海南省芒果主产区果园施肥状况与评价

2019-07-01何翠翠冯焕德魏志远侯宪文陈业渊刘立生尹昌斌徐明岗卢昌艾

中国土壤与肥料 2019年3期

何翠翠，冯焕德，魏志远*，侯宪文，陈业渊，刘立生，尹昌斌，徐明岗，4，卢昌艾

（1.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，海南海口 571101；2.中国热带农业科学院环境与植物保护研究所，海南海口 571101；3.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081；4.中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，广东湛江 524091）

芒果是海南省重要的水果产业之一，种植芒果是农民收入增加的重要途径之一。自2005年至今，海南省芒果种植面积缓慢波动上升，单位面积产量显著增加，由2005年的6 814 kg/hm2上升至 2015 年的 12 500 kg/hm2，增幅 83.45%［1］。海南省芒果主产区主要分布在海南岛西南部地区，分别为三亚市、乐东县、东方市、昌江县、陵水县，据海南省年鉴显示［1］，2016年该5县、市种植面积占全省总种植面积的90%以上，产量占全省总产量的95%以上。其中，三亚市芒果种植面积占海南省40%以上，位居海南省首位，其次为乐东县和东方市，各约占海南省芒果种植面积的20%，昌江县和陵水县相对芒果种植面积较少，不足10%。

国内外学者对芒果施肥技术进行了大量研究［2-13］，何丽金［2］研究了不同施肥量以及不同施肥方法对芒果产量的影响，提出芒果每年每株施肥量为N 0.5 kg、P2050.3 kg、K2O 0.6 kg，配合25 kg有机肥施用。臧小平等［3］研究了不同有机肥用量对芒果果实品质及土壤肥力的影响，曾柱发等［4］研究了芒果园土壤特性，指出芒果园土壤肥力调控需要氮磷钾合理搭配，钙、镁、硼等肥料调控，合理施用有机肥等，并推荐了芒果每年每株施肥量：氮肥1.50 kg、过磷酸钙1.50 kg、氯化钾1.25 kg，有机肥20～40 kg。吴能义等［5］、韦莉莎［6］还对不同肥料对芒果的经济效益进行了研究。许林兵等［7］出版了芒果安全生产技术指南，许树培［8］撰写了芒果生产技术规程，华敏等［9］撰写了芒果产期调节技术规程，芒果整形修剪技术规范，指导农户进行芒果种植。Ahmed［10］研究了不同氮磷钾肥料施用量对芒果产量、质量的影响，Galande等［11］研究了叶面肥对芒果产量、质量的影响，Ewida等［12］研究了不同氮肥类型对芒果产量的影响，Nehete［13］研究了不同生物肥料与化肥配施比例对芒果产量的影响。

由此可见，前人对芒果施肥技术进行了深入、全面的研究，但芒果园施肥现状是什么，农户的施肥是否合理，这一系列问题还不清楚，这方面的调研文章鲜有报道。因此，研究海南省芒果施肥状况，发现芒果施肥过程中存在的问题并提出改良建议，对海南省芒果生产具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 调查地基本情况

2017年8～9月，采用实地走访、问卷调查记录的方式调查了2016～2017年芒果生育期肥料施用情况。据海南省统计局数据结果（表1）显示，2016年海南省芒果平均单位面积产量为12 856 kg/hm2，各县市芒果平均单位面积产量范围为7 917～14 974 kg/hm2。综合考虑了海南岛芒果主产区果园种植面积及产量的分布状况，分别在海南省选择了三亚市、乐东县、东方市、昌江县、陵水县。调查时选取盛果期果园，且地势在当地具有代表性的果园，调查问卷主要包括芒果收果周期施肥次数、施肥时期、肥料种类、施肥量、肥料费用、施肥方式等，最终取得有效问卷66份。

表1 海南岛2016年芒果主产区种植面积、总产量及单位面积产量

1.2 数据处理与分析

调查中有机肥（包括商品有机肥和畜禽粪便）含水量按照调查研究中所测定的平均值49.75%计算，调查中有机肥粪肥养分按照文献［14-15］计算，商品有机肥按照调研中采取的样品来计算。无机化学肥料中养分按照包装袋上标注的氮磷钾养分含量进行计算。然后将有机肥中有效养分投入量与化肥中养分投入量的加和作为肥料（有机肥和无机化学肥料）中养分总投入量进行分析评价。

依据文献中推荐施肥量制定芒果施肥等级划分标准，然后对不同区域、不同芒果产量的农户施肥量进行评价，判定农户的施肥量是否合理。

数据输入整理与分析采用Excel 2013，绘图软件采用Sigma plot 10.0。

2 结果与分析

2.1 海南省芒果主产区果园肥料施用种类、时期以及施肥方式

调研结果显示，海南省芒果园农户施肥一般分为3个时期，采果后基肥、催花肥、壮果肥。基肥一般采用的肥料类型为单施有机肥、有机肥和尿素配合施用、有机肥和氮磷钾复合肥配合施用、氮磷钾复合肥；催花肥一般为氮磷钾复合肥；壮果肥多为高钾复合肥配施叶面肥。

在肥料种类的选择上，有76.92%农户施用有机肥，有机肥的施入大多在采果后以基肥的形式施入。其中20%的农户有机肥施用量不确定，80%的农户有机肥施用量可以统计。在可以统计有机肥施用量的农户中，52.50%的农户有机肥施用量（有机肥用量为农户施入有机肥的重量，其含水量约为50%）小于2 500 kg/hm2，37.50%的农户有机肥施用量在2 500～5 000 kg/hm2，10.00%的农户有机肥施用量为5 000～7 500 kg/hm2，农户有机肥平均施用量为2 056.25 kg/hm2。有机肥施用方式以芒果树滴水线处行间或者株间开沟埋施，开沟大小一般为长60 cm、宽20 cm、深20 cm。有机肥施用时期通常为芒果收获后，剪枝前后以基肥的形式施入，极少数农户在花期施肥时添加有机肥。农户施用有机肥种类包括商品有机肥、羊粪、猪粪、鸡粪、沼液等，农户获取有机肥大部分方式均为购买方式，其中施用商品有机肥的农户高达84%，施用畜禽粪便的农户只有16%，施用羊粪的农户所占的比例为10%，施用猪粪、鸡粪、沼液的用户相对很少。

高达96.92%的农户选择施用无机肥料，无机肥料多为复合肥，约有90.77%的农户选择了等氮磷钾含量的复合肥，仅有6.15%的农户选择施用高钾复合肥，约有52.31%的农户选择了尿素。化肥施用方式为开沟埋施和水溶后冲施或者撒施后冲水为主，施肥时期不同，所采用的施肥方式不同。采果后基肥时期，化肥开沟埋施的比例达到62.30%；开花前促花肥时期，化肥开沟埋施比例为21.62%；坐果期根部施肥，开沟埋施比例为14.28%。

叶面肥在近些年越来越受到果农的喜爱，86.15%的芒果种植园选择叶面肥，叶面肥的使用频率较高，在芒果采果后的营养生长阶段，基本7～10 d施用一次叶面肥，如果碰到阴雨天气施叶面肥的频率会加大，每次农药的喷施都会给叶面肥的喷施提供了便利条件。但叶面肥施用量的不确定性，以及施肥次数的不确定性，致使科研工作者很难统计叶面肥的养分含量。

2.2 海南省芒果主产区果园肥料养分投入情况

调研结果（图1 A）表明，海南省芒果园肥料养分总投入N量为0.00～1 145.83 kg/hm2，主要集中在145.83（Q1）～342.50（Q3）kg/hm2，平均值和中位数（Q2）分别是283.32、240.67 kg/hm2；芒果园肥料养分总投入P2O5量为0.00～633.69 kg/hm2，主要集中在112.50（Q1）～ 192.71（Q3）kg/hm2，平均值和中位数（Q2）分别是159.28、125.31 kg/hm2；芒果园肥料养分总投入K2O量为0.00～687.50 kg/hm2，主要集中在112.50（Q1）～ 214.29（Q3）kg/hm2，平均值和中位数（Q2）分别是186.01、138.92 kg/hm2。

海南省芒果园肥料养分投入分为有机肥养分投入和化肥养分投入，化肥养分投入量比重约占总养分投入量80%～90%，化肥养分投入量约是有机肥养分投入量5～10倍，变异系数约为60%～80%。图1 B表明，化肥养分N投入量为0.00～1 145.83 kg/hm2，主要集中在75.00（Q1）～ 535.42（Q3）kg/hm2，平均值和中位数（Q2）分别是265.01、200.00 kg/hm2，化肥氮平均投入量（200.00 kg/hm2）远远大于有机肥N平均投入量（18.31 kg/hm2）；化肥养分P2O5投入量为0.00～562.50 kg/hm2，主要集中在66.96（Q1）～247.92（Q3）kg/hm2，平均值和中位数（Q2）分别是135.70、112.50 kg/hm2，化肥P2O5平均投入量（135.70 kg/hm2）远远大于有机肥P2O5平均投入量（23.58 kg/hm2）；化肥养分K2O投入量为0.00～687.50 kg/hm2，主要集中在70.31（Q1）～300.00（Q3）kg/hm2，平均值和中位数（Q2）分别是156.61、112.50 kg/hm2，化肥K2O平均投入量（156.61 kg/hm2）远远大于有机肥K2O平均投入量（29.41 kg/hm2）。

图1 C表明，有机肥投入量为0.00～15 000.00 kg/hm2，主要集中在0.00（Q1）～5 000.00（Q3）kg/hm2，平均值和中位数（Q2）分别是2 760.32、833.33 kg/hm2。有机肥投入量变异系数较大，约为142.73%。有机肥投入的N、P2O5、K2O平均含量分别为18.31、23.58、29.41 kg/hm2。

图1 海南省芒果园总养分、化肥养分、有机肥养分投入量

2.3 海南省芒果主产区果园肥料施用量等级划分与评价

2.3.1 海南省芒果主产区果园肥料施用量等级划分

肥料施用量标准通常情况下以作物带走的养分含量为主要依据，芒果产量不同土壤所需补充养分含量不同，芒果产量高则土壤需要补充的养分量高，芒果产量低则土壤需要补充的养分量低。调研及统计年鉴结果（表1）表明，海南省芒果产量高低呈现出地域性规律，南部乐东县、三亚市、陵水县芒果单位面积产量较高，最高达到14 974 kg/hm2，北部昌江县和东方市芒果单位面积产量较低，最低约为7 917 kg/hm2，南北芒果单位面积产量差异较大。因此，本研究有必要将区域内合理施肥根据芒果产量高低进行划分。本研究以各市县芒果平均产量为依据，为每个市县制定了相应的施肥量等级划分标准，将海南省芒果主产区根据产量大小划分为以下4个级别，0～5 000，5 000～10 000，10 000～15 000，15 000～20 000 kg/hm2以上。

有机肥施肥量等级划分依据为芒果产期调节技术规程推荐有机粪肥施入量为20～50 kg/株，以调研中常见株间、行距分别为4、5 m进行计算，有机肥推荐施入量为10 000～25 000 kg/hm2。综上所述，定义4个级别“合理”有机肥施用量为10 000～15 000，15 000～ 20 000，20 000～ 25 000，25 000～30 000 kg/hm2。同时，定义小于“合理”施肥量下限50%为“很低”；“合理”与“很低”之间定义为“偏低”；大于“合理”施肥量上限50%定义为“很高”，“合理”与“很高”之间定义为“偏高”。

肥料总投入养分施用量等级（只考虑氮磷钾，暂时不考虑钙镁等养分），根据维持芒果树产量需要补充的纯养分划分。中华人民共和国农业行业标准NYT 880-2004，芒果栽培技术规程显示，产芒果100 kg，需施N 2.58 kg，P2O51.03 kg，K2O 3.01 kg，结合产量，同时考虑等级标准的实用性，定义4个级别“合理”施N量为0～130，130～260，260～390，390～520 kg/hm2；定义4个级别“合理”施P2O5量为0～ 50，50～100，100～150，150～200 kg/hm2；定义4个级别“合理”施K2O量为0～150，150～300，300～450，450～600 kg/hm2；“偏低”、“很低”、“偏高”、“很高”制定方法与有机肥界定方法一致。整理标准见表2。

表2 海南省芒果主产区施肥量等级划分标准

2.3.2 海南省芒果主产区果园肥料施用量评价

以施肥量分级标准作为依据，对农户施肥量进行合理性评估，结果（表3）表明，调查整个区域内有机肥施用量属于“合理”范围内的样本比例为0%，100%的样本有机肥施用量低于“合理”施肥量，其中90%以上的样本属于最低级别“很低”，不足10%的样本属于“偏低”级别。以上结果表明，海南省芒果园有机肥施用量整体处于偏低水平。

由表3可知，昌江县、东方市肥料带入总氮（N）量属于“合理”水平的样本占61.54%，大部分农户的施氮量合理；低于“合理”水平的样本占15.38%，属于“偏低”水平；高于“合理”水平的样本为23.08%，其中属于“偏高”级别的样本为15.39%，属于“很高”级别的为7.69%。乐东县、三亚市、陵水县肥料带入的总氮（N）量属于“合理”水平的样本比例仅为7.55%，约54.72%的农户施氮量低于“合理”水平，约37.73%的农户施氮量高于“合理”水平。

海南省芒果主产区施磷肥存在过量严重的现象，昌江县、东方市总磷投入量仅有7.69%的农户处于“合理”水平，其它90%以上的农户磷投入量均高于“合理”水平，其中46.16%的农户施磷量处于“偏高”水平，46.15%的农户施磷量处于“很高”水平。乐东县、三亚市、陵水县3个地区的总磷投入量评价相对较好，约43.40%的样本数处于“合理”水平，约20.76%低于“合理”水平，仍有35.84%的样本比例高于“合理”水平。

海南省芒果主产区钾肥投入存在不足现象，昌江县、东方市总钾投入量有46.16%的农户处于“合理”水平，其它50%以上的农户钾投入量均低于“合理”水平，其中46.15%的农户施钾量处于“偏低”水平，7.69%的农户施钾量处于“很低”水平。乐东县、三亚市、陵水县3个地区的总钾投入量也存在明显不足的情况，仅有7.54%的样本数处于“合理”水平，约84.02%低于“合理”水平，其中，54.72%的样本处于“很低”水平，9.44%的样本比例高于“合理”水平。

表3 海南省芒果主产区农户施肥量等级评价

3 讨论

本研究在入户实地调研的基础上，结合当地文献资料的推荐施肥用量，制定了海南省芒果园合理施肥量，昌江县和东方市，芒果单产分别为7 917、8 770 kg/hm2，适用于5 000～10 000 kg/hm2芒果单产的施肥量等级划分标准，合理施肥量水平为有机肥15 000～20 000 kg/hm2，总氮投入量130～260 kg/hm2，总磷投入量50～100 kg/hm2，总钾投入量150～300 kg/hm2。乐东县、三亚市和陵水县属于芒果单产较高的区域，单产范围处于10 000～15 000 kg/hm2范围内，适用于10 000～15 000 kg/hm2芒果单产的施肥量等级划分标准，合理施肥量水平为有机肥20 000～25 000 kg/hm2，总氮投入量260～390 kg/hm2，总磷投入量100～150 kg/hm2，总钾投入量300～450 kg/hm2，氮磷钾比例约为1∶ 0.4∶ 1.15。

3.1 施肥量等级标准的制定

目前芒果栽培技术等方面的技术规程还不多，主要有中华人民共和国农业行业标准NYT 880-2004，芒果栽培技术规程［15］；海南省地方标准DB46/T 67-2006，芒果生产技术规程［16］；海南省地方标准DB46/T 176-2009，芒果产期调节技术规程［9］等，还有一些出版的书籍对芒果进行施肥指导。但由于这些资料给出的施肥量范围较大，适用范围较广，而海南各个市县的芒果产量差异较大，因此，这些推荐施肥量不能直接做为芒果施肥用量等级划分的标准。

对于评价施肥量分级标准来讲，许多研究学者对研究区域只制定一种分级标准［17-18］，还有学者根据每个农户的作物产量，按照养分需求规定，制定每个田块的“合理”施肥量［19］。对于第一种施肥量等级标准来讲，显然有它适用的局限性，适用范围较小，适用在产量差异不大区域内。对于第二种施肥量等级标准来讲，它划分的很细致，考虑到每个农户的产量情况，但在推广中加大了基层农业技术推广人员的工作。本研究，首先对芒果主产区从产量和区域上进行划分，分为低产区（昌江县、东方市）和高产区（乐东县、三亚市、陵水县），这两个区域芒果产量差异较大（表1），根据不同芒果产量制定了两种不同的施肥量等级划分标准，既消除了产量的差异，又能简化基层农业技术推广人员的工作，提高果农的接收效率。

3.2 有机肥投入严重不足

芒果树属于多年生乔木，树体的生长以及果实的带走，均需要大量的养分。这些养分种类繁多，包括农户常说的氮、磷、钾养分，还包括钙、镁、硼、锌等，这些养分大部分来自于土壤，如果不合理地对土壤养分进行补充，容易导致土壤养分不平衡。另外，海南岛芒果主产区多为丘陵、低山等坡地，立地条件差，土壤肥力低。而有机肥可以提供多种养分［20］，同时具备培肥土壤，提高土壤质量［21］，为果树正常生长，提高果实产量质量提供基础［22-24］。因此，在芒果施肥管理中采取多种途径增大有机肥投入量。目前，关于海南省施肥现状的文献还比较少，本次调研结果表明，有76.92%农户施用有机肥，单单从这个施用有机肥农户比例上看的话，有机肥施用普及率不是很低，但在施用量上100%的样本比例有机肥施用量都低于“合理”水平，超过90%的样本比例处于“很低”水平，并且有机肥投入的养分占总养分的比例较低，有机肥提供的氮约为总氮投入的十分之一，远远低于有机肥提供养分量占总养分量的60%～70%的标准［25］。

3.3 养分投入过量与不足并存

许多学者研究表明，化肥施用过量现象非常普遍，如汪建飞等［26］在1998年就报道了过量施肥情况，以及过量施肥给农田土壤造成的污染及其它负效应。近几年，化肥施用过量的现象依然很普遍，董红艳等［27］研究表明，安徽省目前磷肥过量施用情况比氮肥严重，因此，大多数地区以降低磷肥施用量为首要任务。张怀志等［28］研究表明，津冀两地设施蔬菜肥料过量施用现象普遍，总氮、总磷、总钾投入量平均分别超出推荐量的2.5、10.4和2.5倍，磷肥过量施用严重。在果树研究中，路永莉等［18］研究表明，猕猴桃果园施肥存在化肥过量现象，50%以上的果园氮、磷过量，30%以上果园钾肥过量。李燕青等［17］研究表明苹果园化肥投入严重过量。

本研究结果表明，海南省芒果园养分投入过量与不足并存，氮磷钾3种养分过量、不足样本分配规律全然不同。对于氮来讲，在芒果低产区（昌江县、东方市）氮肥过量现象严重，且该区域施氮量变异系数相对不大，后期对芒果园农户主要进行氮肥减施指导即可。在芒果高产区（乐东县、三亚市、陵水县）氮肥过量与不足同时存在，“合理”水平样本比例较低，仅约为7.55%，见表3，90%以上的样本比例均为不合理施氮水平，低于“合理”水平的样本比例达到54.72%，高于“合理”水平的样本数量为37.73%。究其原因，可能是一些果园园主认为果园土壤养分肥沃，不需要补充大量的养分也可以得到高产，因此，忽略了带走芒果果实的同时需要给土壤补充营养，使果园达到养分平衡，否则果园土壤养分将会耗竭，不利于果园长期发展。而对于过量施氮的果园来讲，其可能的原因是为了进一步追求高产所致。在芒果高产区进行氮肥施入量指导工作难度较大，既要使农户认识到不能少施肥，同时又要明白过量施肥的危害，两种氮肥管理模式都将危害果园的可持续性。

与其它种类果园、蔬菜等作物施用磷肥现状相似［17-18］，本研究结果表明，芒果园磷肥过量最为严重，在芒果地产区磷肥过量施用样本比例达到90%以上。因此，在今后芒果园减肥潜力评估中应将重点放在磷肥上。造成大量磷肥过量现象可能是种植户对作物磷肥需求规律不明，还可能受化肥市场的影响，氮磷钾比例为15-15-15或者17-17-17复合肥的大量普及，在施肥过程中方便了农户，降低了施肥的用工成本，伴随的负效应就是磷肥过量，比如小麦需肥规律为氮磷钾比例为1 ∶0.25 ∶0.8［18］，芒果需肥规律为氮磷钾比例为1 ∶0.4 ∶1.15［19］。本研究的调研数据显示农户的化肥种类一般有尿素、氮磷钾比例为15-15-15或者17-17-17复合肥，较少的用户施用高钾复合肥。等养分比例的肥料在满足氮、钾的时候必定会造成磷过量，而如果磷肥在合理水平内，氮肥不足农户会用尿素补充，没有钾肥的继续补充必定会造成钾肥的不足。