施用不同類(lèi)型黃腐酸對(duì)塔里木盆地密植駿棗產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

孟阿靜邵華偉唐 蕾王新勇祁 通

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所,烏魯木齊 830091)

新疆塔里木盆地降雨少,氣候干燥,光照充足,是新疆紅棗潛在適生區(qū)[1]。近年來(lái),新疆紅棗種植面積和產(chǎn)量不斷增長(zhǎng),2017 年種植面積47.625×104hm2,位居全國(guó)前列[2]。紅棗產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為新疆南疆地區(qū)農(nóng)村的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),也成為南疆農(nóng)民脫貧致富重要產(chǎn)業(yè)。根據(jù)筆者課題組在塔里木盆地調(diào)研發(fā)現(xiàn),紅棗生長(zhǎng)嚴(yán)重缺乏有機(jī)肥,種植紅棗的土壤長(zhǎng)期得不到有機(jī)肥的補(bǔ)給,使紅棗的產(chǎn)量和品質(zhì)受到不利影響。從目前塔里木盆地的資源分析,沒(méi)有條件大規(guī)模地施用有機(jī)肥。同時(shí),有機(jī)肥是緩效肥料,施進(jìn)土壤的有機(jī)肥,當(dāng)季被作物吸收的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)(主要是水溶有效碳)有限,而液態(tài)有機(jī)碳肥彌補(bǔ)了有機(jī)肥缺陷和應(yīng)用領(lǐng)域局限,黃腐酸在有機(jī)肥效中體現(xiàn)的是碳肥特點(diǎn)[3]。

黃腐酸從來(lái)源上可分為礦源黃腐酸和生化黃腐酸,其中礦源黃腐酸是腐殖酸類(lèi)分子量較小的高分子有機(jī)化合物,含有多種活性官能團(tuán),能溶于水、酸、堿、乙醇和丙醇,易被植物吸收,具有較強(qiáng)的生物活性[4]。張振桴等[5]認(rèn)為,礦源黃腐酸是腐殖質(zhì)物質(zhì)的一個(gè)組份,具有水溶和酸溶性質(zhì),它是由分子量不同的化合物組成的一種混合物,其基本結(jié)構(gòu)是以芳核為骨架的、帶有酚羥基、醇羥基、醌基等的多羧酸。生化黃腐酸是從微生物發(fā)酵后的植物廢料中提取的,組成較復(fù)雜,除了芳香族羥基羧酸外,還有一定數(shù)量的水溶性碳水化合物、氨基酸、蛋白質(zhì)、糖酸類(lèi)物質(zhì),常見(jiàn)的主要有秸稈源、糖蜜源等。黃腐酸肥料抗絮凝性好,肥料的p H 波動(dòng)相對(duì)較小,肥效快,主要用于葉面噴施或滴灌施肥[6]。黃腐酸在農(nóng)業(yè)方面的作用主要有改良土壤,增進(jìn)肥效,刺激植物生長(zhǎng),增加植物抗逆性,改善植物的品質(zhì)[7]。

中國(guó)自60年代以來(lái)開(kāi)展了腐殖酸類(lèi)的研究工作,諸涵素等[8]研究發(fā)現(xiàn)黃腐酸拌種在溫度較低的情況下,能促進(jìn)小麥種子發(fā)芽、使分蘗提前出現(xiàn)、促進(jìn)小麥根系生長(zhǎng)。陳榮峰等[9]從1983 年起,把易被植物吸收的小分子黃腐酸(FA)和幾種微量元素反應(yīng)制成多種化學(xué)藥劑,研制出多效增糖靈(FIG)。通過(guò)示范試驗(yàn)表明,使用增糖靈對(duì)葡萄果實(shí)增糖具有顯著效果,并可提高葡萄的產(chǎn)量。竇森等[10]將黃腐酸(FA)首次引入復(fù)合型種衣劑并研究了不同F(xiàn)A 用量與復(fù)合種衣劑其他成分的配方及生產(chǎn)工藝,同時(shí)對(duì)制備的6個(gè)劑型的FA 復(fù)合種衣劑的產(chǎn)品性狀進(jìn)行了測(cè)定。沈玉龍等[11]研制了生物技術(shù)黃腐酸微肥。程學(xué)剛等[12]研究了在尿素硝銨溶液中添加腐植酸和黃腐酸2種增效劑的作用效果。常曉春等[13]研究了黃腐酸和懸浮種衣劑混配效果。陳臻等[14]認(rèn)為黃腐酸能顯著提高蘋(píng)果樹(shù)體內(nèi)相關(guān)防御酶系的活性,很大程度上提高了植物的免疫力,即增強(qiáng)了蘋(píng)果樹(shù)的抗病性,趙滿(mǎn)興等[15]研究發(fā)現(xiàn)化肥減量配施腐殖酸肥或生物有機(jī)肥處理均顯著提高棗樹(shù)的單株產(chǎn)量,顯著增加了維生素C、蛋白質(zhì)、黃酮、還原糖和總可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。黃腐酸類(lèi)物質(zhì)目前已應(yīng)用玉米[16]、棉花[17]、馬鈴薯[18]、番茄[19]等作物中。進(jìn)入21世紀(jì)后,國(guó)內(nèi)外大力開(kāi)發(fā)了多種類(lèi)型的有機(jī)水溶性葉面肥產(chǎn)品。目前,已有腐植酸類(lèi)、氨基酸類(lèi)等2 000多種有機(jī)水溶性葉面肥產(chǎn)品進(jìn)入了市場(chǎng)[20]。目前,有關(guān)黃腐酸的產(chǎn)品種類(lèi)多樣,效果不一,為驗(yàn)證不同類(lèi)型黃腐酸產(chǎn)品的效果,幫助農(nóng)民科學(xué)選用黃腐酸類(lèi)產(chǎn)品,本研究選用4種黃腐酸產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn),以阿克蘇溫宿縣666 7 hm2生態(tài)園的紅棗為研究對(duì)象,試驗(yàn)共設(shè)置6個(gè)處理,研究不同類(lèi)型黃腐酸對(duì)紅棗產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,為在紅棗上應(yīng)用黃腐酸類(lèi)新型肥料提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地情況

試驗(yàn)于2018年3月-11月在阿克蘇溫宿縣十萬(wàn)畝生態(tài)園內(nèi)進(jìn)行,該區(qū)域?qū)儆诘湫偷拇箨懶詺夂?晝夜溫差大,年均氣溫10.10 ℃,年均降水量65.4 mm,年均無(wú)霜期185 d。土壤為沙壤土,石礫多,土壤瘠薄,保水能力差,有機(jī)質(zhì)僅6.83 g/kg,p H 8.08,速效氮17.2 mg/kg,速效磷18.6 mg/kg,速效鉀63 mg/kg。

1.2 供試材料

供試紅棗品種為‘駿優(yōu)1 號(hào)’,株距1 m×3 m,樹(shù)齡:10 a,棗園為滴灌密植駿棗園。

供試肥料:礦源黃腐殖酸原料由新疆匯通旱地龍有限責(zé)任公司提供,黃腐酸含量≥200 g/L;秸稈源黃腐酸原料由山東泉林嘉有肥料有限公司提供,黃腐酸含量≥400 g/L;糖蜜源黃腐酸由廣西丹寶利公司提供,黃腐酸含量≥400 g/L。礦源黃腐酸、秸稈源黃腐酸、糖蜜源黃腐酸產(chǎn)品中均含氧化鉀,其含量為60～65 g/L,黃腐酸磷酸二氫鉀復(fù)合肥由新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所研發(fā)生產(chǎn),其中黃腐酸≥100 g/L,NPK≥400 g/L。尿素、磷酸一銨、硫酸鉀于農(nóng)資市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi),其中尿素N≥46.4%,磷酸一銨中P2O5≥61%,N≥12%;硫酸鉀中K2O≥54%。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置6個(gè)處理,各小區(qū)處理面積150 m2。包括空白不施肥處理(CK)、大田常規(guī)施肥處理(CF)、礦物黃腐酸+70%常規(guī)施肥處理(FA+70%CF)、秸稈源黃腐酸+70%常規(guī)施肥(BFA+70%CF)、糖蜜源黃腐酸+70%常規(guī)施肥(HFA+70%CF)、黃腐酸磷酸二氫鉀水處理(TFS)。其中TFS一種含黃腐酸和N、P、K 的復(fù)合肥,全生育期施用量中純養(yǎng)分用量為其他黃腐酸處理的70%,在設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí),為了驗(yàn)證該產(chǎn)品(TFS)對(duì)紅棗產(chǎn)量與品質(zhì)的影響,將TFS作為處理之一與FA+70%CF、BFA+70%CF、HFA+70%CF 進(jìn)行對(duì)比。各處理具體施肥量見(jiàn)表1。全生育期滴灌13 次,總灌水量510 m3,施肥6次,施肥總量和施肥處理見(jiàn)表1,其他農(nóng)事操作同當(dāng)?shù)亟y(tǒng)一管理:4月2日-4月10日,修剪、整枝工作。5月10日-6月5日,3次抹芽;2次噴施除草劑;6月18日-7月20日,噴灑保花保果藥劑5次(每周1次);10月15日-20日,旋耕除草1次;11月1日-10日,收獲。

表1 不同施肥處理肥料用量Table 1 Fertilizer dosage under different treatments kg/hm2

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

產(chǎn)量測(cè)定:在11月初果實(shí)成熟時(shí)進(jìn)行采收測(cè)產(chǎn),在處理區(qū)隨機(jī)選取5株棗樹(shù),每株棗果全部采收后稱(chēng)量,取平均值,再折合成每公頃產(chǎn)量。

性狀及品質(zhì)測(cè)定:采收后每處理隨機(jī)選取棗果40顆保存于4℃冰箱,進(jìn)行紅棗性狀及品質(zhì)測(cè)定,用游標(biāo)卡尺測(cè)定橫徑和縱徑,果型指數(shù)為縱徑與橫徑之比,鮮果質(zhì)量采用千分之一分析天平測(cè)定,制干率采用質(zhì)量法測(cè)定,可溶性糖含量測(cè)定用蒽酮比色法,可溶性蛋白質(zhì)測(cè)定用考馬斯亮藍(lán)染色法,維生素C 采用2%草酸浸提,0.001 mol/L 2,6-二氯酚靛滴定[21]。果實(shí)滴定酸含量測(cè)定用酸堿滴定法測(cè)定[22]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用單因素方差分析檢驗(yàn)不同處理水平的差異性,采用Duncan’s法進(jìn)行多重比較;顯著性水平P＜0.05,表示差異顯著。數(shù)據(jù)采用Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,用SPASS 22.0進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類(lèi)型黃腐酸對(duì)紅棗產(chǎn)量的影響

鮮果質(zhì)量是衡量產(chǎn)量的重要指標(biāo)。由圖1可知,各黃腐酸處理單果質(zhì)量均優(yōu)于常規(guī)施肥和不施肥處理,不同類(lèi)型黃腐酸處理與常規(guī)施肥相比,單果質(zhì)量增幅為3.5%～4.5%,差異不顯著。各處理與CK 相比,單果質(zhì)量增幅為6.7% ～11.2%,除常規(guī)施肥外,其余處理與CK 相比,單果質(zhì)量差異顯著(P＜0.05)。

圖1 不同施肥處理下鮮果質(zhì)量Fig.1 Fresh fruit mass under differentfertilization treatments

6個(gè)處理紅棗產(chǎn)量表現(xiàn)為T(mén)FS處理最高(圖2),其次為FA+70%CF 處理,兩個(gè)處理產(chǎn)量分別為6 811.35 kg/hm2和6 469.8 kg//hm2,與常規(guī)施肥相比增產(chǎn)幅度分別達(dá)35.6%、34.9%,差異顯著(P＜0.05)。BFA+70%CF、HFA+70%CF處理產(chǎn)量均高于CF,增幅分別為27.8%、20.9%,差異顯著(P＜0.05)。由以上可知,施用不同類(lèi)型黃腐酸處理,均能增加紅棗單果質(zhì)量,紅棗產(chǎn)量亦顯著增加,其中施用黃腐酸磷酸二氫鉀復(fù)合肥(TFS),單果質(zhì)量、產(chǎn)量表現(xiàn)最優(yōu)。本試驗(yàn)條件下,黃腐酸對(duì)提高單果質(zhì)量有顯著影響,從而直接影響紅棗產(chǎn)量。

圖2 不用施肥處理下駿棗產(chǎn)量Fig.2 Yield of Ziziphus jujuba Mill under different fertilization treatments

2.2 不同施肥處理對(duì)紅棗果實(shí)性狀及品質(zhì)的影響

由表2可看出,各處理與不施肥相比,駿棗的維生素C 含量、可溶性糖含量、糖酸比和可溶性蛋白質(zhì)含量均有不同程度的提升,說(shuō)明施肥有益于提升駿棗內(nèi)在品質(zhì),其中TFS處理與不施肥處理相比,維生素C 含量、可溶性糖含量、糖酸比和可溶性蛋白質(zhì)含量分別增加10.3%、16.2%、63.8%和43.8%,均達(dá)到顯著性差異(P＜0.05)。不同類(lèi)型黃腐酸處理與常規(guī)施肥CF+70%CF相比,其維生素C、可溶性糖含量、糖酸比和可溶性蛋白質(zhì)含量均高于常規(guī)施肥。

表2 不同施肥處理駿棗干果內(nèi)在品質(zhì)Table 2 Internal quality of Ziziphus jujuba Mill under different fertilization treatments

維生素C是駿棗重要的品質(zhì)指標(biāo),對(duì)作物抵抗干旱等具有重要作用。施用礦源黃腐酸FA+70%CF 處理維生素C 含量最高,顯著高于常規(guī)施肥,增幅95.4%(P＜0.05),與秸稈源黃腐酸BFA+70%CF、糖蜜原黃腐酸HFA+70%CF和黃腐酸磷酸二氫鉀復(fù)合肥TFS 相比,顯著增加34.2%、50.5%和36.4%。各類(lèi)型黃腐酸處理下的可溶性糖含量均優(yōu)于常規(guī)施肥,除TFS處理顯著優(yōu)于CF,增幅15.5%,其余處理與CF 相比差異不顯著。

糖酸比是鑒定駿棗品質(zhì)的重要指標(biāo),直接影響果實(shí)風(fēng)味。糖酸比由大到小排序?yàn)?TFS＞FA+70% CF ＞HFA +70% CF ＞BFA +70%CF＞CF＞CK。其中TFS、FA+70%CF、HFA+70%CF 處理與CF 相比,分別增加53.1%、28.8%、23.7%,差異顯著(P＜0.05)。

可溶性蛋白質(zhì)是關(guān)鍵的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),同時(shí)是重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),不同類(lèi)型黃腐酸處理蛋白質(zhì)含量均優(yōu)于常規(guī)施肥,FA+70%CF 處理與CF相比差異不顯著,其余BFA+70%CF、HFA+70%CF和TFS 處理均顯著優(yōu)于CF 處理,增幅分別為66.9%、60%和49.9%。

綜上所述,不同類(lèi)型的黃腐酸處理下,駿棗內(nèi)在品質(zhì)均有不同程度的提升,其中全程施用黃腐酸磷酸二氫鉀復(fù)合肥處理駿棗品質(zhì)表現(xiàn)最優(yōu)。

紅棗橫徑、縱徑的大小直接影響果實(shí)大小和質(zhì)量。由表3可以看出,不同類(lèi)型黃腐酸處理紅棗橫徑、縱徑均優(yōu)于常規(guī)施肥和不施肥處理,縱徑增幅為2.9%～7.1%,橫徑增幅差異較小為5.2%～6.0%,其中HFA+70%CF 處理縱徑大小顯著優(yōu)于常規(guī)施肥,增幅為3.4%(P＜0.05),其余各黃腐酸處理縱橫徑優(yōu)于常規(guī)施肥,但未達(dá)到顯著性差異,各黃腐酸處理間差異亦不顯著。各處理果型指數(shù)無(wú)顯著差異。

表3 不同施肥處理駿棗果實(shí)性狀Table 3 Character of Ziziphus jujuba Mill under different fertilization treatments

各黃腐酸處理的紅棗制干率均高于常規(guī)施肥,其中FA+70%CF、TFS、BFA+70%CF處理紅棗制干率顯著高于CF 處理(P＜0.05),增幅分別為9.9%、9.6%、8.5%。綜上所述,各黃腐酸處理下,紅棗果徑、單果質(zhì)量、制干率均優(yōu)于常規(guī)施肥和不施肥處理。紅棗制干率與可溶性糖和可溶性蛋白有直接關(guān)系,可溶性糖和可溶性蛋白含量越高,表明干物質(zhì)含量積累越多,本試驗(yàn)中,TFS處理與不施肥處理相比,可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量顯著提升,因此制干率高。

2.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)濟(jì)效益分析結(jié)果表明,不同黃腐酸處理下紅棗收入均顯著高于常規(guī)施肥處理(P＜0.05),增幅為20.8%～35.7%,其中施用黃腐酸磷酸二氫鉀復(fù)合肥(TFS)處理收入最高,較CF 增收達(dá)35.8%,礦源黃腐酸FA+70%CF 處理次之,增幅達(dá)35%,TFS和FA+70%CF兩處理紅棗總收入差異較小,為0.6%,兩處理下紅棗收入均顯著高于其他處理(P＜0.05);紅棗凈收入由高到低依次為T(mén)FS＞FA+70%CF＞BFA+70%CF＞HFA+70%CF＞CF,這與總收入趨勢(shì)一致,各處理紅棗凈收入均顯著高于CF處理,增收較CF高出1.08～1.54倍。產(chǎn)投比是衡量收益的具體指標(biāo),其值越大說(shuō)明經(jīng)濟(jì)效益越大,由表4可知施用不同黃腐酸處理產(chǎn)投比均顯著高于常規(guī)施肥CF處理,其中TFS和FA+70%CF處理表現(xiàn)最優(yōu)。

表4 不同施肥處理的紅棗經(jīng)濟(jì)效益分析Table 4 Economic benefit analysis of Ziziphus jujuba Mill under different fertilization treatments

3 討論

從試驗(yàn)結(jié)果看,無(wú)論是單果質(zhì)量,還是平均產(chǎn)量,施用不同類(lèi)型的黃腐酸處理均高于常規(guī)施肥處理,而施用黃腐酸磷酸二氫鉀復(fù)合肥,效果表現(xiàn)最優(yōu)。張麗麗等[23]在中、堿性土壤上進(jìn)行黃腐酸配施磷肥試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)秸稈源黃腐酸可有效提高磷肥利用率,促進(jìn)番茄果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)提升。李靜等[24]研究表明施用礦源黃腐酸可以顯著增加番茄產(chǎn)量。說(shuō)明不同黃腐酸類(lèi)產(chǎn)品可有效促進(jìn)紅棗生長(zhǎng),增加紅棗產(chǎn)量。這與文獻(xiàn)[3,11,15]的研究結(jié)論也是一致的。

本試驗(yàn)結(jié)果表明,施用不同類(lèi)型的黃腐酸,駿棗的維生素C 含量、可溶性糖含量、糖酸比和可溶性蛋白質(zhì)含量均有不同程度提升。朱會(huì)調(diào)等[25]研究發(fā)現(xiàn)不同用量黃腐酸處理葡萄可溶性固形物、固酸比、維生素含量均有不同程度的提高。何流等[26]研究發(fā)現(xiàn),在蘋(píng)果膨大期施用秸稈源黃腐酸水溶肥,蘋(píng)果單果質(zhì)量、可溶性固形物、固酸比顯著增加。劉增照等[27]研究發(fā)現(xiàn),腐殖酸能提高果實(shí)可溶性糖、維生素C 與干物質(zhì)含量,增大糖酸比,改善果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與口感品質(zhì)。陳臻等[14]研究表明,黃腐酸能顯著提高蘋(píng)果樹(shù)體內(nèi)相關(guān)防御酶系的活性,增強(qiáng)蘋(píng)果樹(shù)的抗病性,從而提高蘋(píng)果品質(zhì)。這與本研究結(jié)果表現(xiàn)一致,說(shuō)明黃腐酸在提高品質(zhì)方面效果顯著。從理論分析看,紅棗品質(zhì)提升可能與黃腐酸可以提高細(xì)胞膜通透性,增強(qiáng)糖轉(zhuǎn)化酶以及一些與脂肪、蛋白質(zhì)等合成相關(guān)酶的活性[28],并且提高植物的免疫力、減少病害和提高殺菌、抗菌力有關(guān)。有關(guān)黃腐酸施用可提高紅棗品質(zhì)還需做進(jìn)一步的試驗(yàn)及綜合分析。

本試驗(yàn)所用黃腐酸磷酸二氫鉀復(fù)合肥,既是液態(tài)有機(jī)碳肥,又復(fù)合氮磷鉀大量元素,與黃腐酸配施化肥相比,具有高效、營(yíng)養(yǎng)全、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。紅棗產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)可能與黃腐酸磷酸二氫鉀復(fù)合肥能提高土壤中的碳的吸收與利用有關(guān)。植物中的碳元素主要來(lái)源于空氣中的CO2,還有部分來(lái)源于土壤中的水溶性有機(jī)碳。土壤有機(jī)碳是土壤的肥力核心[29]。正如朱昌雄等[3]研究所述,液態(tài)有機(jī)碳肥能有效提高土壤中N、P、K 等礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的利用率。唐曉樂(lè)等[30]研究發(fā)現(xiàn),黃腐酸能增加土壤有機(jī)質(zhì)和溶解性有機(jī)碳的含量。因此,含黃腐酸、全營(yíng)養(yǎng)的水溶肥產(chǎn)品可作為未來(lái)新型肥料選擇的重要方向。

4 結(jié)論

施用不同類(lèi)型黃腐酸,紅棗單果質(zhì)量、產(chǎn)量均高于常規(guī)施肥,其中施用黃腐酸磷酸二氫鉀復(fù)合肥紅棗產(chǎn)量最優(yōu),與常規(guī)施肥相比產(chǎn)量增加35.6%(P＜0.05)。

不同黃腐酸處理的維生素C、可溶性糖含量、糖酸比和可溶性蛋白質(zhì)含量均高于常規(guī)施肥。TFS處理可溶性糖和糖酸比顯著優(yōu)于CF,增幅分別為15.5%和53.1%。各處理紅棗果型指數(shù)無(wú)明顯差異,制干率均高于常規(guī)施肥。

不同黃腐酸處理下紅棗收入均顯著高于常規(guī)施肥(P＜0.05),增幅為20.8%～35.7%,產(chǎn)投比均顯著高于CF處理(P＜0.05)。

綜上所述,推薦施用黃腐酸磷酸二氫鉀復(fù)合肥,施用量為1 500 kg/hm2。