【研究意义】磷是作物生长的必需元素之一，同时磷会对其他养分的吸收形成协同效应或拮抗效应［1］。由于土壤中的磷移动性较差，极易被固定，导致磷肥的当季利用率普遍在10%～25%左右［2-3］。海南作为我国香蕉的主产区，长期过量施肥造成土壤酸化严重，土壤中有效磷含量也越来越低［4］。香蕉对磷的需求虽不及氮、钾大［5］，但其对细胞分裂、光合产物的运输及多种有机物质的代谢均起到非常重要的作用［6］，足量的磷素供应还可以提高香蕉的耐旱及耐寒等环境胁迫耐受力［7］。提高磷素的利用率，减少化学肥料的投入量，无论是对土壤质量的改善还是生产成本的降低都有重要的意义。我国目前正处于集约化农业快速发展的阶段，伴随着水肥一体化技术的逐渐普及［8］，水溶性磷肥与液体磷肥将迎来快速增长阶段。
【前人研究进展】有研究表明液态磷肥在施用中随水扩散范围较大，在土壤中的分布均匀，与固体磷肥相比其移动性更强。同时，前人还发现香蕉随着连作年限的增加其对速效磷的吸收能力及利用效率呈现逐渐下降的趋势［9］。中微量元素肥料对农产品提质增产有明显的促进作用，因此，在当前推进品质农业、绿色农业发展的新时代，合理利用中微量元素将越发重要［10-13］。原位法磷酸一铵（YMAP）与原位法聚磷酸铵（YAPP）是一种利用“湿法磷酸原位法螯合-氨中和反应”技术直接生产的含中微量元素的新型磷肥，其充分利用湿法磷酸中的杂质离子，降低甚至避免白肥的产生，其产品中的磷为全水溶性P2O5能提高磷的利用率，同时其富含全水溶性的铁（Fe）、镁（Mg）、锌（Zn）、硼（B）、锰（Mn）等中微量元素。
【本研究切入点】通过大田滴灌试验，研究原位法螯合中微量元素的磷酸一铵（MAP）与聚磷酸铵APP对海南香蕉生长的影响，为我国南方香蕉产区合理选用磷肥提供理论基础与数据支撑。【拟解决的关键问题】本研究以香蕉为研究对象，选取MAP、APP与YMAP、YAPP 4种磷肥为试验材料，通过田间滴灌试验比较不同磷源对香蕉生长及肥料利用率的影响，为海南地区香蕉生产中磷肥的选择提供依据，以期提高磷肥的利用效率。
1 材料与方法
1.1 试验材料
田间试验于2018年12月至2019年10月在海南临高县美灵村新盈农场香蕉基地进行。该地区属于热带季风气候，全年无霜，高温多雨，阳光充足，年平均气温23.0～24.0 ℃，年平均降水量1 417.8 mm。
试验地土壤为玄武岩发育的砖红壤，质地为沙黏土，土壤pH为5.58，有机质含量为27.5 g/kg，碱解氮含量为129 mg/kg，有效磷含量为41.3 mg/kg，速效钾含量为159 mg/kg。按全国推荐的土壤肥力分级标准，该试验土壤地力属于中等以上肥力土壤。
供试香蕉品种为南天黄（AAA Cavendish）。供试肥料磷肥为工业磷酸一铵粉剂（12-61-0）和聚磷酸铵液体（11-37-0），由广西越洋化工有限公司提供；原位法磷酸一铵粉剂（11-46-0+3.0TE）和原位法聚磷酸铵粉剂（14.5-49-0+3.0TE），由四川大学化学工程学院提供；氮肥使用尿素（N 46%），钾肥选用氯化钾（K2O 60%），不施磷肥处理氮肥和钾肥与其他处理一致。
1.2 试验方法
试验设工业磷酸一铵粉剂（MAP）、原位法磷酸一铵粉剂（YMAP）、聚磷酸铵液体（APP）、原位法聚磷酸铵粉剂（YAPP）和不施磷肥对照5个处理，每个处理3次重复，随机区组排列，小区面积150 m2。
采用双行浅沟种植，每种植行铺设2条滴灌带，滴头流量为2.0 L/h，滴头间距为40 cm。香蕉种植规格为2.0 m×2.0 m，种植密度为2 500株/hm2。各处理香蕉总灌水量一致，施肥时每次在停水前20 min滴肥45 min。其他农艺措施均一致。各处理纯养分投入量：不施磷肥对照为纯氮0 kg/hm2，纯磷0 kg/hm2，纯钾0 kg/hm2；MAP、YMAP、APP、YAPP处理纯氮磷钾用量一致，均为纯氮604.5 kg/hm2，纯磷234 kg/hm2，纯钾1 089 kg/hm2。
1.3 测定项目及方法
在香蕉孕蕾期进行株高、假茎粗度、绿叶数、倒3叶叶长、叶宽等生长指标测定。在成熟期各处理选取长势一致植株6株，冰盒保存至实验室进行叶片氮磷钾相关指标测定，其中硝态氮采用1 mol/L KCl 浸提，AA3型连续流动分析仪测定；速效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提，钼锑抗比色法测定；速效钾采用1 mol/L NH4OAc 浸提，火焰光度法测定。田间测产采用简单称重法。
试验数据采用Excel 2013进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 不同磷源对香蕉生长性状的影响
从表1可见，磷铵系列处理的香蕉株高、假茎粗度、绿叶数、叶片长度和叶片宽度均高于不施磷肥对照。YAPP处理的株高、假茎粗度、绿叶数、叶长、叶宽均显著高于不施磷肥对照，分别增加8.6%、12.5%、12.3%、17.5%、9.5%。除绿叶数外，YAPP处理的株高、假茎粗度、叶长、叶宽均显著高于YMAP处理，分别增加4.0%、6.6%、7.9%、7.1%。说明在砖红壤上原位聚磷酸铵比原位磷酸一铵的效果更好，能够促进香蕉生育前期的营养生长，更多的绿叶数能促进作物保持较强的光合效能。整体来看，聚磷酸铵在孕蕾期对香蕉的营养生长作用最为明显。
表1 不同磷源对孕蕾期香蕉生长性状的影响
Table 1 Effects of different phosphorus sources on growth traits of banana at bud stage
注：同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著。
Note: Different lowercase letters after data in the same column represent significant differences.
处理Treatment叶宽Leaf width（cm）CK 483.0±1.8c 65.5±1.5b 9.5±0.3b 203.9±5.4c 95.2±0.5b MAP 506.7±5.1b 67.3±1.7b 9.7±0.2b 217.7±6.4bc 96.3±0.7b YMAP 504.3±3.9b 69.1±0.6b 9.7±0.2b 222.0±5.2b 97.3±1.1b APP 524.0±2.8a 75.2±1.2a 10.0±0.0b 225.3±4.2ab 103.5±0.8a YAPP 524.5±7.3a 73.7±0.7a 10.7±0.2a 239.6±3.4a 104.3±3.4a株高Plant height（cm）假茎粗度Pseudostem circumference（cm）绿叶数Green leaf number叶长Leaf length（cm）
2.2 不同磷源对香蕉果指数和产量的影响
果指数是构成香蕉产量的重要参数。由表2可知，试验中YAPP和YMAP处理果指数均比不施磷肥对照增加14.7个/株，果指数比不施磷肥对照提高11.0%。从最终产量测量结果来看，YMAP处理产量为59.4 t/hm2，YAPP处理产量为56.1 t/hm2，比不施磷肥对照分别增产21.7%、15.2%。YMAP处理产量较MAP处理增产7.6%，YAPP处理产量较APP处理增产1.9%，说明原位法磷铵系列处理能显著提高香蕉果指数，从而有效增加香蕉的产量。
表2 不同磷源对结果期香蕉产量的影响
Table 2 Effects of different phosphorus sources on banana yield at fruiting stage
注：同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著。
Note: Different lowercase letters after data in the same column represent significant differences.
增产率Yield increase rate（%）CK 133.0±4.4b 48.7±1.5c MAP 143.7±2.9a 55.2±0.4b 13.2 YMAP 147.7±3.1a 59.4±0.7a 21.7 APP 144.3±4.6a 55.1±2.3b 13.0 YAPP 147.7±0.7a 56.1±0.3ab 15.2处理Treatment果指数（个/株）Number of fruit index产量Yield（t/hm2）
2.3 不同磷源对香蕉养分吸收利用效率的影响
由表3可知，不同磷源对香蕉植株养分含量的影响不同。MAP处理香蕉植株氮含量和钾含量均低于APP处理，YAPP处理植株氮含量最高，比MAP处理高35.38%；APP处理植株钾含量最高，较YMAP处理高14.41%。不同处理植株磷含量差异不显著。综合分析，YAPP处理香蕉植株氮磷钾含量相对较高，可见原位法聚磷酸铵有利于提高香蕉对氮肥、磷肥、钾肥的肥料利用率，从而减少肥料的浪费。
表3 不同磷源对香蕉植株养分含量的影响
Table 3 Effects of different phosphorus sources on the contents of available nutrients in banana plant
注：同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著。
Note: Different lowercase letters affer data in the same column represent significant differences.
钾含量K content（mg/kg）CK 1845.0±46.8d 16.7±0.9b 7266.7±208.3c MAP 2437.5±99.2c 21.2±0.2a 7716.7±116.7bc YMAP 2587.5±230.9bc 22.5±0.3a 7633.3±289.2bc APP 2925.0±112.5ab 21.1±0.6a 8733.3±183.3a YAPP 3300.0±99.2a 22.0±0.6a 8250.0±104.1ab处理Treatment氮含量N content（mg/kg）磷含量P content（mg/kg）
由表4可知，YMAP处理氮、磷、钾肥料偏生产力均高于其他处理，MAP处理氮、磷、钾肥料偏生产力均最低，可见原位法磷酸一铵自身螯合的微量元素能够很好地提高树体所需养分的吸收能力，改善树体的营养水平。
表4 不同磷源对香蕉氮磷钾肥料偏生产力的影响
Table 4 Effects of different phosphorus sources on partial productivity of banana NPK fertilizers
处理Treatment肥料偏生产力Partial fertilizer productivity（kg/kg）N P2O5 K2O MAP 90.11 232.77 50.02 YMAP 98.25 253.80 54.54 APP 90.98 235.02 50.50 YAPP 92.84 239.83 51.53
2.4 不同磷源香蕉生产经济效益分析
由表5可知，YMAP和YAPP处理香蕉产值分别比不施磷肥对照提高32.0%、24.8%。APP和YAPP处理化肥投入成本较大，其香蕉长势和产量均比不施磷肥对照高，纯收益分别比对照增加17 500、19 800元/hm2。MAP和YMAP处理化肥投入成本较小，香蕉长势和产量均比不施磷肥对照高，纯收益比对照分别增加21 700、32 300元/hm2。种植香蕉的产投比由不施磷肥对照的2.00∶1上升到磷铵系列处理的2.13～2.42∶1，其中YMAP处理增效显著。
3 讨论
香蕉的株高、假茎粗度、绿叶数、累积叶片数是构成其农艺性状的主要因素，香蕉生长各时期的假茎粗度、植株高度、绿叶数在一定程度上反映了该时期香蕉生长发育状况的优劣及形成产量的潜力，对香蕉是否增产具有重要意义［14］。本试验结果表明，与不施磷肥对照相比，MAP与APP处理均提高了孕蕾期香蕉的株高、茎粗等生长指标，其中APP处理效果优于MAP处理，这可能与APP本身的特性有关：APP在施入土壤后是以分子的形式吸附在土壤粘粒上，不会迅速被土壤固定而失效，只有在作物根系分泌的酸以及土壤微生物等因素的作用下，聚合态的磷才会逐步水解成正磷酸盐，最终被作物吸收利用［15］，APP的水解速度也决定了土壤中有效磷含量是一个逐渐富集的过程。另外，APP移动性较强，不易被土壤固定的特性会扩大磷在作物根区的分布范围。磷的富集与利用效率的提高必然会促进作物生育前期的生长，这与张皓禹等［15］、Chen等［16］的研究结果一致。
表5 不同磷源对香蕉生产经济效益分析
Table 5 Analysis of economic benefits of bananas fertilized with different phosphorus sources
注：表中数据以2018—2019年当时的市场价计。总成本包括道路、房屋、灌溉设备等基础设施成本一次性折旧处理和当年地租、种苗、电费、肥料、农药、人工和套袋等当季可变成本。
Note: The data is calculated based on the market price at that time in 2018 and 2019.The total costs included the costs of infrastructures such as roads, houses,irrigation equipment, one-time depreciation treatment, and the current season variable costs of land rent, seedlings, electricity, fertilizer, pesticide, labor and bagging,etc.
产投比Ratio of output to investment CK 0 58500 2.4 117000 58500 2.00∶1 MAP 622 63300 2.6 143500 80200 21700 2.27∶1 YMAP 646 63700 2.6 154400 90700 32300 2.42∶1 APP 884 67300 2.6 143200 75900 17500 2.13∶1 YAPP 908 67600 2.6 145900 78300 19800 2.16∶1处理Treatment化肥成本Fertilizer cost（yuan/667m2）总成本Total cost（yuan/hm2）香蕉价格Price of banana（yuan/kg）产值Output value（yuan/hm2）纯收益Net benefit（yuan/hm2）增收Increase income（yuan/hm2）
植物的生长需要通过吸收和转移大量的氮、磷、钾元素，这些养分的来源主要是通过施肥供给。本研究香蕉成熟期叶片速效养分含量的结果表明，APP、YAPP处理的香蕉叶片硝态氮、速效钾含量均高于MAP、YMAP处理，各处理香蕉叶片速效磷含量相差不大，说明施用聚磷酸铵比磷酸一铵更能促进香蕉植株叶片对氮、钾元素的吸收和积累。本研究结果还表明，YMAP处理植株叶片中氮、钾的含量高于MAP处理，APP处理也表现为相同规律，说明鳌合了中微量的磷酸一铵和聚磷酸铵可以提高香蕉叶片对氮、钾养分的吸收和积累。作物叶片速效养分含量的高低能反应土壤养分利用率的高低，而根系的分布形态是影响作物吸收能力差异的重要因素［17］。聚磷酸铵较强的移动性为香蕉的根系提供了一个相对均匀且广泛的磷分布区域，这将会诱导香蕉根系往更深的土层分布，根系吸收范围的扩大同时促进了作物对其他营养元素的吸收量。本研究仅测定了植株氮、磷、钾的含量，关于磷酸一铵和聚磷酸铵对香蕉根、茎部位氮、磷、钾元素的吸收规律以及香蕉植株体内氮、磷、钾等元素的转移规律还需要进一步研究。
施用磷酸一铵和聚磷酸铵能提高香蕉的产量，增加收益。不同磷源处理的香蕉最终产量与前期的生长势及叶片速效养分含量呈现的趋势存在一定差异，增产效果最为明显的是YMAP处理。这可能是由于在香蕉幼果生长期开始对养分的需求开始急剧增长，聚磷酸铵水解速率的快慢直接影响了香蕉果实的养分摄取量。聚磷酸铵在土壤中的水解过程是一种酶促反应，而且其聚合度越高、链越长，其水解的速率就越慢［18］，同时其他因素（组分、土质、pH、温湿度、金属离子等）也会对聚磷酸铵的水解速率造成影响［19-20］。在香蕉果实膨大期较高的养分需求下，一旦某些营养元素供应不及时，就会对最终产量造成影响。针对香蕉的养分需求特点，磷酸一铵与聚磷酸铵的配合施用最佳比例还需要进一步研究。
4 结论
施用磷酸一铵与聚磷酸铵比不施磷肥对照均能促进香蕉的生长，以及促进根系的养分吸收与产量的提高。YAPP处理香蕉长势如株高、茎粗、绿叶数、叶长和叶宽均显著高于不施磷肥对照；YAPP和YMAP处理果指数比不施磷肥对照提高11.0%，其中YMAP处理产量较MAP处理增产7.6%，YAPP处理产量较APP处理增产1.9%；MAP和YMAP处理化肥投入成本小，纯收入比不施磷肥对照分别增加21 700、32 300元/hm2。综合分析，原位法磷酸一铵在所有处理中对香蕉的促生作用与增产效果最为明显。
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