减量施氮对蕉园土壤养分、农艺性状及产量的影响

何应对　王丽霞　井涛　刘永霞　丁哲利　韩丽娜　王必尊

摘 要 香蕉生产中偏施氮肥的现象仍然普遍存在，减少氮肥投入是有效实现化肥总量施用措施。本研究在传统施肥水平基础上，梯度降低氮肥的施用量，测定蕉园土壤养分淋失、农艺性状及产量等指标。结果表明：不同生长期各处理株高、茎围和青叶数等指标均比对照处理生长效果好，在营养生长期株高、茎围及青叶数最高值为T3、T3、T4处理，分别比对照（CK）高14.2%、16%和19.8%，与对照处理（CK）达到显著差异；减少氮肥使用可有效降低氮肥的淋溶，其中在T1～T5处理20～60 cm土层NH4+-N含量较对照分别减少了47.4%、51.3%、30.5%、58.3%和92.1%；施用70%当量氮肥，香蕉产量和经济效益最优， 分别比对照和常规性施肥每公顷增加26.4%和4.8%。

关键词 香蕉 ；减量施氮 ；农艺性状 ；土壤养分 ；产量

中图分类号 S157.4 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.12.001

氮肥是作物极其重要的营养元素，决定着作物体内蛋白质合成、光合作用等关键的生理代谢环节[1]。在热带、亚热带气候区域，降水量大，且大多是红壤，容易发生硝态氮的淋溶作用，氮肥过量施用或损失等问题日益突出[2]。据统计，施入土壤的氮素只有30%～40%被作物吸收利用，通过淋溶、径流、氨挥发、硝化-反硝化途径损失[3]。约20%被土壤微生物固定进入土壤，而40%～50%被雨水淋失或分解进入空气中[4-5]。

香蕉（Musa AAA Cavendish）是热带亚热带大型的草本果树，植株高大，生物量大，生长过程中施用肥料数倍于一般作物，肥料成为香蕉生产中主要的成本之一。前人关于氮肥对菠萝、玉米、番茄、甜瓜、甘草等作物品质影响的研究开展不少[6]。氮肥是香蕉生产中重要的肥料，在生产中根据不同的土壤状况施用量为1 287～2 500 kg/hm2，合理施用氮肥能显著促进根系的生长。邓兰生等在香蕉试验研究中得出二级根系比表面积比对照增加52%[7]。蕉农在香蕉生产管理中普遍采用“大水大肥”方式，大量肥料的浪费或阶段性肥料配比不科学，造成产量品质的降低。本研究在习惯性施肥的基础之上，减少氮素肥料施用量，通过科学合理评价土壤养分淋失和产量等指标，以期为耕作栽培管理、合理施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验区概况

2014～2015年在海南省澄迈县红光农场辖区内（N 19°56′，E 109°54′）香蕉试验示范基地开展田间试验。该地区气候属于热带季风气候型，全年无霜，气候温和，年均日照在2 017 h，雨水充沛，年降雨量在1 800 mm以上，雨季主要集中的每年5～10月份。试验基地前茬种植作物为速生桉树，供试土壤为玄武岩发育的砖红壤，土壤基本理化性质为：pH 5.4，有机质22.14 g/kg，全氮0.68 g/kg，碱解氮89.2 mg/kg，有效磷29.64 mg/kg，速效钾46.08 mg/kg。按全国第二次土壤普查的推荐的土壤肥力分级标准，该试验土壤地力属于中肥力土壤。

1.1.2 试验材料

供试香蕉品种为巴西蕉（Musa AAA Giant Cavendish Cv.Brazi）。双行浅沟种植，隔行铺设喷水带，用于浇水管理；种植密度为2.0 m×2.0 m，2 490株/hm2。采用的有机肥为市面购买成品，有机肥烘干样测定NPK含量分别为0.85%、0.52%和0.94%。化学肥料品种选择为尿素（N）、过磷酸钙（P2O5）和钾肥（K2O），有效养分含量分别为46%、14%和60%。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

本试验于2014年6月26日开始种植，2015年5月2日试验结束。试验设有7个处理：（1）CK：单施有机肥作为底肥，10 200 kg/hm2；（2）T0：常规施用氮肥处理，施用量氮肥为1 485 kg/hm2；（3）T1：施氮量为T0的90%；（4）T2：施氮量为T0的80%；（5）T3：施氮量為T0的70%；（6）T4：施氮量为T0的60%；（7）T5：施氮量为T0的50%。每个处理选择80株，单株作为重复处理。磷肥（50%作为基肥随有机肥施入，50%作为追肥施用）和钾肥作为追肥施用，各处理施用量相同，分别是850、3 500 kg/hm2，上述施用量均为肥料的用量；有机肥作为基肥施用，在种植时作为基肥施入且各处理施用量均为10 200 kg/hm2；苗期、营养生长期、孕蕾期和抽蕾后期施用氮肥比例为2∶4∶3∶1，具体施用量见表1。

各处理施肥管理为：以香蕉4个生育期为主要施肥依据，基本原则“少量多次，兼顾重点”，施肥次数一共12次，各施肥时间分别为： （1）苗期，2014 年7月10日施第1次肥（N 50%，即表1对应氮施用量，以下相同，K为总量5%），2014年8月2日施第2次肥（N 50%，K为总量5%）；（2）营养生长期，2014年9月30日施第3 次肥（N 30%，K为总量8%），2014年10月15日施第4次肥（N 20%，K为总量5%，P为总量30%），2014年10月28日施第5次肥（N 30%，K为总量7%），2014年11月23日施第6次肥（N 20%，K为总量10%）；（3）孕蕾期，2014年12月13日施第7次肥（N 30%，K为总量15%，P为总量20%），2014年12月28日施第8次肥（N 20%，K为总量10%），2015年1月20日施第9次肥（N 30%，K为总量10%），2015年2月15日施第10次肥（N 20%，K为总量10%）；（4）抽蕾后期，2015年3月8日施第11次肥（N 60%，K为总量8%），2015年4月3日施第12次肥（N40%，K为总量7%）。

1.2.2 采样与分析

在试验开始之前采集蕉园基础土壤样品分析土壤pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷及速效钾，采集的土壤为45 cm耕层土壤，五点采样后测定取平均值；试验结束后按照土壤耕层0～20、20～40、40～60 cm，用土壤环割刀采集土壤样品分析NO3--N、NH4+-N，参照兆瑞芬方法[8]；土壤容重采用环刀法；香蕉植株性状采用直观测量法；产量计算由每个处理随机采用10株，称量后折算。

采用Excel软件进行数据汇总，图表中数据为（平均值±标准）误用Excel软件统计分析；采用DPS软件进行单因素显著性分析。

2 结果与分析

2.1 减氮施肥对香蕉不同生长期主要农艺性状的影响

根据各个处理对不同时期香蕉生长性状的变化结果（表2）可知，氮肥对于香蕉各重要生育期具有较大的影响，尤其是孕蕾期之前。对照处理（CK）在株高、茎围和青叶数的性状指标上，均比施用氮肥处理（T0～T5）表现差。苗期性株高、茎围及青叶数最高值为T3、T2、T1处理，分别比对照高6%、11.3%和20.8%，均较对照处理（CK）达到差异显著；营养生长期株高、茎围及青叶数最高值为T3、T3、T4处理，分别比对照（CK）高14.2%、16%和19.8%，均较对照处理（CK）达到差异显著；孕蕾期株高、茎围及青叶数最高值为T0、T3、T1处理，分别比对照（CK）高20.8%、22.6%和33.6%，均较对照处理（CK）达到差异显著，其中青叶数的指标中T1与其他处理均到达显著水平；抽蕾后期株高、茎围及青叶数最高值为T2、T3、T3处理，分别比对照（CK）高19%、24.8%和44.4%，均较对照处理（CK）达到差异显著，可知，适合的氮用量可以改善香蕉的农艺性状，这与章明清等研究结果基本一致[9]。

2.2 减氮施肥对蕉园土壤氮、磷养分淋失的影响

从表3可知，试验对照、常规施肥以及各个减施氮素处理对蕉园土层NO3--N及NH4+-N变化为：无论是常规施肥或者是减量施氮处理均能提高不同土层NO3--N的含量。常规施用氮肥及减量施用氮肥处理中，土层0～20 cm NO3--N含量分别对对照增加341.3%、270.6%、265.1%、226.4%、239.6%和217.0%；在20～60 cm土层中分别较对照多淋失了244.9、153.9、197.3、132.9、92和93.2 kg/hm2；通过减量施点氮的处理结果上分析，均能较大幅度减少土壤NO3--N的淋失，其中T4处理减少幅度达到80%；各土层中，相对NO3--N的含量而言，NH4+-N含量低得多。从表3结果分析中得出，减量施氮处理（T1～T5）较常规施肥处理中20～60 cm土层NH4+-N含量分别减少了47.4%、51.3%、30.5%、58.3%和92.1%。

磷肥施用是造成地下水或地表水富营养化的重要原因[10]。薛晓辉等通过二次多项次回归方程研究说明过量施入氮肥，硝态氮的积累在一定的耕层[11]。表3中结果可知，施用氮肥一定范围内可以促进土层有效磷含量，在0～20 cm土层中，T0、T1、T2、T3有效磷含量分别比对照提高46.9%、20.8%、11.5%和28.7%。

2.3 减氮施肥对香蕉产量的影响及经济效益的分析

从表4中可以看出，香蕉全生育期不施用氮肥造成香蕉产量显著性减少，比常规施用氮肥处理较少17.1%，达到显著效果；随着氮肥施用量的减少，当施用量在常规施用量的70%时，增产的效果最佳，分别比常规和对照增产4.7%和20.9%；试验结果表明，常规施用的氮用量过高，造成土壤中养分不平衡不利于香蕉产量的提高。

研究结果表明，减量施氮可以显著性提高香蕉产量，进而提高经济效益。常规性施肥其肥料成本高达每公顷29 229元，只是较对照每公顷新增经济效益576元。在试验中减氮范围值内，采用常规施氮量的70%当量氮肥，对香蕉产量和经济效益最优，分别比对照和常规性施肥每公顷增加经济效益13.8%和4.8%，表明，改进后的减量施氮处理，在一定程度上可以提高生产效益。

3 讨论与结论

合理施用氮肥，是实行高产高效栽培技术关键，同时也避免不合理施用氮造成的水体污染现象。香蕉是热带亚热带重要的草本果樹，属于典型的“大水大肥”作物，在施肥管理过程中氮钾肥过量施用屡有发生，长此以往，会造成土壤质量退化、给环境带来不良的影响[12]。在本实验方案中，基于当地常规性施用氮量1 485 kg/hm2的基础上，依次减少氮肥的施用量。尿素在旱地高温的条件下，较快从NH4+-N转化为NO3--N，有利于植物的生长[13]。及从香蕉生长性状、产量等反映，减少施氮量的处理不仅没有减少产量，而且还有增产增效的作用，其中施氮量为常规用氮量的70%的T3处理表现最优，效果达到显著，这说明在本试验区域的肥力蕉园土壤地力，在本试验采用的常规性氮肥基础上减少施氮量是可行的。

在确保香蕉稳产生长的情况下，总体上减少肥料的使用量，重点是氮和磷的投入使用方面。磷在土壤中移动性小，主要通过裂隙或孔隙的优先流方式向深层渗透，所以土壤有效磷含量低时淋失则少；反之，土壤吸附磷饱和，则吸附能力减弱，淋失更快。在试验中显示，施用氮肥一定范围内可以促进土层有效磷含量，在0～20 cm土层中，T0、T1、T2、T3有效磷含量分别比对照提高46.9%、20.8%、11.5%和28.7%。代文才等[14]在砖红壤土室内模拟研究结果表明，尿素与NH4+-淋溶相关度达到42%，说明土壤中胶体吸附阳离子能力有效，当施肥量大于土壤吸附容量时，淋失的现场则会明显。

本研究中主要关注氮肥减量使用对蕉园土壤养分淋失和产量及效益的分析，结果显示在施氮量在常规施氮量的70%时，具有较好的产量和效益；而T4、T5中减少氮用量60%和50%，部分指标较对照和常规性施氮肥处理效果较好；曹明等在香蕉控氮施肥研究中也表明，控施一定量的氮肥，增产率达到22.65%，与本研究的基本结果一致[15-16]；研究主要工作在大田中进行，该时间正值季节性雨水天气，会加速营养元素的淋失和径流损失，由此该研究工作需要进一步在相对封闭的环境下进一步深入研究。

参考文献

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