施用镁硼锌肥对香蕉生长及果实产量和品质的影响

黄平明 张英俊 莫海港 谢如林 刘洁云 牟海飞* 田青兰 黄伟华 吴艳艳

（1.广西科学院生物研究所，广西 南宁530000；2.广西壮族自治区农业科学院生物技术研究所，广西 南宁530007；3.南宁市西乡塘区坛洛镇农业技术推广站，广西南宁530041；4.广西壮族自治区农业科学院农业资源与环境研究所，广西南宁530007）

香蕉的营养价值丰富，深受消费者的喜爱，其产量和贸易量在全球水果中居于前列。[1]广西是我国香蕉的重要产区之一，其南部的气候适宜种植香蕉，每年9月至11月在我国市场销售的香蕉主要由广西产区提供。香蕉作为重要的热带经济作物，其生长速度非常快，生物生长量大，需要吸收大量的营养元素。[2，3]香蕉生长所必需的营养元素有17种，其中镁是中量元素，锌、硼是微量元素。镁、硼和锌是叶绿素、酶、维生素、激素等的重要组成部分，直接或间接地参与作物机体的代谢过程，对于提高作物产量、改善产品品质、增加植株抗逆性等具有促进作用。[4,5]因此探究施用镁、硼、锌肥对香蕉植株生长及果实产量和品质的影响具有指导意义。

作物从土壤中吸收养分，吸收量受到香蕉品种、施肥管理、土壤和气候条件等的影响。[6]据测算，生产1t香蕉果实，香蕉植株需要吸收2.0～4.0kg的MgO、10～20g的B和15～30g的Zn。[7]徐培智等[8]报道在氮磷钾肥的基础上施用镁肥比不施镁肥增产12.2%，适量配施镁肥不仅可提高果实产量，而且还可以改善果实品质。钟爽等[9]报道随着连作年限的增加，蕉园土壤有效B和有效Zn都出现了不同程度的亏缺，导致土壤对硼和锌的供应不足，会影响香蕉的生长。由于广西蕉园土壤中镁、硼、锌的含量偏低[10]，若种植者不重视镁、硼、锌肥的施用，可能会出现镁、硼、锌的缺乏。因此，本研究采用田间试验方法，对香蕉施用镁、硼和锌肥进行试验研究，连续三年进行田间观测。研究结果有助于了解施用镁、硼、锌肥对香蕉植株生长及果实产量和品质的效果，从而可以帮助香蕉种植户制定更合理的施肥计划，提高种植香蕉的效益。

1 材料和方法

1.1 试验地的基本情况

试验地点设在广西崇左市驮卢镇，试验地的土壤为赤红壤，土壤质地为黏壤土。试验前茬作物为甘蔗，试验前取0～30cm的土壤样品进行分析，供试土壤的肥力性状见表1。

表1 供试土壤的肥力性状

试验地的香蕉于2018年1月21日定植，香蕉按行距×株距=250cm×200cm种植，每667m2种植133株，种植后搭小拱棚覆盖薄膜保护让香蕉苗安全渡过低温期。香蕉品种为“广西1号”。第一造香蕉于2018年10月5日至12月11日收获，2019年和2020年为宿根蕉，是在2018年试验的基础上继续进行的第二造和第三造的观测，第二造于2019年9月3日至11月8日收获，第三造于2020年9月6日至11月15日收获。

1.2 试验设计

试验设5个处理，分别为：①NPK（常规施肥），②NPKMg（在常规施肥的基础上增施镁肥），③NPKB（在常规施肥的基础上增施硼肥），④NPKZn（在常规施肥的基础上增施锌肥），⑤NPKMgBZn（在常规施肥的基础上同时增施镁肥、硼肥和锌肥）。各处理设3次重复，小区面积为50m2，每小区种植香蕉10株，小区按随机区组排列。所有处理的NPK的施肥量及施用方法都相同，2018年的NPK的施肥量为：N 60kg/667m2、P2O535kg/667m2、K2O 100kg/667m2。2019年和2020年的施肥量均为N 35kg/667m2、P2O520kg/667m2、K2O 60kg/667m2。所使用的肥料品种为硝基复合肥（15-15-15，13-6-21）、水溶性复合肥（15-5-30）、氯化钾和尿素。硝基复合肥分3次撒施于香蕉种植沟中，施肥后盖土，水溶性复合肥分4次溶解于水中通过滴灌的方式施用。

中微量元素肥料于香蕉种植后的第一年（2018年）施用，第二年（2019年）和第三年（2020年）的宿根蕉不施用中微量元素肥料。所施用的镁肥为七水硫酸镁，施用量为40kg/667m2；硼肥为硼砂，施用量为0.8kg/667m2；锌肥为一水硫酸锌，施用量为1.2kg/667m2。中微量元素肥料于2018年4月施用，施用时把小区所需的肥料溶解于100L的水中，然后把肥料溶液均匀淋施于种植沟的土壤表面，肥料随水渗入种植沟的土壤中。

1.3 数据收集、样品采集和分析测定

在香蕉果实成熟期调查香蕉株高、茎围、每穗梳数、每穗果指数、每穗果实重、断蕾日期等指标，所有指标均调查或测定各个小区的每一株香蕉的数据，并测定和记录每一株香蕉的果实重量。依据每一株香蕉的果实重量和果指数量计算得到单果重，依据每一株香蕉的果实重量和种植密度计算得到单位面积产量。

每小区随机采2穗香蕉进行果指长和果指粗的调查，香蕉果实催熟后采果实样品进行品质的测定。维生素C含量采用2，6二氯酚靛酚钠染色法测定[12]；可溶性糖含量采用蒽酮法测定[13]；还原糖用3，5二硝基水杨酸法测定[13]；可食率为果肉占果实重量的百分比，通过测定果实和果肉的重量来获得。

1.4 数据处理与统计方法

运用Microsoft office/Excel 2007软件对试验数据进行整理统计，方差分析采用SPSS19.0软件分析，不同处理间采用Duncan’s多重比较法检验其差异的显著性。

2 结果和分析

2.1 香蕉的生物性状及产量性状

施用镁、硼、锌肥比不施（对照处理）能不同程度地促进香蕉的生长，改善香蕉的生物学性状，株高、茎周都有所增加（表2），这些性状的改善有利于香蕉获得优质高产。施用镁肥对香蕉生长的促进作用较大，2018年、2019年和2020年香蕉的株高分别增加5.37%、5.88%和3.91%，茎周分别增加3.58%、3.31%和2.54%。施用硼肥对香蕉生长也有促进作用，2018年、2019年和2020年香蕉的株高分别增加3.72%、2.94%和0.39%，茎周分别增加0.49%、1.20%和1.43%。施用锌肥对香蕉生长的促进作用较小。在施用氮磷钾肥的基础上同时配合施用镁、硼、锌肥对香蕉生长的促进作用最大，2018年、2019年和2020年香蕉的株高分别增加6.20%、6.25%和5.08%，茎周分别增加4.39%、5.11%和2.86%。同时配合施用镁、硼、锌肥，会使香蕉的抽蕾提前，2018年、2019年和2020年的平均抽蕾日期分别提前了10天、8天和10天，因此有利于香蕉果实提早收获。

表2 施用镁、硼、锌肥对香蕉生物性状的影响

施用镁、硼、锌肥亦能明显改善香蕉的产量性状，单株果指数、果指长和果指粗都有所增加，特别是单果重增加幅度较大（表3）。在镁、硼和锌三种元素中，单施镁肥的作用最明显，单株果指数、果指长、果指粗和单果重3年平均增加2.77%、5.31%、3.26%和6.10%。单施硼肥的效果是逐年增加的，2018年、2019年和2020年香蕉的平均单果重分别增加了0.58%、3.18%和6.17%。单施锌肥亦能改善香蕉的产量性状，主要作用是增加果指的长度和单果重，3年平均果指长和单果重分别增加4.18%和3.84%。在施用氮磷钾肥的基础上同时配合施用镁、硼、锌肥对香蕉的产量性状的改善效果最大，单株果指数、果指长、果指粗和单果重3年平均增加3.17%、6.59%、3.93%和8.07%。

表3 施用镁、硼、锌肥对香蕉产量性状的影响

2.2 香蕉果实的产量

从图1表明，在施用氮磷钾肥的基础上同时配施镁、硼、锌肥不仅能够显著提高当季香蕉的产量，而且对后续的宿根香蕉也有较好的增产效果，2018年、2019年和2020年的增产率分别达到11.08%、11.74%和12.00%，均达到0.05的显著水平，平均增产率为11.61%，其效果均好于单施镁肥、单施硼肥和单施锌肥。在三种中微量元素肥料中，不同种类的中微量元素增产效果有一定差异，其中单施镁肥的增产效果最好，2018年、2019年和2020年的增产率分别达到9.13%、11.02%和7.00%，平均增产率为9.05%，其中2018年和2019年的增产效果达到了0.05的显著水平。单施硼肥和单施锌肥的增产效果均逐年提高，其中2020年单施硼肥的增产率为9.01%，达到了0.05的显著水平。

图1 施用镁、硼、锌肥对香蕉果实产量的影响

2.3 香蕉果实的品质

在施用氮磷钾肥的基础上同时配施镁、硼、锌肥能够改善香蕉果实的品质，果实中的维生素C、可溶性糖和还原糖含量平均分别提高了13.4%、5.4%和8.8%（表4）。单施中微量元素对香蕉不同品质指标的作用效果不同，单施镁肥果实中的维生素C、可溶性糖和还原糖含量3年平均分别提高了16.5%、4.6%和8.27%，单施硼肥果实中的维生素C、可溶性糖和还原糖含量3年平均分别提高了13.4%、3.9%和8.2%，单施锌肥果实中的维生素C、可溶性糖和还原糖含量3年平均分别提高了7.9%、0.2%和3.6%。单独施用镁、硼、锌肥和三者同时配合使用对香蕉果实的可食率没有影响。总体来说同时配合施用镁、硼、锌肥比单独施用其中的一种肥料更能改善香蕉果实的品质。

表4 施用镁、硼、锌肥对香蕉果实品质的影响

3 讨论

施用镁、硼、锌肥对作物生产的作用效果在总体上具有积极意义，但元素种类不同其作用效果有所差异，一方面可能受到试验土壤条件的影响，另一方面还可能与施用浓度、施用量等有关。与常规施用氮磷钾肥相比，增施镁肥能促进香蕉植株的生长，香蕉的株高和茎周都有所增加。本次试验的土壤交换性镁含量仅为0.21cmol/kg，处于缺乏水平，与广西大多数香蕉园土壤镁的含量基本一致。[14，15]镁是叶绿素的组成元素，也是很多酶的活化剂，能提高香蕉叶片的光合作用，在土壤含镁水平很低的情况下，增施镁肥能促进香蕉植株对镁的吸收，促进作物体内重要的生理生化过程和碳水化合物的运输，有利于养分转化和干物质积累，对提高香蕉果实产量和改善果实品质具有促进作用。[16]徐培智等[8]报道在氮磷钾肥的基础上施用镁肥比不施镁肥增产12.2%，适量配施镁肥不仅可以提高果实产量，而且还可以改善果实品质，与本次试验的结果是一致的。

与常规施用氮磷钾肥相比，增施硼肥、锌肥亦能够显著促进香蕉植株的生长。一方面是因为本次试验土壤的有效硼和有效锌含量处于缺乏水平[14]，另一方面香蕉的需肥量大，施用硼肥和锌肥可以为香蕉植株生长提供所需要的硼和锌。根据“最小养分定律”原理，作物生长受相对含量最少的养分所支配。有研究表明，近年来随着大量元素肥料的施用量急剧增加，土壤中被带走的硼和锌等微量元素没有得到及时补充，因此逐渐成为了提高作物产量的限制因子。[16]硼和锌参与蛋白质的合成、促进光合产物的运输，进而影响植株生长指标和果实的形成和发育，从而直接影响作物产量。[17]钟爽等[9]报道随着连作年限的增加，蕉园土壤有效B和有效Zn都出现了不同程度的亏缺，导致土壤对硼和锌的供应不足，会影响香蕉的生长，这些研究结果与本次试验结果一致。此外，有研究表明，硼和锌的施用要在大量元素肥料的基础上才能发挥肥效，并促进对氮磷钾等养分的吸收[16,18]，目前在香蕉生产中存在着过量施肥以追求高产的现象，氮磷钾等养分的供应充足[19]，会从一定程度上增加香蕉对硼和锌等微量元素的需求。

施用镁、硼、锌肥能够改善香蕉品质，主要表现在提高果实中的可溶性糖、维生素C和还原糖的含量。在成熟期果实中的糖分以葡萄糖和果糖等还原糖为主，这两种糖是由光合转运产物蔗糖转运到果实中代谢转变而成，这一系列过程涉及光合作用和多种酶，是香蕉果实品质的关键指标。[20]维生素C又称抗坏血酸，既是氧化剂，也是光合作用、细胞分裂和生长代谢过程中的辅酶，其合成与代谢需要多种酶的参与。[21]施用镁、硼、锌肥能大幅提高维生素C和还原糖含量，不仅提高了香蕉果实的营养价值，而且还能改善果实的口感和风味，这对提高香蕉果实的市场价值具有促进意义。

4 结论

施用镁、硼、锌肥通过促进香蕉植株的生长，增加香蕉的果指数、果指长和果指粗，提高香蕉果实的单果重，从而显著提高香蕉的产量，并且提高果实的可溶性糖、还原糖和维生素C含量，改善果实的品质。在施用氮磷钾肥的基础上，同时配合施用镁、硼和锌肥比单独施用镁肥、硼肥和锌肥的效果更好。施用镁、硼和锌肥不仅对当季香蕉有效，而且对后续的宿根蕉也有较好的效果。因此，在施用氮磷钾肥的基础上，同时配合施用镁、硼、锌肥对于香蕉的增产、提质和增效具有重要意义。