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减氮施肥结合修剪处理对百香果结果蔓生长及单株产量与品质的影响

花匠小妙招
2024-11-05 08:39

0. 引言

【研究意义】百香果（Passiflora edulis Sims.）属于西番莲科（Passifloraceae ）西番莲属（Passiflora L.）多年生藤本热带亚热带水果，其花蕾随新稍萌发生长而分化形成[1]，使百香果生长枝条形成了结果蔓，而百香果结果蔓发育健壮程度会影响到次级蔓枝条生长发育[2]，其中一、二级蔓作为主要结果枝蔓，在产量构成中占主导地位[3]。在百香果植株进入花期需提高磷钾肥比例的同时需适当增加氮肥施用量[4]，以保障植株生长、开花结果时所需氮、磷、钾肥的供应。但在生产过程中，盲目追求结果蔓枝条量而导致过度施用氮元素等化肥 [5]，打破了营养生长与生殖生长产生平衡[6]，同时易造成空气、土壤和水体污染等问题[7-9]，影响了百香果生长及产量与品质，制约了百香果产业的发展。采用合理施肥及栽培措施，培养出健壮的百香果结果枝蔓成为百香果生长发育和提高产量与品质的重要环节。【前人研究进展】目前关于果树如猕猴桃[10]、柑橘[11]、柠檬[12]等栽培中采用合理施肥措施促进产量增加的研究主要集中在有机无机肥合理配施，减少化肥施用量[13]方面；在百香果栽培中关于提高产量与品质方面也已有研究，如徐智等[14]研究发现采用西番莲果渣有机肥可促进西番莲生长发育，提高果汁维生素C、降低有机酸总量以及显著提高产量；张丽敏等[4]通过不同施肥量处理，比较百香果产量及营养成分，研究结果发现，施肥能促进百香果生长，且增施高氮磷钾和配施高量有机肥能提高百香果产量和品质；而采用修剪方法也可得到健壮结果枝条，促进提早开花结果，主要是结果枝条通过修剪可去除顶端优势[15]，促使侧芽快速萌发生长[16]，茎增粗[17]，适度修剪还能促进乙烯产生，增加成花率[18]；吴斌等[19]对百香果实生苗植株修剪研究发现，通过多级修剪可促使百香果提前开花着果，采收期也相应提前，并对果实品质及单株产量无影响。【本研究切入点】前人在增加产量与提高品质的方面研究，主要是通过选择肥料类型和增加施肥量等措施，从而实现增产效果，但通过减少氮肥施用量和修剪组合措施处理促进百香果植株生长、增加产量和提高品质方面鲜见报道。【拟解决的关键问题】2021–2022年，在百香果大田采用单级结果蔓栽培模式[20]，采用减施氮肥结合不同强度修剪措施进行组合处理，研究百香果结果蔓生长、开花和结果及单株产量与果实品质等相关农艺性状指标，探讨氮肥施用量和修剪最佳组合栽培管理模式，为合理使用氮肥提供重要参考价值，同时为高产高效栽培技术提供理论支撑。

1. 材料与方法

1.1 试验点概况

本试验选取福建省龙岩市小池镇兴贵村（25。8'11" N，116。51'58.32"E）作为试验点。小池镇境内四面环山，形成小盆地气候，全镇平均海拔560 m，属于亚热带季风气候，年平均气温18.9 ℃，积温可达5618 ℃，年降水量为1689 mm；2021、2022年试验点 3–9月份平均最高温度分别为25.29～35.67 ℃和25.12～35.25 ℃，平均最低温度分别为15.19～24.56 ℃和14.51～23.30 ℃，月降雨量大于100 mm以上月份分别为2021年5月份、7月份、8月份和2022年6月份、8月份；土壤水分蒸发量均高于1500 mm，百香果生产需采用“膜下滴灌”方式进行人工补水，环境因素较适宜百香果生长。

1.2 土壤理化性质

试验种植地为潴育水稻土，土种为黄底乌泥田，试验前一年种植水稻，测定土壤理化性质所需土壤样品为水稻收获后自然状态下，且在土壤翻耕前进行取样测定相关指标，取样、测定方法为在试验小区内按“S”形走向多点采样法，采集0～30 cm深度的土壤样品，土壤理化性质参考鲍士旦[21]土壤农化分析法进行测定。土壤容重参考NY/T 1121.4—2006《土壤检测第4部分：土壤容重的测定》测定[22]，田间持水量采用环刀法（威尔科克斯法）[23]测定，土壤有机质含量采用重铬酸钾容量法测定[21]，碱解氮含量采用碱解扩散法测定[21]，有效磷含量采用氟化铵—盐酸浸提钼锑抗比色法测定[21]，速效钾含量采用光焰光度法测定[21]。试验田块0～30 cm土壤层理化性质为：土壤容重1.25 g·cm−3，田间持水量75.5%，土壤有机质含量30.56 g·kg−1，破解氮140.81 mg·kg−1，有效磷117.98 mg·kg−1，有效钾125.43 mg·kg−1。

1.3 试验材料

本试验于2021—2022年度选取当地普遍栽种百香果品种台农1号扦插苗为供试材料，均于每年3月25日定植于种植畦中央（畦高0.30 m，宽1.20 m，沟宽0.80 m），定植穴距离滴灌管约0.15 m处，左右间隔定植，定植苗高度约为0.80 m，种植密度为15000 株·hm−2，棚架高2.00 m，采用单结果蔓栽培方式，结果蔓生长至棚架后沿水平向左右邻畦方向间隔牵引，并继续生长约2.00 m后进行摘心打顶，生长期间剪除所有侧芽，摘除植株0.80 m以下花蕾，当最后一个果实采收后，即分别于2021年9月10日和2022年9月15日结束试验。

试验所用的氮磷钾肥施用量为参考2019–2020年度邻近高产田块生产上施用量（为100%施用量），氮肥为（以纯氮为46%的尿素计算）240 kg·hm−2，氮磷钾肥按质量比N∶P2O5∶K=2∶1∶1.5施用，其中氮肥全部作为追肥，在定植后每间隔7 d进行追肥，每次氮肥施用量为16 kg·hm−2，共分15次将氮肥全部随滴灌补水施入土壤中，磷钾肥作基肥在定植前随土壤翻耕起畦一次性施入。试验期间按正常栽培生产管理。

1.4 试验设计

采用大田生产试验，设置3种氮肥施用量处理（100%施用量为240 kg·hm−2、80%施用量，192 kg·hm−2；60%施用量，144 kg·hm−2）和3种修剪强度处理（不修剪、轻修剪和强修剪），共组合成9种处理：100%氮施用量和不修剪（T1，CK）、100%氮施用量和轻修剪（T2）、100%氮施用量和强修剪（T3）、80%氮施用量和不修剪（T4）、80%氮施用量和轻修剪（T5）、80%氮施用量和强修剪（T6）、60%氮施用量和不修剪（T7）、60%氮施用量和轻修剪（T8）、60%氮施用量和强修剪（T9），其中定植苗强修剪为在离地面0.40 m处修剪，即剪除植株高度的50%，轻修剪为在未完全展开叶位置修剪（即摘心打顶处理）。每个处理设置3个重复试验小区，每个小区面积为50 m2，每个小区共有75株百香果，每个小区随机选取20 株百香果植株作为标记观察对象。

1.5 测定指标及方法

测定百香果结果蔓生长、成花、结果和坐果及产量与品质相关指标，当百香果植株最后一个果采收完成后，标记观察对象每株植株，用游标卡尺测得插穗萌发枝条基部0.01 m处的茎粗，统计出叶片的长宽均大于0.10 m的叶片为有效叶片数，用卷尺测量出植株离地面0.80 m以上节间长度，计算每株平均节间长度；生长期间，观察记载每株植株的花蕾数、开花数、坐果数和结果数，计算成花率和坐果率；果实成熟采收（果实表面果色全部转为紫红色即采收）后用电子天平称单果重量，统计每株中大果比率（单果重≥60 g为中大果）和单株产量，并测出百香果可溶性固形物、总糖含量、总酸含量和糖酸比值。百香果品质相关指标测定参考张丽敏等[4]研究中品质测定方法，可溶性固形物测定参考NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的测定》折射仪法[24]；总糖测定参考GB 5009.8—2016《食品安全国家标准食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》滴定法[25]；总酸测定参考及GB/T 12456—2021《食品安全国家标准食品中总酸的测定》滴定法[26]；糖酸比值为总糖与总酸的比值。

1.6 数据处理

试验数据采用Excel 2007进行原始数据输入、整理，用SPSS17.0软件对数据进行方差显著性分析和相关性分析，将数据标准化处理后，进行主成分分析。

2. 结果与分析

2.1 减施氮肥结合修剪处理对百香果结果蔓生长、开花及结果等相关指标的影响

由表1可知，与T1（CK）相比，T2–T6处理均可增加植株茎粗，T7–T9处理植株茎粗均出现不同程度的降低；T2–T9处理有效叶片数均不同程度增加，且增加幅度为0.17%～32.07%； T2–T9处理均降低了平均节间长度，降低幅度为4.13%～44.12%。除了T4处理茎粗和T7处理有效叶片数2个指标与T1（CK）相比无显著差异外，其余处理茎粗、有效叶片数和平均节间长度均与T1（CK）显著差异；其中T6处理植株茎粗、有效叶片数均比T1（CK）分别显著增加了32.83%和32.07%，处于较高水平，且平均节间长度显著减少了19.04%。

表 1 不同处理对百香果结果蔓生长、开花和结果指标的影响

Table 1. Effects of treatments on growth, flowering, and fruiting indices of passion fruits

处理
Treatment茎粗
Stem diameter
/mm有效叶片数
Productive leaves/叶
平均节间长度
Mean panel
length/cm花蕾数
Flower buds
number/个开花数
Flowers number/朵
成花率
Rate of
flowering/%坐果数
Fruit setting
number/个坐果率
Fruit setting
rate/% T1（CK）10.70±0.615 d29.05±0.565 f12.83±0.558 a29.48±0.748 c26.23±0.647 c89.03±2.983 d20.65±0.659 e78.75±2.954 fT211.96±0.593 c32.27±0.899 c12.30±0.477 b30.83±0.693 a27.52±0.792 d89.28±3.129 d22.88±0.825 d83.22±3.564 dT314.06±0.540 a35.40±0.616 b11.36±0.447 c30.88±0.490 a28.23±0.851 c91.45±3.274 c25.03±0.486 c88.76±3.498 cT410.85±0.463 d32.27±0.710 c12.27±0.576 b30.87±0.536 a26.07±0.578 c84.46±1.754 e20.78±0.555 e79.76±2.406 efT512.18±0.545 b35.52±0.792 b11.21±0.494 c31.00±0.451 a28.72±0.691 b92.64±2.107 b26.60±1.464 b92.68±5.392 bT614.21±0.456 a38.37±0.823 a10.39±0.611 d30.98±0.596 a30.20±0.659 a97.50±2.563 a28.52±0.725 a94.45±2.416 aT78.77±0.480 f29.10±0.573 f9.30±0.570 d30.35±0.732 b19.58±0.619 f64.57±2.660 g15.80±0.605 g80.78±4.373 eT89.80±0.512 e31.27±0.634 e8.27±0.469 e30.48±0.813 b19.88±0.524 e65.27±2.360 g15.95±0.769 g80.27±4.272 eT910.70±0.486 d31.73±0.821 d7.17±0.520 f30.83±0.693 a21.88±0.524 d71.02±2.622 f17.92±0.696 f81.92±3.708 d 表中均为2021–2022年度指标平均值，同列数据后不同小写字母表示在5%水平上存在差异性显著（P<0.05)。下同。
Data are averaged indicators obtained from 2021 to 2022; those with different lowercase letters on same column indicate significant differences at 5% level. Same for the following.

从花蕾数、开花数及成花率来看，与T1（CK）相比，T2–T9处理下植株花蕾数均显著增加了1.71%～3.89%，其中T2–T6和T9处理下花蕾数均处于较高水平，且相互之间无显著差异；T2、T3、T5和T6处理下开花数均处于较高水平，其中T6处理下，开花数最多，T4处理开花数略低于T1（CK），但差异不显著，T7–T9处理下开花数均出现不同程度减少；T2、T3、T5和T6处理均能提高成花率，而T4、T7–T9处理降低了百香果成花率，且T2处理与T1（CK）相比差异不显著，其余处理下成花率均与T1（CK）相比存在显著差异，其中T6处理下成花率达到最大，为97.50%。

从坐果数和坐果率来看，T2–T6处理可增加植株坐果数，而T7–T9处理坐果数出现减少，同时T2–T9处理均可提高坐果率，与T1（CK）相比，除了T4处理坐果数和坐果率无显著差异外，其余处理下坐果数和坐果率均达到显著差异，其中T6处理下坐果数和坐果率均为最大，分别比T1（CK）增加了38.10%和19.93%。

由此可见，在施用80%氮肥量和强修剪处理（T6）可缩短百香果结果蔓平均节间长度，增加植株茎粗度、有效叶片数、花蕾数、坐果数，同时提高成花率和坐果率，使百香果植株生长、开花和结果效果达到最佳。

2.2 减氮肥施结合修剪处理对百香果单株产量及其构成因素的影响

由表2可知，与T1（CK）相比，T2–T6处理均能显著增加百香果单株产量，而T7–T9处理显著降低了百香果单株产量，且T5、T6处理的单株增产效果显著，其中T6处理的单株产量最高。从单株产量构成因素来看，与T1（CK）相比，减氮施肥结合修剪措施处理，单株结果数、平均单果重和中大果比率相关指标值表现出不同程度增幅或减幅，其中T2–T6处理均显著提高了单株结果数、平均单果重和中大果比率指标值，而T7–T9处理降低了各指标值。与T1（CK）相比，单株结果数、平均单果重和中大果比率在同一氮肥施用量水平下均随减修剪程度增加而增加，其中T6处理单株结果数、平均单果重和中大果比率3项指标值均达到最大，比T1（CK）分别增加了48.90%、15.29%和1.65%。由此可见，在施用80%氮肥量结合强修剪（T6）处理能使单株产量、单株结果数、平均单果重和中大果比率测得指标值均达到最大，增产效果显著。

表 2 不同处理对百香果单株产量及其构成相关指标的影响

Table 2. Effects of treatments on yield per plant and related indices of passion fruits

处理
Treatment单株产量
Yield per plant/kg单株结果数
Fruit number/个平均单果重
Weight of per fruit/g中大果比率
Medium fruit ratio/% T1（CK）1.38±0.044 e19.23±0.593 e71.78±0.481 e94.69±0.514 eT21.45±0.052 d20.15±0.685 d71.92±0.511 de94.94±0.469 dT31.70±0.046 c22.65±0.606 c75.07±0.466 c95.52±0.414 cT41.40±0.046 e19.40±0.616 e71.97±0.464 d95.01±0.538 dT51.93±0.064 b24.32±0.770 b79.36±0.514 b95.74±0.402 bT62.37±0.060 a28.63±0.712 a82.76±0.651 a96.25±0.574 aT70.95±0.039 h15.03±0.610 h63.43±0.419 h93.42±0.570 gT81.02±0.041 g15.58±0.619 g65.45±0.486 g93.52±0.469 gT91.17±0.050 f17.20±0.708 f67.94±0.521 f94.11±0.597 f2.3 减氮施肥结合修剪处理对百香果品质的影响

由表3可知，从百香果果实可溶性固形物含量来看，在同一氮肥施用量水平下，修剪能提高果实中可溶性固形物含量，其中，T3、T6处理下可溶性固形物含量均处于较高水平，两者差异不显著。从总糖、总酸及糖酸比值来看，在同一氮肥施用量水平下，修剪能提高果实中总糖含量，其中T6处理总糖含量为最大，且处于较高水平；T2—T9处理总酸含量和糖酸比值除了与T4处理、T1（CK）相比差异不显著外，其余处理下总酸含量均比T1（CK）显著减少了12.12%～28.90%，糖酸比值均比T1（CK）显著提高了5.06%～75.74%，其中T3、T6处理总糖含量和糖酸比值处于较高水平，两者差异不显著，T3、T6和T9处理总酸含量均处于较低水平，相互之间差异不显著。由此可见，减氮施肥结合修剪措施处理可显著增加果实品质中可溶性固形物含量、总糖含量和糖酸比值，同时降低了总酸含量；且在施用80%氮肥量和强修剪处理（T6）果实品质中可溶性固形物含量、总糖含量和糖酸比值处于较高水平，而总酸含量处于较低水平，果实品质最佳。

表 3 不同处理对百香果品质的影响

Table 3. Effects of treatments on quality of passion fruits

处理
Treatment可溶性固形物
Soluble solids/%总糖
Total sugar content/%总酸
Total acid content/%糖酸比
Sugar-acid ratio T1（CK）16.24±0.509 c7.68±0.244 d4.29±0.058 a1.79±0.024 eT216.76±0.571 b9.45±0.328 b3.77±0.115 b2.51±0.142 bT317.42±0.568 a9.66±0.030 a3.07±0.028 f3.15±0.031 aT416.00±0.460 d7.68±0.021 d4.33±0.062 a1.78±0.027 eT516.04±0.476 d8.72±0.394 c3.60±0.240 c2.50±0.187 bT617.29±0.589 a9.67±0.033 a3.08±0.026 f3.14±0.025 aT714.36±0.580 f6.17±0.031 g3.28±0.032 d1.88±0.023 cT814.53±0.486 f6.65±0.033 f3.18±0.031 e2.09±0.024 cT914.73±0.543 e6.90±0.028 e3.05±0.029 f2.26±0.024 c

3. 讨论

3.1 减氮施肥结合修剪处理对百香果结果蔓生长指标的影响

由于百香果花蕾随新稍萌发生长而分化形成[1]，导致结果蔓质量如茎粗、平均节间长度等指标成为产量和果实品质的首要条件[27-28]。本研究分析了两个年份中减施氮肥量和修剪处理百香果结果蔓生长主要指标显著性差异，与T1（CK）相比，T2–T6处理增加了植株茎粗，而T7–T9处理出现减少，T2–T9处理均能不同程度增加了有效叶片数，同时T2–T9处理均降低了平均节间长度，这与减氮施肥结合修剪措施打破了植株顶端优势[15]，同时减少了氮素供应有关。杨莉莉等[29]研究发现，高氮水平会导致苹果以枝条营养生长为主导；黄秋良等[30]研究发现，修剪能显著降低无患子新梢平均枝长，显著增加新梢平均茎粗。本研究在施用80%～100%氮肥量水平下，修剪处理可使结果蔓茎增粗，平均节间长度变短，有效叶片数相应增加，在施用60%氮肥量水平下，各指标值均比T1（CK）出现不同程度降低，且在同一氮肥施用量水平下，与不修剪处理相比，修剪对结果蔓茎粗、有效叶片数有促进作用，其中在施用80%氮肥量水平下，强修剪处理结果蔓茎粗和有效叶片数指标值达到最大，这可能是与植物受到减少氮肥施用和修剪共同逆境胁迫后产生应激补偿效应[31-32]有关，其调整了植物器官中各内源激素含量[33]，诱导腋芽萌发成健壮结果蔓以恢复植株生长，从而增加植株茎粗、有效叶片数，降低了平均节间长度，从而出现80%氮施肥量和修剪处理并未影响结果蔓的生长，反而有促进作用。因此80%氮肥施用量和强修剪措施处理对百香果结果蔓生长质量效果表现较佳。

3.2 减氮施肥结合修剪处理对百香果开花、结果的影响

减氮施肥和修剪处理会促进结果蔓开花结果，主要是与花和果实生长发育过程中碳水化合物和氮营养关系发生了变化[34]，植物中碳水化合物主要来源于叶片的光合作用，因此植株有效叶片数量多少与植株中可溶性糖、淀粉含量和浓度有密切关系[35]。刘洋荥等[36]研究发现，增施无机氮肥，可显著降低白桦幼苗中可溶性糖含量和累积量。而可溶性糖作为碳水化合物中主要成分之一，其含量对逆境胁迫下应激反应有积极作用[37]，且其在花发育过程中起重要作用[38]；莫亿伟等[39]研究发现，番荔枝采用修剪能使成花过程中成花基因FY和AP2的表达，促使营养成分向生殖生长转运，从而诱导成花。因此，减施氮肥和修剪可促使碳水化合物向生殖生长器官如花蕾运转与积累，当花蕾中可溶性糖含量、淀粉含量等碳营养物质累积一定量，促使花蕾发育并形成花朵盛开和坐果，从而提高成花率[33,40]和坐果率[41]。本研究中，2个试验年份中减氮施肥下不同程度修剪处理均能使结果蔓拥有较多的有效叶片数，有利于碳水化合物的积累，且均显著增加了花蕾数，在施用80%～100%氮肥条件下，修剪处理的开花数、坐果数和结果数比CK显著增加，并显著提高了成花率和坐果率，其中施用80%氮肥条件下，采用强修剪措施，开花、结果各指标均处于最高水平，这与修剪作为促花等常用措施之一[30,42]，平衡了植株营养生长与生殖生长的关系，促使碳水化合物向生殖生长器官如花蕾运转与积累，而在施用60%氮肥条件下，修剪处理的开花数、坐果数和结果数比CK出现不同程度减少，成花率相应降低，估计与开花结果器官中碳含量和氮含量及两者比例有关，而关于百香果开花结果器官中碳和氮含量以及比例值范围对成花率和坐果率影响还有待研究。因此80%氮肥施用量和强修剪措施对百香果开花、结果相关指标的影响效果最佳。

3.3 减氮施肥对修剪处理下百香果单株产量与品质的影响

合理施用氮肥会增加作物产量[43-44]。王日俊等[45]等通过文献整合分析方法，分析了施肥对桃树产量与品质的影响，发现施用适宜的氮磷钾肥可显著增加桃单果重和产量与品质；李双海等[42]对巨峰葡萄生长与果实品质进行研究，结果表明，修剪可削弱前期营养生长，可增加大果数量，提高大果占比，使果型较一致。陈木兰等[46]研究发现，修剪方式可提高百香果单果重，果实中的可溶性固形物也相应增加。因此，减氮施肥对不同程度修剪的百香果的影响，最终也体现在产量上。本研究中，减氮施肥和修剪措施处理对百香果单株产量具有显著影响，与正常氮肥施用量和不修剪（T1，CK）处理相比，T2–T6处理增加了单株产量，其中以T6（80%氮肥施用量和强修剪）处理增产71.74%效果最佳，T7–T9处理下单株产量出现减少，且在同一氮肥施用量水平下，修剪处理的单株结果数、平均单果重、中大果比率、可溶性固形物、总糖和糖酸比值均大于不修剪处理，而总酸含量小于不修剪处理，这与氮肥施用量和修剪有关，其中氮肥过多或不足均不利于作物产量[43]，而施用适当的氮肥量和修剪措施可增加产量[29,42]，有利于植株碳水化合物如淀粉、果糖等合成[47]。其中在施用80%氮肥条件下，除总酸含量外，其余产量构成因素与品质相关农艺性状指标值均在强修剪处理下达到最大值，这与修剪可以打破枝条的顶端优势[15]，降低地上部氮素水平，促使植株由营养生长向生殖生长转换有关，从而提高了单株结果数、平均单果重、中大果比率、可溶性固形物、总糖和糖酸比值，降低了总酸含量有关；而在施用60%氮肥条件下，除糖酸比值外，在不同程度修剪处理下，其余产量构成因素与品质相关性状指标值均低于CK，其原因是60%氮肥施用量可能无法充分满足百香果营养与生殖同时生长所需氮肥量，导致单株产量减产，品质降低；此外，减氮施肥下不同程度修剪对百香果中大比率均达到90%以上，估计与本试验中结果蔓生长至一定长度后打顶修剪有关，关于结果蔓打顶修剪对中大果比率的影响还有待进一步研究。因此，80%氮肥施用量和强修剪措施可增加百香果单株产量和提高果实品质。

4. 结论

合理减氮施肥结合修剪措施可使百香果结果蔓枝条茎增粗、平均节间长度缩短，增加花蕾基数，同时使结果蔓拥有较多的有效叶片数，有利于开花和结果，从而提高了成花率和坐果率，且合理减氮施肥和修剪措施还可增加果实中可溶性固形物和总糖含量，降低总酸含量，提高糖酸比值，其中以施用80%氮肥量（施用量为192 kg·hm−2）和强修剪处理效果表现最佳，因此，施用80%氮肥量并结合枝条强修剪措施，是优化百香果结果蔓产量从而达到单株产量增加及提高果实品质的最佳栽培组合措施。