磷減量配施鋅肥對琯溪蜜柚果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

劉懷偉，譚啟玲，陳敏，莊木來，李瀟彬，胡承孝

1.園藝植物生物學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢430070；2.新型肥料湖北省工程實(shí)驗(yàn)室/華中農(nóng)業(yè)大學(xué)微量元素研究中心，武漢430070；3.福建省平和縣農(nóng)業(yè)局，平和363700

琯溪蜜柚屬于我國著名的柚類優(yōu)質(zhì)栽培品種之一，其具有良好適種性，已有500多年栽培歷史，果實(shí)具有面滑皮薄、汁多籽少、品質(zhì)佳的特點(diǎn)。福建省漳州市平和縣是琯溪蜜柚的原產(chǎn)地，近年來其種植面積、優(yōu)質(zhì)品牌、產(chǎn)出量、產(chǎn)出價(jià)值、市場占有率、出口數(shù)量均排在首位。目前，琯溪蜜柚栽培面積達(dá)4.33萬hm2，年產(chǎn)量150萬t，總產(chǎn)值60億元以上，是平和縣農(nóng)業(yè)收入的主要來源[1-2]。據(jù)2008年報(bào)道，福建省漳州市約60%果園土壤磷含量豐富，山地果園最高含量達(dá)683.1 mg/kg，耕地果園821.1 mg/kg；平和縣琯溪蜜柚園3 247個(gè)土壤樣品中58.46%土壤有效磷含量豐富[3]。2014-2015年對平和縣120個(gè)代表性種植戶調(diào)査結(jié)果表明，琯溪蜜柚施肥存在磷肥用量和比例偏高現(xiàn)象[4]。2015-2016年對我國14個(gè)柑橘試驗(yàn)站共29個(gè)柑橘品種進(jìn)行的問卷調(diào)查結(jié)果顯示，我國柚類主產(chǎn)區(qū)磷過量施用面積占87.17%，其減施潛力為63.89%，磷肥平均施用量最高的省份是福建省，以平和縣琯溪蜜柚試驗(yàn)站施用量最高，為1.25 kg/(plant·a)[5]；筆者所在課題組2016-2017年試驗(yàn)結(jié)果表明，長期過量施用磷肥導(dǎo)致土壤磷富集，減少磷用量不會導(dǎo)致琯溪蜜柚減產(chǎn)，反而具有增產(chǎn)和明顯改善果實(shí)品質(zhì)的效果[6]。

鋅(Zn)是作物生長發(fā)育必需的微量元素之一，影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[7]。世界約30%的土壤鋅缺乏，我國柑橘主產(chǎn)區(qū)鋅缺乏現(xiàn)象也十分普遍，贛南地區(qū)95.04%的臍橙葉片鋅含量處于低量或缺乏水平，重慶70%以上的果園缺鋅，廣東70%～80%果園缺鋅[8]。施用鋅肥可顯著提高朝天椒[9]和馬玲薯[10]果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)。在土壤-植物體系中磷、鋅間存在拮抗作用，磷肥過量施用而致土壤磷富集是影響鋅有效性的關(guān)鍵因素[11]。有關(guān)琯溪蜜柚施肥的研究主要集中在氮、磷、鉀肥[12]等方面，而對磷減量配施鋅肥的研究報(bào)道。

本研究在磷減量施肥基礎(chǔ)上，采用田間試驗(yàn)，研究分析磷肥減施以及配施葉面鋅肥對琯溪蜜柚果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為試驗(yàn)區(qū)琯溪蜜柚磷肥減施、微肥高效施用和提質(zhì)增效提供技術(shù)指導(dǎo)和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試果園土壤為酸性紅壤，基本理化性質(zhì)pH 4.02、有機(jī)質(zhì)27.09 g/kg、堿解氮79.26 mg/kg、速效磷432 mg/kg、有效鋅0.88 mg/kg，屬于強(qiáng)酸性、磷富集及鋅不足。

試驗(yàn)設(shè)置在平和縣琯溪蜜柚綜合試驗(yàn)站(N24°24′16.7＂，E117°14′51.4＂)，試驗(yàn)材料為27年生白肉琯溪蜜柚，砧木為酸柚。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以本課題組前期調(diào)查和試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，設(shè)置低磷(減量70%，P1)、中磷(減量35%，P2)、高磷(習(xí)慣用量，P3) 3個(gè)磷用量水平及Zn0(噴施等量水)、Zn1(噴0.2% ZnSO4·7H2O溶液)2個(gè)鋅肥水平(表1)，共6個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)置6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)選取1棵樹，處理間的柚樹樹勢基本一致。

以尿素(N 46%)、磷酸二銨(N∶P2O5∶K2O=18∶46∶0)、過磷酸鈣(P2O516%)、硫酸鉀(K2O 51%)作為氮、磷、鉀肥源，全年分4次，以穴施方式施入10～20 cm土壤并覆土，其中促花肥(2月下旬或3月上中旬)氮、磷、鉀肥施用分別為全年施用總量的30%、15%、25%；穩(wěn)果肥(5月上中旬)為30%、15%、25%；壯果肥(7月下旬或8月上旬)為15%、50%、20%；采果肥為25%、20%、30%。鋅肥全年噴施2次，分別在促花肥、壯果肥時(shí)噴施0.2% ZnSO4·7H2O溶液10 kg/株，試驗(yàn)于2018年3月開始，2018年11月收獲。

表1 磷減量配施葉面鋅肥試驗(yàn)設(shè)計(jì) Table 1 Experimental design of phosphorus reductioncombined with foliar zinc fertilizer

1.3 樣品采集與測定

果實(shí)樣品于11月中旬采摘，在每棵果樹東、南、西、北4個(gè)方向上各采集1個(gè)中等大小、無病害的果實(shí)，每個(gè)重復(fù)采集4～6個(gè)果實(shí)作為1個(gè)混合樣品。單果質(zhì)量用普通電子天平稱量，果皮色差值用色彩色差計(jì)(MINOLTA CR-300，Japan)于果實(shí)赤道面測定，果皮厚度用測厚儀測量，可溶性固形物用手持?jǐn)?shù)顯糖量計(jì)(PAL-1，Japan)測定，可滴定酸用氫氧化鈉中和滴定法，VC含量用2,6-二氯靛酚氧化還原滴定法。相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算公式如下：

果形指數(shù)=果實(shí)縱徑/果實(shí)橫徑，

固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量，

出汁率=(果汁質(zhì)量/果肉質(zhì)量)×100%，

可食率=(果肉質(zhì)量/果實(shí)質(zhì)量)×100%，

含水率=(果實(shí)鮮質(zhì)量-果實(shí)干質(zhì)量)/

果實(shí)鮮質(zhì)量×100%，

產(chǎn)量=果實(shí)數(shù)×平均單果質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel和SPSS 20軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 磷減量配施鋅肥對琯溪蜜柚果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

如表2所示，2018年各處理間產(chǎn)量差異顯著，P2Zn1處理顯著高于P3Zn0處理，前者比后者產(chǎn)量高27.79%；其余處理相較于P3Zn0處理差異不顯著，但有增產(chǎn)的趨勢。磷減施(F=9.33**)與鋅配施(F=7.68**)均顯著影響了蜜柚果實(shí)產(chǎn)量，但磷減量配施鋅(F=0.35)無顯著的交互作用。不同P水平間，以習(xí)慣用量(P3)為對照，減施35%(P2)和70%(P1)的磷肥沒有導(dǎo)致果實(shí)產(chǎn)量下降，減施35%(P2)顯著提高了17.11%的果實(shí)產(chǎn)量；不同磷肥用量配施鋅肥有增加果實(shí)產(chǎn)量的趨勢，鋅配施(Zn1)相較于未施鋅顯著增產(chǎn)9.54%。由此說明，減施磷肥，并未導(dǎo)致果實(shí)減產(chǎn)，而是有所增加，以減35%時(shí)增產(chǎn)顯著；噴施鋅肥有增產(chǎn)效果，以磷肥減量35%配施鋅肥效果最好。

由表2可知，2018年蜜柚單果質(zhì)量P3Zn0處理最大，為2.31 kg，顯著大于P2Zn1；磷減施(F=3.59*)顯著影響蜜柚單果質(zhì)量，隨著磷肥減施量的增加，單果質(zhì)量先降低后增加，磷減施35%(P2)單果質(zhì)量顯著降低。蜜柚果皮厚P1Zn1處理最大，為15.33 mm，顯著大于P2Zn0 和P2Zn1；磷減施(F=5.83**)對其影響顯著，隨著磷肥減施量的增加，果皮厚先降低后增加，磷減施35%(P2)果皮顯著變薄。蜜柚可食率為71.30%～75.86%，各處理間無顯著差異，磷減施(F=3.55*)對其影響顯著，果實(shí)可食率隨磷減施量的增加而先增加后降低，磷減施35%(P2)可食率顯著升高。

蜜柚出汁率為46.31%～53.79%，其中P2Zn1處理出汁率最高，為53.79%，顯著高于除P2Zn0以外的其他處理；磷減施(F=25.63**)顯著影響蜜柚出汁率，隨著磷肥減施量的增加，出汁率先增加后降低，磷減施35%(P2)出汁率顯著升高。蜜柚含水率為86.15%～89.17%，其中P2Zn1處理含水率最高，為89.17%，顯著高于其他處理；施鋅(F=19.68**)及磷減施(F=37.02**)顯著影響蜜柚含水率，隨著磷肥減施量的增加，含水率先增加后降低，磷減施35%(P2)含水率顯著升高，配施鋅肥增加蜜柚的含水率。蜜柚可溶性固形物含量為10.66%～11.60%，其中P2Zn1處理可溶性固形物含量最高，為11.60%，顯著高于P1Zn0和P3Zn0；磷減施(F=5.24*)顯著影響蜜柚可溶性固形物含量，隨著磷肥減施量的增加，可溶性固形物含量先增加后降低，磷減施35%(P2)可溶性固形物含量顯著升高。

蜜柚可滴定酸含量為0.47%～0.55%，其中P3Zn0處理可滴定酸含量最高，為0.55%，顯著高于除P3Zn1以外的其他處理；磷減施(F=8.39**)顯著影響蜜柚可滴定酸含量，隨著磷肥減施量的增加，可滴定酸含量先降低后增加，磷減施35%(P2)可滴定酸含量顯著降低。蜜柚固酸比為19.37～24.88，其中P2Zn1處理固酸比最高，為24.88，顯著高于除P2Zn0和P1Zn1以外的其他處理；磷減施(F=19.19**)顯著影響蜜柚的固酸比，隨著磷肥減施量的增加，固酸比先增加后降低，磷減施35%(P2)固酸比顯著升高。蜜柚VC含量為15.57 ～19.78 mg/100 g，其中P2Zn1處理維生素C含量最高，為19.78 mg/100 g，顯著高于除P2Zn0和P1Zn1以外的其他處理；施鋅(F=13.86**)及磷減施(F=16.62**)顯著影響蜜柚VC含量，隨著磷肥減施量的增加，VC含量先增加后降低，磷減施35%(P2)VC含量顯著升高，配施鋅肥增加蜜柚的VC含量。

隨著磷肥施用量的減少，琯溪蜜柚果實(shí)的單果質(zhì)量、果皮厚、可滴定酸含量均呈現(xiàn)先降低后升高，在磷肥減量35%(P2)顯著降低，即高磷(P3)和低磷(P1)均導(dǎo)致單果質(zhì)量變大、果皮加厚、酸度升高；不同P水平間，果實(shí)可食率、出汁率、含水率及可溶性固形物、VC含量、固酸比等指標(biāo)則均以磷肥減量35%(P2)時(shí)顯著升高。因此，磷肥用量過高或偏低都會導(dǎo)致品質(zhì)下降，其中影響較大的指標(biāo)包括單果質(zhì)量、果皮厚度、可滴定酸、出汁率、VC含量、固酸比等，以中磷(P2)處理品質(zhì)最佳。

表2 不同處理下琯溪蜜柚產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo) Table 2 Yield and quality indexes of Guanxi pomelo under different treatments

鋅肥顯著影響琯溪蜜柚果實(shí)出汁率，極顯著影響果實(shí)含水率和VC含量，配施鋅肥使果實(shí)出汁率、含水率、VC含量依次提高了2.85%、1.05%、9.06%，以VC增加幅度較大；在P3、P2、P1水平下配施鋅肥使果實(shí)出汁率依次增加-1.32%、3.09%、6.91%，含水率依次增加1.27%、1.63%、0.24%，VC含量依次增加7.74%、3.45%、17.53%。因此，其增加幅度因磷肥用量而異，果實(shí)出汁率、VC含量因配施鋅肥而增加的幅度均以低磷用量下較高，即低磷用量配施鋅肥效果更好。

綜上所述，磷肥用量對琯溪蜜柚果實(shí)品質(zhì)有顯著或極顯著影響，高量或低量施用磷肥都會導(dǎo)致果實(shí)品質(zhì)下降，中量磷能夠明顯降低單果質(zhì)量、果皮厚度而增加出汁率、VC、固酸比等，改善果實(shí)品質(zhì)；配施鋅肥能夠提高果實(shí)出汁率、含水率和VC含量，但以低磷用量時(shí)配施效果最佳。

2.2 磷減量配施鋅肥下琯溪蜜柚果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析

由表3可知，琯溪蜜柚果實(shí)單果質(zhì)量與果皮厚度、可滴定酸呈顯著正相關(guān)，與可溶性固形物、固酸比成顯著負(fù)相關(guān)；果皮厚度與出汁率、可溶性固形物含量呈極顯著負(fù)相關(guān)；出汁率與可溶性固形物含量、固酸比、VC含量呈極顯著正相關(guān)；可食率、可溶性固形物含量與VC含量呈顯著正相關(guān)；可滴定酸含量與固酸比呈極顯著負(fù)相關(guān)；固酸比與VC含量呈顯著正相關(guān)。這表明，琯溪蜜柚果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)之間存在一定的相關(guān)性，果實(shí)越大，皮越厚，內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)就越低，即品質(zhì)越差。

表3 琯溪蜜柚各指標(biāo)相關(guān)性分析 Table 3 Correlation analysis of various indexes of Guanxi pomelo

2.3 磷減量配施鋅肥下琯溪蜜柚果實(shí)品質(zhì)的綜合評價(jià)

由表4可知，基于琯溪蜜柚果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)之間的相互關(guān)系，以單果質(zhì)量(1)、果形指數(shù)(2)、果皮厚度(3)、可食率(4)、出汁率(5)、含水率(6)、可溶性固形物(7)、可滴定酸(8)、固酸比(9)、VC(10)、果皮亮度(11)等指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，提取特征值大于1的主成分2個(gè)，2個(gè)貢獻(xiàn)率相加為89.89%，大于80%，可以進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)，篩選最優(yōu)處理。

表4 內(nèi)外在品質(zhì)指標(biāo)主成分分析 Table 4 Principal component analysis of internal and external quality indicators

各處理果實(shí)綜合評價(jià)的得分和相應(yīng)的排名為：P2Zn1(3.93分)>P2Zn0(1.85分)>P1Zn1(-0.57分)>P3Zn1(-0.95分)>P1Zn0(-1.46分)>P3Zn0(-2.79分)。在相同鋅肥水平下，綜合得分隨磷肥用量先升后降，即高量和低量施磷均降低琯溪蜜柚果實(shí)品質(zhì)綜合得分；在P3、P2、P1水平下配施鋅肥使果實(shí)品質(zhì)綜合得分依次增加1.84、2.08、0.89分，P2水平配施鋅肥增加最多，P2Zn1處理果實(shí)綜合得分最高，P2Zn0處理得分排名第二，即配施鋅肥能提高果實(shí)品質(zhì)綜合得分值，改善果實(shí)綜合品質(zhì)，中量施磷下不論是否配施鋅肥都能夠獲得較好的果實(shí)綜合品質(zhì)；高量和低量磷肥水平下果實(shí)品質(zhì)綜合得分均為負(fù)值，其中P3Zn0處理得分最低。因此，高量和低量施用磷肥均導(dǎo)致琯溪蜜柚果實(shí)綜合品質(zhì)得分下降，磷肥減量35%果實(shí)綜合品質(zhì)得分較好，同時(shí)配施鋅肥果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)得分最高，這與前文分析結(jié)果一致。

以不同處理的綜合得分作為聚類變量，對琯溪蜜柚磷減量配施葉面鋅肥6個(gè)處理進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，得到聚類樹狀圖(圖1)。

表5顯示，以距離為5作為分割線將不同磷減量配施葉面鋅肥處理分為3大類群。類群一所包含的處理為P2Zn1，相應(yīng)的綜合得分為3.93。類群二所包含的處理為P2Zn0，相應(yīng)的綜合得分為1.85。類群三所包含的處理為P3Zn0、P3Zn1、P1Zn0、P1Zn1，相應(yīng)綜合平均得分為-1.44。綜上所述，類群一的P2Zn1處理綜合得分最高，果實(shí)品質(zhì)最優(yōu)?？梢哉f明，磷減量35%配施鋅肥是最優(yōu)處理。

圖1 不同處理果實(shí)品質(zhì)評價(jià)因子聚類樹狀圖

表5 不同施肥處理類群 Table 5 Different fertilization treatment groups

3 討 論

我國琯溪蜜柚生產(chǎn)中，過量施用化肥，既增加了生產(chǎn)成本，又會對果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)帶來不利影響[5]。隨著“化肥零增長”方案的提出，我國琯溪蜜柚園化肥減施勢在必行。侯廣軍等[13]的研究表明，化肥減施30%可提高蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)。本研究為長期試驗(yàn)的一部分，分析了一年大田試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，磷肥減施能提高琯溪蜜柚果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)，磷肥減量35%(P2O50.85 kg/株)時(shí)，果實(shí)產(chǎn)量最高、提高了17.11%，且顯著降低單果質(zhì)量、果皮厚度而增加出汁率、VC、固酸比等，改善了果實(shí)品質(zhì)并提高了果實(shí)品質(zhì)綜合得分。位高生等[6]2016年氮磷減量施肥試驗(yàn)結(jié)果表明，氮肥減少60%、磷肥減少70%并不會導(dǎo)致琯溪蜜柚果實(shí)產(chǎn)量下降，且氮、磷肥減量施用均有增產(chǎn)作用；磷肥用量極顯著地影響果實(shí)VC含量，顯著影響果實(shí)可食率，低量磷肥可以增加果實(shí)VC含量和可食率；果實(shí)品質(zhì)主成分分析綜合評分以氮肥減少30%、磷肥減少35%處理最高，氮肥減少30%、磷肥減少70%處理其次，氮肥減少60%、磷肥減少70%處理第三，因此，年施用P2O50.85 kg/株時(shí)琯溪蜜柚的產(chǎn)量和品質(zhì)俱佳。黃綠林[14]對平和琯溪蜜柚園施肥量的研究表明，成年果樹磷肥(P2O5)施用量0.60～0.90 kg/株時(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)較好。綜上所述，磷肥由習(xí)慣施用量1.30 kg/株減少35%至0.85 kg/株，其增產(chǎn)提質(zhì)的效果顯著。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，鋅肥的合理施用可以提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)。劉汝亮等[15]報(bào)道，噴施0.50%～1.00%鋅肥適宜蘋果樹生長并提高果實(shí)品質(zhì)；吳亞楠等[16]的研究發(fā)現(xiàn)，噴施0.30%鋅肥最有利于獼猴桃產(chǎn)量與品質(zhì)提高。本研究結(jié)果表明，不同磷肥用量配施鋅肥有增加果實(shí)產(chǎn)量的趨勢，鋅配施(Zn1)相較于未施鋅顯著增產(chǎn)9.54%；配施鋅肥提高果實(shí)出汁率、含水率和VC含量，以低磷用量時(shí)效果較好；不同磷肥用量下配施鋅肥均能提高果實(shí)品質(zhì)綜合得分，以磷肥減量35%時(shí)果實(shí)綜合品質(zhì)得分提升最高。聚類分析結(jié)果顯示，高量或低量磷肥處理，果實(shí)品質(zhì)表現(xiàn)為果實(shí)大、果皮厚，內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)較差；而配施鋅肥能提高內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)，并降低果實(shí)質(zhì)量、果皮厚、可滴定酸含量，提高果實(shí)品質(zhì)綜合評分。山地梨棗[17]、沙田柚[18]、芒果[19]等也有類似報(bào)道，不合理施肥還降低葡萄柚[20]等果實(shí)品質(zhì)。磷減量配施鋅肥試驗(yàn)以P2Zn1處理即磷肥(P2O5)0.85 kg/(plant·a)、2次噴施0.2%鋅肥(ZnSO4·7H2O)40 g/(plant·a)果實(shí)品質(zhì)整體較好，這與張鵬等[19]對芒果的研究結(jié)果類似。果實(shí)單果質(zhì)量小、果皮薄，相應(yīng)可溶性固形物、Vc、固酸比含量高，這與果實(shí)品質(zhì)相關(guān)性分析結(jié)果一致，也與黃日升等[21]對琯溪蜜柚果實(shí)的研究相符。由此說明，只有合理施肥，果實(shí)才能優(yōu)質(zhì)，高量或低量施磷導(dǎo)致果實(shí)大、果皮厚、酸度高、VC含量低，其生理機(jī)制仍待深入探究。

綜上所述，磷肥減量35%能顯著降低單果質(zhì)量、果皮厚度，增加果實(shí)產(chǎn)量、固酸比等指標(biāo)；磷肥減量35%并配施鋅肥具有顯著增產(chǎn)和提升果實(shí)內(nèi)外在品質(zhì)的效果，綜合品質(zhì)得分最高，即磷肥(P2O5)0.85 kg/(plant·a)、2次噴施0.2%鋅肥(ZnSO4·7H2O)40 g/(plant·a)。