生物有机肥与不同农家肥对设施无花果生长及品质的影响

邹涛,林敏娟,吴翠云,田伟,王振磊

(1 塔里木大学园艺与林学学院,新疆 阿拉尔 843300)(2 南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室,新疆 阿拉尔 843300)(3 昆玉市原疆农业科技有限公司,新疆 昆玉 845150)

无花果(FicuscaricaL.)为桑科(Moracene)榕属(Ficus)植物,是人类最早驯化栽培的果树树种之一,在我国有悠久的种植历史,最早在新疆南疆栽植,是新疆南疆重要的特色经济果树之一[1-3]。其果实富含硒、钾及钙等营养成分,并含有抗氧化活性物质和药理活性物质,被誉为“二十一世纪人类健康的守护神[4]”。

随着消费者对水果的安全性与优良品质的追求,对有机水果的需求进一步扩大,果树生产中有机肥的使用也迅速增加。有研究发现生物有机肥含有大量的土壤有益菌,施入土壤后能分解土壤中被固定的N、P、K等多种元素,利于根系吸收,增加植物叶片营养元素含量,提高树体营养水平,对植物生长起到促进作用,从而获得提质增产的效果[5-6]。前人通过对荔枝[7]、无花果[8]以及苹果[9]关于施用有机肥的研究发现,施用有机肥有助于叶片中叶绿素的产生和积累,能够丰富土壤中养分含量,促进株高、基径、冠幅和叶片生长,能够显著提高单株结果数、单果重、单株产量和总产量。

国内对无花果研究起步较晚[10],目前关于无花果施肥的研究主要集中在施化肥[11-13]、施肥部位[8]以及施肥比例[14]等方面。关于无花果系统施肥方面的研究较少,尤其是在无花果施用有机肥这一方面的研究更是鲜有报道。因此,研究新疆南疆地区设施无花果在生产中生物有机肥最佳施用量以及适合的农家肥种类是探讨无花果绿色增产的主要途径。本试验以新疆第十四师皮山农场设施无花果为研究对象,探究增施不同用量生物有机肥及完全腐熟后不同种类农家肥对设施无花果生长及产量的影响,旨在为新疆南疆设施无花果施有机肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于新疆生产建设兵团第十四师昆玉市皮山农场丝绸之路和融种植专业合作社设施无花果种植基地,无花果种植于基地日光温室内,日光温室面积为619.2 m2。由于地处塔克拉玛干沙漠南缘,属于北半球暖温带干旱荒漠性气候,全年平均气温为11.9 ℃,年平均日照为2 470.4 h,日照充足,土壤为沙壤土,pH=8.56,适宜无花果种植生产。

1.2 试验材料

试验材料选用日光温室内平茬后嫁接的2年生‘金傲芬’无花果品种,树体采用“U字形”整形,每株树沿东西方向两侧两个主干,每个主干上4～6个结果枝,株行距3.0 m×0.8 m。

1.3 试验方法

常规施肥:施肥6次,第1次2022年5月15日、第2次5月25日、第3次6月3日、第4次6月23日、第5次7月26日、第6次8月26日,具体施肥量如表1所示。

表1 常规施肥时间及用量 g/株

1.3.1 生物有机肥施用量

生物有机肥,选自乌鲁木齐市达坂城浩鹏兴业化工有限责任公司生产商品肥,颗粒肥,净含量40 kg,N+P2O5+K2O≥6%,生物菌≥2.0亿/g,有机质≥60%,主要有益菌:枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、本霉菌、胶质芽孢杆菌、光合菌。设计4个处理分别为T1:0.2 kg/株生物有机肥;T2:0.6 kg/株生物有机肥;T3:1.0 kg/株生物有机肥;CK:常规施肥,每个处理施肥5株树,重复3次。全年共施肥2次,第1次为新梢生长期(3月5日)施肥量为总量的60%,第2次为果实膨大期(6月15日)施肥量为总量的40%,具体施肥量如表2所示。施肥方法为穴施,沿无花果树主干基部东西两侧50 cm处挖深度为20～40 cm、宽30 cm施肥穴,施肥后覆土,其他管理条件统一。

表2 生物有机肥施用量 kg/株

1.3.2 不同农家肥施用量

不同农家肥养分如表3所示。施肥量按照上一年产量拟定,农家肥选用完全腐熟的羊粪(S)、兔子粪(R)、鸡粪(C)、鸽子粪(P),各处理施肥总量为4.0 kg/株,全年施肥2次,第1次为新梢生长期(3月5日)施肥量为总量的60%,第2次为果实膨大期(6月15日)施肥量为总量的40%,以常规施肥为对照,每个处理15株树,每5株树为一组,每组试验重复3次,施肥方法及管理同上。

表3 农家肥养分含量

1.4 测定指标与方法

果实成熟期开始每个处理随机采集30个完全成熟、无病虫害和机械损伤的果实进行单果重、果纵径、果横径的测定,计算其果形指数(果形指数=果实纵径÷果实横径);最终以单株果数(单株采收计数)和平均单果质量计算其单株产量,根据‘金傲芬’品种无花果成熟时期,利用折合系数(M)为0.70,折算鲜果亩产量(亩产量=亩株数×单株产量)。

于2022年8月1日果实成熟开始采样,至8月5日采样结束,选取植株外围中部代表性的完全成熟、无病虫害和机械损伤的果实15个,放入低温采样盒中带回实验室,去除果皮后果肉捣碎混匀,进行可溶性固形物含量、可溶性糖、可滴定酸及维生素C含量的测定。

于2022年9月30日调查无花果生长情况,每个处理测量6株长势基本一致的植株,具体测定指标如下:

株高:直尺测定主干基部至树冠顶端距离,精确到0.1 cm;新梢长:直尺测量一年生枝条基部至顶芽距离,精确到0.1 cm;节间长:直尺测量新梢1～20节长度,计算平均值;基部茎粗:游标卡尺测定新梢基部1 cm处直径;中部茎粗:游标卡尺测量新梢中部直径;叶长、叶宽:直尺测量,不含叶柄;每个处理分上、中、下三层部位,共测量15片叶。

1.5 数据处理及分析

采用Microsoft Office Excel 2010软件对数据进行处理,采用DPS统计软件对数据进行处理和显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1 生物有机肥施用量对设施无花果生长的影响

2.1.1 施不同用量生物有机肥对树体生长的影响

由表4分析可知,在常规施肥基础上增施不同用量生物有机肥后植株株高生长较对照无显著影响,植株节间长度相比对照均呈极显著降低,且节间长度相比对照降低18.27%～25.90%。施0.2 kg/株(T1)处理新梢显著降低5.74%,施0.6 kg/株(T2)和施1.0 kg/株(T3)处理与对照无显著差异;T3处理基部茎粗为37.40 mm,显著高于对照,相比对照增长11.51%。T2和T3处理中部茎粗,相比对照分别显著增加2.77 mm和4.60 mm,各处理中部茎粗相比对照增加8.09%～22.00%。

表4 生物有机肥施用量对设施无花果树体生长的影响

2.1.2 施不同用量生物有机肥对植株叶片生长和叶绿素含量的影响

由表5分析可知,增施不同用量生物有机肥对植株叶片长度的降低和叶绿素含量增加呈显著影响,较对照分别降低3.72%～4.98%和增加5.69%～9.78%,而对叶宽无显著影响。

表5 施不同用量生物有机肥对植株叶片生长和叶绿素含量的影响

2.1.3 施不同用量生物有机肥对果实外观品质及产量的影响

由表6分析可知,增施不同用量生物有机肥较对照均显著提高了无花果单果重、单株果数和亩产量,对果实纵径、横径和果形指数无显著影响。其中以T3处理单果最大,为71.65 g;产量随着肥料用量增加效果显著,T3处理后,预计亩产可达854.54 kg,较对照提高73.50%。

表6 施不同用量生物有机肥对果实外观品质及产量的影响

2.1.4 施不同用量生物有机肥对果实内在品质的影响

由表7分析可知,增施不同用量的生物有机肥后,可有效提高果实内在品质。施肥后除可滴定酸含量外,可溶性糖、可溶性固形物、维生素C含量与对照相比均有显著提高。

表7 施不同用量生物有机肥对果实内在品质的影响

2.1.5 施生物有机肥对叶片叶绿素含量与果实内在品质的相关性分析

增施生物有机肥后植株叶片中叶绿素含量和果实内在品质明显提高,因此对叶绿素含量与果实内在品质指标进行相关性分析。由表8分析可知,叶绿素含量与可溶性固形物、可溶性糖含量均呈显著正相关,与可滴定酸、维生素C含量无相关关系。

表8 施生物有机肥对叶片叶绿素含量与果实内在品质相的关性分析

2.2 不同农家肥施用量对设施无花果生长及结果的影响

2.2.1 施不同农家肥对树体生长的影响

由表9分析可知,除增施鸽子粪(P)处理外,其余农家肥处理与对照相比均极显著降低了植株节间长度,较对照降低7.69%～21.41%,其中以施兔子粪(R)处理节间长度最低为7.01 cm。增施兔子粪处理后植株基部和中部茎粗分别呈极显著、显著高于对照(CK);不同农家肥处理株高及新梢无显著影响。

表9 不同农家肥施用量对设施无花果树体生长的影响

2.2.2 不同农家肥施用量对植株叶片生长和叶绿素含量的影响

由表10分析可知,施羊粪(S)处理叶长较对照极显著增加9.76%,施鸡粪(C)处理叶长较对照显著降低3.44%;增施不同农家肥极显著影响叶宽,较对照增加0.88%～12.25%;增施羊粪、兔子粪(R)和鸡粪处理的叶绿素含量较对照极显著增加0.93%～14.87%。

表10 不同农家肥施用量对设施无花果叶片生长和叶绿素含量的影响

2.2.3 不同农家肥施用量对果实外观品质及产量的影响

由表11分析可知,增施不同农家肥均可以提高无花果单果重、果横径、单株果数及亩产量。其中以增施兔子粪(R)处理单果重最大,为65.23 g;施羊粪(S)、兔子粪、鸡粪(P)处理的单株果数较对照呈极显著增加;施兔子粪处理预计亩产量最大达896.31 kg,较对照提高81.98%。

表11 不同农家肥施用量对设施无花果果实外观品质及产量的影响

2.2.4 不同农家肥施用量对果实内在品质的影响

由表12分析可知,增施羊粪(S)、兔子粪(R)处理后对无花果果实中可溶性固形物、维生素C含量呈极显著影响,分别较对照提高9.81%、20.58%和23.29%、29.81%,可溶性糖含量显著提高16.35%、18.37%;增施不同种类农家肥均对果实中可滴定酸含量无显著影响。

表12 不同农家肥施用量对设施无花果果实内在品质的影响

2.2.5 施农家肥对叶片叶绿素含量与果实内在品质的相关性分析

增施不同农家肥后植株叶片中叶绿素含量和果实内在品质明显提升,因此通过对叶片中叶绿素含量与果实内在品质指标进行相关性分析。由表13分析可知,叶绿素含量与可溶性糖含量呈极显著正相关,维生素C含量呈显著正相关,与可溶性固形物、可滴定酸含量无相关关系。

表13 施农家肥对叶片叶绿素含量与果实内在品质的相关性分析

3 讨论

生物有机肥自身含有大量的有机质,可直接为植物提供生长所需要的各类营养物质[15],同时所含的大量有益菌,可以平衡土壤养分状况,增强土壤的供肥能力[16]。另外,生物有机肥中也含有丰富的氮、磷、钾等各种营养元素,对植物营养生长和提高果实品质尤为重要。氮素是植物体内生长素及细胞分裂素重要组成成分之一,氮素对于促进植物营养生长具有重要作用[17];钾参与植物众多生理生化过程,施用适量钾肥对改善果实品质至关重要[13];磷素是调控糖类物质合成和运输的关键,同时对调控碳水化合物在地上部分与根系之间的分配起到至关重要的作用[18]。

相关研究表明,果树栽植生产中施入有机肥可以有效改善树体生长和提高果实品质[17,19]。本试验结果表明,增施生物有机肥后其新梢与节间长度均显著降低,基部茎粗及中部茎粗极显著高于对照,节间缩短、株高和新梢的降低可以抑制无花果树徒长,减少营养消耗,而郭洁等[17]通过对酿酒葡萄的研究得出施用生物有机肥后显著提高植株新梢生长的结论,与本研究结论不符,其原因可能是由于果树种类不同,导致植株对养分吸收量及吸收部位等的不同,影响新梢发育,最终导致增施生物有机肥后抑制了无花果新梢生长,也有可能是在常规管理中人为原因或环境因素造成,具体原因需进一步研究。

合理施肥可改善无花果单果重、果实纵横径等外观品质,肥料的施用量过高易造成树体营养元素的失衡,在养分离子之间产生拮抗作用,从而影响产量和果实品质。本研究发现增施不同用量生物有机肥与常规施肥相比,可显著提高无花果单果重、单株果数、单株产量及亩产量。这与王璐等[20]在苹果种植生产中,施用生物有机肥的苹果产量明显高于单施化学肥料的产量研究结果大致相同。本研究中,以1.0 kg/株(T3)处理效果最好,这可能是因为植株对1.0 kg/株的处理养分吸收效果好,有效促进了无花果植株根系生长,根量增加,使植物吸收养分的能力大大增加,同时适量的氮肥也有效的促进了植物营养生长。

本研究中,增施不同用量生物有机肥相较对照极显著增加了果实中可溶性固形物、可溶性糖及维生素C含量,其中以1.0 kg/株处理效果最好。这与何志强等[21]、王程成等[22]施用生物有机肥可提高果实中维生素C、可溶性固形物及可溶性糖含量研究结果一致,这一结果表明了生物有机肥相比于速效无机肥在改善果实品质方面效果更好。

叶绿素是植物进行光合作用的主要部位及物质基础,同时也是光合作用主要的色素[23]。叶片中叶绿素含量越高,植物光合作用就越强,进而促进果实生长发育所需的营养物质积累,为果实后期光合作用转化可溶性糖提供基础,施用生物有机肥可以明显提高植物中叶绿素含量,增强果树光合作用[24-25]。本研究中施不同用量生物有机肥均显著增加了植株叶片叶绿素含量,且叶绿素含量与果实中可溶性糖含量呈极显著正相关,与可溶性固形物含量呈显著正相关,这与常娟[26]在对日光温室葡萄研究发现施用生物有机肥可提高植株叶绿素含量及可溶性固形物含量研究结果一致。

农家肥中含有较多微量元素,肥效持续时间较长且稳定,施用完全腐熟后的农家肥可增加土壤中有机质含量,有效改善土壤环境、土壤结构、土壤理化性质、增加土壤保水保肥能力[27]。前人在苹果施农家肥的研究上发现,施用农家肥后还能促进植物根系养分吸收和植物生长,对果树起到提质增产效果[28-29]。不同农家肥对植物的生长促进作用不同,如鸡粪可促进植株加长生长,羊粪可促进植株加粗生长[30],兔粪可使植株健壮生长,单果重、产量增加[31],兔粪是偏碱性的高效有机肥料,所有动物粪便中兔子粪氮磷钾比值含量最高[32-33]。本研究发现增施兔子粪(R)可显著降低植株节间长度,增加植株基部茎粗和中部茎粗,提高单果重,单株果数,单株产量及亩产量,有效改善无花果果实品质,提高无花果果实中可溶性固形物含量,可溶性糖及维生素C含量。氮肥可显著增加植株叶绿素含量[34],兔子粪处理可有效增加土壤中氮含量,且在本试验中也发现兔子粪处理的叶绿素含量最高,且叶绿素含量与可溶性糖、可溶性固形物含量呈极显著正相关。陈冰等[35]在对蓝莓施农家肥后,叶绿素含量明显高于其他处理,这与本试验中农家肥处理下叶片叶绿素含量高的结果一致。

4 结论

本研究通过对增施不同用量生物有机肥和不同种类农家肥对无花果树生长及品质的影响进行研究,结果表明,增施生物有机肥1.0 kg/株或兔子粪4.0 kg/株对设施无花果植株缩短节间长度,增加茎粗、叶绿素含量,提高产量及品质效果较好,预计亩产量分别达到854.54 kg、896.31 kg,果实中可溶性固形物含量分别提升23.26%、20.58%,可溶性糖含量提升20.03%、18.37%,维生素C含量提升22.03%、29.82%,为当地设施无花果增施有机肥的最佳方案。基于上述研究的结果,在新疆南疆地区种植设施无花果过程中参考此施肥方式进行施肥管理,有利于提高设施无花果果实品质与产量。