減量施氮對蕉園土壤養(yǎng)分、農藝性狀及產量的影響

何應對　王麗霞　井濤　劉永霞　丁哲利　韓麗娜　王必尊

摘 要 香蕉生產中偏施氮肥的現象仍然普遍存在，減少氮肥投入是有效實現化肥總量施用措施。本研究在傳統(tǒng)施肥水平基礎上，梯度降低氮肥的施用量，測定蕉園土壤養(yǎng)分淋失、農藝性狀及產量等指標。結果表明：不同生長期各處理株高、莖圍和青葉數等指標均比對照處理生長效果好，在營養(yǎng)生長期株高、莖圍及青葉數最高值為T3、T3、T4處理，分別比對照（CK）高14.2%、16%和19.8%，與對照處理（CK）達到顯著差異；減少氮肥使用可有效降低氮肥的淋溶，其中在T1～T5處理20～60 cm土層NH4+-N含量較對照分別減少了47.4%、51.3%、30.5%、58.3%和92.1%；施用70%當量氮肥，香蕉產量和經濟效益最優(yōu)， 分別比對照和常規(guī)性施肥每公頃增加26.4%和4.8%。

關鍵詞 香蕉 ；減量施氮 ；農藝性狀 ；土壤養(yǎng)分 ；產量

中圖分類號 S157.4 文獻標識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.12.001

氮肥是作物極其重要的營養(yǎng)元素，決定著作物體內蛋白質合成、光合作用等關鍵的生理代謝環(huán)節(jié)[1]。在熱帶、亞熱帶氣候區(qū)域，降水量大，且大多是紅壤，容易發(fā)生硝態(tài)氮的淋溶作用，氮肥過量施用或損失等問題日益突出[2]。據統(tǒng)計，施入土壤的氮素只有30%～40%被作物吸收利用，通過淋溶、徑流、氨揮發(fā)、硝化-反硝化途徑損失[3]。約20%被土壤微生物固定進入土壤，而40%～50%被雨水淋失或分解進入空氣中[4-5]。

香蕉（Musa AAA Cavendish）是熱帶亞熱帶大型的草本果樹，植株高大，生物量大，生長過程中施用肥料數倍于一般作物，肥料成為香蕉生產中主要的成本之一。前人關于氮肥對菠蘿、玉米、番茄、甜瓜、甘草等作物品質影響的研究開展不少[6]。氮肥是香蕉生產中重要的肥料，在生產中根據不同的土壤狀況施用量為1 287～2 500 kg/hm2，合理施用氮肥能顯著促進根系的生長。鄧蘭生等在香蕉試驗研究中得出二級根系比表面積比對照增加52%[7]。蕉農在香蕉生產管理中普遍采用“大水大肥”方式，大量肥料的浪費或階段性肥料配比不科學，造成產量品質的降低。本研究在習慣性施肥的基礎之上，減少氮素肥料施用量，通過科學合理評價土壤養(yǎng)分淋失和產量等指標，以期為耕作栽培管理、合理施肥提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗區(qū)概況

2014～2015年在海南省澄邁縣紅光農場轄區(qū)內（N 19°56′，E 109°54′）香蕉試驗示范基地開展田間試驗。該地區(qū)氣候屬于熱帶季風氣候型，全年無霜，氣候溫和，年均日照在2 017 h，雨水充沛，年降雨量在1 800 mm以上，雨季主要集中的每年5～10月份。試驗基地前茬種植作物為速生桉樹，供試土壤為玄武巖發(fā)育的磚紅壤，土壤基本理化性質為：pH 5.4，有機質22.14 g/kg，全氮0.68 g/kg，堿解氮89.2 mg/kg，有效磷29.64 mg/kg，速效鉀46.08 mg/kg。按全國第二次土壤普查的推薦的土壤肥力分級標準，該試驗土壤地力屬于中肥力土壤。

1.1.2 試驗材料

供試香蕉品種為巴西蕉（Musa AAA Giant Cavendish Cv.Brazi）。雙行淺溝種植，隔行鋪設噴水帶，用于澆水管理；種植密度為2.0 m×2.0 m，2 490株/hm2。采用的有機肥為市面購買成品，有機肥烘干樣測定NPK含量分別為0.85%、0.52%和0.94%。化學肥料品種選擇為尿素（N）、過磷酸鈣（P2O5）和鉀肥（K2O），有效養(yǎng)分含量分別為46%、14%和60%。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

本試驗于2014年6月26日開始種植，2015年5月2日試驗結束。試驗設有7個處理：（1）CK：單施有機肥作為底肥，10 200 kg/hm2；（2）T0：常規(guī)施用氮肥處理，施用量氮肥為1 485 kg/hm2；（3）T1：施氮量為T0的90%；（4）T2：施氮量為T0的80%；（5）T3：施氮量為T0的70%；（6）T4：施氮量為T0的60%；（7）T5：施氮量為T0的50%。每個處理選擇80株，單株作為重復處理。磷肥（50%作為基肥隨有機肥施入，50%作為追肥施用）和鉀肥作為追肥施用，各處理施用量相同，分別是850、3 500 kg/hm2，上述施用量均為肥料的用量；有機肥作為基肥施用，在種植時作為基肥施入且各處理施用量均為10 200 kg/hm2；苗期、營養(yǎng)生長期、孕蕾期和抽蕾后期施用氮肥比例為2∶4∶3∶1，具體施用量見表1。

各處理施肥管理為：以香蕉4個生育期為主要施肥依據，基本原則“少量多次，兼顧重點”，施肥次數一共12次，各施肥時間分別為： （1）苗期，2014 年7月10日施第1次肥（N 50%，即表1對應氮施用量，以下相同，K為總量5%），2014年8月2日施第2次肥（N 50%，K為總量5%）；（2）營養(yǎng)生長期，2014年9月30日施第3 次肥（N 30%，K為總量8%），2014年10月15日施第4次肥（N 20%，K為總量5%，P為總量30%），2014年10月28日施第5次肥（N 30%，K為總量7%），2014年11月23日施第6次肥（N 20%，K為總量10%）；（3）孕蕾期，2014年12月13日施第7次肥（N 30%，K為總量15%，P為總量20%），2014年12月28日施第8次肥（N 20%，K為總量10%），2015年1月20日施第9次肥（N 30%，K為總量10%），2015年2月15日施第10次肥（N 20%，K為總量10%）；（4）抽蕾后期，2015年3月8日施第11次肥（N 60%，K為總量8%），2015年4月3日施第12次肥（N40%，K為總量7%）。

1.2.2 采樣與分析

在試驗開始之前采集蕉園基礎土壤樣品分析土壤pH、有機質、全氮、堿解氮、有效磷及速效鉀，采集的土壤為45 cm耕層土壤，五點采樣后測定取平均值；試驗結束后按照土壤耕層0～20、20～40、40～60 cm，用土壤環(huán)割刀采集土壤樣品分析NO3--N、NH4+-N，參照兆瑞芬方法[8]；土壤容重采用環(huán)刀法；香蕉植株性狀采用直觀測量法；產量計算由每個處理隨機采用10株，稱量后折算。

采用Excel軟件進行數據匯總，圖表中數據為（平均值±標準）誤用Excel軟件統(tǒng)計分析；采用DPS軟件進行單因素顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 減氮施肥對香蕉不同生長期主要農藝性狀的影響

根據各個處理對不同時期香蕉生長性狀的變化結果（表2）可知，氮肥對于香蕉各重要生育期具有較大的影響，尤其是孕蕾期之前。對照處理（CK）在株高、莖圍和青葉數的性狀指標上，均比施用氮肥處理（T0～T5）表現差。苗期性株高、莖圍及青葉數最高值為T3、T2、T1處理，分別比對照高6%、11.3%和20.8%，均較對照處理（CK）達到差異顯著；營養(yǎng)生長期株高、莖圍及青葉數最高值為T3、T3、T4處理，分別比對照（CK）高14.2%、16%和19.8%，均較對照處理（CK）達到差異顯著；孕蕾期株高、莖圍及青葉數最高值為T0、T3、T1處理，分別比對照（CK）高20.8%、22.6%和33.6%，均較對照處理（CK）達到差異顯著，其中青葉數的指標中T1與其他處理均到達顯著水平；抽蕾后期株高、莖圍及青葉數最高值為T2、T3、T3處理，分別比對照（CK）高19%、24.8%和44.4%，均較對照處理（CK）達到差異顯著，可知，適合的氮用量可以改善香蕉的農藝性狀，這與章明清等研究結果基本一致[9]。

2.2 減氮施肥對蕉園土壤氮、磷養(yǎng)分淋失的影響

從表3可知，試驗對照、常規(guī)施肥以及各個減施氮素處理對蕉園土層NO3--N及NH4+-N變化為：無論是常規(guī)施肥或者是減量施氮處理均能提高不同土層NO3--N的含量。常規(guī)施用氮肥及減量施用氮肥處理中，土層0～20 cm NO3--N含量分別對對照增加341.3%、270.6%、265.1%、226.4%、239.6%和217.0%；在20～60 cm土層中分別較對照多淋失了244.9、153.9、197.3、132.9、92和93.2 kg/hm2；通過減量施點氮的處理結果上分析，均能較大幅度減少土壤NO3--N的淋失，其中T4處理減少幅度達到80%；各土層中，相對NO3--N的含量而言，NH4+-N含量低得多。從表3結果分析中得出，減量施氮處理（T1～T5）較常規(guī)施肥處理中20～60 cm土層NH4+-N含量分別減少了47.4%、51.3%、30.5%、58.3%和92.1%。

磷肥施用是造成地下水或地表水富營養(yǎng)化的重要原因[10]。薛曉輝等通過二次多項次回歸方程研究說明過量施入氮肥，硝態(tài)氮的積累在一定的耕層[11]。表3中結果可知，施用氮肥一定范圍內可以促進土層有效磷含量，在0～20 cm土層中，T0、T1、T2、T3有效磷含量分別比對照提高46.9%、20.8%、11.5%和28.7%。

2.3 減氮施肥對香蕉產量的影響及經濟效益的分析

從表4中可以看出，香蕉全生育期不施用氮肥造成香蕉產量顯著性減少，比常規(guī)施用氮肥處理較少17.1%，達到顯著效果；隨著氮肥施用量的減少，當施用量在常規(guī)施用量的70%時，增產的效果最佳，分別比常規(guī)和對照增產4.7%和20.9%；試驗結果表明，常規(guī)施用的氮用量過高，造成土壤中養(yǎng)分不平衡不利于香蕉產量的提高。

研究結果表明，減量施氮可以顯著性提高香蕉產量，進而提高經濟效益。常規(guī)性施肥其肥料成本高達每公頃29 229元，只是較對照每公頃新增經濟效益576元。在試驗中減氮范圍值內，采用常規(guī)施氮量的70%當量氮肥，對香蕉產量和經濟效益最優(yōu)，分別比對照和常規(guī)性施肥每公頃增加經濟效益13.8%和4.8%，表明，改進后的減量施氮處理，在一定程度上可以提高生產效益。

3 討論與結論

合理施用氮肥，是實行高產高效栽培技術關鍵，同時也避免不合理施用氮造成的水體污染現象。香蕉是熱帶亞熱帶重要的草本果樹，屬于典型的“大水大肥”作物，在施肥管理過程中氮鉀肥過量施用屢有發(fā)生，長此以往，會造成土壤質量退化、給環(huán)境帶來不良的影響[12]。在本實驗方案中，基于當地常規(guī)性施用氮量1 485 kg/hm2的基礎上，依次減少氮肥的施用量。尿素在旱地高溫的條件下，較快從NH4+-N轉化為NO3--N，有利于植物的生長[13]。及從香蕉生長性狀、產量等反映，減少施氮量的處理不僅沒有減少產量，而且還有增產增效的作用，其中施氮量為常規(guī)用氮量的70%的T3處理表現最優(yōu)，效果達到顯著，這說明在本試驗區(qū)域的肥力蕉園土壤地力，在本試驗采用的常規(guī)性氮肥基礎上減少施氮量是可行的。

在確保香蕉穩(wěn)產生長的情況下，總體上減少肥料的使用量，重點是氮和磷的投入使用方面。磷在土壤中移動性小，主要通過裂隙或孔隙的優(yōu)先流方式向深層滲透，所以土壤有效磷含量低時淋失則少；反之，土壤吸附磷飽和，則吸附能力減弱，淋失更快。在試驗中顯示，施用氮肥一定范圍內可以促進土層有效磷含量，在0～20 cm土層中，T0、T1、T2、T3有效磷含量分別比對照提高46.9%、20.8%、11.5%和28.7%。代文才等[14]在磚紅壤土室內模擬研究結果表明，尿素與NH4+-淋溶相關度達到42%，說明土壤中膠體吸附陽離子能力有效，當施肥量大于土壤吸附容量時，淋失的現場則會明顯。

本研究中主要關注氮肥減量使用對蕉園土壤養(yǎng)分淋失和產量及效益的分析，結果顯示在施氮量在常規(guī)施氮量的70%時，具有較好的產量和效益；而T4、T5中減少氮用量60%和50%，部分指標較對照和常規(guī)性施氮肥處理效果較好；曹明等在香蕉控氮施肥研究中也表明，控施一定量的氮肥，增產率達到22.65%，與本研究的基本結果一致[15-16]；研究主要工作在大田中進行，該時間正值季節(jié)性雨水天氣，會加速營養(yǎng)元素的淋失和徑流損失，由此該研究工作需要進一步在相對封閉的環(huán)境下進一步深入研究。

參考文獻

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