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柑橘是我国种植面积和产量位居第一的水果作物,尤其是南方柑橘产区农民脱贫致富、乡村振兴的重要支柱产业。加之当前柑橘为农业高效益、高附加值经济作物,导致果农为追求高产而大量甚至过量投入化肥。柑橘钾肥的施用普遍具有随意性与盲目性,而钾作为“品质元素”,对果实品质的形成十分重要。随着人们对钾肥的不断认识与对产量品质的过度追求,从过去柑橘大多施钾不足到目前部分过量施钾,导致柑橘树体生长过旺、果型偏小或过大、果实转色差、果实酸度增加、果皮变厚等问题突出,而且增加了土壤板结酸化、水体污染等的隐患。为此,本论文以我国有代表性的柑橘甜橙类的纽荷尔脐橙为试材,以钾素为对象,开展不同施钾水平、不同钾肥品种(硫酸钾和氯化钾)、不同施钾时期、钾肥减量与有机肥增施等系统试验,研究各试验及处理对纽荷尔脐橙树体养分吸收、产量和品质反应、土壤理化性质与环境方面的影响,为纽荷尔脐橙钾素优化管理与钾肥科学合理施用提供理论依据与技术支持。主要研究结果如下:(1)钾水平试验结果表明,与不施钾相比,施钾促进纽荷尔脐橙树体对氮、磷、钾养分的吸收,显著提高枝梢干物质量、果实产量和品质。但钾肥的过量投入,会降低果实产量和品质,也不利于枝梢抽生。钾肥用量在0.64-0.89kg/株/年(除明确以硫酸钾或氯化钾计量用量外,本文施钾量均以K2O计)较为适宜。K2处理(0.64kg/株)较其他处理显著提高枝梢干物质量,较K0处理增产达81%,果实品质较好,有利于优质丰产栽培。随着施钾量的增加,果实养分带走量、果实产量、单果重、固酸比、维生素C(Vc)含量均呈先增后降的趋势,果皮厚度和可溶性糖(SS)含量呈先降后增的趋势。曲线拟合发现大量指标均与施钾量关系密切(决定系数R~2>0.7),且最适果实品质形成的施钾量低于最适枝梢生长的施钾量。速效钾和有效钾大部分存在于表层(0-20cm)土壤中,但深层土壤(60-80cm)速效钾和有效钾含量同样有积累的趋势。相关性分析表明,果实可溶性固形物(TSS)含量与秋梢叶片和枝条钾含量极显著正相关,相关系数分别为0.60和0.64;果皮厚度与秋梢枝条钾含量显著负相关,相关系数为0.49;春梢叶片与果实硬度显著正相关,相关系数为0.49。(2)硫酸钾和氯化钾对比试验结果表明,纽荷尔脐橙施用氯化钾后对枝梢氮含量无显著影响,但枝梢磷、钾含量显著降低;而对果实氮、磷含量无显著影响,果实钾含量降低,且K2-S处理的果实钾含量显著高于其他处理。施氯化钾较硫酸钾的产量有所下降但差异不显著。氯化钾对果实品质的改善效果优于硫酸钾,果实TSS含量、可溶性糖含量、固酸比、Vc含量较施用硫酸钾处理分别提高了8.7%、21.4%、15.0%和10.4%,降低了可滴定酸(TA)含量,但差异不显著。与施硫酸钾处理相比,施用氯化钾并不会对土壤理化性质产生明显影响。以上可见,在本试验条件下,施用氯化钾虽然不利于纽荷尔脐橙枝梢吸收磷、钾养分,但对果实品质的改善效果优于硫酸钾。(3)施钾时期试验结果表明,柑橘物候生长抽生的新梢量较大,因而对养分的需求量也较大,充足的强壮新梢抽生是树体来年高产的保证,因此,要保证各柑橘枝梢抽生期养分的充足供应。3月纽荷尔脐橙萌芽期树体对钾素需求次于氮素而有一定需求,头一年秋冬季树体(枝、叶、干等)贮藏的钾素能满足一定春梢的萌发与生长,但不及时供钾会影响春梢的后期生长发育,与常规施钾时期处理(S1和Cl1)相比,钾肥后移即膨大后期施钾处理(S2与Cl2)的春梢(叶片和枝条)钾含量均有所降低,且春梢、秋梢(叶片和枝条)的干物质量均有所减少,对果实养分含量变化影响不显著;且S2和Cl2处理不利于果实的膨大,产量也分别降低了40.6%和24.8%;但S2和Cl2处理能够改善果实着色,果皮红色度和着色度有所提高;后期施用硫酸钾处理(S2)的果皮厚度和果实硬度降低,TSS含量、固酸比和Vc含量分别提高了0.9%、5.6%和14.4%,TA和可溶性糖含量分别降低了4.1%和11.5%;后期施用氯化钾处理(Cl2)降低了TSS含量、固酸比和可溶性糖含量,提高Vc和TA含量。(4)钾肥和有机肥配施试验结果表明,钾肥与有机肥配施增加了春梢干物质量的累积,OM15+K05处理(15kg/plant有机肥,1.05kg/株硫酸钾,氮肥和磷肥相同)的春梢叶片和枝条干物质含量比OM0+K25处理(0 kg/plant有机肥,1.25kg/株硫酸钾)分别增加了43.1%和99.8%;而OM0+K25处理的秋梢干物质量累积量最大。钾肥与有机肥配施以保证树体生长与果实发育对养分的大量需求,同时增强了树体对氮、磷、钾的吸收利用,处理OM15+K05和OM5+K20(5kg/plant有机肥,1.20kg/株硫酸钾)的枝梢氮、磷、钾养分含量较高,OM10+K15处理(10kg/plant有机肥,1.15kg/株硫酸钾)的果实氮、磷、钾养分含量较高。钾肥与有机肥配施提高了纽荷尔脐橙产量和大小;能提高果实果皮着色;显著降低果皮的厚度,OM5+K20、OM10+K15和OM15+K05处理的果皮厚度较OM0+K25处理分别降低15.1%、21.3%和19.7%;钾肥与有机肥配施有助于提高果实TSS含量、固酸比、Vc含量和降低TA含量,OM10+K15处理的果实内在品质最好。适量施用有机肥改善土壤理化性质,但肥效较慢,应注意与化肥配合施用。(5)对各处理土壤CO2排放通量分析结果表明,过量施用化肥会对环境产生一定的影响,化肥施用量与土壤CO2排放通量密切相关,土壤CO2排放通量随着施钾量的增加显著增加,施肥后15天,施钾处理的K1、K2、K3、K4和K5分别较K0处理(未施钾)的土壤CO2排放通量增加了32.9%、55.2%、68.4%、110%和158.2%。施钾对土壤CO2排放通量的影响超过30天,随着施钾时间的进一步推移其影响逐渐减弱,60天之后影响不再显著。同时施用有机肥增加土壤CO2排放通量,OM15+K05处理的土壤CO2排放通量明显高于其他处理,可见有机肥施用以中量为宜。