橡胶开割树有机肥替代化肥效果研究

刘俊良 林清火 张琪昕 贾笑英 李建华 罗微 李智全

(1农业农村部橡胶树生物学与遗传资源利用重点实验室/省部共建国家重点实验室培育基地—海南省热带作物栽培生理学重点实验室/农业农村部儋州热带作物科学观测实验站 海南儋州571737;2中国热带农业科学院橡胶研究所 海南海口 571101;3海南省农垦科学院集团有限公司 海南海口 570311)

为有效保持胶园肥力和橡胶产业的可持续发展，胶园施肥不宜单施化肥，应重施有机肥，以有机肥为主，配合施用化肥。相关研究表明，有机肥中有机质含量丰富，施入土壤后，能有效地改善土壤结构、理化状况和生物特性，形成微团聚体，熟化土壤，提高土壤肥力，增强土壤保水供肥能力和缓冲能力［1］，为作物的生长创造良好的土壤条件；其次，有机肥在土壤中腐解后，为土壤微生物活动提供能量和养料，促进微生物活动，加速有机质分解，产生的活性物质等能促进作物的生长和提高农产品的品质［2-3］；另外，有机肥含养分多但相对含量低，释放缓慢，而化肥单位养分含量高，成分少，释放快，两者合理配合施用，相互补充，有机质分解产生的有机酸还能促进土壤和化肥中矿质养分的溶解，有机肥与化肥相互促进，有利于作物吸收，提高肥料的利用率［4-5］。有资料表明，许多学者开展了有机肥部分替 代化肥的研究［6］，其中粮食［7］、果树［8］、蔬菜［9］、茶叶［10］等作物的相关报道较多，主要结论是有机肥部分替代化肥具有节本增效、提质增效及改善环境等作用。在橡胶生产上，橡胶园开沟施用有机肥对提高土壤养分和改良土壤物理性状均有良好的效果［11］。云南热带作物研究所比较了橡胶树无性系RRIM600施用有机肥与氮磷肥的效果，结果表明，每年施用牛栏肥25 kg，连续施用4年后，比对照橡胶树（不施肥）增产干胶7.0%～15.3%［11］。关于利用有机肥部分替代化肥施用对橡胶割胶生产的影响尚未见报道。因此，笔者在开割橡胶园设置了15%及25%两个有机肥替代化肥水平，与正常化肥用量进行比较，分析不同有机肥替代化肥处理及常规施肥对割胶生产、胶树树体营养及胶园土壤养分的影响，以期为橡胶树有机肥替代化肥施用的推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验区概况

试验地点设置在海南省海胶集团下属不同市县的分公司（表1）。试验基地共44.27 hm2，全部为开割胶园，树相整齐，地块平坦或坡度平缓、整齐，肥力差异较小。试验区面积30.52 hm2，22个树位；对照13.75 hm2，10个树位，橡胶树定植年度为1999－2010年。

1.1.2 试材

试验品系为PR107、热研7-33-97及热研7-20-59（表1）。

表1 试验基地基本情况表

1.1.3 试验肥料

试验主要采用橡胶专用肥（N∶P2O5∶K2O＝14∶7∶9）及纯牛肥（有机质145 g/kg，全氮3.83 g/kg，全磷2.1 g/kg，全钾1.6 g/kg）。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验选择有机肥（纯牛肥）部分替代橡胶专用肥，设置15%和25%两个替代水平。设置3个处理：处理1，常规施橡胶专用肥2 kg（CK）；处理2，专用肥减量15%＋对应有机肥，等量计算公式为“2×15%×14%＝0.383%x”，即专用肥1.7 kg＋10.97 kg纯牛肥；处理3，专用肥减量25%＋对应有机肥，等量计算公式为“2×25%×14%＝0.383%x”，即专用肥1.5 kg＋18.28 kg纯牛肥。

试验布置后，连续2年测定橡胶树产量、干胶含量、当年新增死皮率、增粗等情况，监测树体营养及胶园土壤养分变化情况等。

1.2.2 采样方法

1.2.2.1 叶片样品

时间大约在每年的7－9月，采用“V”形采样路线，选择10～20株随机均匀分布、生长正常的橡胶树作为采样树，采集树冠下层主侧枝上稳定老化的顶蓬叶。在每株样树两侧各采集1蓬顶蓬叶，在每蓬叶上取其基部上的2片复叶，去掉复叶两旁的小叶，留下中间的小叶作为样品，将一个树位所采集的样品叶片合在一起，作为该树位的分析样品［12］。

1.2.2.2 土壤样品

采用“S”字形取样路线，取样深度为0～30 cm，每个树位取5～10个点的土壤混合均匀，采用十字交叉法缩分，保留1 kg土样。

1.2.3 养分测定

1.2.3.1 土壤全氮含量

1.2.3.2 叶片氮磷钾钙含量

用于测定叶片氮磷的样品需先经浓H2SO4消化。叶片氮含量测定采用纳氏试剂－比色法，磷含量测定采用钼锑抗比色法，钾含量测定采用干灰化－火焰光度法，用原子吸收分光光度法测定钙和镁含量［13］。

1.2.4 胶园管理

胶园主要采取以下管理措施：（1）挖沟长、宽、深分别为2、0.6、0.5 m的肥沟，挖出泥土用于维修梯田、土埂和露根培土；（2）割胶、病虫害防治等措施按照生产单位统一要求高标准执行。

1.2.5 数据采集

按照树位分别计算产量，包括标胶和杂胶，胶水干胶含量利用微波测含仪进行测定；每个树位各选50株正常树（不选边行树，选定后编号）定点测定增粗数据，观测新增死皮情况，以试验前一年测定的数据作为基数。

1.2.6 数据统计分析

原始数据的整理，图表的产生均由Excel 2003软件处理，部分数据采用成对法t测验统计分析［14］。“*”表示同一分公司处理区和对照区在10%显著性水平上差异显著，“**”表示在5%显著性水平上差异显著，“***”表示在1%显著性水平上差异显著，其他未标注“*”的代表差异不显著。

通过横向对比两组曲线，两类盐岩无论是否含有泥质夹层，均有以下特点：(1)盐岩经卤水饱和处理后峰值强度明显小于天然盐岩；(2)饱水曲线的屈服过程都短于天然状态下的盐岩；(3)饱和状态下盐岩在弹性形变阶段较缓；(4)饱和状态下的盐岩应变软化现象比天然状态下更加明显。究其原因，天然状态下盐岩在饱和卤水的条件下被软化，其弹性模量减小，导致弹性阶段变缓；同时导致试件的破坏更容易发生；对比其破坏过程，饱和状态下试样在应力不断施加的过程中裂隙扩展速度大于天然试样，以致到达峰值应力时屈服过程短于天然试件。

2 结果与分析

2.1 有机肥替代化肥处理对割胶生产的影响

2.1.1 对单株产量的影响

对所有基础数据进行分析可知，2019年对照区单株产量为2.93 kg/株，15%有机肥替代处理为2.96 kg/株，25%替代为3.15 kg/株；而2020年对应的数据分别为3.65，3.89和4.11 kg/株，整体表现出递增的规律性，说明在本试验条件下有机肥替代化肥的量越大，单株产量越高。对单个试验点的数据进行分析，结果如表2所示，试验布置第一年（2019年），西联片红卫队15%有机肥替代处理下，橡胶树单株产量与对照相比增幅达到12.13%，在10%显著性水平上差异显著；阳江片十九队25%有机肥替代处理与对照相比增幅为-22.99%，在5%显著性水平上差异显著；而阳江片十八队25%有机肥替代处理与对照相比增幅达33.12%，在1%显著性水平上差异显著。试验布置第二年（2020年），西联片红卫队25%有机肥替代处理与对照相比增幅为61.11%，在5%显著性水平上差异显著。其他处理与对照相比，未表现出显著差异水平。

表2 各试验点开割树单株产量情况（2019—2020年）

2.1.2 对单位面积总产量的影响

汇总分析发现，2019年对照区单位面积总产量为842.25 kg/hm2，15%有机肥替代为867.75 kg/hm2，25%替代为912.3 kg/hm2，该年度体现了递增的规律性，而2020年对应的数据分别为784.65，777和815.4 kg/hm2，则没有体现出一定的规律性。对各个试验点数据进行深入分析，结果如表3所示，试验布置第一年，西联片红卫队15%有机肥替代处理下，单位面积总产量与对照相比增幅为20.78%，在5%显著性水平上差异显著。其他处理与对照相比，未表现出显著差异水平。

表3 各试验点开割树单位面积总产情况（2019—2020年）

2.1.3 对干胶含量的影响

数据分析发现，2019年对照区干胶含量为31.68%，15%有机肥替代为31.66%，25%有机肥替代为32.19%，2020年对应的数据分别为29.80%，30.20%和29.78%，总体上没有体现出一定的规律性。对各个试验点进行深入分析，结果如表4所示，试验布置第二年，西联片红卫队15%有机肥替代处理下，干胶含量与对照相比增幅为-5.46%，在10%显著性水平上差异显著；25%有机肥替代处理与对照相比增幅为-6.58%，在5%显著性水平上差异显著。其他处理与对照相比，未表现出显著差异水平。

表4 各试验点开割树干胶含量情况（2019—2020年）

2.1.4 对当年新增死皮率的影响

对数据进行汇总分析可知，2019年对照区当年新增死皮率为0.28%，15%有机肥替代为0.30%，25%有机肥替代为0.25%，2020年对应的数据分别为0.30%，0.29%和0.27%。除2019年的15%有机肥替代处理下当年新增死皮率比对照高外，其他年份及处理体现了递减的规律性，说明有机肥替代化肥后，有利于降低橡胶开割树的当年新增死皮率。如表5所示，试验布置第一年，西联片红卫队15%有机肥替代处理下，橡胶树当年新增死皮率与对照相比增幅为-12.90%，在10%显著性水平上差异显著；25%有机肥替代处理与对照相比增幅为-19.35%，在5%显著性水平上差异显著。试验布置第二年，金江新星1组3队15%有机肥替代处理与对照比较，增幅为-28.21%，在5%显著性水平上差异显著。其他处理与对照相比，未表现出显著差异水平。

表5 各试验点开割树当年新增死皮率情况（2019—2020年）

2.2 有机肥替代化肥处理对橡胶树增粗的影响

对数据进行汇总分析后发现，有机肥替代化肥能够促进胶树的增粗，2019年对照区增粗为3.22 cm，15%有机肥替代为3.12 cm，25%有机肥替代为3.17 cm，未体现出一定的规律性；而2020年对应的数据分别为2.44，2.80和3.11 cm，总体体现了递增的规律性。如表6所示，试验第二年，西联片红卫队两个替代水平及阳江十九队25%有机肥替代处理与对照相比，都在1%的显著性水平上差异显著。

表6 各试验点橡胶树增粗情况（2019—2020年）

2.3 试验区及对照区橡胶树树体营养状况

橡胶树正常生长时叶片养分含量指标为N 3.2%～3.4%，P 0.21%～0.23%，K 0.9%～1.1%，Ca 0.6%～1.0%，Mg 0.35%～0.45%［15］。 根 据 各 试 验 点2019－2020年橡胶树叶片样品养分含量测定结果，对照区胶树叶片样品氮含量在3.2%以下有10个树位，占总数的50%；15%有机肥替代后氮含量低于3.2%的有9个树位，占40.90%；25%有机肥替代有8个，占36.36%，说明胶树缺氮较为严重。对照区磷含量在0.21%以下有7个，占总数的35%；15%有机肥替代后磷含量低于0.21%的有7个，占31.82%；25%有机肥替代有5个，占22.73%，说明橡胶树树体磷含量较低。钾含量均在0.9%以上，钙含量均在0.6%以上，表明对照区及处理区橡胶树钾、钙均处于正常或丰富状态。而对照区镁含量在0.35%以下有20个，占总数的100%；15%有机肥替代后镁含量低于0.35%的有22个，占100%；25%有机肥替代有20个，占90.91%，说明缺镁非常严重。整体而言，有机肥替代处理后橡胶树的树体营养状况略优于对照区，但差异较小，未达到显著水平；综合分析各试验点的胶树叶片养分含量情况，如图1、2所示。

图1 2019年橡胶树叶片养分含量情况

图2 2020年橡胶树叶片养分含量情况

2.4 试验区及对照区胶园土壤养分含量情况

要求橡胶园土壤养分含量指标为：全氮含量0.8～0.14 g/kg，速效磷含量5～8 mg/kg，速效钾含量 40～60 mg/kg，有机质含量20～25 g/kg［16］。根据各试验点2019－2020年胶园土壤养分含量测定结果可知，试验点胶园土壤养分含量相对稳定，如表7所示。试验第一年，仅有西联片红卫队25%有机肥替代处理下速效磷与对照相比增幅达161.19%，在1%的显著性水平上差异显著；阳江片十九队25%有机肥替代处理下速效磷与对照相比增幅为69.55%，在10%的显著性水平上差异显著。试验第二年仅有西联红卫队15%有机肥替代处理下有机质与对照相比增幅为-11.78%，在5%的显著性水平上差异显著。阳江十九队15%有机肥替代处理下pH与对照相比提高了2.38%，差异极显著；25%有机肥替代处理下pH与对照相比提高了3.67%，差异显著。其他处理与对照相比，未表现出显著差异水平。

表7 胶园土壤养分含量对比表（2019—2020年）

续表7 胶园土壤养分含量对比表（2019—2020年）

3 讨论与结论

3.1 讨论

当前橡胶生产上化肥的过量使用带来土壤酸化和水体的富营养化［17］，而畜禽粪污因堆积而得不到有效利用，造成环境污染［18］。有机肥替代化肥，可使农牧结合更紧密，把畜禽粪污利用起来，降低化肥使用量，进而降低生产成本，同时进一步减少胶园土壤污染，达到“绿色环保”的功效，还能提升胶乳质量，是一举多得的技术措施。

另外，相关数据统计分析显示，由于受疫情影响，2020年全年平均割胶刀数为48.38刀，而2019年为53.79刀，同比减少了5.41刀，在同等处理下，尽管2020年的单株产量比2019年高，但是单位面积总产量却比2019年低；随着有机肥替代化肥量的增加，橡胶树单位面积总产量并未体现出一定的规律性，或许也受割胶刀数的影响。另外，各试验点橡胶树定植年份相差较大，西联红卫队1999年定植，试验布置时正值高产稳产期；阳江十九队2010年定植，试验进行时正值抚管期向投产期的过渡；定植年份的不一致，对树围增粗的影响较大，各试验处理下橡胶开割树增粗亦未随替代水平的增加而体现一定的规律性。肥料试验需要较长时间才能体现出真实效果，而本次试验仅属于初步探索阶段，下一步仍需进行系统深入研究。

3.2 结论

有机肥部分替代化肥试验布置后，经连续2年观测橡胶开割树产量、干胶含量、当年新增死皮率、增粗、树体营养及胶园土壤养分含量等情况，发现有机肥替代化肥量的增加，能够提高橡胶开割树的单株产量，降低当年新增死皮率，但对亩产、干胶含量以及增粗则没有体现出递增的规律性；树体营养方面，有机肥替代处理后橡胶开割树的树体营养状况略优于对照区，但差异较小，未达到显著水平；胶园土壤养分方面，处理区与对照区胶园土壤养分含量相对稳定，差异较小。