施用鎂硼鋅肥對(duì)香蕉生長(zhǎng)及果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

黃平明 張英俊 莫海港 謝如林 劉潔云 牟海飛* 田青蘭 黃偉華 吳艷艷

（1.廣西科學(xué)院生物研究所，廣西 南寧530000；2.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所，廣西 南寧530007；3.南寧市西鄉(xiāng)塘區(qū)壇洛鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，廣西南寧530041；4.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，廣西南寧530007）

香蕉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，深受消費(fèi)者的喜愛(ài)，其產(chǎn)量和貿(mào)易量在全球水果中居于前列。[1]廣西是我國(guó)香蕉的重要產(chǎn)區(qū)之一，其南部的氣候適宜種植香蕉，每年9月至11月在我國(guó)市場(chǎng)銷售的香蕉主要由廣西產(chǎn)區(qū)提供。香蕉作為重要的熱帶經(jīng)濟(jì)作物，其生長(zhǎng)速度非常快，生物生長(zhǎng)量大，需要吸收大量的營(yíng)養(yǎng)元素。[2，3]香蕉生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素有17種，其中鎂是中量元素，鋅、硼是微量元素。鎂、硼和鋅是葉綠素、酶、維生素、激素等的重要組成部分，直接或間接地參與作物機(jī)體的代謝過(guò)程，對(duì)于提高作物產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì)、增加植株抗逆性等具有促進(jìn)作用。[4,5]因此探究施用鎂、硼、鋅肥對(duì)香蕉植株生長(zhǎng)及果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響具有指導(dǎo)意義。

作物從土壤中吸收養(yǎng)分，吸收量受到香蕉品種、施肥管理、土壤和氣候條件等的影響。[6]據(jù)測(cè)算，生產(chǎn)1t香蕉果實(shí)，香蕉植株需要吸收2.0～4.0kg的MgO、10～20g的B和15～30g的Zn。[7]徐培智等[8]報(bào)道在氮磷鉀肥的基礎(chǔ)上施用鎂肥比不施鎂肥增產(chǎn)12.2%，適量配施鎂肥不僅可提高果實(shí)產(chǎn)量，而且還可以改善果實(shí)品質(zhì)。鐘爽等[9]報(bào)道隨著連作年限的增加，蕉園土壤有效B和有效Zn都出現(xiàn)了不同程度的虧缺，導(dǎo)致土壤對(duì)硼和鋅的供應(yīng)不足，會(huì)影響香蕉的生長(zhǎng)。由于廣西蕉園土壤中鎂、硼、鋅的含量偏低[10]，若種植者不重視鎂、硼、鋅肥的施用，可能會(huì)出現(xiàn)鎂、硼、鋅的缺乏。因此，本研究采用田間試驗(yàn)方法，對(duì)香蕉施用鎂、硼和鋅肥進(jìn)行試驗(yàn)研究，連續(xù)三年進(jìn)行田間觀測(cè)。研究結(jié)果有助于了解施用鎂、硼、鋅肥對(duì)香蕉植株生長(zhǎng)及果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的效果，從而可以幫助香蕉種植戶制定更合理的施肥計(jì)劃，提高種植香蕉的效益。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地的基本情況

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在廣西崇左市馱盧鎮(zhèn)，試驗(yàn)地的土壤為赤紅壤，土壤質(zhì)地為黏壤土。試驗(yàn)前茬作物為甘蔗，試驗(yàn)前取0～30cm的土壤樣品進(jìn)行分析，供試土壤的肥力性狀見(jiàn)表1。

表1 供試土壤的肥力性狀

試驗(yàn)地的香蕉于2018年1月21日定植，香蕉按行距×株距=250cm×200cm種植，每667m2種植133株，種植后搭小拱棚覆蓋薄膜保護(hù)讓香蕉苗安全渡過(guò)低溫期。香蕉品種為“廣西1號(hào)”。第一造香蕉于2018年10月5日至12月11日收獲，2019年和2020年為宿根蕉，是在2018年試驗(yàn)的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行的第二造和第三造的觀測(cè)，第二造于2019年9月3日至11月8日收獲，第三造于2020年9月6日至11月15日收獲。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，分別為：①NPK（常規(guī)施肥），②NPKMg（在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上增施鎂肥），③NPKB（在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上增施硼肥），④NPKZn（在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上增施鋅肥），⑤NPKMgBZn（在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上同時(shí)增施鎂肥、硼肥和鋅肥）。各處理設(shè)3次重復(fù)，小區(qū)面積為50m2，每小區(qū)種植香蕉10株，小區(qū)按隨機(jī)區(qū)組排列。所有處理的NPK的施肥量及施用方法都相同，2018年的NPK的施肥量為：N 60kg/667m2、P2O535kg/667m2、K2O 100kg/667m2。2019年和2020年的施肥量均為N 35kg/667m2、P2O520kg/667m2、K2O 60kg/667m2。所使用的肥料品種為硝基復(fù)合肥（15-15-15，13-6-21）、水溶性復(fù)合肥（15-5-30）、氯化鉀和尿素。硝基復(fù)合肥分3次撒施于香蕉種植溝中，施肥后蓋土，水溶性復(fù)合肥分4次溶解于水中通過(guò)滴灌的方式施用。

中微量元素肥料于香蕉種植后的第一年（2018年）施用，第二年（2019年）和第三年（2020年）的宿根蕉不施用中微量元素肥料。所施用的鎂肥為七水硫酸鎂，施用量為40kg/667m2；硼肥為硼砂，施用量為0.8kg/667m2；鋅肥為一水硫酸鋅，施用量為1.2kg/667m2。中微量元素肥料于2018年4月施用，施用時(shí)把小區(qū)所需的肥料溶解于100L的水中，然后把肥料溶液均勻淋施于種植溝的土壤表面，肥料隨水滲入種植溝的土壤中。

1.3 數(shù)據(jù)收集、樣品采集和分析測(cè)定

在香蕉果實(shí)成熟期調(diào)查香蕉株高、莖圍、每穗梳數(shù)、每穗果指數(shù)、每穗果實(shí)重、斷蕾日期等指標(biāo)，所有指標(biāo)均調(diào)查或測(cè)定各個(gè)小區(qū)的每一株香蕉的數(shù)據(jù)，并測(cè)定和記錄每一株香蕉的果實(shí)重量。依據(jù)每一株香蕉的果實(shí)重量和果指數(shù)量計(jì)算得到單果重，依據(jù)每一株香蕉的果實(shí)重量和種植密度計(jì)算得到單位面積產(chǎn)量。

每小區(qū)隨機(jī)采2穗香蕉進(jìn)行果指長(zhǎng)和果指粗的調(diào)查，香蕉果實(shí)催熟后采果實(shí)樣品進(jìn)行品質(zhì)的測(cè)定。維生素C含量采用2，6二氯酚靛酚鈉染色法測(cè)定[12]；可溶性糖含量采用蒽酮法測(cè)定[13]；還原糖用3，5二硝基水楊酸法測(cè)定[13]；可食率為果肉占果實(shí)重量的百分比，通過(guò)測(cè)定果實(shí)和果肉的重量來(lái)獲得。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)方法

運(yùn)用Microsoft office/Excel 2007軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)，方差分析采用SPSS19.0軟件分析，不同處理間采用Duncan’s多重比較法檢驗(yàn)其差異的顯著性。

2 結(jié)果和分析

2.1 香蕉的生物性狀及產(chǎn)量性狀

施用鎂、硼、鋅肥比不施（對(duì)照處理）能不同程度地促進(jìn)香蕉的生長(zhǎng)，改善香蕉的生物學(xué)性狀，株高、莖周都有所增加（表2），這些性狀的改善有利于香蕉獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。施用鎂肥對(duì)香蕉生長(zhǎng)的促進(jìn)作用較大，2018年、2019年和2020年香蕉的株高分別增加5.37%、5.88%和3.91%，莖周分別增加3.58%、3.31%和2.54%。施用硼肥對(duì)香蕉生長(zhǎng)也有促進(jìn)作用，2018年、2019年和2020年香蕉的株高分別增加3.72%、2.94%和0.39%，莖周分別增加0.49%、1.20%和1.43%。施用鋅肥對(duì)香蕉生長(zhǎng)的促進(jìn)作用較小。在施用氮磷鉀肥的基礎(chǔ)上同時(shí)配合施用鎂、硼、鋅肥對(duì)香蕉生長(zhǎng)的促進(jìn)作用最大，2018年、2019年和2020年香蕉的株高分別增加6.20%、6.25%和5.08%，莖周分別增加4.39%、5.11%和2.86%。同時(shí)配合施用鎂、硼、鋅肥，會(huì)使香蕉的抽蕾提前，2018年、2019年和2020年的平均抽蕾日期分別提前了10天、8天和10天，因此有利于香蕉果實(shí)提早收獲。

表2 施用鎂、硼、鋅肥對(duì)香蕉生物性狀的影響

施用鎂、硼、鋅肥亦能明顯改善香蕉的產(chǎn)量性狀，單株果指數(shù)、果指長(zhǎng)和果指粗都有所增加，特別是單果重增加幅度較大（表3）。在鎂、硼和鋅三種元素中，單施鎂肥的作用最明顯，單株果指數(shù)、果指長(zhǎng)、果指粗和單果重3年平均增加2.77%、5.31%、3.26%和6.10%。單施硼肥的效果是逐年增加的，2018年、2019年和2020年香蕉的平均單果重分別增加了0.58%、3.18%和6.17%。單施鋅肥亦能改善香蕉的產(chǎn)量性狀，主要作用是增加果指的長(zhǎng)度和單果重，3年平均果指長(zhǎng)和單果重分別增加4.18%和3.84%。在施用氮磷鉀肥的基礎(chǔ)上同時(shí)配合施用鎂、硼、鋅肥對(duì)香蕉的產(chǎn)量性狀的改善效果最大，單株果指數(shù)、果指長(zhǎng)、果指粗和單果重3年平均增加3.17%、6.59%、3.93%和8.07%。

表3 施用鎂、硼、鋅肥對(duì)香蕉產(chǎn)量性狀的影響

2.2 香蕉果實(shí)的產(chǎn)量

從圖1表明，在施用氮磷鉀肥的基礎(chǔ)上同時(shí)配施鎂、硼、鋅肥不僅能夠顯著提高當(dāng)季香蕉的產(chǎn)量，而且對(duì)后續(xù)的宿根香蕉也有較好的增產(chǎn)效果，2018年、2019年和2020年的增產(chǎn)率分別達(dá)到11.08%、11.74%和12.00%，均達(dá)到0.05的顯著水平，平均增產(chǎn)率為11.61%，其效果均好于單施鎂肥、單施硼肥和單施鋅肥。在三種中微量元素肥料中，不同種類的中微量元素增產(chǎn)效果有一定差異，其中單施鎂肥的增產(chǎn)效果最好，2018年、2019年和2020年的增產(chǎn)率分別達(dá)到9.13%、11.02%和7.00%，平均增產(chǎn)率為9.05%，其中2018年和2019年的增產(chǎn)效果達(dá)到了0.05的顯著水平。單施硼肥和單施鋅肥的增產(chǎn)效果均逐年提高，其中2020年單施硼肥的增產(chǎn)率為9.01%，達(dá)到了0.05的顯著水平。

圖1 施用鎂、硼、鋅肥對(duì)香蕉果實(shí)產(chǎn)量的影響

2.3 香蕉果實(shí)的品質(zhì)

在施用氮磷鉀肥的基礎(chǔ)上同時(shí)配施鎂、硼、鋅肥能夠改善香蕉果實(shí)的品質(zhì)，果實(shí)中的維生素C、可溶性糖和還原糖含量平均分別提高了13.4%、5.4%和8.8%（表4）。單施中微量元素對(duì)香蕉不同品質(zhì)指標(biāo)的作用效果不同，單施鎂肥果實(shí)中的維生素C、可溶性糖和還原糖含量3年平均分別提高了16.5%、4.6%和8.27%，單施硼肥果實(shí)中的維生素C、可溶性糖和還原糖含量3年平均分別提高了13.4%、3.9%和8.2%，單施鋅肥果實(shí)中的維生素C、可溶性糖和還原糖含量3年平均分別提高了7.9%、0.2%和3.6%。單獨(dú)施用鎂、硼、鋅肥和三者同時(shí)配合使用對(duì)香蕉果實(shí)的可食率沒(méi)有影響。總體來(lái)說(shuō)同時(shí)配合施用鎂、硼、鋅肥比單獨(dú)施用其中的一種肥料更能改善香蕉果實(shí)的品質(zhì)。

表4 施用鎂、硼、鋅肥對(duì)香蕉果實(shí)品質(zhì)的影響

3 討論

施用鎂、硼、鋅肥對(duì)作物生產(chǎn)的作用效果在總體上具有積極意義，但元素種類不同其作用效果有所差異，一方面可能受到試驗(yàn)土壤條件的影響，另一方面還可能與施用濃度、施用量等有關(guān)。與常規(guī)施用氮磷鉀肥相比，增施鎂肥能促進(jìn)香蕉植株的生長(zhǎng)，香蕉的株高和莖周都有所增加。本次試驗(yàn)的土壤交換性鎂含量?jī)H為0.21cmol/kg，處于缺乏水平，與廣西大多數(shù)香蕉園土壤鎂的含量基本一致。[14，15]鎂是葉綠素的組成元素，也是很多酶的活化劑，能提高香蕉葉片的光合作用，在土壤含鎂水平很低的情況下，增施鎂肥能促進(jìn)香蕉植株對(duì)鎂的吸收，促進(jìn)作物體內(nèi)重要的生理生化過(guò)程和碳水化合物的運(yùn)輸，有利于養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和干物質(zhì)積累，對(duì)提高香蕉果實(shí)產(chǎn)量和改善果實(shí)品質(zhì)具有促進(jìn)作用。[16]徐培智等[8]報(bào)道在氮磷鉀肥的基礎(chǔ)上施用鎂肥比不施鎂肥增產(chǎn)12.2%，適量配施鎂肥不僅可以提高果實(shí)產(chǎn)量，而且還可以改善果實(shí)品質(zhì)，與本次試驗(yàn)的結(jié)果是一致的。

與常規(guī)施用氮磷鉀肥相比，增施硼肥、鋅肥亦能夠顯著促進(jìn)香蕉植株的生長(zhǎng)。一方面是因?yàn)楸敬卧囼?yàn)土壤的有效硼和有效鋅含量處于缺乏水平[14]，另一方面香蕉的需肥量大，施用硼肥和鋅肥可以為香蕉植株生長(zhǎng)提供所需要的硼和鋅。根據(jù)“最小養(yǎng)分定律”原理，作物生長(zhǎng)受相對(duì)含量最少的養(yǎng)分所支配。有研究表明，近年來(lái)隨著大量元素肥料的施用量急劇增加，土壤中被帶走的硼和鋅等微量元素沒(méi)有得到及時(shí)補(bǔ)充，因此逐漸成為了提高作物產(chǎn)量的限制因子。[16]硼和鋅參與蛋白質(zhì)的合成、促進(jìn)光合產(chǎn)物的運(yùn)輸，進(jìn)而影響植株生長(zhǎng)指標(biāo)和果實(shí)的形成和發(fā)育，從而直接影響作物產(chǎn)量。[17]鐘爽等[9]報(bào)道隨著連作年限的增加，蕉園土壤有效B和有效Zn都出現(xiàn)了不同程度的虧缺，導(dǎo)致土壤對(duì)硼和鋅的供應(yīng)不足，會(huì)影響香蕉的生長(zhǎng)，這些研究結(jié)果與本次試驗(yàn)結(jié)果一致。此外，有研究表明，硼和鋅的施用要在大量元素肥料的基礎(chǔ)上才能發(fā)揮肥效，并促進(jìn)對(duì)氮磷鉀等養(yǎng)分的吸收[16,18]，目前在香蕉生產(chǎn)中存在著過(guò)量施肥以追求高產(chǎn)的現(xiàn)象，氮磷鉀等養(yǎng)分的供應(yīng)充足[19]，會(huì)從一定程度上增加香蕉對(duì)硼和鋅等微量元素的需求。

施用鎂、硼、鋅肥能夠改善香蕉品質(zhì)，主要表現(xiàn)在提高果實(shí)中的可溶性糖、維生素C和還原糖的含量。在成熟期果實(shí)中的糖分以葡萄糖和果糖等還原糖為主，這兩種糖是由光合轉(zhuǎn)運(yùn)產(chǎn)物蔗糖轉(zhuǎn)運(yùn)到果實(shí)中代謝轉(zhuǎn)變而成，這一系列過(guò)程涉及光合作用和多種酶，是香蕉果實(shí)品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)。[20]維生素C又稱抗壞血酸，既是氧化劑，也是光合作用、細(xì)胞分裂和生長(zhǎng)代謝過(guò)程中的輔酶，其合成與代謝需要多種酶的參與。[21]施用鎂、硼、鋅肥能大幅提高維生素C和還原糖含量，不僅提高了香蕉果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而且還能改善果實(shí)的口感和風(fēng)味，這對(duì)提高香蕉果實(shí)的市場(chǎng)價(jià)值具有促進(jìn)意義。

4 結(jié)論

施用鎂、硼、鋅肥通過(guò)促進(jìn)香蕉植株的生長(zhǎng)，增加香蕉的果指數(shù)、果指長(zhǎng)和果指粗，提高香蕉果實(shí)的單果重，從而顯著提高香蕉的產(chǎn)量，并且提高果實(shí)的可溶性糖、還原糖和維生素C含量，改善果實(shí)的品質(zhì)。在施用氮磷鉀肥的基礎(chǔ)上，同時(shí)配合施用鎂、硼和鋅肥比單獨(dú)施用鎂肥、硼肥和鋅肥的效果更好。施用鎂、硼和鋅肥不僅對(duì)當(dāng)季香蕉有效，而且對(duì)后續(xù)的宿根蕉也有較好的效果。因此，在施用氮磷鉀肥的基礎(chǔ)上，同時(shí)配合施用鎂、硼、鋅肥對(duì)于香蕉的增產(chǎn)、提質(zhì)和增效具有重要意義。