施用木本泥炭对香蕉产量、品质及蕉园土壤养分的影响

马海洋，陈 清，石伟琦，谭 钧，刘亚男，邢文军

（1.中国热带农业科学院南亚热带作物研究所/海南省热带作物营养重点实验室，广东 湛江 524091；2.中国农业大学资源与环境学院，北京 100193；3.香港中向国际有限公司，北京 100004）

施用木本泥炭对香蕉产量、品质及蕉园土壤养分的影响

马海洋1，陈 清2，石伟琦1，谭 钧3，刘亚男1，邢文军3

（1.中国热带农业科学院南亚热带作物研究所/海南省热带作物营养重点实验室，广东 湛江 524091；2.中国农业大学资源与环境学院，北京 100193；3.香港中向国际有限公司，北京 100004）

针对香蕉生产中大量施用化肥和偏施氮肥导致蕉园土壤养分有效性低、土壤质量退化等问题。以“巴西蕉”为试材，在投入养分量相同的条件下，研究添加不同用量木本泥炭及其衍生品腐植酸钾肥对香蕉产量、品质及土壤养分的影响。结果表明：添加木本泥炭（7 500 kg/hm2）和腐殖酸钾肥（3 750 kg/ hm2）处理较推荐施肥处理分别增产12.62%和15.39%，差异达显著水平，且蕉果可溶性总糖和可溶性固形物含量提高，品质改善。与推荐施肥处理相比，添加木本泥炭及腐殖酸钾肥处理收获期土壤60～90 cm土层硝态氮含量显著降低，其中木本泥炭用量3 750、7 500 kg/hm2处理分别降低44%和45%，腐殖酸钾肥处理为53%，减少了硝态氮向环境中迁移的风险；添加木本泥炭或腐殖酸钾肥处理土壤30～90 cm土层速效钾含量显著提高。建议在香蕉施肥过程中添加木本泥炭及腐植酸钾肥与化肥配施。

木本泥炭；香蕉；腐植酸钾；硝态氮；速效钾

香蕉是世界四大水果之一，香蕉产业的发展在我国热区经济和农村社会发展中发挥着重要作用［1］。香蕉生产栽培中大量施用化肥和偏施氮肥，导致蕉园土壤有机质含量和pH值下降，速效养分含量降低，土壤质量退化明显，从而影响香蕉产业的可持续发展［2-5］。合理施用有机肥是提高果园土壤有机质含量、改善土壤养分状况、促进果树生长、提高果实产量、增进果实品质的重要措施［6］。而寻求一种性能优良、价格低廉，且易大量获取的有机质资源是解决问题的关键。泥炭富含有机质和腐殖酸，是制作有机肥料、有机-无机复合肥料和生物有机无机肥料的绿色优质原料［7］，世界上许多泥炭生产国都以泥炭为原料生产有机肥料等。泥炭主要分为草本泥炭、木本泥炭和藓类泥炭3类［8］。其中木本泥炭含碳量可高达60%～65%，水溶物、半纤维素和纤维素的含量低，腐植酸和泥炭蜡的含量较高。木本泥炭作为肥料使用后，能有效调节土壤固、液、气三相分布和含水量，提高土壤有效水分，改善土壤保水性［9-11］。同时增强土壤微生物活性，加速离子运输，改善土壤结构，增加土壤养分的有效性［11-12］，促进植物生长［13-14］。泥炭腐殖酸产品在玉米、生姜和甘薯上已取得良好的应用效果［15-18］。木本泥炭质量稳定，且易大量获取，其原料及泥炭基复合产品是很有应用前景的土壤改良剂和化肥增效剂。但是，木本泥炭及其衍生品腐殖酸钾肥作为有机肥直接施用对典型热带作物香蕉生长及土壤养分有效性的影响研究较少，因此，我们在香蕉的常规推荐施肥基础上，添加木本泥炭及其衍生品腐殖酸钾肥进行研究，以期为木本泥炭及腐植酸钾肥在香蕉生产中应用提供参考借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地设在广东省湛江市徐闻县曲界镇仙安村（110°25′51″E、20°28′26″N）。海拔约9 m，属热带季风气候和海洋气候，有效积温8309～8 519℃，年均降雨量1 417～1 802 mm，蒸发量1 627～2 129 mm。试验区土壤为玄武岩发育砖红壤，质地为轻质壤土，前茬作物为菠萝。表层土壤容重为1.01 g/cm3，田间持水量36.34%（质量含水量）。基础土壤样品理化性状为：pH值 4.20，有机质31.19 g/kg，全氮1.44 g/kg，有效氮68.83 g/kg，有效磷116.57 g/kg，速效钾50.12 g/kg。

1.2 试验材料

供试香蕉品种为“巴西蕉”（Musa AAA Giant Gavendish cv. Baxijiao），采用均行种植，株行距2 m×1.8 m。供试肥料为木本泥炭（有机质≥68%，N+P2O5+K2O≈0.8%，腐殖酸≥53%，pH 5.4）［19］、金正大硝基复合肥（15-15-15）、氯化钾（K2O 60%）、尿素（N 46.4%）、腐殖酸钾肥（由木本泥炭与氢氧化钾反应制得，含K2O 10%）［11］、商品有机肥（主要为花生麸等植物性原料，有机质≥45%，N+P2O5+K2O≥8%）。

1.3 试验设计

试验设5个处理：对照、推荐施肥（根据当地施肥习惯调查结果推荐N 682.5 kg/hm2、P2O5195 kg/hm2、K2O 1 267.5 kg/hm2、有机肥3900 kg/hm2）、在推荐施肥基础上分别添加木本泥炭及腐植酸钾肥，木本泥炭用量设2个梯度，调整肥料用量保持各施肥处理纯氮磷钾用量一致（其中木本泥炭养分含量极低未计）。具体如下：T1（CK）：不施任何肥料；T2：推荐施肥；T3：推荐施肥+添加与有机肥近等量木本泥炭（3 750 kg/hm2）；T4：推荐施肥+添加2倍木本泥炭（7 500 kg/hm2）；T5：调整后推荐施肥（减去腐殖酸钾肥中含钾量）+腐植酸钾肥（3 750 kg/hm2）。试验设3次重复，共计15个小区，小区面积57.6 m2，每个小区种植16株香蕉，随机区组设计。各处理具体施肥量见表1。

表1 各试验处理施肥量（kg/hm2）

肥料施用方法：2014年5月，尿素、复合肥与木本泥炭及有机肥等按试验设计用量充分混匀后，按株一次环状撒施于距香蕉假茎30～40 cm处，并与表层土壤混合后，覆土5 cm厚。

1.4 指标测定与数据分析

试验开始前用随机取样法采集试验区基础土壤样品。2015年7月，每个小区随机选取香蕉5株，在距香蕉假茎50 cm处用土钻取土壤样品5钻，各层混合均匀成1个混合样，采样深度分别为0～15、15～30、30～60、60～90 cm。样品取回后自然风干过2 mm筛，并称取10 g土样，用50 mL氯化钾溶液（2 mol/L）浸提振荡0.5 h后过滤，用连续流动分析仪（BRAN+LUEBBE AA3）测定土壤中的硝态氮、铵态氮含量［20］。土壤样品风干后，测定土壤pH值（水土比2.5∶1）、有机质（重铬酸钾外加热法）、全氮（凯氏定氮法）、有效磷（盐酸-氟化铵浸提钼蓝比色法）、速效钾（火焰光度计法）等指标［21］。采用Excel 2010进行数据整理和作图，SPSS18.0进行单因素方差分析，不同处理间多重比较采用LSD。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对香蕉产量及品质的影响

从表2可以看出，在推荐施肥基础上添加木本泥炭或腐殖酸钾肥香蕉产量提高。与对照T1相比，推荐施肥处理香蕉产量略有增加，而添加木本泥炭（T3、T4）和腐植酸钾肥（T5）处理香蕉产量显著提高，增产率达15%以上。与T2相比，在投入纯养分量相同条件下，添加木本泥炭或腐殖酸钾肥处理香蕉产量增加，T4、T5处理增产显著，增产率达12%以上。

表2 不同施肥处理对香蕉产量的影响

与对照相比，施肥处理在不同程度上提高了香蕉果实可溶性总糖和可溶性固形物含量，降低了维生素C含量（表3）。腐植酸钾肥处理T5果实可溶性总糖和可溶性固形物含量最高，显著高于T1，但与T2差异不显著，表明添加木本泥炭对香蕉品质的改善不显著。

表3 不同施肥处理对香蕉品质的影响

2.2 不同施肥处理对蕉园土壤pH值和有机质含量的影响

由表4可知，T3处理0～15cm土层土壤pH值显著高于T4处理，这可能与木本泥炭高量施用有关。添加木本泥炭及商品有机肥对蕉园0～30 cm土层有机质含量有提升作用，特别是添加2倍木本泥炭处理T4显著高于T1、T5。

表4 不同施肥处理对蕉园土壤pH值和有机质含量的影响

2.3 不同施肥处理对蕉园土壤养分分布的影响

2.3.1 不同施肥处理对收获期土壤硝态氮和铵态氮分布的影响 不同处理土壤中硝态氮和铵态氮分布如图1所示。由图1A可知，各施肥处理60～90 cm土层中硝态氮含量均最高，其中T2处理显著高于其他处理，较T1增加174%，硝态氮出现明显的淋溶；但添加木本泥炭（T3、T4）和腐植酸钾肥处理（T5）的60～90 cm土层硝态氮含量分别较T2降低44%、45%、53%，减少了硝态氮向深层土壤迁移损失的风险。

由图1B可知，各施肥处理土壤剖面中铵态氮含量存在差异。各施肥处理60～90 cm土层中铵态氮含量均最高，其中T5处理显著低于T2、T4，与T2相比，土壤中铵态氮含量随木本泥炭添加量增加，但仅在30～60 cm土层中处理间差异显著，T3和T4处理分别提高35.9%和74.6%。

图1 不同施肥处理对收获期土壤硝态氮和铵态氮分布的影响

土壤无机氮主要包括NO3--N和NH4+-N，与施入的速效氮是等效的［22］。在0～15 cm土层，T3处理土壤无机氮（40.25 mg/kg）显著高于T2（28.90 mg/kg）和T5（26.27 mg/kg），但与其他处理差异不显著。各处理土壤无机氮含量在60～90 cm土层均最高，其中T2处理高达79.59 mg/kg，显著高于其他处理，有向环境输入的高风险。

2.3.2 不同施肥处理对收获期土壤有效磷和速效钾含量的影响 不同处理收获期土壤有效磷含量情况见图2。各处理土壤有效磷含量0～30 cm土层显著高于30～90 cm，30 cm以下土层土壤有效磷含量非常低。添加木本泥炭处理（T3、T4）提高了0～15和15～30 cm土层土壤有效磷含量，但对30～60、60～90 cm土层影响较小。与T2相比，T3处理0～15和15～30 cm土层土壤有效磷含量显著提高了53.15%和51.41%，T4处理15～30 cm土层土壤有效磷含量提高了109.20%。

图2 不同施肥处理对土壤有效磷含量的影响

由图3可知，各施钾肥处理土壤剖面中速效钾含量显著提高。与T2相比，T3处理土壤剖面中0～15、30～60、60～90 cm土层速效钾含量显著提高；而添加2倍泥炭的处理T4在0～30 cm土层反而显著降低，30～90 cm土层则显著升高。T4和T5处理较T2处理30～90 cm土层土壤速效钾含量显著提高，但0～30 cm土层中含量却低于T2。这可能是T4和T5处理香蕉生物量大，产量显著提高，0～30 cm土层中钾素被香蕉吸收利用较多造成的。

图3 不同施肥处理对土壤速效钾含量的影响

3 结论与讨论

本试验结果表明，在投入化学纯养分量相同的条件下，添加木本泥炭或腐殖酸钾肥与化肥配合施用显著提高香蕉产量，增产率达12% 以上。在其他作物上化肥与腐殖酸配合施用也表现出类似明显的增产效应，能促使玉米干物质量提高33.9%［17］，玉米籽粒产量增加10.7%［23］，生姜产量提高［24］，甘薯块根产量增加8.11%～9.50%［15］。木本泥炭或腐殖酸钾肥与化肥配施使作物增产的原因可能与其富含腐殖酸类物质、可以提高化学肥料的有效性和利用率有关。

本研究结果表明，木本泥炭或腐殖酸钾肥与化肥配施较推荐施肥显著降低了60～90 cm土层土壤硝态氮含量，减少了硝态氮向深层土壤迁移损失，这与木本泥炭中腐殖酸提高了氮肥利用率密切相关。木本泥炭或腐殖酸钾肥富含腐殖酸类物质，施入土壤中腐殖酸可以与铵结合形成腐殖酸铵，减少氨挥发损失，进而增加氮素有效性，提高氮肥利用率［25-28］。香蕉是典型的喜钾作物，全株吸收氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）比例大致为1∶0.2∶4～5［29］。提高钾肥及土壤中钾素的有效性，有利于香蕉产量提高，降低施肥成本。施入土壤中的腐殖酸能与钾素结合形成缓释钾肥，使钾素肥料更持久，进而增加钾肥利用率［15］。木本泥炭中腐殖酸经氢氧化钾活化后，其中水溶性腐殖酸含量提高［15］。本试验中腐殖酸钾肥处理收获期0～30 cm土层速效钾含量低于等量添加木本泥炭和推荐施肥处理，这可能是由于腐殖酸钾肥处理香蕉的生物量和产量显著提高，对0～30 cm土层中养分吸收利用较多造成的。在甘薯上的试验结果表明，腐殖酸钾处理的钾肥吸收利用率显著高于等量氧化钾对照［18］。也有研究表明，与同等施钾量的其他处理相比，基施干法腐植酸钾番茄生长后期表层土壤速效钾含量显著高于单施木本泥炭（增加71.3%）［11］。这与本研究结果存在差异，可能与腐植酸钾肥的制备方法和用量以及香蕉生育期长、降雨量和灌水量大有关，还需要进一步深入研究。

综上所述，在投入养分量相等的条件下，添加木本泥炭（7 500 kg/hm2）及其衍生品腐植酸钾肥（3 750 kg/hm2）与化肥配合施用能显著提高香蕉的产量，可不同程度提高香蕉果实品质。添加木本泥炭及腐殖酸钾产品还可以显著降低收获期香蕉园土壤深层硝态氮含量，降低氮素向环境中迁移的风险。建议在香蕉生产中添加木本泥炭和腐殖酸钾肥与化肥配合施用，以增加香蕉产量和改善果实品质。

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（责任编辑 白雪娜）

Effects of woody peat on banana yield，quality and soil nutrients

MA Hai-yang1，CHEN Qing2，SHI Wei-qi1，TAN Jun3，LIU Ya-nan1，XING Wen-jun3
（1.South Subtropical Crop Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agricultural sciences/ Hainan Key Laboratory of Tropical Crops Nutrition，Zhanjiang 524091，China；2.College of Resources and Environmental Sciences，China Agricultural University，Beijing 100193，China；3.Sino-View International Co. Ltd.，Beijing 100004，China）

To solve the reduction of available nutrient and soil deterioration under conventional fertilizer management with over-application of fertilizer especially nitrogen fertilizer in banana plantation，a field trail was conducted to evaluate the effects of woody peat （WP）and humic acid （HAs）on yield and quality of‘Baxijiao’ under equal chemical pure nutrient input. The results showed that，under equal chemical pure nutrient input，the yield with WP application at 7 500 kg/hm2treatment and HAs at 3 750 kg/hm2increased significantly by 12.62% and 15.39%，respectively. The contents of soluble sugar and Brix both increased. The fruit quality was improved. WP application at 3750 kg/hm2and 7 500 kg/hm2significantly reduced the NO3-content by 44% and 45% in the 60-90 cm soil layer compared with recommended fertilization treatment，and the HAs treatment reduced more than 53%. Thus，the risk of migration of nitrate to environment was reduced.The available potassium content of WP and HAs treatments improved in the 30-90 cm soil layer compared to recommended fertilization treatment. The combination of WP，HAs and chemical fertilizer is recommended to banana plantation.

woody peat；banana；potassium humate；NO3-content；available potassium

S141.6；S147.5

A

1004-874X（2017）01-0049-06

2016-10-13

国家科技支撑计划项目（2014BAD16B06）；中国热带农业科学院创新团队（热带耕地土壤改良）项目；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（1251022011001）；香港中向国际木本泥炭农业领域应用项目

马海洋（1986-），男，硕士，助理研究员，E-mail：haiyangma2009@163.com

石伟琦（1974-），男，博士，副研究员，E-mail：weiqishi@126.com

马海洋，陈清，石伟琦，等. 施用木本泥炭对香蕉产量、品质及蕉园土壤养分的影响［J］.广东农业科学，2017，44（1）：49-54.