魯中地區(qū)有機(jī)肥替代化肥對“沂源紅”蘋果產(chǎn)量及果實品質(zhì)的影響

劉玉婷 宋淑玲 宋誠亮 高麗萍 高燕春

摘要：【目的】為改善目前蘋果園過量施肥的現(xiàn)狀，探索適合魯中地區(qū)蘋果園提質(zhì)增效的合理施肥方案。【方法】以5年生的‘沂源紅’蘋果為試材，設(shè)置常規(guī)施肥（CK）、優(yōu)化施肥（T1）、300kg/畝和500kg/畝有機(jī)肥分別替代10%的化肥、20%的化肥及30%的化肥（T2-T7）八個處理，試驗收獲期測定蘋果畝產(chǎn)、生物學(xué)性狀及果實品質(zhì)各項指標(biāo)。【結(jié)果】試驗結(jié)果表明：相比于對照，施用有機(jī)肥可以明顯提高蘋果的產(chǎn)量和果實品質(zhì)。與常規(guī)施肥相比，各處理組產(chǎn)量由高到低依次為：T1>T6>T2>T7>T3>T5>T4，且以優(yōu)化施肥（T1）最顯著，產(chǎn)量提高49.54%。同時，優(yōu)化處理（T1）能夠顯著提高蘋果生物學(xué)性狀和果實品質(zhì)：單果重、果實硬度、果型指數(shù)、可溶性固形物含量、可溶性糖含量和糖酸比較對照組分別提高38.89%、8.33%、21.85%、8.59%、13.16%和35.49%，可滴定酸的含量降低28.89%?！窘Y(jié)論】在魯中地區(qū)蘋果園中建議采用優(yōu)化施肥，即每畝全年施用氮肥（折純）22kg，磷肥（折純）15kg，鉀肥（折純）22kg，同時施用500kg有機(jī)肥替代化肥，不僅有利于增加蘋果產(chǎn)量，改善果實品質(zhì)，提高果實商品性，也有利于魯中地區(qū)蘋果園綠色、健康、可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：蘋果；品質(zhì)；有機(jī)肥替代；產(chǎn)量

1 引言

肥料是用來調(diào)節(jié)植物營養(yǎng)與培肥改土的一類物質(zhì)，有“植物的糧食”之稱。山東省既是我國農(nóng)業(yè)大省也是化肥生產(chǎn)和使用大省，在果樹種植的實際生產(chǎn)過程中，為了追求產(chǎn)量和效益，過于依賴化肥，普遍存在著氮肥施用量較高，磷肥與鉀肥的施用量不足或者過量的現(xiàn)象，對果園生產(chǎn)產(chǎn)生負(fù)面影響[1-3]。化肥的過量使用甚至濫施濫用不僅帶來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的增加，同時也會造成土壤板結(jié)、土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)失衡[3]、肥料利用率較低、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降[4]及農(nóng)業(yè)面源污染[5]等一系列問題。有機(jī)肥料是一類含有有機(jī)物質(zhì)的肥料，主要是由農(nóng)業(yè)廢棄物、畜禽糞便等制備而成[6]。它不僅含有植物生長發(fā)育所必需的氮、磷、鉀和各種微量元素，還含有豐富的有機(jī)養(yǎng)分[6]，不但能直接為作物提供營養(yǎng)[2]，而且能改良土壤[7]、提高土壤肥力[8]，增加土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量[9-11]，提高微生物數(shù)量以及酶活性[12]，促進(jìn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，增加作物產(chǎn)量[13]，改善作物品質(zhì)[14-15]，提高肥料的利用率[7-8]等。

2017年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部啟動了農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展五大行動，將果菜茶有機(jī)肥替代化肥作為一項重要內(nèi)容，山東省淄博市沂源縣作為全國首批果菜茶有機(jī)肥替代化肥示范點，承擔(dān)了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種植業(yè)管理司有機(jī)肥替代化肥示范縣創(chuàng)建項目。本研究以5年生的“沂源紅”蘋果為試驗材料，進(jìn)行了優(yōu)化施肥和減量施肥梯度試驗，同時采用不同用量的有機(jī)肥部分替代化肥，進(jìn)行對比試驗，通過對蘋果產(chǎn)量、生物學(xué)性狀及果實品質(zhì)的影響分析，篩選出最佳的施肥方案，以期實現(xiàn)“一減兩提”的目標(biāo)，為魯中地區(qū)果園綠色發(fā)展，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)起到積極的推動作用，為科學(xué)施肥提供理論依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 試驗地概況

2019年11月15日開始在山東省淄博市沂源縣南魯山鎮(zhèn)北流水村沂源潤民公司果園進(jìn)行試驗。試驗地塊屬近山階地，土壤為褐土土類，褐土亞類，淋溶褐土土屬，輕壤質(zhì)均質(zhì)鈣質(zhì)巖坡積洪積淋溶褐土土種；水澆條件好，井水灌溉，肥力中等。土壤平均養(yǎng)分情況[16]見表1。

2.2 供試材料

供試材料為沂源紅蘋果， 密植園栽培，行距4 m ， 株距1 . 2 5 m ， 每畝1 3 3 株， 樹齡5 年。供試肥料有： 商品有機(jī)肥（ 有機(jī)質(zhì)≥ 4 5 % ，N+P5O2+K2O≥5%）；尿素（N≥46%）；磷酸二銨（N≥18%、P2O5≥46%）；硫酸鉀（K2O≥50%）。

2.3 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)置8個處理組，3次重復(fù)，小區(qū)種植面積為30m2。其中，優(yōu)化施肥處理為根據(jù)施肥前土壤化驗結(jié)果，參照有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀含量分別確定氮磷鉀肥料施肥量。試驗采用行間側(cè)施肥法，商品有機(jī)肥全部基施，施肥溝按照行間方向布置，位于樹干中部與樹冠投影外緣中間部位，施肥溝深25cm，寬15cm，其數(shù)量為2條對稱施肥溝，施入肥料后覆土填平，追肥在7月份中旬前后施入，2條對稱施肥溝。其他澆水、病蟲防治等管理措施按照當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶生產(chǎn)習(xí)慣方式管理，試驗采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，各處理組有機(jī)肥替代化肥試驗方案見表2。

2.4 測定指標(biāo)和方法

在果實成熟期取樣，并測定相應(yīng)的指標(biāo)，主要包括果樹產(chǎn)量、生物學(xué)性狀和果實品質(zhì)。

（1）果樹產(chǎn)量：在果實成熟后，采取每個處理的第4棵和第5棵樹的所有果實后稱重，然后計算每個處理的畝產(chǎn)量。

（2）生物學(xué)性狀和果實品質(zhì)的測定：每個處理隨機(jī)采取6個蘋果，測定指標(biāo)包括單果重、果形指數(shù)、硬度、可溶性糖、可滴定酸度等。

平均單果重：用百分之一天平稱量蘋果質(zhì)量，計算其平均值；果

形指數(shù)：測定果實縱徑與橫徑之比，用游標(biāo)卡尺測定；

硬度：由 GY-1 型果實硬度計在每個果實赤道部位去皮后分別測量；

可溶性糖：用蒽酮比色法測定果實可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

可滴定酸度：用 GMK-835F 型蘋果酸度計測量酸度。

2.5 數(shù)據(jù)處理

采用WPS統(tǒng)計數(shù)據(jù)，dps數(shù)據(jù)處理軟件和3414田間試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用最小顯著極差法（LSR-SSR）進(jìn)行差異性顯著分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 有機(jī)肥替代化肥各處理對沂源紅蘋果產(chǎn)量影響

由表3可知，與CK常規(guī)施肥相比，各有機(jī)肥替代的處理組畝產(chǎn)均有所提高，說明施用有機(jī)肥能夠相對提高果樹產(chǎn)量，產(chǎn)量由高到低依次為：T1>T6>T2>T7>T3>T5>T4。其中，T1優(yōu)化施肥產(chǎn)量最高，為2894.08kg/畝，增產(chǎn)率為49.54%，因此，根據(jù)土壤養(yǎng)分化驗結(jié)果所確定的優(yōu)化施肥處理可以顯著提高果樹產(chǎn)量。產(chǎn)量提高最少的兩組為T4（70%常規(guī)施肥用量+商品有機(jī)肥300kg/畝）和T5（90%常規(guī)施肥用量+商品有機(jī)肥500kg/畝），產(chǎn)量分別為2046.34和2129.38kg/畝，增產(chǎn)率分別為5.74%和10.03%。說明采用高量化肥配施高量有機(jī)肥和低量化肥配施低量有機(jī)肥可以提高果樹的產(chǎn)量，但是作用效果不佳。

在施用300kg/畝低量有機(jī)肥作為基肥時，果樹蘋果產(chǎn)量隨著化肥用量的增多而提高，產(chǎn)量由高到低依次為T2>T3>T4，與CK常規(guī)施肥相比，分別提高35.45%、22.16%和5.74%。這是因為所選試驗地塊基礎(chǔ)地力相對較弱，土壤有機(jī)質(zhì)、N、P、K等含量較本區(qū)縣的平均值低（沂源縣土壤養(yǎng)分平均值為有機(jī)質(zhì)15.5g/kg、全氮0.999g/kg、有效磷75mg/kg、速效鉀233mg/kg），加之前期未栽種果樹進(jìn)行施肥處理，土壤比較貧瘠，因此施用300kg/畝的低量有機(jī)肥無法滿足果樹的生長需求，需要施用高量的化肥來作為營養(yǎng)補(bǔ)充；在施用500kg/畝高量有機(jī)肥作為基肥時，產(chǎn)量由高到低依次為T6>T7>T5，與CK常規(guī)施肥相比，T6蘋果的產(chǎn)量提高最顯著，增產(chǎn)率為44.41%，且T6最接近優(yōu)化施肥養(yǎng)分配比。因此，在魯中地區(qū)沂源紅蘋果上采用減少20%化肥用量，并用500kg/畝的商品有機(jī)肥進(jìn)行替代，可以實現(xiàn)最大幅度的增產(chǎn)，為最佳替代配比。

3.2 有機(jī)肥替代化肥各處理對沂源紅蘋果生物學(xué)性狀影響

3.2.1 不同處理對蘋果單果重的影響

如表4所示，不同有機(jī)肥替代化肥處理下蘋果的單果重存在一定的差異性。與CK常規(guī)施肥相比，對單果重提高作用最明顯的是T1，單果重提高38.89%，T2、T6和T7處理也均有極顯著差異性，說明優(yōu)化施肥在促進(jìn)單重作用上有顯著效果，而80%常規(guī)施肥+商品有機(jī)肥500kg/畝、70%常規(guī)施肥+商品有機(jī)肥500kg/畝和90%常規(guī)施肥+商品有機(jī)肥300kg/畝處理對促進(jìn)單果重也有一定的作用。不同的施肥方式T3-T5對單果重影響差異性不明顯。

3.2.2 不同處理對蘋果果形指數(shù)和硬度的影響

如表4所示，不同有機(jī)肥替代化肥處理對蘋果的果形指數(shù)和硬度的影響存在一定差異，總體來說，與CK常規(guī)施肥相比較，T1在果型指數(shù)上具有顯著差異性，蘋果外形周正，賣相好，從而可以提高蘋果售價和經(jīng)濟(jì)效益，其他處理與對照組差異性不明顯。硬度方面，各有機(jī)肥替代化肥處理T1-T3，T6-T7與CK常規(guī)施肥相比差異性顯著，并且以T1優(yōu)化施肥硬度最高，說明施用有機(jī)肥有利于提高蘋果的硬度，增加硬脆口感，同時增加抗擠壓能力，利于提高蘋果的耐儲存性和耐運(yùn)輸性。

3.3 有機(jī)肥替代化肥各處理對沂源紅蘋果果實品質(zhì)影響

如表5所示，不同施肥處理對蘋果果品實品質(zhì)影響也存在較大差異?？傮w來說，與CK常規(guī)施肥相比較，T1、T3、T6均能提高蘋果的可溶性固形物、可溶性糖和糖酸比（見圖1），并且T1、T6與CK差異性顯著，T1-T3、T6-T7均可以降低可滴定酸含量，并且T1和T6可滴定酸含量降低最顯著（見表5）。與CK處理相比，T1可溶性固形物含量、可溶性糖含量及糖酸比分別提高8.59%、13.16%和35.49%，可滴定酸含量降低28.89%；T6可溶性固形物含量、可溶性糖含量及糖酸比分別提高7.52%、11.37%和33.87%，可滴定酸含量降低26.67%。說明優(yōu)化施肥和高量有機(jī)肥替代20%的化肥促進(jìn)了果實可溶性糖的轉(zhuǎn)化，對改善蘋果的酸甜口感具有明顯的作用效果，且以T1優(yōu)化施肥的蘋果口感最佳，從而提高了蘋果的食用性和商品性。

4 討論

有機(jī)肥替代化肥對蘋果的產(chǎn)量和果實品質(zhì)具有明顯的提高作用。純粹的化肥減量不能很好地滿足果樹對肥料的持續(xù)需求，有機(jī)肥可以在有限范圍內(nèi)部分替代化肥[4]，其主要原因有兩點。一是有機(jī)肥中含有一定的速效無機(jī)養(yǎng)分、微生物與腐殖酸，在與化肥一定配比施肥時，基肥、追肥都可以顯著提高本年葉片的鮮重、干重以及葉綠素含量[17]，從而提高光合作用和自身養(yǎng)分供應(yīng)，促進(jìn)果樹的營養(yǎng)生長和生殖生長。二是有機(jī)肥與化肥配施可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤大團(tuán)聚體比例和穩(wěn)定性，以及提高土壤有益微生物含量[18]和土壤酶活性[19]，給植物提供較好的根系微環(huán)境，減少養(yǎng)分流失，增加作物的抗逆性[20-21]，有效促進(jìn)作物根系的發(fā)育和對養(yǎng)分的吸收[22]，使果樹具有良好樹勢。針對山東地區(qū)氮肥施用量較高，磷肥與鉀肥的施用量不足的現(xiàn)狀，有機(jī)肥與化肥配施可以提高土壤中氮的利用率，擴(kuò)大土壤中的有機(jī)氮庫、磷庫，提高土壤的供氮、供磷的能力[23]，從而避免了化肥過量使用，為提高果實產(chǎn)量及品質(zhì)打下了良好的基礎(chǔ)。

5 結(jié)論

綜上所述，根據(jù)魯中地區(qū)蘋果園推薦施肥用量及試驗結(jié)果可知，高量化肥配施高量有機(jī)肥和低量化肥配施低量有機(jī)肥對提高果樹產(chǎn)量和果品品質(zhì)作用效果不佳，高量化肥配施高量有機(jī)肥會降低化肥利用率，低量化肥配施低量有機(jī)肥則無法滿足果樹生長需求。在化肥減量20%的條件下，采用500kg/畝有機(jī)肥進(jìn)行替代，可以有效提高沂源紅蘋果的產(chǎn)量和品質(zhì)。根據(jù)土壤養(yǎng)分情況及上述減量施肥和有機(jī)肥替代用量，參照土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀等含量進(jìn)行優(yōu)化施肥，可以確定該區(qū)域最優(yōu)施肥配比（折純）為全年施用氮肥22kg/畝，磷肥15kg/畝，鉀肥22kg/畝，商品有機(jī)肥500kg/畝；即最佳的施肥處理技術(shù)模式為：11月底蘋果收獲完成后，基施有機(jī)肥500kg/畝，尿素21.04kg/畝、磷酸二銨19.57kg/畝、硫酸鉀13.20kg/畝，追肥于來年7月中旬施入，分別追施尿素14.03kg/畝、磷酸二銨13.04kg/畝、硫酸鉀30.80kg/畝。在此施肥模式下能夠有效提高沂源紅蘋果的產(chǎn)量、果品品質(zhì)和商品性，并且有利于魯中地區(qū)蘋果園的綠色、健康、可持續(xù)發(fā)展。

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