氮素施用量对火龙果产量、品质及贮藏效果的影响

唐恒朋,李莉婕,钱晓刚，聂克艳，赵泽英，彭志良(.贵州大学 农学院,贵州 贵阳 55005; .贵州省农业科技信息研究所,贵州 贵阳 550006)

氮素施用量对火龙果产量、品质及贮藏效果的影响

唐恒朋1,李莉婕2*,钱晓刚1，聂克艳2，赵泽英2，彭志良2
(1.贵州大学 农学院,贵州 贵阳 550025; 2.贵州省农业科技信息研究所,贵州 贵阳 550006)

为探讨黔南地区火龙果适宜的氮肥施用量,通过田间试验,研究了氮素施用量0 kg/hm2(T0,对照)、89.1 kg/hm2(T1)、127.2 kg/hm2(T2)、165.3 kg/hm2(T3)对火龙果产量、品质及贮藏效果的影响。结果表明,火龙果产量随着施氮量的增加先增加后降低,T2处理最高,为18 557.42 kg/hm2,比对照增产32.63%;火龙果单果质量随着施氮量的增加而增加;不同处理间果形指数差异不明显。施氮对火龙果果实N、K含量影响较大,其分别随着施氮量的增加先增加后降低、先降低后增加,施氮对P含量影响较小。总体上,施氮增加了果实中花青素含量, 以T2处理最高,在一定程度上降低了果实中可溶固形物、可溶性总糖和总酚含量。施氮处理Vc、类黄酮含量随施氮量增加呈先升高后降低的趋势,均以T2处理最高,分别比对照提高5.60%、6.49%。室温下,施氮降低了火龙果的贮藏时间,不同施氮量处理果实腐烂率表现为T3>T2>T1>T0;而冷床条件下，高氮水平T3反而在一定程度上降低火龙果的腐烂率,延长贮藏时间。综合考虑,在黔南地区,在保证有机肥充足的前提下,火龙果氮素施用量以T2处理较优,实际生产中可在此基础上适当调整。

氮肥; 火龙果; 产量; 品质; 贮藏

火龙果又名青龙果、红龙果、情人果、仙蜜果等,属仙人掌科量天尺属植物[1-2],原产于巴西、墨西哥等中美州地区,近年来在广西、海南、福建、贵州等省均有引种和推广[3]。火龙果富含维生素、胡萝卜素及钙、磷等多种对人体有益的营养元素,具有耐旱、病虫害少、产量高、经济价值和生态效益好等特点[4],已成为山区人民致富与石漠化防治的主要经济树种。火龙果品质和产量易受土壤、肥料等多种因素影响[5]。氮素作为植物生长发育必需的三大养分之一[6],对作物产量的贡献达40%～50%[7]。目前,有关火龙果的研究主要集中在引种与栽培[8-9]、肥料种类和配施[10-11]、产品加工[12-14]、火龙果营养成分及保健价值[15-17]等方面,鲜有关于氮肥施用量方面的研究报道。为此,研究了不同氮肥施用量对火龙果产量、品质及贮藏效果的影响,以期为火龙果氮肥的合理施用提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地位于贵州省罗甸县龙坪镇郎当养殖场邓勇火龙果基地,海拔473 m,坡度25°左右。年降雨量1 176.8 mm,月均温度19.6 ℃,无霜期335 d,年日照时间1 509.3 h,总辐射量4 307.394 MJ/m2,年积温77 162.2 ℃,大于10 ℃积温6 260.9 ℃。试验地土壤为砂质风化红壤,pH值 5.42,含有机质19.42 g/kg、全氮1.18 g/kg、速效磷6.2 mg/kg、速效钾85 mg/kg。

1.2 试验材料

1.2.1 火龙果 选用贵州省柑桔研究所培育的红肉火龙果品种紫红龙。

1.2.2 肥料 腐熟的商品有机肥为羊粪,含N、P、K分别为0.65%、0.5%、0.3%;氮肥为尿素(含N≥46%);磷肥为生物磷肥(含P2O5≥16%);钾肥为硫酸钾(含K2O≥50%)。

1.3 试验设计

试验设4个氮素用量处理,分别为T0(对照)：不施尿素;T1：施尿素,折合N 89.1 kg/hm2;T2：施尿素,折合N 127.2 kg/hm2;T3：施尿素,折合N 165.3kg/hm2,所有处理均施有机肥12 210.0 kg/hm2、P2O5136.2 kg/hm2、K2O 145.4 kg/hm2。其中,有机肥统一于火龙果枝条发芽前(2014年2月11日)开弧形沟施入,氮、磷、钾肥50%于5月19日幼果开始发育时第1次施入,50%于7月22日第5批幼果发育时第2次施入。每个处理3个重复,共12个小区,随机区组排列。火龙果采用“单柱+篱架”式栽培,桩行距3 m×3 m,在坡度平缓、整齐、肥力差异较小的地块,选择树势相对一致、同行相邻的4桩(每桩3株)火龙果做为1个小区,其他田间管理措施同常规栽培。

1.4 测定项目及方法

1.4.1 产量指标 从2014年7月13日第1次采果到2014年10月5日第11次采果,分别统计各批次火龙果产量,计算火龙果总产量;在采收中期(2014年8月10日),各处理小区选6个大小相近的果实,测量果实的单果质量、纵径、横径,计算果形指数,果形指数=纵径/横径。

1.4.2 品质指标 在果实采收末期(2014年10月5日),每小区任选1个果实,分析果实氮、磷、钾、可溶性总糖、可溶性固形物、Vc、有机酸、花青素、总酚、类黄酮含量。其中,氮、磷、钾含量分别采用凯氏定氮法、钒钼黄吸光光度法、火焰光度法测定;可溶性总糖含量采用直接滴定法测定;可溶性固形物含量采用折射仪法测定;Vc含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定;有机酸含量采用中和滴定法测定;花青素、总酚、类黄酮含量的测定：利用1% HCl-CH3OH溶液从果蔬组织中提取总酚、类黄酮、花青素,根据总酚、类黄酮、花青素的甲醇提取液的吸收光谱特性,取滤液分别于波长280 nm、325 nm、600 nm和530 nm处测定吸光值,即总酚OD280、类黄酮OD325、花青素(OD530-OD600),根据标准曲线计算出花青素、总酚、类黄酮含量。

1.4.3 贮藏指标 在采收末期(2014年10月5日),各小区选10 kg大小相近的果实分别放在室内(22～26 ℃)和冷床(4～6 ℃)条件下,前期每隔3 d记录一次腐烂果实数,测量3次后每隔7 d记录一次腐烂果实数,计算果实腐烂率,腐烂率=贮藏后腐烂果实数/贮藏前果实总数×100%。

1.5 数据处理与分析

采用Excel 2007进行数据统计,采用SPSS 19.0软件对数据进行方差分析及相关性分析。

2 结果与分析

2.1 氮素施用量对火龙果产量的影响

火龙果不施氮也能正常生长、开花、结果,但枝条生长瘦弱、果实小。由表1可以看出,施氮可以显著提高火龙果产量,但随着氮肥施用量增加火龙果产量先增加后降低,在氮水平T2处取得最大值18 557.42 kg/hm2,显著高于其他处理,较对照增产32.63%,具体表现为T2>T3>T1>T0。在第二次追肥前，第2、3批采收时,T1处理火龙果产量最高。此后,7月22日和8月1日两次采收T1处理产量相比其他施氮肥处理急剧下降,T3处理火龙果产量最高,T2处理次之。可能是采收期火龙果对养分需求量极大,而T1处理养分供应不上。第二次追肥后,初期T3处理产量高于T2处理,后期T2处理火龙果产量远高于其他处理。施氮可以显著提高火龙果单果质量,且随着氮肥施用量增加火龙果单果质量逐渐增加,在氮水平T3处单果质量取得最大值369.64 g,但与T2处理之间差异不显著; 施氮可以提高火龙果果形指数,但不同氮肥施用量处理间差异不显著。综合考虑,对于火龙果而言以T2施肥处理较优。

表1 氮肥施用量对火龙果产量的影响

注：同列数据后不同小写字母表示差异达显著水平(P<0.05),下同。

2.2 氮素施用量对火龙果品质的影响

2.2.1 氮素施用量对火龙果果实N、P、K含量的影响 N、P、K是果实主要的养分元素,其含量多少与果实品质密切相关。由表2可知,氮肥施用量对火龙果果实N、K含量影响较大,对P含量影响较小。随着氮肥施用量增加,火龙果果实中N含量先增加后降低,在氮水平T2处取得最大值1.92 g/kg,较对照增加37.14%,具体表现为T2>T3>T1>T0;K含量先降低后增加,T3处理最高,显著高于其他处理,T2处理最低。这可能是火龙果为喜K植物,生长过程吸收的K素较多,在氮水平T2下产量较高,由于果实的不断输出,K素消耗量急剧增加,K素缺乏导致果实中K含量降低。进一步比较分析发现,施氮显著增加了N/P和N/K, N/P随着氮肥施用量增加而增加,以T3处理最高,T2处理次之,两者差异不显著;N/K随着氮肥施用量增加呈先增加后降低的趋势, T2处理最高,T1处理次之,T0处理最小。氮肥施用量较低时,各处理P/K差异不显著,在高氮水平下P/K显著减小,说明施氮对K的拮抗吸收作用小于P,从而导致P/K比值降低。在实际生产栽培中T3处理下火龙果N、P、K含量较高,但结合产量因素氮素施用量以T2为宜。

表2 氮肥施用量对火龙果果实N、P、K含量的影响

2.2.2 氮素施用量对火龙果品质指标的影响 由表3可知,随着氮肥施用量增加,可溶性固形物和可溶性总糖含量均呈先降低后升高的趋势,所有施氮处理均低于对照,其中可溶性固形物含量表现为T0>T3>T1>T2,可溶性总糖含量表现为T0>T1>T3>T2。施氮处理Vc、类黄酮含量均呈先升高后降低的趋势,均以T2处理最高,分别为254.39 、69.58 mg/kg,分别比对照提高5.60%、6.49%,但差异均不显著。总酚含量随着氮肥施用量的增加呈下降趋势,T1、T2和T3处理比对照分别显著降低9.17%、13.28%和24.49%。花青素含量随着氮肥施用量增加呈先增加后降低的趋势,T2处理最高,为30.38 mg/g,分别比T1和T3处理显著提高26.79%和41.37%。不同氮肥条件下有机酸含量变化不大。糖酸比总体随着氮肥施用量增加先增加后降低,表现为T1>T0>T3>T2。综合考虑,在实际生产栽培中T2处理下火龙果的品质较好。

表3 氮肥施用量对火龙果品质指标的影响

2.3 氮素施用量对火龙果贮藏效果的影响

由表4可以看出,火龙果腐烂率与氮肥施用量有关。在室温(22～26 ℃)条件下,施氮肥降低了火龙果的贮藏时间,施氮处理在储藏6～15 d时火龙果腐烂率迅速上升,15 d时火龙果几乎全部腐烂;而对照处理火龙果开始腐烂时间较施氮肥处理推后,在储藏9～22 d时火龙果腐烂率迅速升高,22 d时全部腐烂。在冷床(4～6 ℃)条件下,低氮处理间火龙果的腐烂率差异不明显, 在储藏22～43 d时火龙果的腐烂率急剧增大,即在储藏22 d时开始腐烂;高氮处理在一定程度上降低了火龙果的腐烂率,在储藏29～43 d时火龙果的腐烂率急剧增大,即在储藏29 d时才开始腐烂,且腐烂率低于同时间施氮处理。综上,室温条件下,T0处理有利于火龙果贮藏; 冷床条件下,T3处理有利于火龙果贮藏。

表4 氮肥施用量对火龙果腐烂率的影响 %

3 结论与讨论

本研究结果表明,施氮可以显著提高火龙果产量,但随着氮肥施用量增加火龙果产量先增加后降低,T2处理最高,为18 557.42 kg/hm2,较对照增产32.63%;施氮可以显著提高火龙果单果质量,且随着氮肥施用量增加火龙果单果质量逐渐增加,T3处理最高,为369.64 g,但T3与T2处理之间差异不显著; 施氮可以提高火龙果果形指数,但不同氮肥施用量处理间差异不显著。

N、P、K是果实主要的养分元素,其含量多少与果实品质密切相关。聂大杭等[18]认为,增施氮肥可以显著提高番茄果实中的N、P、K含量;胡强等[19]认为,增施氮肥能显著增加玉米植株和籽粒的全N含量,而对玉米籽粒的全K、全P含量影响不大。由于火龙果是喜K植物,收获过程为分批次采收,果实的养分含量与上述研究结果略有差异。本研究结果表明, 施氮肥对火龙果果实N、K含量影响较大,对P含量影响较小。随着氮肥施用量增加,火龙果果实中N含量先增加后降低,T2处理最高为1.92 g/kg,较对照增加37.14%;K含量先降低后增加,T3处理最高,显著高于其他处理,T2处理最低。这可能是因为火龙果是高K植物[20],生长过程中吸收的K素较多,在氮水平T2下火龙果产量较高,果实不断输出造成K素消耗量急剧增加,K素不足导致果实中K含量降低。此外还可能与不同器官的同化能力有关。N/K随着氮肥施用量的增加先增加后降低,在氮水平T2处取得最大值,此时的产量也最大,在一定程度上验证了赵俊晔等[21]的结论。

果实及其加工品的风味,主要取决于糖分和有机酸的比例[22]。酚类物质、类黄酮类和花青素等植物次生代谢产物,与果蔬的色泽发育、品质和风味形成密切相关,对果蔬的贮藏、加工具有重要影响[23-25]。闵炬等[26]研究表明,减氮可以增加番茄和黄瓜Vc、可溶性糖含量,随着氮肥用量增加,黄瓜Vc、可溶性糖含量有降低趋势。本研究结果表明,火龙果果实可溶性固形物和可溶性总糖含量随着氮肥施用量的增加均呈先降低后升高的趋势,分别表现为T0>T3>T1>T2和T0>T1>T3>T2。施氮处理Vc、类黄酮和花青素含量随着氮肥施用量增加先升高后降低,总酚含量随着氮肥施用量的增加呈下降趋势,而不同氮肥条件下有机酸含量变化不大。

果实腐烂率是判断贮藏效果的主要表观指标,5 ℃可延缓火龙果果皮褐变和衰老,延长贮藏期[27]。本研究结果表明,火龙果腐烂率与氮肥施用量有关。在室温(22～26 ℃)下,施氮肥降低了火龙果的贮藏时间;冷床(4～6 ℃)条件下,低氮处理间火龙果的腐烂率差异不明显,高氮处理反而在一定程度上降低火龙果的腐烂率,延长了贮藏期。

综上,适量的氮肥可以促进火龙果生长发育,增加火龙果单果质量、产量和果实的N、K含量,以T2处理较优,但在一定程度上降低了果实部分品质。因此,在实际生产栽培中为实现火龙果的优质高产,火龙果开花坐果期不宜施太多的氮,采收期可以适度增加施氮量。

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Effects of Nitrogen Application Rate on Yield, Quality and Storage of Pitaya

TANG Hengpeng1,LI Lijie2*,QIAN Xiaogang1,NIE Keyan2,ZHAO Zeying2,PENG Zhiliang2
(1.College of Agriculture,Guizhou University,Guiyang 550025,China; 2.Guizhou Institute of Agricultural Science and Technology Information,Guiyang 550006,China)

In order to explore the suitable nitrogen application rate in Qiannan prefecture,the effects of different nitrogen levels[0 kg/ha(T0),89.1 kg/ha(T1),127.2 kg/ha(T2),165.3 kg/ha(T3)] on yield,quality and storage characteristics of pitaya were studied.The results showed that with the increase of nitrogen rate,pitaya yield increased first and then decreased,reached the maximum value of 18 557.42 kg/ha at the nitrogen level of T2,which increased by 32.63% compared with T0;single fruit weight increased,the index of fruit shape was not significantly different among different treatments.Effects of nitrogen fertilization on the contents of nitrogen and potassium of pitaya were larger,smaller on phosphorus content,with the increase of the nitrogen rate,the nitrogen content increased first and then decreased,and the potassium content decreased first and then increased.On the whole,application of nitrogen fertilizer increased the anthocyanin content in fruit,which reached the highest value at the nitrogen level of T2,but in a certain extent reduced the fruit soluble solid,total sugar and total phenol contents.Vc and flavonoids contents of the treatment with nitrogen increased first and then decreased with the increase of nitrogen rate,both achieved the maximum values at the nitrogen level of T2,respectively increased by 5.60% and 6.49% compared with T0.Application of nitrogen reduced the storage time of pitaya under room temperature,fruit decay rate expressed as T3>T2>T1>T0,yet the pitaya fruit decay rate could be reduced to some extent at the nitrogen level of T3under the cooling bed condition,extending the storage time.In summary,under the premise of enough organic fertilizer,the appropriate nitrogen rate was 127.2 kg/ha in Qiannan prefecture.

nitrogen; pitaya; yield; quality; storage

2016-02-10

国家自然科学基金项目(31460319);贵州省科技计划项目(黔科合NY字[2011]3097号,黔科合NZ字[2012]3021号)

唐恒朋(1989-)，男，山东聊城人，在读硕士研究生，研究方向：土壤肥力与作物生产。E-mail：642380680@qq.com

*通讯作者：李莉婕(1979-),女，河南濮阳人，副研究员，主要从事火龙果水肥一体化技术研究。E-mail:32051185@qq.com

S667.9;S143.1

A

1004-3268(2016)08-0064-05