摘 要 菠萝（Ananas comosus）生产上存在着较多的施肥不合理现象，导致肥料利用效率偏低，限制产量提高。另外，菠萝产区的季节性干旱，对肥料利用效率和产量也有明显的限制作用。为有效缓解这一系列问题，以期为指导菠萝合理施肥、提高肥料利用效率、提高自动化管理水平、实现增产增收提供理论参考，在田间试验条件下展开菠萝滴灌施肥技术研究，探索滴灌施肥条件下菠萝需肥特性。结果表明：（1）滴灌施肥下，菠萝植株对K的需要量最大、N次之、P最少，各时期N、P、K养分比例为1 ∶ 0.06～0.11 ∶ 2～3；（2）滴灌施肥下，N、P、K肥料养分利用率显著提高，与常规施肥相比，分别提高了23.41%、11.39%和33.94%；（3）滴灌施肥下，旺盛生长期和果实膨大期对养分的吸收量最大，施肥需重点集中在旺盛生长期和果实膨大期。

关键词 菠萝；滴灌施肥；营养特性；平衡施肥

中图分类号 S668.3 文献标识码 A

Abstract In pineapple production， irrational fertilization and seasonal drought result in low fertilizer use efficiency and inhibit high yield. To explore the nutritional characteristics of pineapple and achieve the goals of increasing fertilizer use efficiency， yield and improving automated management，a field experiment was arranged with drip fertigation. The results showed that pineapple plant took up more potassium than nitrogen and phosphorus under drip fertigation and the N ∶ P ∶ K ratio was 1 ∶ 0.06-0.11 ∶ 2-3. Compared with conventional practice， drip fertigation could increase nitrogen， phosphorus and potassium use efficiency by 23.41%， 11.39% and 33.94%， respectively. The nutrient uptake had two peak periods in vigorous growth stage and fruit enlargement stage，The fertilizer should be applied in vigorous growth and fruit enlargement stage.

Key words Pineapple； Drip fertigation； Nutritional characteristics； Balanced fertilization

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.09.005

菠萝（Ananas comosus）是岭南四大名果之一，果实营养丰富，深受人们喜爱，其在水果产业中充当着越来越重要的角色，对主产区农民的家庭经济贡献占有重要份额。在广东，菠萝产量占广东省水果总产量的7.0%，年产值达到了53 791万元[1]。研究菠萝生产问题意义重大。菠萝收获面积自1986年的2.03万hm2增长到2008年的7.06万hm2 [2]，而产量也从2000年的121万t上升到2007年的144万t，增长了1.2倍，年增长达2%[3]。2011年我国菠萝单产已经达到25.73 t/hm2，高于世界平均水平23.45 t/hm2（FAO）。但与世界最高产国印度尼西亚125.00 t/hm2（FAO）的单产水平相比，还有不小上升潜力。影响产量的因素很多，但施肥时期不合理、养分比例不平衡和用量不科学是限制产量的主要因子。根据严程明等[4]2013年调查发现，菠萝施肥上也存在较多的不合理之处，其一，施肥量普遍偏高，我国大部分菠萝产地的农民用肥远高于合理施用量，造成肥料浪费，肥料利用率低，对环境造成不良影响；其二，菠萝种植过程中施肥次数少，施肥方式简单，肥料主要施于生长前期，与植物全生育期对养分的需求不匹配，引起后期养分供应不足，制约菠萝高产，肥料利用效率也不高；其三，肥料养分比例不合理，植物不能得到各种养分的均衡供应，生长受到影响。另外，菠萝种植区常存在季节性干旱的生产问题，水肥无法有效耦合，对于肥料利用效率和产量的提高具有明显影响。

由此可见，菠萝生产上还存在较多的施肥问题。寻找科学合理简便实用的施肥技术，指导菠萝合理施肥、提高肥料利用效率、提高自动化管理水平、实现增产增收成为现代菠萝生产急需解决的重大问题。

滴灌施肥技术是目前农业生产中正在推广的一项新技术。它主要是将作物所需的肥料溶解于灌溉水中，通过灌溉水施入作物根区，强调水肥两大因素的协同互作效应，具有提高肥料利用率、增加作物产量、提高作物品质的效果[5-7]。目前滴灌施肥技术在菠萝上的研究报道相对较少[8-9]，尤其是滴灌施肥情况下菠萝整个生理周期的营养特性方面的研究尚比较缺乏。为进一步了解滴灌施肥情况下菠萝整个生长周期的养分吸收规律，从而为滴灌施肥技术在菠萝上的应用提供理论依据，笔者特针对我国较常见的巴厘种菠萝展开滴灌施肥试验研究。

1 材料与方法

1.1 材料

试验地位于广东省徐闻县前山镇塘仔尾村，为低丘台地，地势由南向北缓斜，坡度≤5°。徐闻是典型的季风气候区，季节性干旱明显，2011年年降雨量为1 873 mm，其中6～10月降雨量为1 721.5 mm。全县年平均温度23.6 ℃，极端最高温度38.7 ℃，极端最低温度3.4 ℃。土壤类型为玄武岩黄色砖红壤，土壤基本养分状况如表1所示。

菠萝选用巴厘品种，种苗大小基本一致，平均株高35.64 cm，叶片数26.5片，D叶长36.03 cm，种苗平均鲜重246.78 g。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验于2011年8月14日至2013年3月8日进行，为一个菠萝生长季。试验设3个处理，即空白对照（CK），常规施肥（FP）和滴灌施肥（DF）。各处理菠萝均按照宽窄行的方式种植，宽行50 cm，窄行40 cm，株距33 cm，种植密度67 500株/hm2。滴灌施肥区，滴灌带布置在窄行中间。空白对照（CK）不施肥，常规施肥N、P2O5、K2O的用量是963.00、778.50、659.30 kg/hm2，分3次施用；滴灌施肥N、P2O5、K2O的用量是550.44、368.45、819.20 kg/hm2，分8次施用，具体施肥时间及施肥量见表2。试验过程中，分别在定值期（0 d）、旺长初期（植后223 d）、催花期（植后397 d）、开花期（植后446 d）、小果期（植后503 d）、大果期（植后528 d）和收获期采样，每次每个处理采集6株。

滴灌施肥（DF）处理每次施肥的同时，灌水90 m3/hm2，除此之外，2012年4月至2012年6月，每7～10 d单独灌溉1次，每次90 m3/hm2，共灌溉8次。整个生长期总灌水量1 440 m3/hm2。

1.2.2 养分含量的测定 用磨样机粉碎烘干后的植株样品，分开置于密封袋中，测定全氮（半微量开氏法）、全磷（钒钼黄比色法）和全钾（火焰光度法）。分别对植株中6个部位的养分浓度进行测定，最后计算平均值即为各处理植株各部位的养分浓度。

各部位养分累积量=各部位养分浓度×各部位干物重

整株养分累积量为各部位养分累积量之和。

1.2.3 养分利用率的计算

养分利用率=（F2-F0）/F1×100%

肥料贡献率=（Y-Y0）/ Y×100%

肥料农学利用率=（Y-Y0）/F

Y为施肥后所获得的作物产量；Y0为空白区作物的产量；F代表肥料总的投入量；F1代表某一养分肥料投入量；F2为施肥区植株某一养分累积量；F0为空白区植株某一养分累积量。

1.3 数据处理

数据采用Microsoft Excel 2007软件进行初步处理，SPSS 18.0做方差分析，LSD显著性检测水平为p≤0.05，极显著性检测水平为p≤0.01。

2 结果与分析

2.1 不同处理菠萝植株氮磷钾养分总累积量

2.1.1 不同处理对菠萝植株N素累积量的影响

不同处理整株的氮素累积量如图1所示，整个生长时期，菠萝植株出现两次氮素快速累积期和两次氮素累积量减少，氮素累积期主要发生在旺盛生长期（223～397 d）和果实膨大期，说明这两个时期对氮素的需求量有所增加，施肥时可以适当的增加氮素的用量。在催花期至开花期，植株体内氮素累积量下降，说明此时植株对氮素的需求量有所减少，施肥时可以适当减少氮的用量。整个生长时期，滴灌施肥（DF）处理植株对氮素的累积量均要超过常规施肥（FP）处理和空白（CK）处理。在收获期，滴灌施肥（DF）处理的氮素累积量达到356.35 kg/hm2，显著高于常规施肥（FP）处理的270.86 kg/hm2，与空白（CK）处理的171.41 kg/hm2氮素累积量出现较明显差异。

2.1.2 不同处理对菠萝植株P累积量的影响 整个生长时期不同处理的菠萝磷总累积量的变化曲线如图2所示，缓慢生长期各处理间磷累积量差异不明显，这主要与该时期菠萝生长缓慢，植株矮小，磷的需求和吸收量均较少，长势差异小有关。但进入旺盛生长期以后，滴灌施肥（DF）处理的优势开始逐渐显现，磷累积量不断增加，与其他处理之间的差异也在不断扩大。收获期，滴灌施肥（DF）处理磷总累积量达到35.82 kg/hm2，常规施肥（FP）处理磷累积总量为22.34 kg/hm2，空白（CK）处理磷累积量最低，仅为13.15 kg/hm2，滴灌施肥（DF）处理的累积量远远高于其他两个处理。

2.1.3 不同处理对菠萝植株K累积量的影响 整个生长时期不同处理的菠萝钾总累积量的变化曲线如图3所示。整个生长期，各处理间钾的累积量均以滴灌施肥（DF）处理最高。收获期，滴灌施肥（DF）处理钾总累积量达到878.02 kg/hm2，常规施肥（FP）处理钾累积总量为625.71 kg/hm2，空白（CK）处理钾累积量最低，仅为382.15 kg/hm2。

2.2 不同处理菠萝植株各养分吸收强度

2.2.1 N素吸收强度 不同处理下菠萝整个植株在不同时期的氮素吸收强度如图4所示，菠萝整个生长时期，主要出现两个吸收高峰期，分别是旺盛生长期和小果期，其中，滴灌施肥（DF）处理在催花前氮素的吸收强度达到38.91 kg/（hm2·月），常规施肥（FP）处理达到23.45 kg/（hm2·月）。除此之外，滴灌施肥（DF）处理和空白（CK）处理在大果期以后仍保持较大的吸收强度，收获期以前分别达到57.03 kg/（hm2·月）和24.07 kg/（hm2·月）。常规施肥（FP）处理吸收强度则开始不断下降。而对氮素的吸收，同时也存在两个低谷期，分别是缓慢生长期和开花期，尤其是开花期，对氮素的吸收基本停止，说明此阶段菠萝不需要氮素，施肥时可以少施以避免肥料的浪费。

2.2.2 P素吸收强度 不同处理下菠萝整个植株在不同时期的磷素吸收强度如图5所示，与氮素吸收一样，存在两个吸收高峰期和两个吸收低谷期，时期也较为一致。吸收高峰期分别位于旺盛生长期和小果期，吸收低谷期则位于缓慢生长期和开花期。除此之外，在大果期以后，植株对磷的吸收强度开始减弱，但滴灌施肥（DF）处理则仍保持较旺盛的吸收强度，此时吸收强度达到2.69 kg/（hm2·月）。由此可见，在养分充足的情况下，大果期植株也依然可以保持旺盛的吸收能力。

2.2.3 K素吸收强度 不同处理下菠萝整个植株在不同时期的钾素吸收强度如图6所示，与氮、磷吸收一样，常规施肥（FP）处理和空白（CK）处理钾的吸收强度存在两个吸收高峰和两个低谷期，时期较为一致。其中以小果期的吸收强度最大，常规施肥（FP）处理和空白（CK）处理分别达到66.95 kg/（hm2·月）和53.88 kg/（hm2·月）。但滴灌施肥（DF）处理第2个高峰期较前两个处理晚，出现在大果期以后。旺盛生长期滴灌施肥（DF）处理吸收强度达到86.30 kg/（hm2·月），而大果期的吸收强度甚至达到76.23 kg/（hm2·月）。由此可见，果实膨大期对钾的需求量是最大的。

2.3 收获期不同处理对各部位养分累积量占总累积量比例的影响

表3是不同处理下收获期各部位养分累积量占总累积量的比例，各处理对收获期各部位养分累积量的整体排序无较大影响，收获期氮的累积量由大到小分别是：叶>茎>果实>根>冠芽>果柄，而收获期磷的累积量则是：叶>果实>茎>冠芽>根>果柄，收获期各部位钾累积量的排列顺序为：叶>果实>茎>冠芽>果柄>根。

2.4 不同处理对各时期养分比例的影响

不同时期养分比例对于指导菠萝生产具有一定的借鉴意义，表4主要体现的是不同处理情况下，各时期养分比例情况。整个生长时期，不同处理对氮、磷的比例影响较小，但对钾的比例有一定影响，滴灌施肥（DF）下，钾的比例有所上升。N ∶ P整个生长期基本维持在1 ∶ 0.06～0.11，以旺盛生长期比例最大，小果期最小，N ∶ K整个生长期基本维持在1 ∶ 2～3的范围内，也以旺盛生长期比例最大，表明在旺盛生长初期，磷、钾的施肥比例要适当增加，而在小果期，则要适当加重氮肥的比例。

2.5 不同处理下每1 000 kg鲜果中所累积的养分含量

表5是收获期每生产1 000 kg鲜果所带走的养分含量，由收获期果实养分累积总量与鲜果产量比值而得到。实际生产中，果实被采摘以后，其余植株体用于还田，整个植株吸收的养分大部分还田，只有被果实吸收的部分养分损失，计算鲜果中的养分含量，将对指导合理施肥有一定帮助。如表5所示，果实中以滴灌施肥（DF）处理所带走的养分最多，而以空白（CK）处理最少，说明相同鲜果重情况下，不同管理方式所带走的养分也是不一样的。

2.6 不同处理的养分利用率

从表6可以看出，滴灌施肥的养分利用效率比常规施肥处理有大幅度提高，氮的利用效率提高23.41%，磷的利用效率提高11.39%，而钾的利用效率提高33.94%。表明滴灌施肥能够大幅度提高肥料利用效率。常规施肥情况下磷的利用效率极低，氮的利用效率也偏低。然而钾的利用效率却相对较高。结合常规施肥（FP）处理施肥量和收获期养分累积量可知，常规施肥氮磷投入量偏高。滴灌施肥下，磷的利用效率虽然相对常规施肥有较大提高，但从整体而言还是偏低，也可以适当减少磷肥的投入量。

3 讨论

3.1 滴灌施肥下菠萝养分吸收强度变化

研究菠萝各时期养分吸收强度，对于指导合理施肥具有重要意义。本研究结果表明，滴灌施肥下菠萝对养分的吸收强度存在两个高峰期和两个低谷期。根系的生长状况直接影响到菠萝对养分的吸收强度。菠萝定植后根系开始生长，直至20～30 d左右才基本成型，而且根系的生长受温度、水分的影响较大，当温度上升至15 ℃以上才开始迅速生长[10]。根据菠萝产区的种植习惯，缓慢生长期正处于每年的9月份至翌年的3月份，此时降雨量少，气温较低，不利于根系的生长，对养分的吸收能力较弱。旺盛生长期降雨量增多，温度适宜，每年的5月下旬至7月末，根的生长达到最高峰[11]。因此，菠萝对养分的吸收强度也达到高峰期。开花期，菠萝养分吸收强度处于较低水平，可能与旺盛生长期养分大量累积有关，花芽分化所需的养分通过叶片、茎等营养器官即可供应。但具体机理还需要进一步研究。

菠萝种植过程中，常规施肥通常只施3次，分别位于定植期、旺盛生长初期和催花期以前，施肥次数少、量大，且主要集中在植株对养分吸收的低谷期，使菠萝植株无法根据需求获得养分，肥料利用效率偏低。根据本研究结果，施肥过程中可以适当调整施肥时间和重心，将施肥量重点集中在旺盛生长期和果实膨大期，其他时期辅助施用。与此同时，可以适当增加施肥次数，尤其是旺盛生长期的施肥次数，以保证按需供应养分。

3.2 滴灌施肥下菠萝养分利用效率

研究结果表明，滴灌施肥较常规施肥氮的利用效率提高23.41%，磷的利用效率提高11.39%，而钾的利用效率提高33.94%。影响作物对养分的吸收利用因素有很多，包括水分、根系、土壤理化性质和土壤微生物[12-13]。其中又以水的影响作用最为显著，水分是土壤中最活跃的因子，是养分能否有效的重要前提。质流和扩散是养分离子向根表迁移的基本过程，而不论是何种方式，均需要水的参与，水分亏缺会使土壤缓效养分向速效养分的释放过程明显变慢、变少[14]，从而造成肥料养分迁移到根区数量减少，影响作物对养分的吸收利用。有报道称，水分胁迫使高粱对氮素的吸收降低约40%[15]，也有研究结果表明，植物对P的吸收与土壤含水量呈直线正相关[12]。Mengel指出，随着土壤含水量的增加，肥料K的有效性显著增加[16]。滴灌施肥下水肥高度耦合，使养分在水分的推动下快速迁移到根区，便于植株吸收利用。

除此之外，滴灌条件下，能够有效改善土壤理化性质。陈俊[17]报道滴灌下能够提高土壤总孔隙度、通气孔隙度和有效孔隙度，土壤孔性和结构性均优于常规管理。土壤通气性和结构性的改良为菠萝根系的生长营造了一个良好的环境，促进根系的生长发育。邓兰生等[18]报道了滴灌施肥下香蕉一级根的数量增加了20%，二级根的根表面积增加了15%。邓兰生等[19]也报道了滴灌施肥能显著促进荔枝根系的生长，增加根系与土壤的接触面积，连续6年滴灌施肥后滴灌施肥区土体中的根干重、根长、根表面积分别为非滴灌区的2.29、2.17和2.25倍。而作物根系对养分的吸收依赖于两个方面：一是根系大小，二是单位根系的吸收速率[20]。因此，滴灌施肥情况下能够大幅度提高肥料养分利用效率与根系的良好生长有密切的关系。最后，土壤理化性质的改良，使土壤通气性增强，给土壤微生物的生长也提供了一个较适宜的环境。土壤微生物与土壤养分之间具有很好的相关性。其中，细菌、固氮菌数量与有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷含量呈显著正相关[21]。滴灌施肥下，改善了微生物的生长环境，增加微生物数量，对于氮磷的有效性有较大提高，这也是滴灌施肥较常规施肥养分利用率有较大提高的原因之一。

4 结论

滴灌施肥下菠萝对K的需要量最大，N次之，P最少，各时期N、P、K养分比例为1 ∶ 0.06～0.11 ∶ 2～3，需重视钾肥的施用。氮磷钾养分利用率分别较常规施肥提高23.41%、11.39%和33.94%。旺盛生长期和果实膨大期对养分的吸收强度最大，施肥量需重点集中在旺盛生长期和果实膨大期。

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