摘要:為探究不同施肥配比對錐栗產(chǎn)量及果實品質(zhì)的影響,以‘早香栗’盛產(chǎn)期大樹為研究對象,選用復合肥(A)、尿素(B)、過磷酸鈣(C)、硫酸鉀(D)4種肥料,分別設置1.00 kg A(T1)、1.50 kg A(T2)、2.00 kg A(T3)、1.00 kg A+1.00 kg B(T4)、1.00 kg A+1.00 kg C(T5)、1.00 kg A+1.00 kg D(T6)、1.25 kg B+2.50 kg C+0.75 kg D(T7)、2.00 kg B+4.00 kg C+1.10 kg D(T8)共8種施肥組合,以不施肥作對照(CK),在浙江省慶元縣錐栗園區(qū)開展施肥試驗,并對施肥前后錐栗園區(qū)的土壤理化性質(zhì)、樹體生長、產(chǎn)量及果實品質(zhì)性狀進行測定和統(tǒng)計分析,綜合評選出最佳施肥組合。結果表明,施肥處理能明顯改善土壤板結現(xiàn)象,提升土壤理化性質(zhì)的綜合水平;8種施肥處理下土壤孔隙度為58.98%~65.31%,土壤含水率較CK提升21.73%~83.77%,且土壤有機質(zhì)、水解氮、有效磷、速效鉀含量均高于CK。施肥處理錐栗樹體的生長及果實產(chǎn)量明顯高于CK,其中,T4和T6處理的胸徑較CK 分別提高20.41% 和24.49%;T8、T4 和T6 處理的單株產(chǎn)量較CK 提升效果尤為顯著,分別提高107.21%、76.52%和71.65%。施肥處理果實的淀粉、可溶性糖、鉀及鈣含量明顯高于CK,其中,T6處理果實的淀粉含量較CK提高5.57%;T8處理的可溶性糖含量較CK提高47.09%;T7、T4和T6處理的鉀含量較CK分別提高46.81%、49.13%和44.10%;T8和T7處理的鈣含量較CK分別提高50.29%和22.13%。采用隸屬函數(shù)值法計算不同施肥處理的錐栗產(chǎn)量及果實品質(zhì)的綜合得分,結果表明,T4(1.00 kg 復合肥+1.00 kg 尿素)和T6(1.00 kg復合肥+1.00 kg硫酸鉀)處理對錐栗產(chǎn)量及果實品質(zhì)的提升效果較好,綜合表現(xiàn)優(yōu)良。以上研究結果為錐栗科學施肥和高效生產(chǎn)提供了參考。
關鍵詞:錐栗;施肥處理;產(chǎn)量;品質(zhì);綜合評價doi:10.13304/j.nykjdb.2024.0641
中圖分類號:S664.2 文獻標志碼:A 文章編號:1008‐0864(2025)02‐0228‐10
錐栗[Castanea henryi (Skan) Rehder amp; E. H.Wilson]是我國特有的木本糧食樹種,分布于秦嶺、淮河以南地區(qū),集中栽培于浙南閩北地區(qū)[1]。其堅果呈圓錐形,美觀且富有光澤,種仁香甜可口、營養(yǎng)豐富,具有較高的食用價值和保健功效[1-3]。目前,我國錐栗人工栽培面積約8萬 hm2,年產(chǎn)量僅7.5萬 t,與國內(nèi)外市場需求相差甚遠[4]。同時,在錐栗生產(chǎn)過程中,因栽培管理技術落后甚至長期缺乏管理,錐栗主產(chǎn)區(qū)普遍存在樹體衰老、產(chǎn)量低下、果實品質(zhì)參差不齊等現(xiàn)象。近年來,隨著錐栗鮮果及加工產(chǎn)品的市場需求逐漸增大,低產(chǎn)、低質(zhì)已成為制約錐栗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素之一[5‐6]。
施肥能為林木的生長發(fā)育提供必需的營養(yǎng)元素,如氮、磷、鉀等,可在一定程度上促進根系發(fā)育,提高光合作用效率,促進樹體生長[7]。此外,科學合理施肥還能提高植株抗逆性,使其在逆境條件下保持正常生長[8]。潘彥麗等[9]研究發(fā)現(xiàn),施用5 g·株-1尿素、7 g·株-1過磷酸鈣和2.5 g·株-1硫酸鉀對麗江云杉幼苗生長(苗高、冠幅等)的促進效果最好。Zhang等[10]采用正交試驗設計,研究不同氮、磷、鉀配比對藍莓果實產(chǎn)量和品質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn),氮、磷和鉀肥對果實產(chǎn)量和品質(zhì)的影響不同,其中鉀肥是最重要的因子,施鉀肥可顯著提高藍莓產(chǎn)量和果實品質(zhì)。而關于錐栗生產(chǎn)適宜施肥方案的研究較少,因此,本研究采用復合肥、尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀4種肥料,設置8種施肥處理,以不施肥作為對照,研究不同施肥處理對錐栗產(chǎn)量及果實品質(zhì)的影響,旨在為增加錐栗單位面積產(chǎn)量、提高果實品質(zhì)及錐栗合理施肥和高效生產(chǎn)提供參考。
1 材料與方法
1.1 試驗地概況和試驗材料
試驗地位于浙江省慶元縣屏都街道洋背村錐栗園區(qū),屬于亞熱帶季風氣候,年均降雨量1 760 mm,年均氣溫17.4 ℃,海拔350 m。土壤為黃壤土,肥力較差;土壤容重1.25~1.30 g·cm?3,水解氮含量71.00~78.20 mg·kg?1,有效磷含量1.96~2.52 mg·kg?1,速效鉀含量38.90~47.40 mg·kg?1。錐栗嫁接苗種植于2006 年春季,栽植密度4 m×4 m,主栽品種為浙江省審定良種‘早香栗’,來源于慶元縣錐栗實生群體選擇的優(yōu)株無性系,成熟期為8月下旬至9月上旬,為特早熟品種,具有豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良等特性。配置少量授粉樹品種。田間管理條件一般,土壤板結,透氣性和保水能力較差。
1.2 試驗方法
結合錐栗林地土壤現(xiàn)狀和樹體生長發(fā)育情況,選用復合肥(N-P2O5-K2O=14-16-15,總養(yǎng)分≥45.0%)、尿素(含氮≥46.3%)、過磷酸鈣(有效磷≥12.0%)和硫酸鉀(K2O≥50.0%)4種肥料,設置8種施肥處理,如表1所示,開展施肥試驗,以不施肥作為對照(CK),共計9個處理。采用隨機區(qū)組試驗,每處理3次重復,每重復0.10 hm2 錐栗成林。施肥時輔以挖寬0.50~1.00 m、深30 cm以上的環(huán)形溝進行松土,施肥后及時澆水。
1.2.1 土壤理化性質(zhì)的測定 土壤取樣。采用“S”形取樣,每處理選取5個樣方,3次重復。試驗開展前設置好取樣位置,釘立木樁作為標記;采用長30 cm、直徑4.5 cm 的圓柱形不銹鋼管進行取樣。每個樣方分別采集地面水平線以下0—30和30—60 cm 土樣。取樣后立即稱量土壤濕重,然后分別裝入塑料袋并做好標記。取樣時間分別為施肥前和試驗開展的第4年冬季。
土壤理化指標測定。土樣采集后帶回實驗室烘干至恒重后稱量土壤干重;根據(jù)土樣濕重、干重和體積測算土壤含水率和土壤容重;采用比重瓶法測定土壤比重;分別參照LY/T 1237—1999[11]、LY/T 1228—2015[12]、LY/T 1232—2015[13]、LY/T1234—2015[14]、LY/T 1245—1999[15]、LY/T 1245—1999[15]及LY /T 1239—1999[16]測定土壤有機質(zhì)、水解氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂含量及土壤pH。
1.2.2 錐栗樹體生長結果性狀的測定 于每年8—9月對不同處理的錐栗樹體生長、結果性狀及產(chǎn)量進行測定。每處理選取15株生長發(fā)育一致、無病蟲害的錐栗大樹,3次重復;樹體生長、結果性狀及產(chǎn)量等均以單株為測量單位,每處理取45株樹的平均數(shù)。
1.2.3 錐栗果實表型及營養(yǎng)品質(zhì)指標測定 于試驗第4年9—10月測定錐栗果實的表型及營養(yǎng)品質(zhì)指標,每處理隨機選取5~10株生長發(fā)育一致、無病蟲害的錐栗大樹,從樹體中上部的四周采集30~50個飽滿、無病蟲害的成熟栗苞,帶回實驗室進行表型和營養(yǎng)品質(zhì)指標測定。采用電子秤稱量栗苞總重和單果重,并計算出籽率、出仁率和堅果含水率;采用蒽酮比色法測定淀粉和可溶性糖含量;分別參照GB 5009.5—2010[17]、GB/T 5009.87—2003[18]、GB/T 5009.91—2003[19]、GB/T 5009.268—2016[20]、GB/T 5009.90—2003[21] 及GB/T 8314—2013[22]測定蛋白質(zhì)、磷、鉀、鈣、鎂及氨基酸總量。
1.3 數(shù)據(jù)分析
采用Excel 2020 對原始數(shù)據(jù)進行錄入和整理,利用SPSS 26軟件對數(shù)據(jù)進行描述性分析和多重比較(Duncan 法);采用Origin 2021 pro軟件對數(shù)據(jù)進行相關性分析,并繪制相關性熱圖;利用隸屬函數(shù)值法計算產(chǎn)量性狀和果實品質(zhì)性狀的標準值,計算合計值并排序。
2 結果與分析
2.1 不同處理對土壤理化性質(zhì)的影響
對施肥前和施肥處理開展第4年的林地土壤理化性質(zhì)、養(yǎng)分含量進行測定,結果如表2所示。施肥前,林地土壤容重為1.25~1.30 g·cm?3,土壤板結嚴重,透氣性及保水、保濕能力較差,且土壤養(yǎng)分含量不均衡,僅水解氮含量尚處于正常值范圍,而有效磷和速效鉀含量偏低,不利于錐栗坐果和果實發(fā)育,從而影響其產(chǎn)量和品質(zhì)。
經(jīng)過連續(xù)4年的施肥試驗,8種施肥處理的土壤含水率、土壤孔隙度、養(yǎng)分含量較施肥前和對照均有不同程度地提高,而土壤容重有不同程度的降低(表2)。在0—30 cm土層,土壤含水率除T1、T5 和CK 處理外,其他處理的土壤含水率均在20% 以上,其中T6處理最高,T4處理次之;土壤容重除T7 和CK 處理外,其他處理均降至1.10 g·cm?3及以下,其中T3、T6和T8處理的土壤容重均低于1.00 g·cm?3;而8 個施肥處理的土壤孔隙度均高于施肥前和CK,其中T8和T5處理分別達到63.22% 和64.88%,說明連續(xù)施肥明顯改善了錐栗林地土壤板結現(xiàn)象,且土壤透氣性顯著增強。8個處理的土壤有機質(zhì)、水解氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣和交換性鎂含量均高于CK,其中T2和T5處理的有機質(zhì)含量最高,分別達27.80和28.80 g·kg?1; T1、T2、T4、T5和T8處理的水解氮含量較高,均達到100 mg·kg?1以上; T3處理的有效磷含量最高,達356.00 mg·kg-1, T8 處理次之,為264.00 mg·kg?1,T5 和T7 處理也較高,均大于200.00 mg·kg?1; T3和T6處理的速效鉀含量較高,均達到180.00 mg·kg?1以上,T1和T8處理次之,均在150.00 mg·kg?1以上。從土壤元素含量來看,8個施肥處理土壤氮、磷、鉀的凈含量以及比例較施肥前和CK均有所改善,其中T3、T5、T7、T8處理土壤的磷、氮比值較高,均達到2.3以上;T1、T3、T6和T8處理的鉀、氮比值較高,均在1.5以上;磷、鉀含量及比例的提高對于錐栗坐果和產(chǎn)量的提升有著重要的影響。
2.2 不同處理對錐栗生長及產(chǎn)量的影響
不同處理下錐栗的生長及產(chǎn)量如表3所示。與CK相比,8種施肥處理均能增加樹高和單株產(chǎn)量,分別提高4.01%~24.49%、19.82%~107.01%,其中T6、T4和T7處理的樹高較CK顯著提升,分別提高24.49%、20.41%、20.41%;T8、T4、T6、T5、T7處理的單株產(chǎn)量較CK分別顯著提高107.21%、76.52%、71.65%、56.71%、46.95%。8 種施肥處理對胸徑的影響存在差異,其中T1處理較CK顯著提升。9個處理的空苞率為7.90%~11.90%,其中T8處理的空苞率較CK顯著降低21.00%。綜上,不同施肥處理對錐栗的生長和產(chǎn)量有一定影響,其中,T4、T6、T7 處理有利于提升錐栗的生長性狀,T4、T8處理可顯著增加錐栗單株產(chǎn)量。
2.3 不同處理對錐栗果實表型及品質(zhì)的影響
由表4可知,8個施肥處理的栗苞總重、單果重均大于CK,分別提高11.62%~31.12%、15.73%~28.09% ;其中T1、T3和T6處理的栗苞總重顯著高于CK;T1、T6 和T8 處理的單果重顯著高于CK。出籽率的變幅為34.80%~39.10%,其中T8處理的出籽率最高,其次為T7、T4、CK、T2、T6處理,均在37.00%以上。出仁率的變幅為83.80%~86.70%,8 個施肥處理的出仁率均大于CK,其中以T2 和T8處理最高,分別為86.70% 和86.50%。堅果含水率的變幅為44.40%~47.80%,其中T3處理顯著高于T7處理,但與CK差別不顯著。 T5和T6處理的淀粉含量較高,均在75.00%以上,較CK顯著提升。T8處理的可溶性糖含量最高,達9.59%,顯著高于其他處理。蛋白質(zhì)含量的變幅為8.39%~9.16%,其中T7處理最高,CK最低。鉀含量在不同處理間具有顯著差異,且8個施肥處理的鉀含量均高于CK,從高到低依次為T4、T7、T6、T3、T8、T1、T5、T2、CK。鈣含量在不同處理間具有顯著差異,其中T7和T8處理顯著高于CK。
2.4 土壤理化性質(zhì)與錐栗產(chǎn)量、果實表型及品質(zhì)的相關性
利用9項土壤理化指標與錐栗產(chǎn)量、果實表型及品質(zhì)性狀共10 項指標進行相關性分析,結果如圖1所示。除土壤容重(S2)外,其他8項土壤指標與錐栗產(chǎn)量、果實表型及品質(zhì)性狀中的多數(shù)指標呈正相關。其中,土壤含水率(S1)與錐栗10 項指標均呈正相關,且與單株產(chǎn)量(C1)、單果重(C2)和堅果鉀含量(C9)呈顯著正相關;土壤孔隙度(S3)與有機質(zhì)(S4)、單株產(chǎn)量(C1)和淀粉含量(C6)呈顯著正相關;土壤速效鉀(S7)與單果重(C2)、堅果鉀含量(C9)呈極顯著正相關。綜上表明,土壤理化性質(zhì)的改善與錐栗產(chǎn)量、堅果品質(zhì)的提升具有很好的一致性,即施肥對錐栗產(chǎn)量、果實品質(zhì)的提升效果顯著。
2.5 不同施肥處理的綜合評價
為了更科學、全面地評價不同施肥處理對錐栗產(chǎn)量及果實品質(zhì)的影響,通過隸屬函數(shù)值法計算8個施肥處理下錐栗產(chǎn)量與果實品質(zhì)共10個指標的綜合值并進行排序,結果如表5和表6所示。在錐栗產(chǎn)量性狀中,排名從高到低依次為T8、T4、T6、T2、T5、T7、T3、T1、CK,表明施肥能促進錐栗生長,其中多施氮肥能提高錐栗產(chǎn)量。在錐栗果實品質(zhì)性狀中,排名從高到低依次為T8、T7、T5、T6、T4、T2、T3、T1、CK。綜上表明,施肥不僅能促進錐栗生長,還能提升錐栗果實品質(zhì),其中多施鉀肥、磷肥對果實品質(zhì)的影響較大。
3 討論
錐栗一般生長在山地、丘陵地帶,土壤較貧瘠,有機質(zhì)含量較低;而施肥可以提升林地土壤的養(yǎng)分含量,從而增強土壤的供肥能力。鄧家欣等[23]研究發(fā)現(xiàn),適量施用化肥、有機肥和木霉生物有機肥能提高土壤肥力,改善土壤微生物環(huán)境。陳偉祥等[24]對不同立地條件的板栗進行施肥發(fā)現(xiàn),施用有機肥和化肥后,土壤理化性質(zhì)(有機質(zhì)、速效磷、速效鉀和水解性氮含量)均有所改善。鄭宏兵等[25]對土壤肥力與板栗品質(zhì)進行分析發(fā)現(xiàn),土壤速效磷含量與板栗果實淀粉含量呈正相關,表明土壤理化性質(zhì)對板栗品質(zhì)存在一定影響。在本研究中,林地土壤含水率、土壤孔隙度與錐栗單株產(chǎn)量呈顯著正相關;土壤孔隙度與果實淀粉含量呈極顯著正相關;有效磷含量與錐栗果實品質(zhì)也呈正相關。8種施肥處理下除土壤容重外各土壤理化性質(zhì)較CK均有不同程度的提高;錐栗林地的土壤含水率、土壤孔隙度、有機質(zhì)含量等均較施肥前和CK顯著提高;土板結現(xiàn)象得到明顯改善,土壤透氣性顯著增強;施肥在改善土壤理化性質(zhì)的同時還會對錐栗果實品質(zhì)產(chǎn)生一定影響。
科學合理施肥對樹體生長發(fā)育和產(chǎn)量具有正向作用。本研究發(fā)現(xiàn),T8、T7處理對錐栗樹體胸徑的提升效果顯著,表明施用復合肥和鉀肥能促進錐栗枝條增粗生長,其中多元配施氮、磷、鉀肥有助于錐栗樹體生長;T4、T6和T8處理的單株產(chǎn)量較CK顯著提高,其中T8和T4處理對錐栗樹體生長(樹高、胸徑)的促進作用不顯著,而T6處理對錐栗樹體的生長有明顯促進作用,這可能是由于在7月施用硫酸鉀,既能滿足樹體生殖生長所需的養(yǎng)分,又能在一定程度上促進營養(yǎng)生長,補施鉀肥能促進樹體生長,促進光合作用,加速光合產(chǎn)物的運輸,在一定程度上能促進結果,達到增產(chǎn)效果,與徐鳳蘭等[26]的研究結果相似,即在養(yǎng)分充足條件下,樹體優(yōu)先滿足生殖生長所需養(yǎng)分,這在一定程度上會對樹體的營養(yǎng)生長有所抑制。
淀粉、可溶性糖、蛋白、鉀、鈣含量是衡量錐栗果實品質(zhì)的重要指標[27]。本研究表明,T1處理果實的可溶性糖和鈣含量顯著高于CK,分別提高47.09%和50.29%;T5、T6處理果實的淀粉含量顯著高于CK,分別提高5.63%、5.57%;T7處理的蛋白含量最高,較CK顯著提高9.18%;T4處理的鉀含量最高,較CK顯著提高49.13%。由此可見,合理施用氮磷鉀肥可提高果樹及果實中的營養(yǎng)成分,包括淀粉、可溶性糖等,從而改善果實品質(zhì)。王小龍等[28]研究發(fā)現(xiàn),合理施肥對赤霞珠果實產(chǎn)量和酚類物質(zhì)含量的提升有促進作用。張麗敏等[29]研究發(fā)現(xiàn),氮磷鉀與有機肥配施、高量氮磷鉀與高量有機肥配施組合對百香果營養(yǎng)物質(zhì)的積累效果顯著。劉維等[30]發(fā)現(xiàn),水肥一體化 40 cm 深施能提高芒果的產(chǎn)量和果實品質(zhì),從而提高經(jīng)濟效益。
不同施肥處理對錐栗產(chǎn)量、果實品質(zhì)的影響不同,以錐栗產(chǎn)量和果實品質(zhì)為目標性狀,利用隸屬函數(shù)進行綜合分析,能夠更全面地了解錐栗各指標的特征及意義,獲得客觀的評價結果。張倩等[31]利用隸屬函數(shù)值法對不同施肥處理下胡蘿卜的品質(zhì)性狀進行綜合分析,評選出N2P2K2(N∶P2O5∶K2O=60∶82∶75)處理的綜合品質(zhì)最優(yōu)。陳慧等[32]對桑樹幼苗的葉片品質(zhì)進行綜合分析,最終評選出生物炭配施基肥(豬糞堆肥和化肥)時添加木炭對桑樹幼苗葉片品質(zhì)的提升效果最好。本研究利用隸屬函數(shù)值法對錐栗產(chǎn)量與果實品質(zhì)相關性狀進行綜合分析,結果表明,T4、T6、T8處理下錐栗的產(chǎn)量明顯提升;T4、T6、T7、T8處理下錐栗果實的品質(zhì)表現(xiàn)良好,其中,T4、T6和T8處理的綜合表現(xiàn)均佳。T8處理雖綜合排名靠前,但其投入成本較高,不適合應用于生產(chǎn)實踐,因此T4和T6處理的綜合表現(xiàn)突出,其產(chǎn)量性狀的綜合值在0.6以上,果實品質(zhì)性狀的綜合值在0.4以上,綜合品質(zhì)良好,可用于錐栗生產(chǎn),為錐栗高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供保障。
本研究對錐栗良種‘早香栗’進行不同施肥處理,并對不同處理下的錐栗產(chǎn)量及果實品質(zhì)進行測定,結合隸屬函數(shù)值法進行綜合分析。通過連續(xù)4年的施肥試驗,8種施肥處理中,T4、T5、T6、T7、T8處理對于改善土壤透氣性和保水能力、增加有機質(zhì)含量、優(yōu)化土壤氮磷鉀比例以及提高錐栗產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)有著較為顯著的作用,其中T4、T6處理的單株產(chǎn)量較對照分別提升76.52%、71.65%,果實鉀含量較對照組分別提高49.13%和44.10%,效果顯著,可進一步通過多區(qū)域試驗研究進行驗證,為今后開展錐栗科學施肥示范以及低產(chǎn)低效林改造提升提供理論依據(jù)和實踐指導。
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