化肥减施与有机肥增施对荔枝秋梢生长及叶片质量的影响

查晋燕，魏志远，姜成东，王家保，王树军，李焕苓

(1 海南大学园艺学院，海口，570228 ；2 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所/农业农村部儋州农业环境科学观察实验站，海口，571101；3 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，海口，571101)

荔枝LitchichinensisSonn.是无患子科荔枝属果树，原产于中国华南地区。海南荔枝在国内上市最早，单位面积产值最高，是支撑乡村振兴战略实施的重要产业之一。施肥是荔枝生长过程中氮、磷、钾元素的主要来源，氮、磷、钾也是植物顺利进行光合作用的物质基础，然而果农在追求荔枝早熟、高产的目标下，忽视了荔枝果园土壤养分的合理管理。经调研，海南省大多数荔枝园偏施无机肥而不施或少施有机肥，且存在过量施用无机肥的问题。

光合作用是一个十分复杂的过程，净光合速率及蒸腾速率与自身因素如叶绿素含量、叶片厚度、叶片成熟度密切相关，又受光照强度、气温等外界因子影响[1-2]。多项研究表明，氮元素的缺乏或过量都会导致叶片叶绿素含量、酶含量以及酶活性下降；而磷元素的缺乏或过量则会引起光合作用无机磷限制[3-9]；钾元素的缺乏或过量会导致光合同化产物减少，引起蛋白质组分变化[10]，并使得光合电子传递以及光合磷酸化受阻[11-13]。近年来，围绕荔枝施肥的研究主要集中在对荔枝产量、品质和效益方面的影响[14-15]，鲜见不同施肥量对荔枝秋梢生长和秋梢叶片质量影响的研究。结果母枝粗度、长度、营养枝数量都是直接影响其开花着果的主要因子[16]，叶片则是光合作用的主要器官，叶片质量也是影响干物质积累的重要因素，因此研究不同施肥措施对秋梢生长以及叶片质量的影响具有十分重要的意义。本文以海南省主栽荔枝品种“妃子笑”为试材，研究减少无机肥施用量，增施有机肥和枝叶还田等措施对荔枝秋梢生长与叶片质量的影响，以期为海南省荔枝园合理施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

在海口市东昌农场兴贵果园开展试验，“妃子笑”荔枝20年生，株行距4 m×5 m，单株产量45 kg左右。该果园土壤的理化性质：pH值4.67，属酸性；有机质含量45.8 g/kg，碱解氮含量192.15 mg/kg，速效钾含量71.25 mg/kg，有效磷含量48.95 mg/kg。

1.2 方法

设置11个施肥处理：即对照(空白)，整个年生长周期不施肥；果农常规施肥处理(T0)，整个年生长周期按照果农习惯选择施肥种类和用量；化肥减施处理(T1—T9)，T1—T9处理在采后第一次施肥时，采用L9(34)的正交试验设计，枝叶还田方式、有机肥和无机肥种类及用量3个因素设3个水平，共9个处理(见表1)，其他物候期，T1—T9施肥种类和用量一致。每处理挑选树冠大小和树体长势相近的植株18株施肥，对照为10株，在树冠滴水线下开沟施肥，有机肥和无机肥(T7—T9添加粉碎后的枝叶)混合后埋施。整个年度生长周期内，相对T0，T1—T9化肥施用量均有减少(见表2)。

表1 化肥减施处理正交试验设计的因素与水平

表2 一个年周期内各处理肥料施用总量及化肥减施比例

1.3 取样及测定方法

分别在2018年和2019年秋梢老熟后(11月中旬左右)测定。每处理选3株为1个重复，重复3次。从植株外围中上部，各方位绕树1周取样测定。

秋梢测定：每株随机选择枝条10枝测定秋梢总长，末次秋梢长度、粗度，复叶数及小叶片数等5个指标。秋梢总长和末次秋梢长度用直尺测量，在末次秋梢中间部位用游标卡尺测量其粗度。

叶片质量测定：从末次秋梢中部取复叶中部的小叶1片(叶面完整且无病虫害)，每株取小叶20片，立即带回实验室，使用YMJ-CH智能叶面积仪(浙江托普仪器公司产)测定叶面积，并做好标记，于烘箱内105 ℃杀青15 min，然后70 ℃烘干至恒重后称重。每片叶的叶面积与干质量一一对应，用干质量除以叶面积计算比叶重。叶绿素用手持式叶绿素测定仪(SPAD-502 PLUS)测定。

光合作用指标测定：天气晴朗时，于9：00—11：00使用便携式光合作用系统(Li-6400，美国Li-cor公司产)测定净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率。叶片取样同上，即每重复测定小叶60片。

1.4 数据处理

用Excel 2019进行数据统计分析和制表。

利用变异系数换算各指标权重，采用隶属函数法，计算各指标的隶属度，换算综合得分后排序，确定最优处理。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对荔枝秋梢生长的影响

试验结果看出，2018年，不同处理间秋梢总长存在显著性差异，其中T6为最优处理，T5为较优处理，对照和T2为较差处理，T6、T5显著高于对照、T2，其余处理间差异不显著。不同处理间末次秋梢长也存在显著性差异，T5为最优处理，T6为较优处理，T5、T6显著高于对照，其余处理之间差异不显著。不同处理间末次秋梢粗度存在显著性差异，其中T7为最优处理，T1、T8为较优处理，对照、T0、T6为较差处理，T7、T1、T8显著高于对照、T0、T6，其余处理之间差异不显著。不同处理间末次秋梢复叶数也存在显著性差异，其中T1、T3、T5、T6、T7显著高于对照、T2，其余处理差异不显著。不同处理间末次秋梢小叶片数也存在显著性差异，其中T5为最优处理，T6为较优处理，对照、T2为较差处理，T5、T6显著高于对照、T2，其余处理差异不显著。

2019年，不同处理间秋梢总长存在显著性差异，其中T1为最优处理，T0、T8为较优处理，对照、T2、T9为较差处理，T1、T0、T8显著高于对照、T2、T9，其余处理差异不显著。不同处理间末次秋梢长存在显著性差异，T6、T8为较优处理，T7为次优处理，T1、T3、T9为较差处理，T6、T7、T8显著高于T1、T3、T9，其余各处理差异不显著。不同处理间末次秋梢粗度存在显著性差异，其中T1为最优处理，T0、T2、T3、T4、T5、T8、T9为较优处理，T6为较差处理，T1—T5、T9显著高于T6，其余处理差异不显著。不同处理之间的末次秋梢复叶数也存在显著性差异，其中，T6、T7为最优处理，T2、T4、T8为较优处理，对照、T1、T3为较差处理，T6、T7、T2、T4、T8显著高于对照、T1、T3，其余处理差异不显著。末次秋梢小叶片数与复叶数有相同规律，T6、T7为最优处理，T4、T8较优处理，对照、T1、T3为较差处理，T6、T7显著高于对照、T1、T3，其余处理差异不显著。除个别处理外，2019年荔枝秋梢总长，末次秋梢的长度、粗度、复叶数及小叶片数略低于2018年(见表3)。

表3 不同施肥处理对“妃子笑”荔枝秋梢生长的影响

试验结果看出，影响秋梢总长的因素从主到次依次为C>A>B，即每株无机肥施用量的影响最大；影响末次秋梢长的因素从主到次依次为A>B>C，即枝叶还田方式的影响最大；影响末次秋梢粗度的因素从主到次依次为B>A>C，即每株有机肥施用量的影响最大；影响末次秋梢复叶数的因素从主到次依次为A>C>B，即枝叶还田方式的影响最大；影响末次秋梢叶片数的因素从主到次依次为A>C>B，即枝叶还田方式的影响最大(见表4)。综合来看，枝叶还田方式对秋梢生长具有明显的促进作用。

表4 不同施肥处理的“妃子笑”荔枝秋梢生长指标的极差分析

2.2 不同施肥处理对荔枝末次秋梢叶片的影响

试验结果看出，2018年，各处理间叶片干质量和叶面积没有显性著差异，不同处理间比叶重存在显著性差异，其中T7为最优处理，T7显著高于T0、T2—T6、T8，其余处理无显著性差异。不同处理间叶绿素含量存在显著性差异，T1为最优处理，T2、T7为较优处理，T3、T8为较差处理，T1、T2、T7显著高于T3、T8，其余处理之间无显著性差异。2019年，各处理间叶片干质量存在显著性差异，其中，T2、T7为较优处理，T2、T7显著高于T0、T3、T4、T6、T8、T9，其余各处理间差异不显著。不同处理的叶面积也存在显著性差异，T7为最优处理，T1、T2为较优处理，T7、T1、T2显著高于T4、T6、T8、T9，其他处理间无显著性差异。不同处理的比叶重也存在显著性差异，对照、T9为最优处理，T2、T5、T7为较优处理，对照、T9、T2、T5、T7显著高于T0、T6，其他处理之间无显著性差异。不同处理之间叶绿素含量存在显著性差异，其中T2为最优处理，T0、T9为较优处理，对照、T5为较差处理，T2、T0、T9显著高于对照、T5，其余处理之间无显著性差异。2019年叶片干质量、叶面积、比叶重、叶绿素含量等指标全部高于2018年(见表5)。

表5 不同施肥处理对“妃子笑”荔枝末次秋梢叶片的影响

试验结果看出，影响叶片干质量的因素从主到次依次为B>A>C，即有机肥施用量的影响最大；影响叶面积的因素从主到次依次为B>A>C，即有机肥施用量的影响最大；影响比叶重的因素从主到次依次为A>B>C，即枝叶还田方式的影响最大；影响叶绿素含量的因素从主到次依次为A>C>B，即枝叶还田方式的影响最大(见表6)。说明土壤增施有机质和有机肥可以提高叶片质量。

表6 不同施肥方式对“妃子笑”荔枝秋梢叶片影响的极差分析

2.3 不同施肥处理对末次秋梢叶片光合作用的影响

试验结果看出，不同处理之间的净光合速率存在显著性差异，其中T9为最优处理，T1为较优处理，T3、T4为较差处理，其他处理之间无显著性差异。不同处理之间的气孔导度也存在显著性差异，T4为最优处理，T5、T6、T9为较优处理，T2、T3、T8为较差处理，T4—T6、T9显著高于T2、T3、T8，其他处理之间无显著性差异。不同处理之间胞间CO2浓度也存在显著性差异，T4为最优处理，T5为较优处理，T4、T5显著高于对照、T0—T3、T6—T9，其他各处理之间无显著性差异。不同处理之间蒸腾速率存在显著性差异，T3为最优处理，T4、T5、T8、T9为较优处理，T1、T2、T7为较差处理，T3—T5、T8、T9显著高于T1、T2、T7，其他处理之间无显著性差异(见表7)。

表7 不同施肥处理对“妃子笑”荔枝末次秋梢叶片光合作用的影响

试验结果看出，影响净光合速率的因素从主到次依次为C>A>B，即无机肥施用量的影响最大；影响气孔导度的因素从主到次依次为A>B>C，即枝叶还田方式的影响最大；影响胞间CO2的因素从主到次依次为A>C>B，即枝叶还田方式的影响最大；影响蒸腾速率的因素从主到次依次为C>B>A，即无机肥施用量的影响最大(见表8)。可见，化肥的施用是影响叶片光合作用的主要因素。

表8 不同施肥方式对“妃子笑”荔枝末次秋梢叶片光合作用的极差分析

2.4 不同施肥处理对荔枝秋梢生长和叶片的隶属函数综合评价

为整体上了解不同施肥措施对荔枝秋梢生长及叶片的影响，以秋梢总长，末次秋梢长度、粗度、复叶数、小叶数、叶片干质量、叶面积、比叶重及叶绿素含量等9个指标，采用综合评分法找出最优处理。采用变异系数法获得各指标的权重，秋梢总长，末次秋梢长度、粗度、复叶数、小叶数、叶片干质量、叶面积、比叶重及叶绿素含量的权重分别是0.10、0.16、0.09、0.13、0.12、0.16、0.11、0.08、0.05。各处理的综合得分排名从高到低依次为T7>T5>T1>T6>T2>T8>T4>T3>T0>T9>对照(见表9)。可见，各施肥处理均优于不施肥处理，除T9外其他化肥减施处理均优于果农常规施肥处理，其中，T7(A3B1C2)是最优施肥处理。

表9 不同施肥处理的“妃子笑”荔枝秋梢生长和叶片的隶属函数分析

3 结论与讨论

荔枝为常绿果树，年物候期摄入的养分不仅要求充足性，连续性，而且要求成分配比的差异性。有机肥含有丰富的有机质和更全面的矿质养分，不仅可以平衡土壤元素比例，增强肥效，还具有缓慢释放和活化土壤矿质元素的功能，可以更加全面地提供植物所需的养分，促进植物生长[18]。高晓燕等[19]，刘艳等[20]研究表明，果树施用有机肥能够促进梨树新梢生长，显著增加株高、干粗度、单叶面积及干物质量。本研究在减少化肥的基础上，通过正交实验设计增加不同枝叶还田方式及补充有机肥，与果农习惯施肥(T0)相比，其他各处理无机肥施入量都有减少，其中T3、T4、T8减少了46.40%，T2、T6、T7减少了42.40%，T1、T5、T9减少了62.40%，在此基础上增施了不同量的有机肥，除秋梢总长受无机肥影响较大外，其他秋梢生长数据如末次秋梢长度、粗度等都受枝叶还田方式或有机肥影响较大。2019年所有处理荔枝叶片的干质量、叶面积、比叶重以及叶绿素含量较2018年都有上升，且影响叶片质量指标最主要的因素都为枝叶还田方式或有机肥，推测是由于枝叶还田和有机肥的施入，增加了土壤有机质含量，促进土壤养分活化，促使土壤物质循环与利用，进一步调节树体养分含量，有利于果树生长，使得秋梢生长，叶片质量等农艺性状提高[21-22,16]。

本试验中T9处理的净光合速率最高，T1的净光合速率次之，而T3、T4、T8的净光合速率较低。T3、T4、T8都为整个年周期内无机肥减施比例最低的处理，减施比例都为46.40%，T8是3个处理中增施有机肥最多的，T8的净光合速率显著高于T3和T4，虽然无机肥是影响净光合速率的最主要影响因素，但对净光合速率来说无机肥并不是施得越多越好，适量增施有机肥并注意科学配比，才是提高净光合速率的有效方式。

本试验中，T7枝叶粉碎深埋+羊粪10 kg+过磷酸钙1 kg+尿素0.25 kg为秋梢生长的最优处理，T7与果农常规施肥相比，整个年周期内无机肥减施了42.40%，但增施了有机肥羊粪10 kg且枝叶粉碎深埋，这进一步佐证了有机肥在一定范围内可替代部分无机肥。这为后续开展不同施肥方式对荔枝成花着果及产量品质的影响的研究提供了基础。

综上所述，枝叶还田方式和有机肥是影响荔枝秋梢生长和叶片质量等农艺性状的主要因素，T7为本研究获得的最优处理，是适合该果园秋梢生长的最佳施肥方式。