有機(jī)肥對(duì)蘋果產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

李 科，韓 萍，馬艷君

（1.隴東學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院，甘肅慶陽(yáng) 745000；2.河南省汝州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，河南平頂山 467500）

蘋果是世界上種植面積較廣、產(chǎn)量較大的主要落葉果樹之一，全球貿(mào)易量在水果中位居葡萄、柑橘、香蕉之后，排第四位[1]。黃土高原是世界優(yōu)質(zhì)蘋果的適宜生長(zhǎng)區(qū)，也是我國(guó)著力發(fā)展的蘋果產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)區(qū)[2]。該地區(qū)地形地貌多樣，屬于半干旱氣候區(qū)，果園土壤營(yíng)養(yǎng)不足，降水時(shí)空分布不平衡，自然降水有限[3]。近年來，果農(nóng)為了提高蘋果的品質(zhì)和產(chǎn)量，不科學(xué)地施用大量化肥，使土壤中營(yíng)養(yǎng)元素失衡，對(duì)果園產(chǎn)生了負(fù)面影響。據(jù)研究，過量施用氮肥雖然可以提高蘋果的平均單果質(zhì)量，但蘋果不易儲(chǔ)存，在運(yùn)輸途中容易因?yàn)閿D壓顛簸而出現(xiàn)裂口，蘋果色度較淡，不利于銷售[4]。大量的化肥會(huì)破壞土壤層和土壤生態(tài)環(huán)境，致使土壤堅(jiān)硬、酸化、鹽堿化[5]。

有機(jī)肥養(yǎng)分豐富，含有大量有機(jī)酸、肽類和氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素和多種微量元素，可以大大提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，且肥效可以持續(xù)若干年[6]。我國(guó)果園的有機(jī)肥使用量大致在2～15 t/hm2，但國(guó)外優(yōu)質(zhì)果園的有機(jī)肥使用量要求大于50 t/hm2[7]。

本次試驗(yàn)所用的有機(jī)肥包括以下幾種，不含生物菌的商品有機(jī)肥，含有豐富的有機(jī)質(zhì)和植物所需的多種營(yíng)養(yǎng)元素，但是養(yǎng)分濃度低，供肥緩慢；生物有機(jī)肥，可活化土壤中被固定的營(yíng)養(yǎng)元素，不含有任何營(yíng)養(yǎng)元素；果樹專用肥，肥效快、養(yǎng)分高、對(duì)環(huán)境會(huì)有不同程度影響；牛糞，肥效慢；羊糞，有機(jī)質(zhì)含量低，肥效慢，易燒苗。本試驗(yàn)旨在探究不同有機(jī)肥對(duì)蘋果品質(zhì)及產(chǎn)量的影響，以期尋找對(duì)蘋果品質(zhì)及產(chǎn)量提升效果最好的有機(jī)肥及其配比。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)在慶陽(yáng)市西峰區(qū)居立果園進(jìn)行。果園為矮化果園，行距4 m、株距1.5 m，每667 m2栽植190 棵，4 年果園，蘋果品種為‘嘎啦’。全園有生草覆蓋，有滴灌條件，土壤為黑壚土。果園所處地屬于大陸性氣候，夏季盛行東南風(fēng)，冬季則以西北風(fēng)為主，全年少雨，每年降雨主要集中在7～9 月份。平均年降水量為409.3～624.6 mm[8]。

1.2 材料與試劑

商品有機(jī)肥，希星牌，石家莊市希星肥料科技有限公司，有機(jī)質(zhì)含量為45%。以下有機(jī)質(zhì)均以O(shè)M來表示。

生物有機(jī)肥，施可豐牌，有機(jī)質(zhì)含量為45%。

果樹專用肥，沃夫特牌，有機(jī)質(zhì)含量為60%。

牛糞、羊糞：自家果園發(fā)酵，有機(jī)質(zhì)含量分別為14.5%、28%。

尿素，品牌依梯埃，純度99%，產(chǎn)地遼寧；過磷酸鈣，純度99%，品牌上海莼試，產(chǎn)地湖北；硫酸鉀，純度99%，產(chǎn)地河北廊坊。

1.3 儀器與設(shè)備

數(shù)顯式水果硬度計(jì)，型號(hào)GY-4 型，山東霍爾德電子科技有限公司；CPA-1245 型萬分之一，德國(guó)Sartorius 公司。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在每公頃地施生物有機(jī)肥6 000 kg、尿素650 kg、過磷酸鈣1 300 kg、硫酸鉀200 kg（即OM2 700 kg/hm2、N300 kg/hm2、P2O5182 kg/hm2、K2O 104 kg/hm2）的基礎(chǔ)上，設(shè)置不同種類有機(jī)肥進(jìn)行試驗(yàn)研究。共設(shè)置5 個(gè)處理組，分別用T1（CK）（商品有機(jī)肥）（不含生物菌）、T2（生物有機(jī)肥）、T3（果樹專用肥）、T4（牛糞）、T5（羊糞）；T4 牛糞（含OM14.5%）、T5 羊糞（含OM28%）、T4（含OM60%）、T2（含OM45%）、T1（無菌，含OM45%）。重復(fù)3次，小區(qū)面積為35m2。

秋季在樹冠投影外圍樹（距樹主干80～100 cm）開長(zhǎng)200 cm、寬60 cm、深20～30 cm 的施肥溝，施肥、覆布。采用溝溝布草模式，在果樹的一個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi)，進(jìn)行5 次施肥，分別為基肥（生物有機(jī)肥100%、尿素60%、過磷酸鈣80%、硫酸鉀20%）、花前肥（水溶性氮肥20%）、保果肥（水溶性氮肥10%、水溶性磷肥20%、水溶性鉀肥40%）、膨果肥（水溶性鉀肥40%）、采后噴施（氮肥10%）。試驗(yàn)時(shí)間為2020 年9 月～2021 年10 月，試驗(yàn)中使用的生物有機(jī)肥、基質(zhì)和農(nóng)家肥均作秋基肥一次性施入。氮肥60%為秋季施，20%在來年初春追施，20%作為果實(shí)膨大肥于6 月中旬追施。鉀肥20%為秋季基施，40%在第二年初春追施，40%在6～7 月分次追施。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.5.1 蘋果總酸度

用氫氧化鈉滴定法測(cè)定[9]。每個(gè)品種隨即取5 個(gè)果實(shí)，每個(gè)果實(shí)稱取5 g 果肉，在研缽中將其研成糊狀，用蒸餾水將果肉洗入50mL的容量瓶中，浸提30 min 后用濾紙過濾。吸取10mL濾液置于三角瓶中，加入2～3 滴酚酞，并用0.1 mol/L氫氧化鈉滴定，當(dāng)濾液變?yōu)榉奂t色并保持30 s 不褪色時(shí)為滴定終點(diǎn)，記錄用去氫氧化鈉的體積，重復(fù)3 次。

1.5.2 蘋果還原糖含量

用常量法-氰化鹽碘量法[10]測(cè)定。

取有代表性的樣品，洗凈，把水吸干，用四分法取樣，切碎，混勻，搗碎。取切碎混勻的樣品100.0 g，加入200 mL水制成勻漿，取相當(dāng)于10 g 樣品的勻漿，精確到0.01 g，用水洗入100 mL 的容量瓶中，加入亞鐵氰化鉀溶液和硫酸鋅溶液各1 mL，搖勻后定容。用移液管吸取5 mL于容量瓶中，加入1 mL 的鹽酸溶液，置于沸水浴中加熱10 min，加入酚酞試劑1 滴，用約0.5 mL 氫氧化鈉溶液中和至紅色，再用稀鹽酸調(diào)定紅色剛剛消失，定容。

1.5.3 蘋果硬度

隨機(jī)選取5 個(gè)果實(shí)，在果實(shí)赤道部位削去薄薄的果皮，使用GY-4 型數(shù)顯水果硬度計(jì)（8 mm）測(cè)定。

1.5.4 田間測(cè)定

進(jìn)入成熟期后，隨機(jī)選取3 棵樹測(cè)得總果數(shù)、殘果數(shù)（蘋果直徑在70 mm 以下）、優(yōu)果數(shù)（蘋果直徑在80 mm以上的）、商品率（經(jīng)測(cè)定，小區(qū)蘋果直徑在70 mm 以上的占蘋果總數(shù)的百分比為17.92%）、優(yōu)果率（經(jīng)測(cè)定小區(qū)蘋果直徑在80 mm 以上的占蘋果總數(shù)的百分比為90.09%），使用CPA-1245 型電子天平測(cè)定單果質(zhì)量。

1.5.5 產(chǎn)量

成熟期采集每棵樹的全部果實(shí)，計(jì)算每棵樹的產(chǎn)量。按照式（1）計(jì)算小區(qū)產(chǎn)量。

1.5.6 果型指數(shù)

蘋果橫徑劃分標(biāo)準(zhǔn)見表1，根據(jù)式（2）計(jì)算果型指數(shù)。

表1 蘋果果實(shí)分級(jí)與檢驗(yàn)指標(biāo)（2020）Table 1 Classification and inspection index of apple fruit（2020）

1.6 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理與分析采用Excel 2013 和DPS 19.0 軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)肥對(duì)蘋果質(zhì)量的影響

2.1.1 有機(jī)肥對(duì)蘋果還原糖含量和總酸度的影響

由表2 可知，各處理組蘋果還原糖含量在10.7%～13.4%之間，施用T3 有機(jī)肥的果樹果實(shí)還原糖含量最高，為13.4%，較T1（CK，12.9%）增高了3.9%，兩者差異不顯著；其次是T2 和T4，較T1 降低了4.7%，差異顯著；處理T2、T4、T5 還原糖含量較對(duì)照都有不同程度的降低。

由表2 可知，各處理蘋果總酸度在0.30%～0.37%之間，施用有機(jī)肥T2（生物有機(jī)肥）的總酸度最高，為0.37%，較T1（CK，0.33%）增高了12.1%，兩者差異不顯著；其次是T3，較T1 顯著增高了6.1%，處理T2、T3 總酸度較對(duì)照都有不同程度的增高。

表2 有機(jī)肥對(duì)蘋果還原糖含量與總酸度的影響Table 2 Effects of organic fertilizer on reducing sugar content and total acidity of apple

2.1.2 有機(jī)肥對(duì)蘋果硬度和果型指數(shù)的影響

由表3 可知，各處理組蘋果硬度在8.393～9.508 之間，施用T5 有機(jī)肥的蘋果硬度最高為9.508，較T1（CK，8.785）增高了8.2%，兩者差異顯著；其次是T4，為8.910，較T1 增高了1.4%，兩者差異不顯著；之后是T3 為8.886，較T1 增高了1.1%，兩者差異不顯著。而T2 的硬度低于CK，降低了4.5%，兩者差異顯著。

各處理蘋果果型指數(shù)在0.87～0.91 之間，施用T5 有機(jī)肥的果型指數(shù)最高，為0.91，較T1（CK，0.88）增高了3.4%，兩者差異顯著；然后是T3 和T4，為0.88，與CK 的果型指數(shù)一樣。而施用T2 的蘋果果型指數(shù)低于T1（CK），降低了1.1%，兩者差異顯著。

由表3 可知，五種有機(jī)肥處理得到的蘋果樣品的橫徑都大于70 mm，平均值都在70 mm 以上，屬于大果，通常果型指數(shù)在0.8～0.9 的為圓形或近圓形，0.9～1.0 的為橢圓形或圓錐形，由蘋果的橫徑和縱徑可以看出，縱徑比橫徑要短1 cm 左右，蘋果是近圓形。施用T5 有機(jī)肥的果實(shí)果型指數(shù)最高，為0.91，果實(shí)為橢圓形。

表3 有機(jī)肥對(duì)蘋果硬度與果型指數(shù)的影響Table 3 Effect of organic fertilizer on apple hardness and fruit type index

2.2 有機(jī)肥對(duì)蘋果產(chǎn)量的影響

從表4（見下頁(yè)）可知，蘋果的平均產(chǎn)量在1 662.183～2 604.583 kg/667 m2之間，施用T5 有機(jī)肥的蘋果平均產(chǎn)量最高，為2 604.583 kg/667 m2，較T1 增高了24.71%，差異性不顯著；而T3、T4、T2 的平均產(chǎn)量都低于CK，較T1（CK，2088.417kg/667m2）都有不同程度的降低。

表4 不同有機(jī)肥蘋果產(chǎn)量方差分析Table 4 Variance analysis of apple yield of different organic fertilizer

3 討論

3.1 有機(jī)肥對(duì)蘋果還原糖含量的影響

本試驗(yàn)中，各處理組蘋果還原糖含量在10.7%～13.4%之間，施用T3 有機(jī)肥的果樹果實(shí)還原糖含量最高，為13.4%，與對(duì)照相比，增高了3.9%。李來順等[12]曾以蘋果為材料研究使用不同量的有機(jī)肥對(duì)蘋果質(zhì)量的影響，數(shù)據(jù)顯示有機(jī)質(zhì)含量高的果園，果實(shí)容易全紅，果實(shí)有香味、有亮度、顏色鮮艷且含糖量高。蘋果陽(yáng)面的含糖量比陰面的含糖量高，相差最高的有1.9%，最低的有0.3%。因?yàn)樘O果屬于喜光植物，光照的時(shí)間及強(qiáng)度不僅影響花芽的分化和果實(shí)上色，還會(huì)影響含糖量和枝條的生長(zhǎng)[13]。蘋果年需光照時(shí)數(shù)在2 000～2 300 h，果實(shí)在成熟前糖分轉(zhuǎn)化積累期一般在8 月末到9 月上中旬期間，試驗(yàn)地8～9 月份的平均氣溫是11～19 ℃，日間溫差大于8 ℃，有利于糖分積累[14]。由于陰面總?cè)照諘r(shí)數(shù)小于陽(yáng)面總?cè)照諘r(shí)數(shù)，不利于糖分的積累。所以陰面含糖量普遍要小于陽(yáng)面。

增施有機(jī)肥能夠改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤的有機(jī)質(zhì)，提高蘋果品質(zhì)[15]。試驗(yàn)地土壤類型主要是黑壚土，有機(jī)質(zhì)一般在1%～3%之間，陽(yáng)離子交換量不高，土干性熱，發(fā)苗快，后勁差，腐殖質(zhì)層深厚，比較適宜耕種。但也需注意合理灌溉和施用有機(jī)肥，才能維持土壤肥力，提高蘋果含糖量。

3.2 有機(jī)肥對(duì)蘋果總酸度的影響

本試驗(yàn)中，各處理蘋果總酸度在0.30%～0.37%之間，施用有機(jī)肥T2 的總酸度最高，為0.37%，與對(duì)照相比，增高了12.1%；其次是T2 和T3 與對(duì)照相比，都有不同程度的增高。酸度是衡量蘋果品質(zhì)的指標(biāo)之一。張強(qiáng)等[16]對(duì)蘋果品質(zhì)進(jìn)行研究之后發(fā)現(xiàn)，果實(shí)中的鉀、磷、鋅與果實(shí)酸度有關(guān)，提高蘋果中的鉀、磷、鋅含量，可降低蘋果酸度。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局對(duì)蘋果品質(zhì)的規(guī)定中要求蘋果總酸度不得超過0.4%，但從數(shù)據(jù)可知，施用T2、T3 有機(jī)肥的蘋果樣品其總酸度平均值都超過了0.4%，總酸度最高的超出了25.80%，最低的超出了9.68%。這可能與農(nóng)戶之前施肥過量有關(guān)。農(nóng)戶為了提高果樹的產(chǎn)量和品質(zhì)往往會(huì)施用大量的化肥，但是過量的化肥會(huì)使蘋果的甜度減低、酸度升高。

3.3 有機(jī)肥對(duì)蘋果硬度的影響

本試驗(yàn)中，各處理組蘋果的硬度在8.393～9.508 之間，施用T5 有機(jī)肥的蘋果硬度最高為9.508，與對(duì)照相比增高了8.2%；其次是T4 和T3 與對(duì)照相比，都有不同程度的增高。蘋果硬度對(duì)市場(chǎng)銷售有很重要的作用，它決定了蘋果的耐儲(chǔ)性和可運(yùn)輸性。它與降水、光照的關(guān)系并不顯著，更多地與熱量條件有關(guān)，主要的影響因素是7～9 月的平均氣溫，果實(shí)硬度與溫度的自然對(duì)數(shù)呈負(fù)相關(guān)[17]。研究表明，增施有機(jī)肥有利于增加果實(shí)中可溶性固形物的含量[18]。有機(jī)肥中含有的大量微生物和各種酶可以促使土壤中的有機(jī)氮、磷變?yōu)闊o機(jī)態(tài)，使土壤中的鈣、鎂、鐵、鋁等有利于蘋果硬度的元素形成穩(wěn)定絡(luò)合物，增加果樹的吸收。

4 結(jié)論

不同處理組還原糖含量在10.7%～13.4%之間，硬度在8.393～9.508 之間，蘋果總酸度在0.3～0.37 之間，蘋果果型指數(shù)在0.87～0.91 之間，通過比較，施用T5（羊糞）有機(jī)肥的蘋果品質(zhì)較好，產(chǎn)量最高，為2604.583kg/667m2，優(yōu)果率為17.92%，商品率為90.09%。

判斷一個(gè)蘋果的品質(zhì)往往都是通過外在果型指數(shù)、色澤和內(nèi)在品質(zhì)（如含糖量和總酸度）等來判斷[19]。本試驗(yàn)表明有機(jī)肥和氮磷鉀肥混施確實(shí)可以提高蘋果的品質(zhì)和產(chǎn)量，氮磷鉀肥和有機(jī)肥按照不同比例配施能夠顯著提升果樹的營(yíng)養(yǎng)水平，改善果實(shí)的口感，果實(shí)中的維生素C、可溶性多糖也會(huì)增加[20]。由于當(dāng)今堆肥腐熟或無害化處理技術(shù)發(fā)展存在明顯不足，有機(jī)肥或多或少存在抗生素和重金屬超標(biāo)等問題，而抗生素少量會(huì)殘留在人體內(nèi)，其他會(huì)在土壤中對(duì)環(huán)境造成污染。所以從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，有機(jī)肥對(duì)果樹品質(zhì)產(chǎn)量的發(fā)展還是有重大意義的。