控释尿素与普通尿素配施对橡胶树叶片和胶乳养分及产量的影响

关键词：橡胶树；控释尿素；普通尿素；产量；叶片养分

中图分类号：S794.1 文献标志码：A

天然橡胶是重要的战略物资和工业原料，也是我国热区农业的重要支柱产业之一[1]。天然橡胶主要来源于巴西橡胶树，开割后的橡胶树养分消耗量大，而施肥可为橡胶树产胶和生长提供必要的养分，是橡胶树栽培中一项重要的管理措施[2-4]。有研究表明，施肥可以促进橡胶树生长，增加橡胶树胶乳产量[5-7]，有利于维持橡胶树生产的可持续性。然而，橡胶树栽培区域高温多雨、土壤保肥能力较差，加之橡胶树栽培中化肥不合理施用，导致肥料利用效率低，易造成资源浪费和环境污染[8-10]。

缓/控释肥料可控制肥料养分缓慢释放，定期供给养分，具有提高养分利用率，减少养分流失，减轻施肥对环境造成污染等优点[11-13]，施用缓/控释肥料被认为是协调作物营养需求与肥料养分供应的高效施肥技术之一[14]，也是实现我国化肥减量增效的重要措施[15]。缓/控释肥料已成为我国新型肥料发展的主导方向，在水稻、玉米和小麦等大田作物上进行大面积应用[16-17]。刘兆辉等[18]研究发现，一次性基施缓/控释肥料可使水稻、玉米和小麦三大粮食作物产量提高3.1%～31.7%，氮肥利用率提高6.2%～86.6%。有研究也表明，施用缓/控释肥料能够促进橡胶苗生长和养分吸收[19-21]。曲均峰[22]研究发现，脲醛缓释肥料与普通尿素掺混施用可提高橡胶树胶乳产量，节省劳动力。然而，缓/控释肥料在开割橡胶树上应用相对较少，且前人研究仅关注橡胶树胶乳产量。为此，本研究将以包膜控释尿素与普通尿素为研究材料，通过2 年大田试验，研究减氮条件下控释尿素与普通尿素配施对橡胶树产量、叶片和胶乳矿质养分及土壤氮含量的影响，为橡胶树栽培管理中合理施氮和减氮增效提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2021—2022年在海南天然橡胶产业集团股份有限公司邦溪分公司芙蓉田派驻组三队进行。供试橡胶树品种为PR107，2004 年定植，按S/2 d6 0.5% ET（12 d）割制（1/2 树围、每6 d 割1 刀，每12 d 涂施1 次0.5%乙烯利）进行割胶。供试肥料为包膜控释尿素（氮含量43%，肥效期3 个月）、普通尿素（ 氮含量46%）、氯化钾（KO 60%）、磷酸二铵（N 18%、PO 46%）以及颗粒填充料。土壤理化性质为：全氮0.84 g/kg，有效磷4.85 mg/kg，速效钾66.38 mg/kg，有机质12.38 g/kg，pH 5.04。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验设置4 个施肥处理：（1）CK（常规施肥）；（2）C（控释尿素与普通尿素配施，比例为25∶75；（3）C（控释尿素与普通尿素配施，比例为50∶50）；（4）C（控释尿素与普通尿素配施，比例为75∶25）。CK 处理的橡胶树施肥量为每株橡胶树施用376 g N、131g PO、142 g KO，控释尿素与普通尿素配施处理均较CK 处理减氮20%，每个处理3个树位，每个树位为1 个重复。各处理试验所需肥料按照施肥量，以包膜控释尿素、普通尿素、氯化钾、磷酸二铵以及填充料为原料进行掺混。控释尿素与普通尿素配施处理分2 次施用，施肥时期分别为4 月（236.8 g N、56 g PO、72 g KO）和9 月（64 g N、75 g PO、70 g KO）；CK 处理按照前期（148 g N、28 g PO、36 g KO）、中期（148 g N、28 g PO、36 g KO）和后期（80g N、75 g PO、70 g KO）分3次施肥（4、6、9月），施肥时在位于2 株橡胶树之间萌生带的肥穴内开沟，施入肥料后覆土[23]。

1.2.2 样品采集与测定 （1）橡胶树叶片样品采集与测定。根据橡胶树叶片营养诊断技术规程GB/T 2957—2013，在每年8 月采集橡胶树叶片样品，采用“S”型采样路线，每个树位选择20 株橡胶树作为采样树，分别在每株树两侧采集冠层主侧枝上稳定老化顶蓬叶2蓬，在每蓬叶上取其基部上的2 片复叶，并将每片复叶两旁的小叶去掉，留中间的一片叶作为样品。叶片样品洗净后在105 ℃下杀青30 min，于75 ℃下烘干至恒重，粉碎保存，测定叶片氮、磷、钾、钙、镁含量。

（2）胶乳养分和生理指标测定。在每年常规施肥处理第2 次施肥后45 d[24]，每个小区选择30株橡胶树作为采样树，收集流出的胶乳，将同一小区胶树的胶乳混合为一个样品，冰浴并带回实验室，一部分胶乳样品用于测定胶乳硫醇、蔗糖、无机磷和总固形物含量，一部分胶乳样品加入玻璃培养皿中，在80 ℃下烘干至恒重，用于测定胶乳中总氮、磷、钾、钙、镁、锰、铜、铁、锌含量。胶乳中的硫醇、蔗糖、无机磷和总固形物含量分别采用DTNB 试剂法、蒽酮比色法、钼酸铵比色法和烘干法进行测定[25]； 胶乳总氮采用HSO-HO 消煮，SEAL AA3 连续流动分析仪测定，胶乳磷、钾含量分别采用钼锑抗比色法和火焰光度计法测定，胶乳钙、镁含量采用原子吸收分光光度法测定，胶乳锰、铜、铁、锌含量采用ICP-MS 测定。

（3）土壤样品采集与测定。在每年常规施肥处理第2 次施肥后45 d，采集肥穴施肥位置土壤样品。土壤采样深度为0～20 cm，采用“S”型采样路线，每个树位选择10 个肥穴采集土壤样品。

采集土壤带回实验室后，风干保存，采用凯氏定氮法测定土壤全氮含量，采用碱解扩散法测定土壤碱解氮含量。

（4）干胶产量测定。试验期间记录每个树位全年总干胶产量，将每年度每个树位全年干胶产量除以开割树株数，即为各施肥处理的橡胶树单株干胶产量。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2016软件进行数据统计和整理，利用SPSS 22.0软件进行统计分析，利用Microsoft Excel 2016和OriginPro 8.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 控释尿素与普通尿素配施对橡胶树叶片养分含量的影响

由表1可知，与CK 处理相比，控释尿素与普通尿素配施处理可改善橡胶树叶片营养状况，提高橡胶树叶片氮含量。2021 年，C、C、C处理橡胶树叶片氮含量分别较CK 处理增加10.54%、19.17%、19.17%，其中C 和C 处理显著高于CK 处理（P<0.05），而控释尿素与普通尿素配施处理间差异不显著。2022 年，C、C、C 处理橡胶树叶片氮含量分别较CK施肥处理增加11.26%、10.24%、21.50%，其中C处理显著高于CK 处理（P<0.05），但C 处理与C、C处理间差异不显著。另外，与CK 处理相比，控释尿素与普通尿素配施处理对橡胶树叶片磷、钾、钙和镁含量均无显著影响。

2.2控释尿素与普通尿素配施对橡胶树胶乳养分含量的影响

由表2可知，2021—2022年，各施肥处理胶乳氮含量介于0.49%～0.64%之间；与CK 处理相比，2021—2022年，控释尿素与普通尿素配施处理的胶乳氮含量均有所增加，但处理间均无显著差异。2021—2022年，各施肥处理胶乳磷含量和镁含量也表现出类似规律。2021年，C、C、C处理胶乳钾含量均高于CK 处理，其中C 处理显著大于CK处理（P<0.05），而控释尿素与普通尿素配施处理间差异不显著；2022年各施肥处理胶乳钾含量无显著差异。2021—2022年，控释尿素与普通尿素配施对橡胶树胶乳钙、铁、锌和铜含量均无显著影响。2021年，控释尿素与普通尿素配施处理降低了橡胶树胶乳锰含量，其中C处理显著小于CK 处理（P<0.05），而控释尿素与普通尿素配施处理间差异不显著；2022年，控释尿素与普通尿素配施处理也降低了胶乳锰含量，但均与CK 处理差异不显著。

2.3 控释尿素与普通尿素配施对橡胶树胶乳生理参数的影响

从图1 可以看出，2021年，控释尿素与普通尿素配施处理均在一定程度上增加了胶乳硫醇和无机磷含量，但各施肥处理间差异不显著；与CK处理相比，C 处理对胶乳总固形物含量无显著影响，但显著增加了胶乳蔗糖含量（P<0.05），蔗糖含量提高了46.75%。2022年，控释尿素与普通尿素配施处理对胶乳总固形物含量、硫醇含量、蔗糖含量以及无机磷含量均未产生影响，各施肥处理间的胶乳生理参数均无显著差异。

2.4控释尿素与普通尿素配施对橡胶树产量的影响

由图2可以看出，2021年各施肥处理橡胶树干胶产量介于3.05～4.24 kg/株之间，2022年干胶产量为2.56～2.81kg/株。与CK 处理相比，控释尿素与普通尿素配施处理（C、C、C）均在不同程度上提高了橡胶树干胶产量。2021年，C、C、C 处理橡胶树单株干胶产量分别较CK 处理增加了39.13%、16.28%、19.02%，但各施肥处理间无显著差异。2022年，C、C、C 处理橡胶树单株干胶产量分别较CK 处理增加8.07%、9.69%、7.94%，其中C 处理干胶产量显著高于CK 处理（P<0.05）；C 处理干胶产量较C、C处理提高了1.50%和1.62%，但处理间无显著差异。C、C 处理与CK 处理间也无显著差异。

2.5控释尿素与普通尿素配施对胶园肥穴土壤氮含量的影响

由图3可知，控释尿素与普通尿素配施未能增加胶园肥穴土壤全氮含量，2021—2022年各施肥处理胶园肥穴土壤全氮含量均无显著差异。然而，与CK 处理相比，控释尿素与普通尿素配施处理能够增加胶园肥穴土壤碱解氮含量。2021 年，C、C、C 处理土壤碱解氮含量分别较CK 处理提高了27.52%、80.36%、11.27%，其中C处理土壤碱解氮含量达到187.70 mg/kg，显著大于CK 处理和C处理（P<0.05），但与C25 处理差异不显著。2022年，随着控释尿素与普通尿素配施比例增加，胶园肥穴土壤碱解氮含量逐渐增加，C、C、C 处理土壤碱解氮含量介于141.68～173.86 mg/kg 之间， 分别较CK 处理提高了18.05%、42.52%、44.86%，其中C、C 处理显著大于CK 处理（P<0.05），而控释尿素与普通尿素配施处理间无显著差异。

3讨论

氮素是橡胶树维持正常生长的主要营养元素，合理施用氮肥对于橡胶树高产稳产具有重要作用[26-27]。控释氮肥是一种环境友好型肥料，可延缓养分释放，减少氮素损失，提高作物产量，已被广泛应用于农业生产中[28]。施用控释氮肥被认为是作物氮肥高效管理策略之一，尤其是控释氮肥与普通尿素配合施用不仅可以降低生产成本，还能够避免因控释氮肥前期养分释放缓慢而无法满足作物需求[29]。高雪健等[30]研究表明，控释尿素与普通尿素配施可显著提高糯玉米产量，促进氮素吸收利用。韩锐锋等[31]研究发现，控释尿素与普通尿素混合基施能够显著提高冬小麦籽粒产量和氮素利用率。本研究2 年试验结果也表明，与常规施肥处理相比，控释尿素与普通尿素配施可以提高橡胶树干胶产量，2年干胶增产率为7.94%～39.13%，其中2022 年C处理（控释尿素与普通尿素配施比例为50∶50）橡胶树干胶产量显著高于CK 处理。曲均峰[22]综合考虑橡胶树胶乳产量和肥料成本，认为60%脲醛缓释肥与40%普通尿素配施效果最好，该配施比例也与本研究结果接近。

橡胶树叶片营养元素含量是衡量橡胶树营养状况的关键指标，与橡胶树生产能力密切相关[32]。安锋等[33]研究表明，橡胶树产量与橡胶树叶片氮含量呈正相关。本研究结果表明，控释尿素与普通尿素配施可改善橡胶树叶片营养状况，提高橡胶树叶片氮含量，叶片氮含量较CK 处理提高了10.24%～21.50%，而且2021年C处理和C处理（控释尿素与普通尿素配施比例为75∶25）的叶片氮含量显著高于CK 处理，但是控释尿素与普通尿素配施处理间无显著差异。控释尿素与普通尿素配施处理的橡胶树叶片氮含量介于3.23%～3.73%之间，达到或超过了橡胶树叶片营养诊断技术规程GB/T 2957—2013规定的海南省主要品种橡胶树叶片氮含量正常值（3.2%～3.4%），而2021—2022年常规施肥处理橡胶树叶片氮含量分别为3.13%和2.93%，叶片氮含量处于缺乏状态。表明控释尿素与普通尿素配施能够减少氮素损失，保证土壤氮素缓慢供应，有利于橡胶树吸收氮素，从而增加叶片氮含量，这可能是控释尿素与普通尿素配施能够提高橡胶树产量的主要原因之一。前人研究也发现，随着施肥量增加，土壤氮素供应增强，有利于橡胶树叶片氮素累积[34]。另外，2年田间试验中控释尿素与普通尿素配施处理胶乳中部分矿质养分含量也略高于CK处理，但无显著差异，可能是由于橡胶树是多年生高大乔木，树体储藏了较多的营养，控释尿素与普通尿素配施虽然可以促进橡胶树氮素吸收，然而根系吸收的矿质养分向胶乳转移过程存在滞后[4]，且本研究仅是参照文献方法[24]采集了施肥后1 次胶乳样品，而胶乳生理参数和矿质养分含量容易受物候、气候和割胶技术等影响，可能存在一个动态调整变化过程，在后期试验中还有待采集全年胶乳样品进一步测定评估。

橡胶树种植在高温、高湿和强降雨的热带地区，土壤保肥能力较差，养分易淋失，合理施用氮肥对于减少胶园氮素损失，补充土壤氮库和提高土壤肥力极为重要[27]。而胶园土壤养分含量与橡胶树产量呈正相关[33]。本研究结果表明，控释尿素与普通尿素配施能够增加胶园肥穴土壤碱解氮含量，2021—2022年土壤碱解氮含量增加了11.27%～80.36%，其中C处理在2021—2022年均显著高于CK 处理，2021年和2022年分别提高了80.36%和42.52%。这主要是由于控释尿素的氮素缓慢释放，减少氮素损失，不断补充土壤氮库，从而能够维持土壤氮水平。前人研究也表明，与施用普通氮肥相比，施用控释氮肥可增加表层土壤速效氮含量[31]。这也说明控释尿素与普通尿素配施可以通过缓慢释放氮素，维持土壤氮水平，促进橡胶树氮素吸收，从而发挥橡胶树生产能力，提高橡胶树产量。

4结论

在减氮条件下控释尿素与普通尿素配施可改善橡胶树营养状况，增加橡胶树叶片氮含量和胶园肥穴土壤碱解氮含量，提高橡胶树干胶产量。在热带地区橡胶树实际生产中，综合考虑橡胶树产量、叶片营养、土壤氮水平和肥料成本，控释尿素与普通尿素配施比例为50∶50时效果最好，可实现绿色节本协同增效。