减量化肥配施叶面肥对山核桃产量及品质的影响

曾成城，苏天明，苏利荣，秦 芳，何铁光，俞月凤，李 琴

（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）

广西岩溶地区石漠化面积广，水土流失严重，土地肥力不足，不适合种植一般的经济作物。薄壳山核桃（Carya illinoensis）属胡桃科（Julandaceae）山核桃属（CaryaNutt.）［1］，具有耐贫瘠、适应能力强的特点。经多年研究与实践发现薄壳山核桃在广西生境恶劣的岩溶山区生长良好，生态效益和经济效益均较好，目前已成为广西大力推广种植的树种之一，在广西区内的栽植面积已达1.699×105hm2［2］。但是，目前广西山核桃存在结实率低、产量低、品质不高等问题，严重制约着岩溶山区人民的脱贫致富进程。合理科学的施肥可提高山核桃果树产量和品质，而盲目施肥则导致山核桃肥料利用率低，导致污染环境，甚至影响山核桃生长、结果及果树品质［3］。作为广西山核桃主产区，广西环江县是典型的喀斯特岩溶地貌，其土壤理化性状较特殊，为当地筛选适宜的施肥方案，对岩溶地区山核桃产业的可持续发展具有重要的意义。

植物对微量元素需求虽少，但微量元素不足时，植物生长发育将受到明显的抑制，导致减产和品质下降，甚至死亡［4］。马闪闪等［5］研究了施用微肥对山核桃生长和产量的影响，发现硼、锌配施对山核桃硼、锌含量和花粉活力影响较大，并且能显著提高山核桃的产量。氨基酸叶面肥是一种含有氨基酸类物质的叶面肥，其含有作物所需氮营养，并且能络合一些微量元素从而提高其有效性，增加作物对微量元素的吸收，某些氨基酸还具有明显的生长调节剂功能，茎叶吸收氨基酸叶面肥后可提高植物体内蛋白合成、促进植物体内新陈代谢［6］。腐殖酸类叶面肥中的水溶性黄腐酸是一种天然羟基羧酸的混合有机物，具有极强的化学活性和生物活性，对提高作物酶活性、增加光合色素、促进光合作用和提高作物抗逆性具有显著作用［7］。腐殖酸水溶肥被广泛用于农业生产中，在小白菜［8］、番茄［9］、茄子［10］、马铃薯［11］等作物上的应用表明其对促进作物生长、提高作物产量、改善作物品质具有重要作用。

目前，在实际生产中，大多数种植户施肥主要为氮磷钾复合肥，且施肥往往过量，而岩溶地区土壤保水保肥能力差，导致施肥效应低，养分流失严重。叶面肥肥效快、养分利用率高，是对土壤施肥的有效补充，并且其环境污染小，是有效、环保的施肥方式，具有广阔的应用前景［12］。在岩溶地区对山核桃进行耕施的同时配合叶面肥的喷施可提高植株对养分和水分的吸收，不同叶面肥喷施对山核桃产量和品质具体有何影响还需进一步探究。因此，本研究以常规施肥作为对照，在常规施肥基础上减量并配施微量元素、氨基酸叶面肥及腐殖酸叶面肥等不同施肥方案，分析山核桃的产量及品质，以期为广西岩溶区山核桃的高效施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于广西壮族自治区河池市环江毛南族自治县大安乡金桥村（108°2′E，25°1′N），海拔250 m。土壤基本理化性状：全氮2.1 g/kg、全磷0.3 g/kg、全钾9.4 g/kg、碱解氮94.5 mg/kg、有效磷13.4 mg/kg、速效钾89.8 mg/kg、pH 5.25、有机质36.0 g/kg。

1.2 试验材料

山核桃品种为金华，2013年种植，2016年开始挂果。试验地内山核桃种植密度为225株/hm2。试验地无间作，管理水平中等，树体生长正常。

微量元素肥为禾丰化工有限公司生产，腐殖酸叶面肥为山西叶碧特化工有限公司生产，氨基酸叶面肥为摩苏米拉生物科技有限公司生产。

1.3 试验设计

选取地理位置、坡向、光照强度、海拔高度、种植时间、水肥条件基本相同的山核桃林地，从中选取树势健壮且大小一致的山核桃树开展试验，试验设置6个不同的施肥处理，每个处理重复3次，1个小区1棵山核桃树，并在四周至少留1株作为“保护行”，不进行任何处理。各处理施肥方案见表1。

根施的肥料分别于每年的4月施入40%、5和6月的上旬分别各施30%，将各肥料混合后进行沟施，挖沟位置为山核桃树体冠垂直轮廓（滴水线）附近，开沟深10～20 cm。分别于每年的6～9月中旬，选择晴朗的上午进行叶面肥喷施，每个月喷施1次，叶面肥浓度如表1所示。于2019和2020年连续2年进行试验处理。采集2020年的样品进行数据统计分析。

表1 试验施肥方式及施肥量

1.4 取样及检测指标

在施肥前采用五点法对试验地山核桃林地0～20 cm土层土壤进行采集，于2020年10月9日对山核桃叶片和果实进行采取。取树冠东、西、南、北4个方位和上、中、下各部位完整的成熟叶片，每份样品30片，用于叶片氮、磷、钾含量的分析；对处理的山核桃果实全部取回用于品质和产量的分析。每个处理随机选取30粒果实用于单果质量、出仁率、空壳率、果壳厚度以及果仁的镁、锰、铜、锌、铁、钾、硼、钙等矿质元素含量和可溶性糖、单宁、蛋白质、淀粉以及脂肪等品质指标的测定。各指标检测方法如下：矿质元素含量测定参照GB 5009.268-2016《食品中多元素的测定》，维生素E含量测定参照GB 5009.82-2016《食品中维生素A、D、E的测定》，蛋白质含量测定参照GB 5009.5-2016《食品中蛋白质的测定》，淀粉和可溶性糖含量均采用蒽酮比色法，脂肪含量依据GB 5009.6-2016《食品中脂肪的测定》，单宁含量参照NY/T 1600-2008《水果、蔬菜及其制品中单宁含量的测定 分光光度法》。

1.5 数据统计与分析

利用SPSS 22.0进行单因素方差分析，运用Duncan检验法检验不同处理各指标的差异显著性；采用Pearson相关系数评价数据之间的相关关系。

2 结果与分析

2.1 不同处理山核桃产量性状的影响

如表2所示，不同施肥处理显著影响山核桃单果仁质量、出仁率和果壳厚度（P＜0.05），对单株产量、单果质量和空壳率没有显著影响（P＞0.05）。与CK相比，T1～T5处理在化肥减施20%，同时喷施叶面肥的情况下，山核桃的单株产量均有所提高。其中，T4处理的单株产量、单果仁质量和出仁率最高，分别较CK高出31.18%、17.29%和13.95%，其中单果仁质量和出仁率与CK的差异均达到显著水平。T3处理的单果质量最高，较CK高出4.49%；T3和T4处理的空壳率为0，其余处理有极少数空壳，但不同处理之间无显著差异（P＞0.05）。综上结果表明，T4处理为最佳施肥处理。

表2 施肥对山核桃产量性状的影响

2.2 不同处理对山核桃品质的影响

如表3所示，喷施叶面肥对山核桃品质有一定的提升作用，不同施肥处理显著影响山核桃可溶性糖、单宁和脂肪含量（P＜0.05）。由表3可知，喷施叶面肥处理（T1～T5）的可溶性糖、单宁和脂肪含量均高于CK，其中T2处理的可溶性糖含量、T4处理的单宁含量、T5处理的脂肪含量分别较CK显著高出26.38%、27.60%、13.73%；CK的蛋白质和淀粉含量也仅分别高于T1和T2处理。其中，T5处理的蛋白质、淀粉、脂肪含量均为全组最高，分别较CK高出16.24%、6.43%、13.73%，T2处理的可溶性糖含量和T4处理的单宁含量分别为全组最高，分别较CK高出26.38%和27.60%。

表3 施肥对山核桃品质的影响

2.3 不同处理对山核桃矿质元素含量的影响

整体看来，与CK相比，叶面肥喷施对山核桃矿质元素含量有一定的提升作用，尤其是T3、T4、T5处理（表4）。方差分析结果显示，不同施肥处理显著影响山核桃铜、锌、铁、硼以及钙的含量（P＜0.05）。其中，T5处理的镁、锌、铁、硼和钙为全组最高，分别较CK高出9.87%、39.34%、35.44%、18.10%和10.93%，其中锌、铁、硼的含量差异达到显著水平；T3处理的锰、铜含量和T4处理的钾含量分别为全组最高，分别较CK高出23.71%、16.46%和22.65%，但差异均未达到显著水平（P＞0.05）。

表4 施肥对山核桃矿质元素含量的影响 （mg/kg）

2.4 不同处理对山核桃叶片氮磷钾养分含量的影响

由表5可知，不同施肥处理显著影响山核桃叶片氮和磷含量（P＜0.05），对钾含量没有显著影响。其中，T5处理的氮和磷含量为全组最高，较CK分别显著高出6.73%和30.34%。T4处理的钾含量为全组最高。结果表明，化肥减施20%配合喷施叶面肥仍然可保证叶片氮磷钾养分含量保持在一定水平，同时也保证了山核桃果实对氮磷钾养分的需求。

表5 施肥对山核桃叶片氮磷钾养分含量的影响 （%）

2.5 山核桃叶片氮磷钾含量与产量、品质和矿质元素含量之间的相关性

相关分析结果表明，叶片养分含量与山核桃产量、品质以及矿质元素含量的相关性以正相关为主。其中，叶片氮含量与山核桃蛋白质、镁和锰含量呈显著正相关（P＜0.05），与脂肪含量呈极显著正相关（P＜0.01）；叶片磷含量与铁含量呈显著正相关；叶片钾含量与单株产量、单果仁质量、出仁率和铁、钾、硼含量呈显著正相关（P＜0.05），与锌含量呈极显著正相关（P＜0.01）。

表6 山核桃叶片氮磷钾含量与产量、品质和矿质元素含量之间的相关性

3 讨论

3.1 化肥减量配施尿素和磷酸二氢钾叶面肥对山核桃产量和品质的影响

作为喜肥果树，山核桃每年需从土壤中吸收大量的营养元素，土壤肥力不足使某些元素缺乏，影响树体生长，从而造成产量和品质的下降［13］，而施肥过量亦不利于山核桃高产，甚至导致环境污染。因此，合理施肥是山核桃高产优质的基础。叶面施肥是农业生产中的重要追肥方式，其用量少、肥效快，且不受养分分配中心的影响，可避免某些元素在土壤中固定［14］。尿素和磷酸二氢钾作为叶面肥能被叶片快速吸收，补充树体生长所需养分，目前已在生产中被广泛应用［15］。本研究中，与CK（常规施肥）相比，T1处理（80%的常规施肥配施尿素和磷酸二氢钾叶面肥）并未降低山核桃产量和品质，山核桃的单株产量、单果质量及可溶性糖、单宁、淀粉及脂肪含量有所升高。该结果与前人研究吻合。吕晓飞等［16］研究发现，叶面喷施尿素、磷酸二氢钾等叶面肥能提高谷子的净光合速率、气孔导度等光合指标；唐岩等［17］研究结果表明，苹果树喷施磷酸二氢钾可增加叶片质量、提高光合速率和蒸腾速率，从而提高单果重和可溶性固形物含量。本研究结果表明，适当减施耕施的化肥用量，并配施尿素和磷酸二氢钾叶面肥在山核桃实际生产中是可行的。

3.2 化肥减量配施尿素、磷酸二氢钾和微量元素叶面肥对山核桃产量和品质的影响

微量元素肥料为植物体进行特定生命活动提供必需的养分，以促进其营养生长和生殖生长［18］，硼在植物开花结实和幼果发育中具有重要作用［19］；锌在生物膜的构成、蛋白质合成和基因表达中具有重要作用［20］。本研究中，T2处理在T1处理的基础上增加了微肥，山核桃的单株产量、单果质量、单果仁质量、出仁率及可溶性糖、蛋白质、脂肪含量等指标均有所增加，锰、铜、锌、铁、硼、钙等矿质元素含量均有所增加，T2处理叶片磷含量较T1处理显著高出39.46%。早期研究报道显示，山核桃对微量元素硼、锌、铜等比较敏感，在石灰岩土壤上喷施硼、锌或铜能显著提高山核桃的坐果率［21］。马闪闪［5］的研究表明微量元素配施能明显提高山核桃产量，硼、锌对山核桃叶片、花粉活力和产量的影响均较铜大。山核桃在长期经营中吸收带走土壤中的微量元素，在偏施大量元素肥料的情况下，山核桃对不同微量元素的需求特点仍需进一步探究。综上，喷施微量元素肥可在一定程度上提高山核桃的产量、品质以及矿质元素含量。因此，在山核桃施肥管理中需注重微量元素肥的施用。

3.3 化肥减量配施尿素、磷酸二氢钾、微量元素叶面肥及有机水溶肥对山核桃产量和品质的影响

有机水溶肥具有全水溶、活性高、利用率高等特点，已在农作物如马铃薯、水稻、叶菜北美冬青、茄子等上得到广泛应用，结果表明喷施有机水溶肥对作物生长具有明显的促进作用［22］。其中，氨基酸本身就是作物可吸收利用的营养成分，并且有一定的生物活性，可促进光合作用和作物生长，同时也是一种螯合剂，可与多种营养元素发生螯合作用，提高这些养分的有效性［23］。本研究中，T3处理在T2处理的基础上添加了氨基酸叶面肥喷施，结果显示添加氨基酸叶面肥处理后，山核桃的单果质量（为全组最高）和单果仁质量均有所提升，且单果仁质量间的差异达到显著水平。与T2处理相比，T3处理的镁、锰、铜、锌、铁、钾等元素的含量均有所提升，这可能与氨基酸与微肥中的元素发生了螯合作用，提升了其有效性，促进了山核桃的吸收有关。含腐殖酸水溶肥作为一种新型肥料，与传统肥料相比，其产品配方多样，施用方法灵活［24］，Yildirim［25］采用腐殖酸叶面喷施和土施2种方式对番茄进行处理，发现叶面喷施增产效果优于土施，且叶面喷施的番茄果实中抗坏血酸含量显著高于土施处理。本研究中，T4处理是在T2处理的基础上添加了腐殖酸叶面肥喷施，除个别指标外，山核桃的产量、品质以及矿质元素含量均有所升高，并且T4处理的单株产量、单果仁质量、出仁率均为全组最高，分别较CK高出31.18%、17.29%、13.95%，单果仁质量以及出仁率与CK间的差异达到显著水平。T5处理在T2处理的基础上添加了氨基酸和腐殖酸叶面肥喷施，结果表明，T5处理蛋白质、淀粉、脂肪含量均为全组最高，分别较CK高出16.24%、6.42%、13.73%，T5处理的山核桃品质为所有处理中的最佳。因此，本研究结果表明，氨基酸叶面肥和腐殖酸叶面肥应用在山核桃上的效果显著。在T2处理的基础上喷施氨基酸叶面肥可螯合微量元素，提高山核桃对微量元素的吸收，并提高山核桃单果质量。喷施腐殖酸叶面肥对产量的提升效果更为明显，在T2处理的基础上喷施腐殖酸叶面肥的T4处理的单株产量、单果仁质量以及出仁率均为全组最高。

3.4 叶片营养元素与山核桃产量、品质及矿质元素含量的相关性

叶片营养能反映树体营养情况，因此叶片营养诊断是果实科学施肥的理论依据和有效方法［26］。童根平等［4］探讨了山核桃叶片养分的变化规律与土壤养分水平及施肥的关系，表明叶片养分水平与果实之间养分供应源库关系明显。本研究结果中，与CK相比，T1～T5处理在降低20%施肥量的同时配施了叶面肥，但叶片氮磷钾养分含量并未显著降低，氮和钾元素还有所增加，这也是叶面肥利用率高的又一印证。本研究对叶片的养分与山核桃产量品质的相关性分析发现，叶片养分含量与山核桃产量、品质以及矿质元素含量之间的相关性以正相关为主。这与前人研究吻合，苏利荣等［27］研究表明，核桃叶片养分含量与核桃的产量和品质性状存在显著的相关性，上部叶片磷和下部叶片硼含量对核桃产量品质相关性最大。胡珍珠［28］通过光谱反演探究了不同时期山核桃叶片营养元素与坚果品质之间的关系，结果表明单果重和种仁脂肪、蛋白质含量分别与表征叶片氮、磷、钾含量的有效光谱特征参量关系密切。

4 结论

叶面肥利用率高，与CK相比，在常规施肥减量20%同时喷施叶面肥的情况下（T1～T5处理），山核桃的产量品质均有一定程度的提升。其中，T4处理，即80%常规施肥并配施尿素和磷酸二氢钾、微量元素叶面肥、氨基酸叶面肥处理的山核桃产量为全组最高；T5处理，即80%常规施肥并配施尿素和磷酸二氢钾、微量元素叶面肥、氨基酸叶面肥和腐殖酸叶面肥处理的山核桃的品质为全组最佳。因此，在山核桃生产中，可根据需求选择对应的叶面肥喷施方案对山核桃进行喷施。