滴灌施肥对果桑生长发育及产量品质的影响

邓真华 王军文 王亚威 王丰 余元善 胡桂萍 曹红妹 杜贤明

摘要：【目的】分析滴灌條件下不同施肥处理对果桑生长发育及产量品质的影响，为指导设施果桑水肥高效利用和管理提供参考依据。【方法】以11年生的667 m2栽植150株+二级支干整形模式的果桑大10为试材，在同一滴灌条件下，设置5个不同施肥处理[T1：滴灌随水施肥量100%;T2：滴灌随水施肥量80%;T3：滴灌随水施肥量60%;T4：滴灌随水施肥量40%;对照（CK）：常规穴施量100%]，连续2年田间定位试验，分析滴灌下不同施肥水平对果桑生长发育及产量品质的影响，并采用模糊数学隶属函数法进行综合评价。【结果】滴灌随水施肥量60%、80%和100%的果桑枝叶生长和产果量均高于CK，其中叶片重、单果质量和株产果量分别较CK提高11.55%～27.06%、10.24%～14.44%和15.07%～24.64%，且单果质量显著高于CK（P<0.05，下同），不同施肥处理的发条数和果形指数之间差异不显著（P>0.05，下同）;滴灌随水施肥量60%、80%和100%的桑果pH、黄酮和花青素含量均显著高于CK，分别较CK提高1.58%～3.17%、21.94%～35.61%和25.00%～62.50%，可溶性固形物和可溶性糖含量虽较CK提高0.83%～1.42%和1.72%～4.39%，但与CK间差异不显著;滴灌随水施肥量80%和100%的多酚含量显著高于滴灌随水施肥量60%和CK，分别较CK提高14.78%和12.56%，滴灌随水施肥量60%的多酚含量较CK提高3.45%;滴灌随水施肥量40%各指标值均低于CK或与CK差异不明显;采用隶属函数法对不同施肥处理的果桑经济性状和营养品质进行综合评价，综合排序为T1处理>T2处理>T3处理>CK>T4处理，以滴灌随水施肥量60%以上的综合表现明显优于常规穴施量100%。【结论】与常规穴施量100%相比，滴灌随水施肥量60%以上有利于促进设施果桑枝叶生长、提升桑果产量和品质，节肥增产效果明显，宜在生产实践中推广应用。

关键词： 果桑;滴灌施肥;生长发育;产量;品质

中图分类号： S888.4                    文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2021）08-2243-08

Effects of drip irrigation fertilization on growth，yield and quality of fruit mulberry in facilities cultivation

DENG Zhen-hua1， WANG Jun-wen1*， WANG Ya-wei1， WANG Feng1， YU Yuan-shan2，

HU Gui-ping1， CAO Hong-mei1， DU Xian-ming1

（1Jiangxi Sericulture and Tea Research Institute/Jiangxi Economic Crops Institute/Research Center of Jiangxi Silk and Mulberry Engineering & Technology， Nanchang  330202， China; 2Sericultural & Agri-food Research Institute，Guangdong Academy of Agricultural Sciences， Guangzhou  510610， China）

Abstract：【Objective】The effects of different fertilization treatments on the growth，development，yield and quality of fruit mulberry under drip irrigation were studied，which provided theoretical reference for guiding the efficient utilization and management of water and fertilizer of fruit mulberry in facilities. 【Method】Fruit mulberry Da 10 in 11 years under 150 plants in 667 m2+secondary branch shaping mode as the test materials，under the condition of same drip irrigation，set up five different fertilizer treatments[T1：fertilizing amount with drip irrigation 100%，T2：fertilizing amount with drip irrigation 80%，T3：fertilizing amount with drip irrigation 60%，T4：fertilizing amount with drip irrigation 40%，control（CK）：conventional hole fertilizing amount 100%]. Two consecutive years of field positioning tests were conducted. The effects of different fertilization levels on growth and development，yield and quality of fruit mulberry under drip irrigation were analyzed，and the fuzzy mathematics subordinate function value method was used for comprehensive evaluation. 【Result】The growth of branch and leaf，and yield of mulberry fruit under 60%，80% and 100% fertilizing amount with drip irrigation were all higher than CK，among which the leaf weight，single berry weight and single plant berry yield were increased by 11.55%-27.06%，10.24%-14.44% and 15.07%-24.64% respectively compared with CK，and the single berry weight was significantly higher than that of CK（P<0.05，the same below）.  There was no significant difference between the number of germination branches and berry shape index in different treatments（P>0.05，the same below）. In addition，the pH，flavonoid and anthocyanin contents of mulberry fruits under 60%，80% and 100% fertilizing amount with drip irrigation were significantly higher than CK，which were increased by respectively 1.58%-3.17%，21.94%-35.61% and 25.00%-62.50%. However，the soluble solids and soluble sugar contents were respectively 0.83%-1.42% and 1.72%-4.39% higher than CK，but the difference was not significant. The content of polyphenols in 80% and 100% fertilizing amount with drip irrigation was significantly higher than that in 60% fertilizing amount with drip irrigation and CK，which were respectively 14.78% and 12.56% higher than CK. The content of polyphenols in 60% fertilizing amount with drip irrigation was 3.45% higher than CK. The index values of 40% fertilizing amount with drip irrigation were all lower than CK or not obviously different from CK. The fuzzy mathematics subordinate function value method was used for comprehensive evaluation on the economic characters and nutritional quality of fruit mulberry under different fertilization treatments. The comprehensive evaluation sequence was T1>T2>T3>CK>T4. The comprehensive performance of more than 60% fertilizing amount with drip irrigation was obviously better than that of the conventional hole fertilizing amount 100%. 【Conclusion】The results show that compared with the conventional hole fertilizing amount 100%，more than 60% fertili-zing amount with drip irrigation is beneficial to promote the growth of branches and leaves of fruit mulberry，improve the yield and quality of mulberry fruit，and save fertilizer and increase yield obviously. It should be popularized and applied in production practice.

Key words： fruit mulberry; drip irrigation fertilization; growth and development; yield; quality

Foundation item： Jiangxi Key Research and Development Project（20192BBFL60009）; China Modern Agriculture Industry Technology System Program Supported by  Ministry of Finance and Ministry of Agriculture and Rural Affairs（CARS-18）

0 引言

【研究意義】水肥一体化技术是将灌溉和施肥融为一体的农业新技术，极大提高水肥的利用效率，同时明显提高作物的产量和质量，实现农业高效生产，是我国农业向节约型和环保型方向发展的重要技术保障，是现代农业栽培技术的发展趋势（杨林林等，2016;陈超等，2018）。桑果富含多种营养和活性成分，具有补肝益肾、滋阴养血、生津止渴、黑发明目、延缓衰老、润肤美容和调节免疫力等功效（何雪梅等，2004;王军文等，2016;郑蜀云等，2018），被誉为“第三代水果”“二十一世纪的最佳保健果品”（钱金娥，2006;韩德承，2017），深受大众喜爱，同时也是观光生态旅游重要的采摘体验食材。近年来，农业生产经营中盲目的水肥供应造成的资源浪费、土壤板结、酸碱失衡以及生态环境污染问题日趋严重。目前果桑设施仍采用传统的灌溉施肥方式，将施肥（沟施）与灌溉（漫灌）分开，容易导致土壤板结和施肥不均匀，存在缺水缺肥、水分营养流失和管理不精细等问题，成本高、浪费严重，成为果桑产量和品质进一步提高的限制性因素，严重制约了果桑产业的升级发展。因此，研究设施果桑水肥一体化的最佳滴灌施肥模式，对于提升果桑产质量、增加果农经济收入、丰富休闲旅游内涵、助力乡村振兴和产业转型升级均具有重大意义。【前人研究进展】设施水肥一体化在园艺作物果树和花卉上已得到广泛利用，并取得了良好的社会经济效益（陈超等，2018;Fan et al.，2020;Xu et al.，2020）。滴灌是当今世界最为节水的灌溉技术之一。滴灌系统能适时适量的进行灌溉，为作物提供适宜的水、肥、气、热等条件，从而达到节水、优质、高产的效果（杨直毅，2009）。滴灌施肥技术不仅能提高果实产量，改善品质，还可减少施肥不当造成的水源和环境污染，有利于保护生态环境，实现果业可持续发展（徐淑君等，2008）。滴灌施肥在提高苹果产量、改善品质及增加果实养分吸收方面效果显著（路永莉等，2013）。滴灌施肥在节省肥料施用量的同时，可使香蕉产量增加8%，干物质量增加9.5%（邓兰生等，2008）。果桑设施栽培在传统裸地栽培的基础上有很大进步，如找到合适的覆膜时间，摸清果桑生长的适宜温度，掌握大棚果桑主要病虫害的发病规律和防治措施，且能使桑椹上市提前1～3个月（徐炳华和王金娣，2004;楼仲鹏等，2008;司少鹏等，2011;管理和，2013）。但当前果桑设施栽培还存在一些问题，如土壤板结、环境因子控制差、灌溉设施落后、设施内病虫草害严重等（孙孝龙和童朝亮，2013;李坤峰等，2016）。施肥是果桑栽培管理重要的环节之一。然而在目前果桑种植中，为大幅提高果桑产量，化肥施用量比大田作物用量高出4.4倍，肥料利用率低下，不仅造成严重资源浪费，还引起果桑品质下降，加大环境污染风险（韩传明等，2015）。科学施肥能有效改善土壤条件，促进植物生长，改善品质。通过增施有机肥，适量补施中微量元素肥料，可减少化肥施用量，改善土壤理化性质，有助于提高果桑叶片光合作用及果实品质（于翠等，2020）。叶舒娅等（2000）、鲁剑巍等（2005，2007）、曾艳（2007）、王泽林和陈继久（2009）对肥料的吸收分配、桑叶品质、桑叶产量及其构成因素进行了广泛深入的研究，结果表明，合理科学的氮磷钾施用量及其配比能显著改善桑树的生长发育、提高桑叶品质和产量。韩传明等（2015）研究认为无核大10果桑的适宜施肥量应控制在150 g/株为宜，且施肥可显著促进果桑生长，改善果实品质。【本研究切入点】目前，针对设施果桑水肥一体化方面的研究鲜见报道。因此，寻求适宜的果桑滴灌施肥技术是设施果桑生产栽培中亟待解决的问题，是实现果桑生长和产量品质提升的关键。【拟解决的关键问题】采用水肥一体化滴灌施肥方式对设施果桑进行水肥灌溉，探究滴灌条件下不同施肥量与常规穴施对果桑枝叶生长、桑果产量和品质的影响，以期为设施果桑水肥高效利用和管理提供一定的科学依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

试验地位于江西省蚕桑茶叶研究所果桑园（东经116°0′17″，北纬28°22′29″），海拔40 m，土壤为丘陵红壤土，0～20 cm土壤容重1.35 g/cm3，pH 5.1，有机质2.4%。大棚果桑品种为大10，树龄11年，树型养成和剪伐方式为“667 m2栽植150株+二级支干整形”（邓真华等，2017a），试验面积3000 m2。尿素（总N≥46%）购自四川美丰化工股份有限公司，硫酸钾型复合肥（N+P2O5+K2O≥45%，15∶15∶15）购自国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司，磷酸二氢钾（99%）购自武汉金瑞化学有限公司。芦丁和没食子酸购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司;乙醇、酚酞、苯酚、浓硫酸、盐酸、氢氧化钠、氯化钾、醋酸钠、亚硝酸钠、硝酸铝、福林酚、碳酸钠和葡萄糖等（分析纯）购自西陇化工股份有限公司。

主要仪器设备：UV-2600紫外分光光度计（日本岛津公司）、KQ2200E型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）、JK-119手持式折射仪（北京金科利达电子科技有限公司）、PHS-3C型pH计（上海仪电科学仪器股份有限公司）、SK3310HP超声清洗器（上海科导超声仪器有限公司）、FA3204B电子天平（上海精密科学仪器有限公司）和ST16R1台式高速冷冻离心机（北京联合科力科技有限公司）。

1. 2 試验方法

1. 2. 1 试验设计 2018年11月起，采用水肥一体化滴灌施肥的方式对果桑进行水肥灌溉，根据果桑需肥规律，基肥均统一于冬季沟施，施商用有机肥枯饼9000 kg/ha（邓真华等，2016），生育期追肥分初花期肥、膨果肥和夏伐肥3次施入。试验共设5个处理[T1：滴灌随水施肥量100%;T2：滴灌随水施肥量80%;T3：滴灌随水施肥量60%;T4：滴灌随水施肥量40%;对照（CK）：常规穴施量100%]，不同处理在施肥量和施肥方式上不同，灌溉均通过滴灌系统随水施入，滴灌量统一为2800 m3/ha。每处理设3个重复小区，每小区面积为200 m2，共15个试验小区。不同处理肥料追施量见表1。

1. 2. 2 测定指标及方法

1. 2. 2. 1 果桑枝叶生长情况调查 根据《桑树种质资源描述规范和数据标准》的方法进行调查。2020年4月10日调查每个处理果桑的枝条和叶片生长情况。条长、条粗、叶长、叶幅和叶柄长采用直尺和电子游标卡尺测量，叶片重采用电子天平称量，重复5次，取平均值。

1. 2. 2. 2 果桑经济性状调查 根据《桑树种质资源描述规范和数据标准》的方法进行调查。4月中旬每个处理随机选取5株桑树，调查发条数，并各随机选取其中5根枝条，调查每条产果数。于4月29日随机抽取各处理成熟桑果10粒，用电子游标卡尺测量桑果的长度为果长，桑果最粗处的直径为果横径，计算果形指数（果长/果横径），用电子天平测量其总质量（精确0.01 g），重复3次，计算单果质量。株产果量（kg）=平均每条产果数×株发条数×单果质量×10-3。

1. 2. 2. 3 桑果品质检测 于4月29日采摘成熟桑果各1.0 kg进行营养成分检测。pH采用pH计测定;可溶性固形物含量参考NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的测定 折射仪法》测定;总酸含量采用GB/T 8210—2011《柑橘鲜果检验方法》中的电位滴定法测定;可溶性糖含量采用苯酚—硫酸法测定（杨飞等，2019）;多酚含量采用福林—酚比色法测定（Aijadi and Kamaruddin，2004）;黄酮含量采用亚硝酸钠—硝酸铝法测定（黄金枝等，2017）;花青素含量采用pH示差法测定（Wrolstad et al.，2005;江岩，2010）。

1. 3 统计分析

试验数据采用Excel 2010和IBM SPSS Statistics 17进行统计分析，差异显著性分析采用Duncans新复极差法进行多重比较。综合评价采用模糊数学隶属函数法（邓真华等，2017b），对不同施肥处理的果桑经济性状和营养品质进行综合评价。隶属函数值计算公式为：X（μ）=（X-Xmin）/（Xmax-Xmin），式中，X为指标测定值，Xmax和Xmin分别为某一指标的最大值和最小值。若某一指标与其测定值为负相关（不良指标），则用反隶属函数进行转换，计算公式为：X（μ）=1-（X-Xmin）/（Xmax-Xmin）。最后计算出平均隶属函数值，计算公式为：Xi=∑Xij/n，Xij表示某个处理不同指标的隶属函数值，平均隶属函数值（Xi）越大，综合表现越好。

2 结果与分析

2. 1 滴灌施肥对果桑枝叶生长的影响

由表2可知，不同施肥处理对果桑枝叶生长影响明显。不同滴灌施肥处理（T1～T4）的条长、条粗和叶长之间无显著差异（P>0.05，下同），但均高于CK。T1、T2和T3处理的叶幅、叶柄长和叶片重之间无显著差异，但均高于T4处理和CK，而T4处理与CK间差异不显著。

从果桑枝叶生长情况来看，滴灌施肥以常规施肥量的60%以上（T1～T3处理）进行滴灌表现较优，条长、条粗和叶片重分别较CK增加16.15%～21.48%、6.40%～18.90%和11.55%～27.06%。T4处理的叶长和叶片重分别较CK增加0.28%和3.96%，叶幅和叶柄长分别较CK降低1.95%和0.30%。

2. 2 滴灌施肥对果桑经济性状的影响

从不同施肥处理对果桑经济性状的影响研究结果（表3）可得出，T1～T3处理的条座果数、单果质量和株产果量显著高于T4，分别较CK提高3.79%～11.36%、10.24%～14.44%和15.07%～24.64%，而T4处理与CK间差异不显著，条座果数、单果质量和株产果量分别较CK降低8.33%、3.15%和16.59%;不同施肥处理的发条数、果长、果横径和果形指数之间差异不显著，变幅分别为25～26条、3.42～3.60 cm、1.49～1.60 cm和2.22～2.34。因此，按照常规施肥的表现来看，滴灌施肥应以滴灌随水施肥量60%以上（T1～T3处理）的效果较优。

2. 3 滴灌施肥对桑果品质的影响

由表4可知，不同施肥处理对桑果品质有一定的影响。不同施肥处理的桑果pH变幅为4.38～4.56，T1和T2处理的pH显著高于T3、T4处理和CK，T3处理显著高于T4处理和CK，而T4处理与CK间差异不显著，T1、T2和T3处理的pH分别较CK提高3.17%、2.71%和1.58%;不同施肥处理的桑果可溶性固形物含量变幅为11.50%～12.17%，T1、T2和T3处理的可溶性固形物含量分别较CK提高1.42%、0.83%和1.42%，但差异不显著，显著高于T4处理;不同施肥处理的桑果总酸含量之间差异不显著，变幅为0.66～0.73 g/100 g;不同施肥处理的桑果可溶性糖含量变幅为10.37%～10.95%，T1～T3处理的可溶性糖含量之间差异不显著，但均高于T4处理和CK，较CK提高1.72%～4.39%;不同施肥处理的桑果黄酮含量变幅为2.53～3.77 mg/g，T1和T2处理的黄酮含量显著高于T3、T4处理和CK，T3处理显著高于T4处理和CK，T4处理与CK间差异不显著，T1、T2和T3处理的黄酮含量分别较CK提高35.61%、32.01%和21.94%;不同施肥处理的桑果多酚含量变幅为3.88～4.66 mg/g，T1和T2处理的多酚含量显著高于T3、T4处理和CK，T3处理和CK显著高于T4，T3处理与CK间差异不显著，T1、T2和T3处理的多酚含量分别较CK提高14.78%、12.56%和3.45%，T4处理的多酚含量较CK降低4.43%;不同施肥处理的桑果花青素含量变幅为0.15%～0.26%，T1和T2处理的花青素含量显著高于T3、T4处理和CK，T3处理显著高于T4处理和CK，而T4处理与CK间差异不显著，T4处理的花青素含量最低，T1、T2和T3处理的花青素含量分别较CK提高62.50%、56.25%和25.00%。因此，按照常规施肥的表现来看，适宜的滴灌施肥量（T1～T3处理）有利于提升桑果品质。

2. 4 模糊数学隶属函数法综合评价结果

由表5可知，采用模糊数学隶属函数法对不同施肥处理的果桑经济性状和营养品质进行综合评价得出，不同施肥处理的果桑经济性状和营养品质之间存在明显差异。不同施肥处理果桑产量与品质的综合排序为：T1处理>T2处理>T3处理>CK>T4处理，综合评价最优的处理为T1，T4处理表现最差。T1、T2和T3处理的综合表现均优于CK，平均隶属函数值分别为0.93、0.82和0.60，说明滴灌施肥以滴灌随水施肥量60%以上（T1～T3处理）明显优于常规穴施量100%。

3 讨论

果桑肥培管理是保证土壤可持续利用、生产无公害桑果和保证桑果品质的关键一环。水肥一体化技术是将灌溉和施肥融为一体的农业新技术。本研究以11年生果桑大10为试材，在同一滴灌条件（2800 m3/ha）下，设置5个不同施肥处理，其中施肥量100%处理的肥料施用量均为N 300 kg/ha+P2O5 90 kg/ha+K2O 300 kg/ha，分析滴灌下不同施肥量和施肥方式對果桑生长发育及产量品质的影响，为指导设施果桑高效施肥提供理论参考。

滴灌施肥有利于促进果桑及果树枝叶生长。胡伟等（2017）研究表明，4年生红地球葡萄通过施用配方水溶肥后，枝条粗度、叶宽度及叶厚度均有不同程度提高。谢辉等（2018）研究显示，采用水肥一体化滴灌施肥技术不仅显著提高翠冠梨植株的冠径和一年生枝条长度，还使梨树早期落叶现象得以缓解，有效保证了树体的生长发育和营养贮存。本研究中，滴灌随水施肥量60%、80%和100%的果桑枝叶生长指标均高于常规施肥处理，条长、条粗和叶片重分别较对照增加16.15%～21.48%、6.40%～18.90%和11.55%～27.06%，说明采用水肥一体化滴灌随水施肥量60%以上有利于促进果桑枝叶生长，与谢辉等（2018）的研究结果一致。

合理施肥能提高果桑及其他果树的产量。滴灌施肥处理在节省30%氮肥施用量的同时，香蕉的鲜果质量显著高于浇灌施肥处理，增幅达8%（邓兰生等，2008）。氮磷钾滴灌施肥较氮磷钾传统施肥的苹果产量增加13.0%，果实商品率从80.5%提高至89.8%，单果重和果型指数也表现出增加趋势（路永莉等，2013）。本研究结果显示，滴灌随水施肥量60%、80%和100%的果桑单果质量和株产果量均明显著高于常规施肥处理，分别较对照提高10.24%～14.44%和15.07%～24.64%，滴灌随水施肥量40%各指标基本低于常规施肥处理。说明采用水肥一体化滴灌随水施肥量60%以上有利于提高果桑产量。

合理施肥能极大提高果桑及其他果树的品质（程杰山等，2012;韩传明等，2015）。果实的可溶性固形物、可溶性糖和总酸含量是评价果实品质的重要内在指标。本研究结果显示，滴灌随水施肥量60%以上的桑果pH、可溶性固形物、可溶性糖、黄酮、多酚和花青素含量均明显高于对照穴施100%，而总酸含量与对照间差异不显著。滴灌施肥可根据作物的需肥规律追施，达到精确的水肥供应，有利于提升水肥利用效率，促进作物生长和养分积累，从而提升果实品质，故合适的滴灌施肥量有利于提升桑果品质。

滴灌施肥在增加产量、改善品质、降低水肥投入和提高经济效益等方面效果显著（路永莉等，2013;方敬会等，2017;周祥等，2017;沈婧丽和杨建国，2020）。本研究采用模糊数学隶属函数法对不同施肥处理的果桑经济性状和营养品质进行综合评价，综合评价排序为T1处理>T2处理>T3处理>CK>T4处理，以滴灌随水施肥量60%以上的综合表现明显优于对照穴施100%。说明采用滴灌施肥技术有利于促进设施果桑的生长发育，提高桑果产量及品质，有良好的节肥增产效果。

4 结论

与常规穴施量100%相比，设施果桑滴灌施肥量60%以上有利于促进果桑枝叶生长、提高桑果产量和品质，节肥增产效果明显，宜在生产实践中推广应用。

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（責任编辑 罗 丽）

收稿日期：2020-09-11

基金项目：江西省重点研发计划项目（20192BBFL60009）;财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系资助项目（CARS-18）

通讯作者：王军文（1969-），https：//orcid.org/0000-0001-9004-1356，研究员，主要从事蚕桑资源综合开发与利用研究工作，E-mail：1027327479@qq.com

第一作者：邓真华（1984-），https：//orcid.org/0000-0002-0418-616X，副研究员，主要从事果桑高效栽培管理技术研究工作，E-mail：276450147@qq.com