滴灌施肥對山地柑橘園生産效應的影響

基金項目：浙江省農業科學院地方合作項目“農業綠色發展先行先試支撐體系建設服務”（HY202001）；國家重點研發計劃項目“養分原位監測與水肥一體化施肥技術裝備”（2017YFD0201500）。

_溫明霞

柑橘是世界上廣泛種植的水果之一，也是我國重要的經濟作物。我國柑橘栽培曆史悠久。據統計，2018年我國種植的柑橘面積為2.49×10 6 hm 2 ，産量為4.14×10 6 t 。柑橘是多年生常綠果樹，挂果期較長，休眠期較短，科學合理的養分供應是柑橘獲得優質高産的重要措施之一。我國的柑橘園大多位于丘陵山地，交通運輸不便，有機肥的施用需耗費大量的人力，所以在柑橘園的施肥管理中，普遍存在偏施化肥、少施或者不施有機肥的現象；而施用化肥時，大多采用撒施，造成肥料資源浪費的同時，給環境帶來極大的壓力。已有的研究結果表明，不科學的施肥方法，如肥料表施、撒施等均可造成肥料利用率偏低，其中，氮肥的當季利用率為 30%～40%，磷肥為 10%～25%，鉀肥為 50%～60% 。研究科學高效的施肥技術，探讨精準簡捷的施肥方法與途徑是柑橘園養分管理的研究熱點。

滴灌施肥是一種調控養分的精确施肥方式，即将肥料溶解于水，通過管道将肥水運輸到根系附近，由滴頭進行滴灌來補充植物生長所需的養分。其優點在于，能夠根據土壤狀況及不同階段作物的生長特性，有效控制水分、養分供給的數量和比例，充分發揮水肥耦合效應，提高水肥利用效率 。該技術在幹旱地區以及發達地區的設施栽培中應用較廣 。由于地勢不平，操作困難，滴灌等水肥一體化技術在山地柑橘園中應用較少。本試驗通過在山地柑橘園地勢最高處建設蓄水池，利用高度落差産生的壓力以及便攜式施肥桶将肥液輸送到滴灌管網中進行滴灌，研究不同的滴灌施肥處理對柑橘産量、品質、養分吸收等的影響，為提高山地柑橘園肥料利用效率，簡化施肥措施，實施水肥一體化提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2018—2019年在浙江省臨海市湧泉鎮外岙村山地柑橘園進行。果園土壤為黃壤，試驗前，0～30 cm耕層土壤基本理化性質為：pH 5.20、有機質37.4 g/kg、速效氮226.8 mg/kg、有效磷375.0 mg/kg、速效鉀176.0 mg/kg、交換性鈣1.8 cmol/kg、交換性鎂0.38 cmol/kg、有效鐵68.0 mg/kg、有效銅1.32 mg/kg、有 效 錳 41.5 mg/kg、有 效 鋅 5.66 mg/kg、有 效 硼0.28 mg/kg。

1.2 試驗材料與設計

在果園中挑選長勢一緻且無病蟲害的溫州蜜柑（Citrus unshiu Marc.）樹為供試材料，設3個施肥處理，每個處理8棵樹，3次重複。各處理的養分投入量如表 1 所示。具體如下：1）農民習慣施肥（CF），隻施化肥，所用肥料包括三元複合肥［N-P 2 O 5 -K 2 O（下同）為15-15-15］、鈣鎂磷肥、尿素和硫酸鉀。在采果後、萌芽期和幼果期分3次施入，施肥方式為撒施。2）滴灌施肥1 （DF1），有機肥加化肥處理，所用肥料包括蠶沙有機肥、腐殖酸水溶肥（14-3-3）、高氮水溶肥（25-10-20）和高鉀水溶肥（10-10-40）。蠶沙有機肥于采果後一次性溝施2 700 kg/hm 2 ，其他肥料從萌芽期開始分5次滴灌施入，肥料總用量為習慣施肥減氮（N）27.7%的用量。3）滴灌施肥2 （DF2），采果後施肥與習慣施肥相同，其他時期所用肥料與DF1相同，從萌芽期開始分5次滴灌施入，肥料總用量為習慣施肥減N 14.9%的用量。滴灌施肥的主要裝備由水塔、過濾器、球閥、便攜式施肥器、聚乙烯（polyethylene, PE）管等組成，采用便攜式施肥器自壓灌溉。在每行柑橘樹下鋪設2條PE輸水管（内徑16 mm），每株柑橘樹布置4個管上式壓力補償滴頭，流量為2 L/h，每次施肥前先将肥料溶于水，然後緩慢滴入根冠下四周土壤。供試果園修剪、病蟲害防治等管理措施與當地果園基本一緻。

表1 不同處理的養分投入量 kg/hm2

1.3 樣品采集與測定

1.3.1 樣品的采集方法

在果實成熟期，每個處理選定5棵樹，統計單株挂果數、單果質量，計算産量。然後在樹體中部和東西南北5個方向采集結果春梢頂端第3、4片葉，每樹采集結果春梢葉各20片，5棵樹共采集100片葉為一個樣品；于樹冠中部四周采摘正常果實，每株4個果，20個果為一個樣品；此外，采集對應樹冠滴水線附近土壤樣品。每個處理3次重複。将采集的樣品帶回實驗室，其中葉片和果實樣品用去離子水清洗幹淨後，用濾紙吸去表面水分，于塑料袋中貯存，待用，測定時每個樣品重複2次。

1.3.2 樣品的測定方法

土壤樣品的測定方法：土壤pH值采用pH酸度計法（土水比1∶2.5）；土壤有機質含量采用外加熱重鉻酸鉀容量法；土壤水解性氮含量采用堿解擴散法；土壤有效磷含量采用氟化铵-鹽酸浸提-钼銻抗分光光度法；土壤速效鉀含量采用乙酸铵浸提-原子吸收分光光度法；土壤交換性鈣、交換性鎂含量采用1 mol/L乙酸铵浸提-原子吸收分光光度法；土壤有效硼含量采用熱水浸提-姜黃素分光光度法。具體測定方法參照《土壤農化分析》。葉片樣品的測定方法：葉片全氮含量采用濃硫酸（H 2 SO 4 ）-過氧化氫（H 2 O 2 ）消化-凱氏定氮法；葉片全磷含量采用濃H 2 SO 4 -H 2 O 2 消化-釩钼黃分光光度法；葉片全鉀含量采用濃H 2 SO 4 -H 2 O 2 消化-原子吸收分光光度法；葉片全鈣、全鎂含量采用幹灰化-酸溶-原子吸收分光光度法；葉片全硼含量采用幹灰化-酸溶-姜黃素分光光度法。具體測定方法參照《土壤農化分析》 。

果實樣品的測定方法：果實養分指标中，含水率、吸氮量、吸磷量和吸鉀量的測定方法參照《土壤農化分析》。果實品質指标中，可溶性固形物含量采用手持糖度計法，總酸含量采用氫氧化鈉中和滴定法，維生素C含量采用2，6-二氯靛酚滴定法，果皮厚度采用遊标卡尺法，可食率采用天平稱量法。具體測定方法參照GB/T 8210—2011 。

1.4 數據分析

采用Excel 2010和DPS 16.0軟件進行相關性分析和差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 滴灌施肥對果實産量和品質的影響

由表 2 可知：滴灌施肥的柑橘産量顯著高于習慣施肥（CF），DF1和DF2分别比CF提高17.5%和16.4%。在化肥用量減少的情況下，産量有增無減，說明有機無機配施加水肥耦合，可以減少化肥的用量，提高肥料的利用效率，增加柑橘産量。不同施肥處理對單果質量的影響不顯著，而對挂果數的影響較大，其中，滴灌施肥處理的每株挂果數顯著高于習慣施肥，DF1和DF2分别比CF提高79.3%和51.1%，但DF1和DF2之間差異不顯著。由此可見，在本試驗的産量構成因子中，挂果數的多少對産量高低起決定性作用。

表2 不同施肥處理對果實産量的影響

同列數據後不同小寫字母表示在P＜0.05水平差異有統計學意義。下同。

由表3可知：不同施肥處理的果實可食率和果皮厚度差異均不顯著；DF1和DF2的可溶性固形物含量分别比CF提高11.4%和10.5%；而DF1和DF2的總酸含量分别比CF降低16.2%和21.6%，且滴灌施肥處理之間差異不顯著；DF1和DF2的維生素C含量分别比CF提高26.7%和13.6%，且各處理之間差異顯著。

表3 不同施肥處理對果實品質的影響

2.2 滴灌施肥對葉片養分含量的影響

由表4可知：滴灌施肥和習慣施肥對柑橘葉片的全氮、全磷含量影響不大，各處理之間差異不顯著；葉片全鉀含量則表現為DF2＞CF＞DF1，且各處理間差異顯著；葉片全鈣、全鎂、全硼含量表現為DF1＞DF2＞CF，且各處理間差異顯著。

表4 不同施肥處理對葉片養分含量的影響

2.3 滴灌施肥對果實養分吸收的影響

由表5可知：不同處理對果實含水率的影響差異不顯著；果實吸氮量在不同處理之間表現出明顯差異，與 CF 相比，DF1 和 DF2 的吸氮量分别增加38.4%和13.2%；DF1的果實吸磷量高于CF，而DF2的果實吸磷量低于CF，但與CF相比均未達到顯著性差異；DF1和DF2的吸鉀量分别比CF增加57.2%和52.9%，且滴灌施肥處理之間差異不顯著。

表5 不同施肥處理對果實養分吸收的影響

2.4 滴灌施肥對土壤肥力的影響

由表6可知：滴灌施肥的土壤pH值均高于CF，DF1和DF2分别比CF提高0.44和0.42個單位；土壤有機質含量以DF1最高，其次是DF2，分别比CF高27.1%和20.0%，且兩者之間差異不顯著；滴灌施肥的水解性氮含量顯著高于CF，DF2和DF1分别比

表6 不同施肥處理對柑橘園土壤肥力的影響

CF高88.3%和105.2%，且兩者之間差異顯著；不同施肥處理的有效磷含量以DF2最高，DF1和CF之間差異不顯著；速效鉀含量以DF1最高，DF2和CF之間差異不顯著；交換性鈣、交換性鎂和有效硼含量表現出一緻的規律性，均為DF1＞DF2＞CF，且三者之間呈顯著性差異。

3 讨論

滴灌施肥的目的是充分利用水肥資源。在柑橘的不同生育期進行追肥，采用滴灌技術與施肥相結合，實現以水帶肥，滴灌與施肥一體化。本試驗結果表明，滴灌施肥處理産量較高，DF1和DF2分别比CF提高17.5%和16.4%，可能原因在于水肥一體化技術能充分地發揮水肥耦合，有利于柑橘對養分吸收的同時，滿足了柑橘在不同生育階段對養分的需求，從而明顯增加柑橘産量 。這與在其他水果上的研究結果 一緻。但水肥一體化技術在果樹上應用的增産效果存在較大波動：水肥一體化技術使香蕉增産高達 70% ；滴灌施肥技術使菠蘿産量增加 6.7%～43.6% ，使蘋果産量增加 13.0%～45.1% 。這主要與土壤營養狀況、肥料類型、氣候條件及不同果樹品種對養分的吸收差異有關 。

本試驗結果顯示，在減施化肥的情況下進行滴灌施肥，改善了果實品質，提高了果實可溶性固形物和維生素C含量，明顯降低了果實總酸含量。這一試驗結果與位高生等 在蜜柚上的研究結果相一緻，說明大多數柑橘園目前都存在施肥過量的問題，也說明結合果園土壤營養狀況和柑橘的需肥特性進行精準減量施肥，可以提高果實品質。在對棗 、草莓 、香蕉 等的研究中也發現，滴灌施肥可以提高果實糖度、降低果實酸度和裂果率，并且水肥一體化施用液體肥在提升棗果品質方面效果最佳，與本試驗使用水溶性液态肥料的滴灌施肥處理效果最佳的結論相一緻，但在對單果質量的影響方面存在差異，主要與果實類型、生長特性及對養分的需求規律不同有關。

與習慣施肥相比，利用蠶沙有機肥配合滴灌施肥處理的土壤pH值有增加趨勢，土壤有機質、水解性氮、交換性鎂、有效硼含量均明顯增加。許娥 在研究中也發現，滴灌能明顯提高土壤的pH值和養分含量，可能的原因在于有機肥與滴灌施肥的配合施用，使土壤微生物的種類增加且其活動更加頻繁，一方面加速了土壤有機質的積累，另一方面促使土壤的固有養分分解活化，從而使土壤比較疏松，透氣性較好。這說明滴灌施肥既能提高水肥利用效率 ，也能抑制土壤退化 ，保證土壤微生物活性處于較高水平 。但也有研究結果表明：長期滴灌施用尿素和铵态氮肥，可能導緻施肥區土壤的局部酸化，尤其在緩沖性差的土壤上酸化現象更加明顯 ；長期滴灌施肥的荔枝園土壤酸化嚴重 。然而在本試驗中，滴灌施肥處理的土壤pH值均高于純化肥處理，可能與滴灌施用有機水溶肥有利于減緩土壤酸化有關 ，也與土壤類型、施肥時期等存在差異有關。因此，滴灌施肥等水肥一體化技術對果園土壤質量的影響以及以土壤有機質為核心的水肥資源高效利用機制等，還有待進一步研究。

本試驗結果顯示，與習慣施肥相比，滴灌施肥在節肥（減N）14.9%和27.7%的水平上，使柑橘的産量增加，品質得到一定程度的改善，果實對養分的吸收量也有所增加，說明滴灌施肥使水肥有機結合，可以有效提高肥料的利用效率，從而起到節約用肥的作用。但在不同作物上滴灌施肥的節肥效果存在差異。香蕉的節肥效果為20%～52% ；菠蘿的節肥效果為11.3%～52.8% 。我國在果樹上使用水肥一體化後的節肥平均值為34%，最大值可達62% 。雖然平均值與發達國家的滴灌施肥節肥效果（50%～60%）有一定差距，但是最大值與發達國家接近，說明我國水肥一體化技術在果樹生産上的節肥效果具有與發達國家持平的潛力，反映了水肥一體化技術具有穩定性和通用性的特點。本試驗中有機肥與滴灌施肥相結合，與習慣施肥相比，可以節約化肥14.9%～27.7%，與發達國家相比，存在很大的節肥空間，有待于進一步優化研究。DF1和DF2在增加柑橘産量和改善果實品質方面均優于CF，而DF1和DF2之間，除維生素C含量表現為DF1顯著高于DF2外，其他品質指标沒有明顯差異，說明在減施化學氮肥27.7%的情況下，采用滴灌施肥不會對柑橘産量和品質産生不良影響，甚至優于傳統施用化肥處理。在促進柑橘葉片對養分的吸收及改善土壤肥力方面，DF1總體優于DF2，原因在于DF1在減施化肥的基礎上施用了有機肥，而有機肥與化肥的配施更有利于柑橘對養分的吸收，同時又能改良和培肥土壤。綜上所述，有機肥與化肥配施的滴灌施肥處理DF1的綜合表現相對較好，建議在柑橘施肥中進行驗證和推廣。

另外，柑橘是多年生果樹，不同施肥處理對柑橘園土壤的改良、樹體的養分吸收以及果實産量和品質的改善等，是一個複雜的過程，需要經過連續多年的試驗跟蹤和數據采集，才能得到科學的結論。本試驗的時間周期相對較短，試驗結果雖然在某種程度上能說明一定的規律性，但也不排除可能存在的偶然性，在後續研究中有待進一步試驗驗證。

4 結論

采用有機肥配合無機肥的滴灌施肥模式，可以改善柑橘園的土壤肥力，促進葉片對養分的吸收，利于樹體的養分平衡，在提高産量的同時，改善果實的品質。另外，滴灌施肥實現了以水帶肥，可以提高化肥的利用效率，減少化肥的施用量。因此，滴灌施肥是柑橘園減施化肥、提質增效的一項重要措施。

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