素足夠時，植株生長旺盛，開花結實良好，產量高[8-9]，但施氮過多不僅會降低檸檬果實品質、縮短貨架期，還會使檸檬枝葉亂長，貪青晚熟，落果嚴重，表皮粗厚，品質下降[10-11]。磷可以促進春梢生長和花芽分化，提高坐果率[12-13]，但過量的磷會導致柑橘幼樹果汁含量降低、果皮增厚等[14]。鉀肥能提高果實產量，增加植株的抗病性，減少枯果和裂果，提高果肉質量和維生素C含量[15-17]，但過量的鉀讓柑橘果實增大、果皮變厚變粗[18]。鈣、硫、鋅、銅等中微量元素的施用，可顯著提高維生素C含量、TSS，降低酸的含量[19-20]。

科學施肥能夠使柑橘生殖生長和營養生長達到平衡，達到優質高產。但是由于受到“高投入高產出”、“大水大肥”等傳統觀念的影響，在實際生產過程中，柑橘園管理依然呈現出嚴重依賴大量肥料來獲取高產[21]，單產水平與肥料施用量并不一致，施肥不當導致了大量柑橘黃化、樹體衰弱、產量低下的現象[22]。因此，以檸檬為對象，開展柑橘平衡施肥、定量施肥、定時施肥、以產定肥，對產業的可持續發展具有重要意義。在前期試驗中，針對檸檬樹的需肥特性，已摸索出最適于檸檬幼樹生長的專用肥配方[23]，但幼樹最適施肥量還有待進一步明確。本研究擬選擇砧木為枳的‘云檸1號’檸檬，開展檸檬專用肥的不同施肥水平試驗，對檸檬的養分含量及產量品質的影響進行研究，旨在篩選幼樹檸檬適宜的經濟施肥量，為檸檬合理化施肥管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為枳砧‘云檸1號’尤力克檸檬。砧木枳殼于2013年11月播種，于2015年1月嫁接，于2015年10月10日選擇長勢一致的健康植株移栽至瓦制花盆中，盆口直徑80 cm、高75 cm，每盆裝入備好的土壤60 kg，戶外栽培。

供試肥料是云南省農科院熱經所研發的檸檬幼樹專用肥[23]，由玉溪化肥廠有限公司生產，肥料N:P2O5:K2O=22:5:8，并添加了Ca、Mg、Fe、Zn、B、S、Mo元素和腐植酸。

1.2 試驗設計

試驗于2015年10月—2018年11月在云南省農業科學院熱帶亞熱帶經濟作物研究所瑞麗站、國家農業部德宏檸檬良種繁育基地進行。試驗共設6個處理，每株分別施用檸檬幼樹專用肥0(CK)、10、20、40、80、160 g，每個處理3次重復，每個重復3株，隨機排列。每30天施肥1次，其他田間管理與常規管理相同。

1.3 測量指標與方法

1.3.1 單株產量與品質測定 每年的采果期，統計每個處理的單株掛果數及產量，每個重復采集6個果實，測量果實品質。測量指標包括單果重、縱經、橫徑、皮厚、瓤重、出汁率、可溶性固形物(TSS)、維生素C含量、可滴定酸含量，測定參照魯劍巍[24]和李合生[25]的方法。

1.3.2 營養生理代謝指標測定 于2018年采集葉片和果實，洗凈后將果實分為全果、果皮、果肉3個部分。樣品于烘箱中在105℃條件下殺青20 min，然后在75℃條件下烘干至恒重，稱量計數，磨碎后用于測定礦質營養含量，含量測定參照鮑士旦[26]的方法：全N用H2SO4-H2O2消煮，凱氏定氮法測定；全P用H2SO4-H2O2消煮，鉬銻抗比色法測定；K含量用H2SO4-H2O2消化，火焰光度計測定；Mg、Ca、Fe、Mn、Cu、Zn含量用HNO3-HClO4(1:4)消煮，AAS法測定。

1.4 數據處理與分析

采用Excel 2013軟件對數據進行處理和繪圖，采用SPSS 21統計分析軟件對數據進行差異顯著性檢驗（最小顯著差異法）。

2 結果與分析

2.1 不同施肥水平對礦質養分含量的影響

2.1.1 不同施肥水平對檸檬葉片礦質養分含量的影響如表1所示，施專用肥能增加葉片N、Mg、Zn、Mn、Fe的含量，除Mn外其他元素都顯著增加，但P、K含量顯著降低。檸檬葉片的Ca、Fe含量隨著肥料用量的增加先增加后減少，Ca、Fe分別于20、40 g處理時達到最大值；P、K含量隨著肥料用量的增加先減少后增加，于0 g處理時達到最大值，40 g處理時處于最低值；Zn含量隨著肥料用量的增加逐漸增加（20 g處理除外）。

表1 不同施肥水平下檸檬葉片礦質養分含量

2.1.2 不同施肥水平對檸檬果實礦質養分含量的影響2018年由于160 g處理施肥量過多導致植株死亡，不能采集果實。如表2所示，施專用肥能增加果實N、Zn、Cu、Fe的含量，但果實P含量顯著減少；果實N含量隨著施肥量的增加而增加；P、K含量則是先減少后增加，在10 g處理時為最小值；果實Ca、Mg、Fe的含量隨著施肥量的增加先增加后減少，Ca、Mg含量在10 g處理時達到最大值，Fe含量在20 g時為最大值。在施肥量最高的80 g處理中，果實的N、Zn、Mn、Cu含量顯著高于其他處理，K含量顯著高于0 g外的處理，Ca、Mg含量顯著低于其他處理。

表2 不同施肥水平下檸檬果實礦質養分含量

2.1.3 不同施肥水平對檸檬果皮礦質養分含量的影響果皮Fe的含量隨著施肥量的增加顯著增加（表3）；Ca含量先增加后減少，10 g處理時含量最高；N、Zn、Cu含量則是先減少后增加，10 g處理時含量最低。在施肥量最高的80 g處理中，果皮的N、Zn、Mn、Cu、Fe含量顯著高于其他處理，Ca含量顯著低于其他處理。

表3 不同施肥水平下檸檬果皮礦質養分含量

2.1.4 不同施肥水平對檸檬果肉礦質養分含量的影響

施肥顯著提高檸檬果肉N含量，降低Ca、Mg含量（表4）；K、Zn含量隨著施肥量的增加先減少后增加，在20 g處理時達到最小值；Fe含量則是先增加后減少，在40 g處理時達到最大值；Mg含量隨著施肥量的增加逐漸減小。80 g處理時，果肉的P、K、N、Zn、Mn、Cu的含量高于其他處理，除P、K外，其他元素都達到顯著水平；80 g處理時Ca、Mg的含量顯著低于其他處理。

表4 不同施肥水平下檸檬果肉礦質養分含量

2.2 不同施肥水平對檸檬果實產量的影響

從圖1 可以看出，2016—2018年以0(CK)、10、20、40、80 g處理的檸檬單株產量逐年增加，在2018年達到 最 大 值 ，分 別 為 1555.00、8253.00、11097.97、19782.50、7004.40 g。3年間檸檬單株產量隨著肥料用量的增加呈先增加后減少的趨勢，且在肥料用量為40 g時達到最大值。2016、2017、2018年40 g處理產量分別是不施肥處理的3.31、8.09、11.72倍，3年總增產9.62倍；并在2017年和2018年顯著高于其他處理。160 g處理的單株產量在3年間都顯著低于其他處理，2018年時肥害導致植株死亡，產量為0。3年總產量表現為40 g>20 g>10 g>80 g>0 g>160 g。

圖1 不同施肥水平對檸檬果實產量的影響

2.3 不同施肥水平對檸檬果實品質的影響

從表5可知，不同施肥量處理對檸檬果實的單果質量、橫徑、果皮厚度、瓤重、可食率都有一定的影響。2017年和2018年不同施肥量處理對單果質量、橫徑、果皮厚度、瓤重、可食率的影響均存在顯著性差異，以40 g處理的單果質量、橫徑值最大，3年的可食率都顯著高于其他處理，較CK增加26.97%。施肥能夠顯著提高檸檬的出汁率、TSS、維生素C和可滴定酸含量，且均表現為肥料用量為40 g時為最大值（除2016年維生素C含量外），顯著高于不施肥處理。平均3年的品質看，與CK相比40 g處理的出汁率、TSS、維生素C、可滴定酸分別增加7.37%、38.21%、21.57%、39.38%，80 g處理分別增加3.51%、35.52%、13.73%、14.23%。

表5 不同施肥水平對檸檬果實品質的影響

3 結論

對檸檬幼樹施用0、10、20、40、80、160 g的專用肥，結果表明施用專用肥能顯著增加葉片和果實N、Mg、Zn、Mn、Cu、Fe含量；施用40 g專用肥時，其各種礦質養分含量較為均衡，其產量和品質較佳，施肥量過多或過少不利于樹體養分的積累，施肥過量還會導致植株死亡。綜合考慮植株的養分、產量和果實品質情況，推薦檸檬幼樹生長中，每株每月施用檸檬專用肥40 g。

4 討論

施肥能夠保證柑橘正常生長，是提高柑橘產量及品質的關鍵[27]，但是化肥的大量施用導致土壤養分不均衡[28]。根系對離子的吸收有選擇性，它不僅受到介質中養分濃度的影響，離子間還存在相互作用[29]。N、P、K等在土壤中含量過高，會破壞土壤養分間的平衡關系，進而影響其他離子在土壤中的轉化及作物吸收[30]。本試驗中施肥能顯著增加葉片或果實N、Mg、Zn、Mn、Cu、Fe的含量，但P、K含量顯著降低。葉片和果實P、K在不施肥時處于偏高或過量水平，主要是施N量不足，植株對P、K吸收量較高。隨著施肥量的增加，P、K含量先減少后增加，與果實產量先增加后減少的趨勢相反，表明這不僅是離子間的相互作用引起的，還是樹體本身生長所產生的“稀釋效應”和“濃縮效應”所致[31]。隨著施肥量增加，Ca、Mg、Fe含量表現為先增加后減少的趨勢，含量最高值在施肥20 g或40 g時，與K的含量相反。分析原因是離子間的拮抗作用導致的[32]，主要是K含量的降低導致Ca、Mg、Fe含量的升高。同時，在試驗中施肥量過多(80 g)或過少時(10 g)，很多元素都出現顯著升高或顯著降低。因此，施肥時不僅要考慮離子間的相互作用，均衡養分，還應當根據目標產量定量施肥。在檸檬幼樹管理中，為確保前期樹體的培養，建議疏除部分幼果，或是對超出目標產量的高產果園適當補充P、K肥。

柑橘栽培過程中，氣象因子、樹形管理、營養管理、病蟲害防治等都會影響其產量和品質，其中肥料的施用量直接影響了柑橘的產量和品質。本研究表明，施肥可以提高檸檬的產量和品質，施用40 g時效果最佳，其產量是對照的9.62倍，可食率增加26.97%，出汁率、TSS、維生素C、可滴定酸分別增加7.37%、38.21%、21.57%、39.38%。關于柑橘的合理施肥，前人研究較多，Thakre[33]表明金柑 N 400 g/株+P2O5600 g/株+K2O 240 g/株的產量和品質最好，李月娥等[34]研究表明‘杭晚蜜柚’初結果樹的最佳施肥量為N:P:K=10:5:8，Astiari等[19]研究表明施用N、P、K、Ca、Zn和Cu可提高柑橘果實產量和可溶性固形物。營養元素是植物體充分發育的物質基礎，對于呼吸作用、光合作用和繁殖器官及果實和種子的形成必不可少[3]，很多微量元素還是植物體生理代謝的活性促進因子，對生命活動有著重要的促進以及調節作用[24]。但肥料的使用并非多多益善，在本試驗中單株施肥在40 g以上時，單株產量、可食率、出汁率、可溶性固形物都下降。Sugiyama[35]、黃成能[36]、盛良學[17]等研究也表明，肥料的過量施用會導致柑橘的產量和品質下降。植物生長受到元素濃度和平衡相互作用，在最適濃度與元素相互平衡的情況下，植物會達到最適生長狀態和最高產量[37]。首先，肥料過多的施用會導致土壤無機鹽溶液濃度升高，造成植物萎焉[38]，嚴重時會導致根系腐爛組織壞死；其次，過量施肥還會導致土壤養分失衡[39]，營養元素間的拮抗作用增強，養分的吸收不均衡，影響柑橘的正常發育[40]；此外，化學肥料的過量使用導致土壤溶液過酸或過堿，影響土壤微生物的數量與群落[41]，阻礙作物的優質高產。

本研究對檸檬幼樹施用不同的專用肥，通過對不同施肥水平下果實養分的含量、產量和品質進行比較，篩選出幼樹的適宜施肥量為每株每月40 g，為生產上的減量施肥、精準施肥提供了理論依據。但本試驗針對盆栽幼樹檸檬肥，為更好地與生產結合，還需在大田中進行試驗；此外，為進一步明確各元素對果實產量和品質的影響，需開展不同N、P、K、Ga、Mg水平對果實產量、品質以及次生代謝物的影響機制研究。