基于水肥一體化的蘋果減肥施肥技術(shù)優(yōu)化

張?zhí)祓?，?茹，樊淼淼，高 華

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

據(jù)FAO統(tǒng)計，經(jīng)過多年發(fā)展，我國蘋果栽培面積在2018年達(dá)到207.2萬hm2，占全球栽培面積的57.7%；總產(chǎn)量達(dá)到了3 923.50萬t，占全球產(chǎn)量的54.5%[1]。作為世界上蘋果種植最佳優(yōu)生區(qū)之一的黃土高原，具有面積大、土層厚且土質(zhì)潔凈的優(yōu)勢[2]。該地區(qū)主要栽培的蘋果品種為‘富士’，其栽培面積占該區(qū)蘋果總栽培面積的65%[3]，但該地區(qū)降雨少和肥料利用率低一直是限制蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸[4]。

影響蘋果產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵因素之一是科學(xué)合理施肥[5]。在我國，全國耕地總面積中蘋果栽培面積僅占1.7%，但在化肥和農(nóng)藥消費量上卻分別達(dá)到了217.3萬t和14.1萬t，占全國的3.7%和7.7%[6]。彭福田等[7]研究表明，目前我國蘋果主要栽培區(qū)用氮量高達(dá)400～600 kg/hm2，是國外施氮量的2～3倍。過度施肥不僅造成了經(jīng)濟(jì)效益低、浪費嚴(yán)重，而且還造成了水體、土壤的污染等環(huán)境問題。因此，亟需根據(jù)地域特點，減少化肥的施用，因地制宜地建立科學(xué)合理的施肥模式，為蘋果根系的生長和養(yǎng)分的活化提供最佳環(huán)境條件[8]。

2015年1月，農(nóng)業(yè)部提出“一控兩減三基本”的總體目標(biāo)，其中“一控”是指控制農(nóng)業(yè)用水總量和農(nóng)業(yè)水環(huán)境污染；“兩減”是指化肥、農(nóng)藥減量施用，實現(xiàn)化肥、農(nóng)藥用量零增長，并且使肥料、農(nóng)藥利用率達(dá)到40%以上[9]；“三基本”是指畜禽糞污、農(nóng)膜、農(nóng)作物秸稈基本得到資源化、綜合循環(huán)再利用和無害化處理。水肥一體化正是實現(xiàn)這一目標(biāo)的主要手段之一[10]。Klein等[11]研究表明，與其他施肥方式相比，蘋果園中應(yīng)用滴灌施肥技術(shù)獲得了良好的效果。楊素苗等[12]研究表明，微灌溉能使蘋果樹體維持較高的根系活力，同時保持較高的產(chǎn)量和品質(zhì)。張林森等[13]研究也表明，采用根域注射施肥可使蘋果產(chǎn)量、品質(zhì)及肥料利用率等均有顯著提升。

然而，前人對水肥一體化技術(shù)的研究主要集中在提高水肥利用效率[14]、提質(zhì)增效[15]等方面，而根據(jù)地域特點確定不同區(qū)域最佳施肥條件的研究尚不多見[16]。并且水肥一體化技術(shù)對作物提質(zhì)增效等的研究多以糧食和蔬菜作物為主[17]，對蘋果等果樹的水肥一體化技術(shù)模式研究較少?；诖耍驹囼炦x擇渭北旱塬典型蘋果園，初步研究了傳統(tǒng)施肥模式及水肥一體化模式下不同化肥施用量對蘋果產(chǎn)量、肥料利用效率及果實品質(zhì)等方面的影響，以期篩選出針對渭北地區(qū)蘋果園的最佳施肥模式，為蘋果園精準(zhǔn)化管理提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點及材料

供試果園位于陜西省白水縣，海拔850 m，年降水量577.8 mm，年平均氣溫11.4 ℃，極端最低氣溫為-13 ℃，年均無霜期227 d，年均日照時數(shù)2 112 h。供試土壤為褐土，基本理化性狀為：pH 7.57，有機(jī)質(zhì)7.37 g/kg，硝態(tài)氮13.8 mg/kg，銨態(tài)氮10.6 mg/kg，有效磷41.55 mg/kg，速效鉀111.98 mg/kg。

以5年生矮化結(jié)果樹‘玉華早富’為試材，基砧為新疆野蘋果(Malussieversii)，中間砧為M26，株距1.5 m，行距4 m。供試N肥為尿素，P2O5肥為過磷酸鈣，K2O肥為農(nóng)用硫酸鉀，有機(jī)肥采用腐熟牛糞。

1.2 試驗設(shè)計

挑選長勢基本一致且健康的蘋果樹為試材，采用“2+X”試驗設(shè)計，其中“2”為常規(guī)施肥模式(CT)和雙減模式(SJ)，“X”為水肥一體化模式WF1～WF4，共6個處理。CT為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶主要施肥模式，全年只施用化肥1.16 kg/株，不施用有機(jī)肥且不灌水；SJ為當(dāng)?shù)刂饕扑]化肥減量施用模式，全年化肥施用量為0.92 kg/株，有機(jī)肥施用量為20.00 kg/株，不灌水；水肥一體化模式中包括WF1～WF4共4個處理，化肥全年施用量分別為0.92，0.78，0.66，0.56 kg/株，根據(jù)前人研究結(jié)果[18]、樹齡及實際土壤地力狀況等確定m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=2∶1∶2.2，有機(jī)肥用量均為20 kg/株，灌水量均為0.12 m3/株(根據(jù)前期調(diào)查結(jié)果確定)。每處理設(shè)6個重復(fù)，具體的施肥量和灌水量見表1。每個處理蘋果樹的栽培條件和管理水平一致。

CT模式的基肥于10月6日施入(施用N 60%，P2O540%，K2O 20%，不灌水)，追肥分別于萌芽期4月7日(施用N 20%，P2O530%，K2O 20%，不灌水)和果實膨大期6月10日(施用N 20%，P2O530%，K2O 60%，不灌水)施入；SJ模式的基肥于10月6日(施用N 60%，P2O540%，K2O 20%，有機(jī)肥100%，不灌水)施入，追肥于果實膨大期6月10日(施用N 40%，P2O560%，K2O 80%，不灌水)施入。CT模式、SJ模式的基肥和追肥均采用條溝狀施肥的方式，即在距離樹體主干左右兩側(cè)50 cm處挖深度和寬度大約30 cm的施肥溝，施肥后覆土。

WF1～WF4模式的基肥于10月6日采用條溝狀施肥方式施入(施用N 60%，P2O540%，K2O 20%，有機(jī)肥100%，不灌水)；追肥均采用根域注射施肥的方式施入，分別于萌芽期4月7日(施用N 10%，P2O510%，K2O 5%，灌水0.02 m3/株)、萌芽后5月6日(施用N 10%，P2O510%，K2O 5%，灌水0.02 m3/株)及果實膨大期6月10日(施用N 5%，P2O510%，K2O 20%，灌水0.02 m3/株)、7月5日(施用N 5%，P2O510%，K2O 20%，灌水0.02 m3/株)、7月21日(施用N 5%，P2O510%，K2O 20%，灌水0.02 m3/株)和采收前8月16日(施用N 5%，P2O510%，K2O 10%，灌水0.02 m3/株)施入，全年共追肥6次。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 蘋果產(chǎn)量指標(biāo)的測定 在果實成熟期采摘不同處理蘋果果實，對果實進(jìn)行分級并稱質(zhì)量，調(diào)查單株果實數(shù)、單株果實產(chǎn)量和單果質(zhì)量，計算果實商品率及肥料偏生產(chǎn)力。果實商品率(fruit commodity rate，F(xiàn)CR)是指果徑≥70 mm果實數(shù)占果實總數(shù)的百分比，肥料偏生產(chǎn)力(fertilizer partial productivity，PFP)是蘋果果實產(chǎn)量與施肥量的比值。

1.3.2 果實品質(zhì)指標(biāo)的測定 從樹體東、南、西、北4個方向，在樹冠外圍果枝中部挑選大小一致、無機(jī)械病和蟲害損傷及色澤均勻的果實20個以上，組成混合樣，在采收后快速運回實驗室，削去果皮，將果皮、果肉分別立即置于液氮中凍存。果實Vc含量采用鉬藍(lán)比色法測定[19]，果皮花青苷含量采用紫外分光光度法測定，果實可溶性總糖含量采用蒽酮比色法測定[20]，果實可溶性固形物含量使用ATAGO(PAL-1)手持?jǐn)?shù)顯折光儀測定，果實可滴定酸含量使用GMK-835F型酸度計測定，果實硬度使用GS-15型水果質(zhì)地分析儀測定。另外計算固酸比，即蘋果果實可溶性固形物含量與可滴定酸含量的比值。

采用頂空固相微萃取法提取果實的揮發(fā)性物質(zhì)，用ISQ &Trace ISQ氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國, 賽默飛科技有限公司)測定果實揮發(fā)性物質(zhì)種類及其含量。

1.4 綜合評價值的計算

1.4.1 基于主觀層次分析(AHP)法的單一指標(biāo)權(quán)重的計算 根據(jù)所測定的各個指標(biāo)的性質(zhì)和關(guān)聯(lián)程度，建立綜合評價層次結(jié)構(gòu)關(guān)系。將綜合指標(biāo)目標(biāo)層(C)分為產(chǎn)量指標(biāo)(C1)和品質(zhì)指標(biāo)(C2)2個準(zhǔn)則層；產(chǎn)量指標(biāo)包括單果質(zhì)量(C11)、果實產(chǎn)量(C12)、果實商品率(C13)和肥料偏生產(chǎn)力(C14)4個指標(biāo)層；品質(zhì)指標(biāo)則包括果實Vc含量(C21)、果皮花青苷含量(C22)、果實可溶性總糖含量(C23)、果實固酸比(C24)、果實硬度(C25)、果實揮發(fā)性物質(zhì)總含量(C26)和果實揮發(fā)性物質(zhì)種類(C27)7個指標(biāo)層。評估層次結(jié)構(gòu)構(gòu)建后，運用比例標(biāo)度法確定屬性指標(biāo)間的優(yōu)先級并建立判斷矩陣，利用Yaahp 6.0軟件計算各層次相應(yīng)元素的權(quán)重，具體計算方法參見文獻(xiàn)[21]。

1.4.2 基于熵權(quán)法的單一指標(biāo)權(quán)重的計算 采用Microsoft Excel 2019軟件計算單一指標(biāo)權(quán)重。首先將蘋果單一指標(biāo)實測數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，消除各指標(biāo)間量綱不同的影響，然后采用熵權(quán)法計算各指標(biāo)的客觀權(quán)重，具體計算方法參見文獻(xiàn)[22]。

1.4.3 基于博弈論的組合賦權(quán)法對單一指標(biāo)最終權(quán)重的計算 根據(jù)博弈論原理，采用上述2種方法對指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)后，得到2個指標(biāo)權(quán)重向量，從而可構(gòu)造一個基本的權(quán)重集約化模型，其中必包含滿意度最高的權(quán)重向量，采用Matlab 6.5軟件對得到的集約化模型進(jìn)行運算即可得到最終權(quán)重，具體計算方法參見文獻(xiàn)[23]。

1.4.4 基于近似理想解(TOPSIS)法的綜合評價值的計算 先采用向量歸一化法對蘋果單一指標(biāo)實測值進(jìn)行無量綱化(均視為正向指標(biāo))，得到蘋果單一指標(biāo)的理想解(S+)和逆理想解(S-)，然后根據(jù)組合賦權(quán)法確定的蘋果單一指標(biāo)最終權(quán)重，采用TOPSIS法形成加權(quán)判斷矩陣，得到各處理與理想解的加權(quán)距離d+和與逆理想解的加權(quán)距離d-，最終可得各處理綜合指標(biāo)的相對貼合度(Cj，0

1.5 水肥一體化模式下蘋果綜合評價值對施肥量響應(yīng)的分析

1.5.1 不同施肥量處理蘋果綜合評價值效應(yīng)的計算 根據(jù)TOPSIS分析結(jié)果，采用Microsoft Excel 2019軟件對蘋果綜合評價值進(jìn)行擬合，建立不同施肥量與綜合評價值的回歸方程，即可得到不同施肥量對綜合評價值的效應(yīng)函數(shù)。

1.5.2 不同施肥量處理蘋果綜合評價值邊際效應(yīng)的計算 就不同施肥量對綜合評價值的效應(yīng)函數(shù)求導(dǎo)，即可得到蘋果綜合評價值隨施肥量變化的邊際效應(yīng)函數(shù)。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)測定取3次生物學(xué)重復(fù)，用Microsoft Excel 2019軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和制圖，用SPSS 20.0軟件采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對蘋果產(chǎn)量和果實商品率及肥料偏生產(chǎn)力的影響

圖1-A，B顯示，與CT相比，WF1～WF3處理蘋果單果質(zhì)量顯著增加，WF4和SJ處理無顯著變化。6個處理中，WF2處理的單果質(zhì)量高達(dá)258.39 g，較CT和SJ處理分別顯著提高了21.4%和20.29%。不同施肥處理的蘋果產(chǎn)量差異明顯，也以WF2處理的產(chǎn)量最高，顯著高于其他處理。

圖1-C，D顯示，與CT相比，WF1～WF4處理蘋果的果實商品率及肥料偏生產(chǎn)力均明顯增加；SJ處理果實商品率與CT相比雖有增加，但二者差異不顯著，但肥料偏生產(chǎn)力顯著提高。6個處理中，WF2處理的果實商品率和肥料偏生產(chǎn)力均最高，分別達(dá)到了81%和29.96 kg/kg，果實商品率分別較 CT和SJ處理提高了17.9%和15.4%，肥料偏生產(chǎn)力分別較CT和SJ處理提高了81.25%和38.23%。在水肥一體化模式(WF1～WF4)下，隨著肥料用量的增加，果實商品率和肥料偏生產(chǎn)力均呈先增加后下降的趨勢。

柱上標(biāo)不同小寫字母代表不同處理間的差異達(dá)到P<0.05顯著水平，下同Different lowercase letters indicate that significant difference between treatments (P<0.05).The same below圖1 不同施肥處理對蘋果單果質(zhì)量、產(chǎn)量、果實商品率及肥料偏生產(chǎn)力的影響Fig.1 Effects of different fertilization treatments on apple weight of single fruit,yield,fruit commodity rate and fertilizer partial productivity

2.2 不同施肥處理對蘋果品質(zhì)的影響

如表2所示，與CT相比， SJ處理除了可溶性總糖含量顯著降低外，果實Vc、可溶性固形物、可滴定酸含量和固酸比、硬度及果皮花青苷含量均無顯著變化。與CT相比，WF1～WF4處理果實Vc、可溶性總糖、可溶性固形物、可滴定酸含量和固酸比、硬度及果皮花青苷含量總體無顯著變化，說明與常規(guī)施肥模式相比，水肥一體化技術(shù)模式對蘋果果實品質(zhì)指標(biāo)影響較小。

表2 不同施肥處理對蘋果品質(zhì)的影響Table 2 Effects of different fertilization treatments on apple quality

2.3 不同施肥處理對蘋果揮發(fā)性物質(zhì)種類及其總含量的影響

如圖2-A所示，不同施肥處理下檢測到蘋果揮發(fā)性物質(zhì)種類差異顯著，其中處理WF1～WF4中揮發(fā)性物質(zhì)種類為22～30種，但與CT和SJ處理相比，總體無顯著差異，說明水肥一體化模式對蘋果果實揮發(fā)性物質(zhì)種類的影響不明顯。由圖2-B可知，6個處理中，CT處理蘋果果實揮發(fā)性物質(zhì)總含量最高，達(dá)2 699.41 μg/kg，但與SJ和WF2處理無顯著性差異。在水肥一體化模式下，隨著肥料用量的增加，揮發(fā)性物質(zhì)總含量呈先增加后減小的趨勢，其中WF2處理最高，為2 525.93 μg/kg，顯著高于其他處理。

圖2 不同施肥處理對蘋果揮發(fā)性物質(zhì)種類及其總含量的影響Fig.2 Types and total content of volatile substances in apples under different fertilization treatments

2.4 不同施肥處理蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)的綜合評價

2.4.1 蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)權(quán)重的確立 采用AHP法可知，果實產(chǎn)量(C12)的權(quán)重最高，達(dá)到0.311；其次為果實商品率(C13)，權(quán)重達(dá)0.185;然后各指標(biāo)權(quán)重依次為果實固酸比(C24) 0.117，單果質(zhì)量(C11) 0.107，果實揮發(fā)性物質(zhì)總含量(C26) 0.080，肥料偏生產(chǎn)力(C14) 0.064，果實硬度(C25) 0.053，果實Vc含量(C21) 0.035，果實可溶性總糖含量(C23) 0.023，果皮花青苷含量(C22) 0.015，果實揮發(fā)性物質(zhì)種類(C27) 0.010。

通過熵權(quán)法可得到肥料偏生產(chǎn)力(C14)權(quán)重最高，為0.301；其次為果實揮發(fā)性物質(zhì)總含量(C26)，達(dá)到0.226;然后各指標(biāo)權(quán)重依次為果皮花青苷含量(C22) 0.154，果實產(chǎn)量(C12) 0.101，果實固酸比(C24) 0.075，果實揮發(fā)性物質(zhì)種類(C27) 0.058，果實可溶性總糖含量(C23) 0.058，單果質(zhì)量(C11) 0.020，果實商品率(C13) 0.016，果實Vc含量(C21) 0.013，果實硬度(C25) 0.002。

由于采用AHP法與熵權(quán)法各指標(biāo)得到的權(quán)重不同，因此依據(jù)博弈論原理，通過組合賦權(quán)得到各指標(biāo)最終權(quán)重，其中果實產(chǎn)量(C12)的最終權(quán)重最高，為0.203；其次為肥料偏生產(chǎn)力(C14)，最終權(quán)重為0.186；然后依次為果實揮發(fā)性物質(zhì)總含量(C26) 0.156，果實商品率(C13) 0.097，果實固酸比(C24) 0.095，果皮花青苷含量(C22) 0.087，單果質(zhì)量(C11) 0.062，果實揮發(fā)性物質(zhì)種類(C27) 0.034，果實可溶性總糖含量(C23) 0.029，果實硬度(C25) 0.026，果實Vc含量(C21)0.023。

如表3所示，根據(jù)TOPSIS法確定的不同施肥處理的蘋果綜合評價值排序由高到低為WF2>WF3>WF4>SJ>WF1>CT。由水肥一體化施肥模式可知，不同施肥量影響蘋果綜合評價值，低肥處理優(yōu)于高肥處理，因此建議在生產(chǎn)中切勿過量施肥。

由表3中R值可知，各處理相對貼合度(Cj)排序與果實商品率(C13)排序的相關(guān)性達(dá)到了極顯著水平(P<0.01)，與單果質(zhì)量(C11)排序、果實產(chǎn)量(C12)排序、肥料偏生產(chǎn)力(C14)排序、果實揮發(fā)性物質(zhì)種類(C27)排序達(dá)到了顯著水平(P<0.05)。表明利用TOPSIS法確定不同處理下蘋果的綜合評價值是可靠的。

2.4.2 水肥一體化模式下不同化肥施用量處理蘋果綜合評價值的效應(yīng)分析 為探究施肥量對蘋果綜合評價值的影響，對水肥一體化模式下不同化肥施用量處理蘋果的產(chǎn)量、品質(zhì)指標(biāo)等進(jìn)行綜合分析，得到蘋果綜合評價值對化肥施用量的回歸方程為：

Y=-7.277x2+10.676x-3.194。

(1)

式中：Y表示化肥施用量對蘋果綜合評價值影響的效用函數(shù)，x表示在水肥一體化模式下的化肥施用量(kg/株)。

分析水肥一體化模式下化肥施用量對蘋果綜合評價值的影響，結(jié)果見圖3-A。由圖3-A可知，隨著化肥施用量的增加，蘋果的綜合評價值呈開口向下的拋物線，表明蘋果的綜合評價值隨著化肥施用量的增加呈先增加后降低的趨勢，說明化肥施用量對蘋果綜合評價指標(biāo)的影響符合邊際報酬遞減規(guī)律。當(dāng)化肥施用量為0.73 kg/株時，蘋果的綜合評價值最高。

表3 基于近似理想解(TOPSIS)法的不同施肥處理蘋果綜合評價值的排序Table 3 Ranking of apple comprehensive evaluation indexes under different water and fertilizer treatments determined by TOPSIS method

圖3 水肥一體化模式下不同化肥施用量處理蘋果綜合評價指標(biāo)的效用Fig.3 Effectiveness analysis on comprehensive evaluation indexes for apples with different fertilizer application rate

對公式(1)求導(dǎo)，可得到化肥施用量調(diào)控蘋果綜合評價值的邊際效用函數(shù)為：

Y′=-14.555x+10.676。

(2)

式中：Y′表示化肥施用量對蘋果綜合評價值的邊際效用函數(shù)，x表示在水肥一體化模式下的化肥施用量(kg/株)。

由圖3-B可知，隨著化肥施用量的增加，蘋果邊際綜合評價值降低。當(dāng)化肥施用量在0.56～0.73 kg/株時，可促進(jìn)蘋果綜合評價值的提升；當(dāng)化肥施用量高于0.73 kg/株時，其對蘋果綜合評價值均具有負(fù)面效應(yīng)。

3 討 論

在提高作物產(chǎn)量及肥料利用效率的措施中，水肥協(xié)同效應(yīng)的作用極其重要。本試驗結(jié)果表明，與CT相比，采用水肥一體化技術(shù)顯著提高了蘋果肥料偏生產(chǎn)力，這與路永莉等[16]的研究結(jié)果一致。有研究表明，水肥一體化技術(shù)在提高肥料利用率的同時可顯著提高作物產(chǎn)量[25]。本試驗結(jié)果表明，WF2處理的蘋果產(chǎn)量和肥料偏生產(chǎn)力均最高，較CT和SJ處理顯著增加，表明適宜的施肥量對蘋果的增產(chǎn)效果顯著，肥料利用率顯著提高。可能是由于水肥協(xié)同供應(yīng)可以與作物的生理需求和諧同步，通過確保作物營養(yǎng)代謝協(xié)調(diào)平衡，有利于養(yǎng)分向果實富集，從而實現(xiàn)增產(chǎn)增效[26]。

蘋果提質(zhì)增效的重要保證之一是科學(xué)合理的水肥管理[27]。土壤具有良好的氣、水狀況和豐富的礦質(zhì)元素，可促進(jìn)植物根系生長，進(jìn)而提高根系的吸收能力，促進(jìn)地上部分對碳水化合物的同化作用，有利于果實品質(zhì)形成[28]。王賀等[29]研究表明，化肥減施30%對蘋果果實品質(zhì)無顯著影響。路永莉等[16]研究表明，在關(guān)中平原地區(qū)蘋果園內(nèi)，與傳統(tǒng)施肥相比，水肥一體化模式下減施50%化肥除果實固酸比提高外，其余品質(zhì)無顯著變化。本試驗結(jié)果表明，與CT相比，在水肥一體化模式下當(dāng)化肥用量減施32.76%時(WF2)，果實品質(zhì)無顯著性變化，可能是因為影響蘋果品質(zhì)形成的因素不僅與養(yǎng)分供應(yīng)有關(guān)，還可能較大程度受氣候條件[30]、管理水平[31]和品種[32]等因素的影響。說明在渭北旱塬實行化肥減施是可行的、必要的，在蘋果品質(zhì)無顯著變化的前提下減少化肥投入，有助于保證蘋果園的健康發(fā)展。

有研究表明，水肥一體化模式下化肥對作物產(chǎn)量影響具有閾值，化肥投入小于閾值時增加作物產(chǎn)量，而當(dāng)化肥投入超過閾值時，則會造成作物產(chǎn)量下降，甚至對作物生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響[33]。鄧蘭生等[34]研究指出，在水肥一體化條件下, 當(dāng)?shù)视昧拷档椭脸Ｒ?guī)氮肥用量的1/2時, 甘蔗的產(chǎn)量和品質(zhì)均處于最佳狀態(tài), 繼續(xù)增加氮肥投入反而會影響甘蔗的生產(chǎn)。本試驗結(jié)果表明，在水肥一體化模式下，隨著化肥施用量的增加，蘋果果實的綜合評價值呈現(xiàn)開口向下的拋物線，即蘋果綜合評價值隨著化肥施用量的增加呈先上升后下降的趨勢，與前人研究結(jié)果一致。其可能原因是化肥施用量過低時會導(dǎo)致營養(yǎng)供應(yīng)不足，而過高時則會對生理代謝產(chǎn)生抑制作用，最終造成蘋果綜合評價指標(biāo)降低，由此可知適宜的化肥用量是提高綜合評價值的關(guān)鍵。本試驗結(jié)果還表明，高肥處理蘋果的綜合評價值低于低肥處理，說明在蘋果生產(chǎn)中水肥一體化模式下切忌過量施用化肥，否則不僅會造成蘋果產(chǎn)量、品質(zhì)及肥料利用效率的下降，而且還增加了生產(chǎn)成本，破壞了土壤理化性質(zhì)，造成了環(huán)境污染[35]。

侯廣軍等[36]的研究結(jié)果表明，在減施30%化肥的情況下，蘋果產(chǎn)量明顯提高，品質(zhì)得到了改善。何流等[37]的研究表明，在施用黃腐酸類肥料的同時，化肥投入減少10%，可促進(jìn)蘋果葉片和新梢的生長，提高蘋果產(chǎn)量。本試驗結(jié)果表明，在渭北黃土高原地區(qū)的蘋果園，與常規(guī)栽培管理模式相比，水肥一體化模式下減施化肥可以提高蘋果產(chǎn)量，且對蘋果品質(zhì)指標(biāo)總體無顯著影響，說明在該區(qū)域?qū)嵭谢蕼p施是必要且可行的，在減少生產(chǎn)投入的同時保證了蘋果園的綠色發(fā)展。本試驗結(jié)果表明，與常規(guī)施肥(CT)和雙減模式(SJ)相比，當(dāng)全年化肥施用量為0.73 kg/株(其中N 0.28 kg/株，P2O50.14 kg/株，K2O 0.31 kg/株)時，即當(dāng)化肥投入量分別降低37.07%和20.65%時，蘋果的綜合評價值最高，為適宜渭北地區(qū)水肥一體化模式的化肥施用量，這與榮傳勝等[38]的化肥推薦施用量相近。

本試驗通過測定不同施肥處理蘋果的肥料偏生產(chǎn)力、果實產(chǎn)量和品質(zhì)等多項指標(biāo)，并結(jié)合主客觀權(quán)重分析，最終得到了渭北黃土高原地區(qū)蘋果生產(chǎn)化肥最佳施用量，對實現(xiàn)該地區(qū)蘋果的精準(zhǔn)化管理具有指導(dǎo)作用。

4 結(jié) 論

在渭北黃土高原蘋果生產(chǎn)區(qū)，通過綜合評價尋優(yōu)得出水肥一體化模式下蘋果全年化肥施用量為0.73 kg/株，且氮、磷、鉀肥按照2∶1∶2.2的質(zhì)量比施用，即N 0.28 kg/株，P2O50.14 kg/株，K2O 0.31 kg/株，此條件下蘋果綜合表現(xiàn)最優(yōu)，與常規(guī)施肥(CT)和雙減模式(SJ)相比，分別降低化肥施用量37.07%和20.65%，為我國蘋果產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展、為渭北旱塬地區(qū)根域注射施肥技術(shù)模式的建立及水肥的高效利用提供了科學(xué)依據(jù)。