有机土壤改良剂对猕猴桃产量、品质及经济效益的影响

2023-06-15黄兴成朱华清杨叶华张雅蓉刘彦伶蒋太明

中国南方果树 2023年3期

黄兴成,朱华清,杨叶华,李渝,张雅蓉,刘彦伶,蒋太明

(1 贵州省农业科学院土壤肥料研究所,贵阳,550006;2 农业农村部贵州耕地保育与农业环境科学观测试验站,贵阳,550006;3 国家土壤质量贵阳观测实验站,贵阳,550006)

猕猴桃是我国重要的经济作物,据猕猴桃产业国家创新联盟的调研,截至2019年底,全国猕猴桃栽培面积达29.07万hm2(436万亩),总产量300万t,挂果面积和产量稳居世界第一[1]。有学者指出,由于受到自然条件和耕作管理多重因素的影响,我国猕猴桃低产低质低效问题突出[2-3],特别是由于土壤质量退化引起的猕猴桃低产问题越来越严重地影响了猕猴桃产业的健康可持续发展[4-5]。土壤改良剂是一类能够改善土壤结构并维持作物生长良好耕层环境的一类物质,根据原料不同,土壤改良剂可以分为天然改良剂、人工改良剂、天然-合成共聚物改良剂和生物改良剂[6-7]。其中,以有机物料为主的土壤改良剂既能够改善土壤结构,又能起到固碳、调节土壤酸度、改善土壤肥力等诸多效益,被认为是未来最有前景的一类土壤改良剂[8-10]。近年来,土壤改良剂在粮食、蔬菜、水果等农用地土壤改良中取得了显著成效[11-13]。当前,采用生物质炭、腐殖酸、轻硅石等土壤改良剂改善猕猴桃园土壤肥力,营造猕猴桃生长的良好环境,促进猕猴桃高产的研究,取得了一定的进展[14-16],但尚缺乏系统研究。贵州是我国最重要的猕猴桃产区之一,该产区土壤质量障碍突出[17],猕猴桃单产较低[2,18]。针对当前贵州猕猴桃园土壤质量障碍引发的低产低质低效问题,就不同有机改良剂对猕猴桃产量、品质和效益的影响进行研究,旨在为贵州猕猴桃产业增产提质增效提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计2020年进行试验。试验园位于修文县久长镇(26°58′N,106°40′E),海拔1 350 m,地势起伏较小,土壤肥力分布均匀。土壤类型为黄壤,土壤容重1.35 g/cm3,pH值 4.77,有机质37.1 g/kg,全氮1.74 g/kg,速效磷40.5 mg/kg,速效钾491 mg/kg。供试猕猴桃品种为“贵长”,2017年定植,栽培密度1 200株/hm2,试验点猕猴桃树势均一,产量中等偏低。供试肥料为中化重庆涪陵化工有限公司生产的复合肥(N-P2O5-K2O分别为15-15-15和10-8-8)。

设5个处理:不施改良剂对照(T1)、生物质炭改良剂(T2)、椰糠改良剂(T3)、自制复配改良剂I(T4)和自制复配改良剂II(T5)。生物质炭由稻壳于450℃管式炉高温热解制得,椰糠购买自山东漫德莱农业科技有限公司,自制复配改良剂I按照75%生物质炭和25%椰糠复配,自制复配改良剂II按照25%生物质炭和75%椰糠复配。采用完全随机区组设计,每处理3次田间重复,每次重复选择6株长势均匀的猕猴桃树进行试验,小区面积50 m2。土壤改良剂1月施用,施用量为2 kg/株(2 400 kg/hm2),环状撒施于猕猴桃主茎1 m处土壤表层,与表层土壤混合均匀。试验过程中,其他农事活动各处理一致。基肥1月施用,施复合肥(N-P2O5-K2O为15-15-15) 1 kg/株;催芽肥3月施用,施复合肥(N-P2O5-K2O为10-8-8)0.5 kg/株;壮果肥6月施用,施复合肥(N-P2O5-K2O为10-8-8)1 kg/株。果实10月采收。

1.2 测定方法和计算参数果实成熟期,将各小区全部果实收获,测定产量。每个小区猕猴桃混合均匀后随机选取50个果实测定单果质量,按单果质量分级为非商品果(单果质量<50 g)、小果(50 g≤单果质量<70 g)、中果(70 g≤单果质量<90 g)和大果(单果质量≥90 g),分别计数,并称重。

选取中果测定干物质率、糖度、pH值、蛋白质含量、P含量和K含量等指标。干物质率测定方法参考文献[19],糖度使用数显糖度计(HT-07,深圳市测友科技有限公司)测定,pH值测定方法参考文献[20],蛋白质测定方法参考文献[21],磷含量测定方法参考文献[22],钾含量测定方法参考文献[23]。

产值按单果质量分级后不同单价(大果14元/kg,中果10元/kg,小果6元/kg,非商品果2元/kg)进行计算。投入品单价,15-15-15复合肥为3.5元/kg,10-8-8复合肥为2.5元/kg,改良剂为1.5元/kg。施肥、修剪、授粉、采果等管理成本为9 000元/hm2。利润=产值-改良剂成本-肥料成本-管理成本;利润率(%)=(利润/产值)×100;投资回报率(%)=[利润/(改良剂成本+肥料成本+管理成本)]×100。

1.3 数据分析采用SPSS 17.0软件进行方差分析,差异显著性分析为LSD法。

2 结果与分析

2.1 产量影响试验结果表明,与不施改良剂对照相比,施用自制改良剂II(T5)有显著提升产量的效果,增产32.1%,这与其显著提高单株果数(提高46.1%)有关,但单果质量显著降低10.0%;其余处理对产量、单株果数和单果质量的影响不显著(见图1)。

注:不同小写字母表示处理间差异显著(p<0.05),表1至表2同。

2.2 商品果分级影响试验结果表明,与不施改良剂对照比较,施用生物质炭(T2)和自制复配改良剂I(T4)显著提高了商品果率,分别提升了6.0和8.0百分点;施用自制改良剂II(T5)的小果率显著增加,中果率显著降低,其余处理对大果率、中果率和小果率的影响均不显著(见表1)。

表1 不同有机改良剂对猕猴桃商品果分级的影响

2.3 果实品质影响与不施改良剂对照比较,施用生物质炭(T2)和椰糠改良剂(T3)的果实干物质率分别显著提升3.6和2.9百分点;施用生物质炭(T2)的果实磷含量显著下降;施用自制复配改良剂II(T5)的pH值显著降低了0.41个单位,钾含量也显著降低。施用有机改良剂对果实蛋白质含量无明显影响(见表2)。

表2 不同改良剂对猕猴桃营养品质的影响

2.4 经济效益影响试验结果表明,与不施改良剂对照比较,施用生物质炭(T2)、自制复配改良剂I(T4)和自制复配改良剂II(T5)的猕猴桃产值明显提升,分别提升了35.7%、13.2%和8.2%;施用生物质炭(T2)和自制复配改良剂I(T4)的利润分别增加了57.4%和3.1%;仅施用生物质炭(T2)的利润率和投资回报率有所提升,分别增加6.7和21.8百分点,其余处理的利润率和投资回报率不同程度下降,尤其施用椰糠改良剂(T3)的下降最多(见表3)。

表3 不同改良剂对猕猴桃的成本收益分析

3 讨论

土壤质量退化问题越来越严重地影响着全球作物的可持续生产[24]。土壤改良剂在改善土壤质量,从而提升作物产量、改善品质、提升效益方面具有良好的效果,对于保障农业可持续发展具有重要意义[25-26]。本研究针对贵州猕猴桃园低产低效问题,探究了施用有机改良剂对猕猴桃增产提质增效方面的作用,结果显示施用合适的有机改良剂能够提升猕猴桃产量和单株果数,但单果质量因为果实数量的增加而有所降低。猕猴桃商品性能与其单果质量和果实数量均紧密相关[27]。本研究下,自制改良剂II处理虽然结果数量较多,能够增产,但小果率增加,中果率降低,产值和利润反而较低。因此,开展低产猕猴桃园的改良不仅需要提升猕猴桃果实数量,还需要培育大果,从而提升效益。不同的有机改良剂对于猕猴桃的增效存在差异,在本研究下,生物质炭是保障猕猴桃综合效益最高的改良剂,椰糠改良剂造成了产值和利润降低,自制复配改良剂II造成了利润降低。

施用有机改良剂对于改善猕猴桃果实营养品质具有一定的效果。在本研究下,生物质炭能够促进猕猴桃果实干物质积累,并有利于K含量提升,与陈德秀等[16]的研究结果一致。这可能与生物质炭能够供应一定养分和改善猕猴桃的养分吸收相关。

本研究通过田间试验,较系统阐明了施用有机改良剂对于猕猴桃增产提质增效的综合效益,对于指导猕猴桃园土壤改良的实践具有重要的参考价值。未来的研究应进一步分析阐明土壤改良剂对猕猴桃园土壤物理特性、养分肥力、土壤化学特征、微生物过程及猕猴桃根系生长发育的影响,以便系统全面地评估改良剂使猕猴桃增产提质增效的机制。