粪肥替代化肥对苹果生物学性状和产量的影响

赵会玉，单庆绕，卢俊媛，王劲松，顾朝令，张亚东

（曲靖市土壤肥料工作站，云南 麒麟 655000）

当前中国畜禽粪污年产生量约38 亿t，而仅曲靖市2021 年畜禽粪污年均产生量就达3000 万t 以上（其中固体粪便750 万t、液体污水2250 万t），这已经成为农业面源污染的重要来源。因此，将“粪污”变“粪肥”，实行粪肥科学还田，替代部分化肥，减少农业面源污染，助力农业绿色低碳高质量发展具有十分重要的意义。国内有研究表明，猪粪肥施用可以提高玉米产量，一定程度上增加玉米氮磷含量，有效改良土壤，提高土壤肥力[1-3]；长期等氮量猪粪、沼液替代化肥有助于改善稻米食味品质[4]；猪粪有机肥部分替代化肥可提高油麦菜的产量、品质和氮磷利用率[5]；鸡粪堆肥施用于小白菜能够替代部分化肥，且具有增产作用[6]。目前，粪肥还田对果树的生物学性状和产量的影响鲜有报道。因此，文章通过研究粪肥还田对苹果的生物学性状和产量、产值的影响，进一步明确粪肥替代化肥的最佳数量和比例，为果树施用粪肥替代化肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地块位于曲靖市麒麟区潇湘街道的麒麟区潇湘清脆苹果种植园。

供试地点海拔1950 m，年降雨量1000 mm，年平均气温10.8 ℃，试验地土壤为红壤，质地中壤，肥力中等。该片区苹果种植面积66.67 hm2。试验地土壤养分情况见表1。

表1 试验地土壤养分

1.2 供试材料

供试作物为苹果，品种为红富士。

粪肥：为猪干粪加工生产的固体粪肥，经检验其有机质含量18.75%，纯N 含量1.03%，纯P2O5含量2.08%，纯K2O 含量1.78%，单价按照0.30 元·kg-1计算。复合肥：云南云田肥业有限公司生产的复合肥料，总养分≥45%（N∶P2O5∶K2O = 15∶15∶15，硫酸钾型），市场价按3.50 元·kg-1计入。氮肥：云南云维集团生产的尿素，纯N 含量≥46.40%，单价按照2.80 元·kg-1计算。磷肥：云南安宁祥丰磷肥厂生产的普钙，纯P2O5含量≥16.00%，单价按照0.90 元·kg-1计算。钾肥：青海格尔木富尔农资销售有限公司的硫酸钾，纯K2O 含量≥50.00%，单价按照4.00 元·kg-1计算。

1.3 试验设计

试验设5 个处理，每个处理3 次重复。处理1（CK），空白对照（不施任何肥料）；处理2，常规施肥；处理3，单施化肥；处理4，氮肥按照粪肥氮含量进行15%的氮替代，磷钾替代量根据有机肥中磷钾含量进行替代；处理5，氮肥按照粪肥氮含量进行30%的氮替代，磷钾替代量根据有机肥中磷钾含量进行替代。试验选择该苹果园中树冠大小基本一样、长势均匀的90 株苹果树，将其划为15 个小区，每小区6 株。苹果树种植规格为4.0 m × 2.0 m，每小区面积48 m2，种植720 株·hm-2。

试验中除施肥外其他农事操作相同。

施肥方法均采用在苹果株周边沿树冠进行环状施肥，将肥料混合后深埋于30 cm 土层处。施肥量见表2。

表2 不同处理肥料用量

1.4 试验方法

试验于2021 年10 月18 日开始进行，2022 年9月15 日果实采收后结束。田间农事操作各处理间无差别，施肥、灌水、中耕除草、病虫害防治均按照当地农户常规管理方法进行。根据当地种植习惯，苹果在果实膨大过程中要进行疏果，一般每株果树留果100～110 个。常规施肥全生育期共施肥3 次，2021 年10 月18 日施基肥1 次，2022 年1 月23 日施萌芽肥1 次，2022 年6 月20 日施膨果肥1 次。试验周期332 d。

病虫害防治：全年喷药10 次。主要防治炭疽病、轮纹病、斑点落叶病、红蜘蛛、蚜虫、食心虫、潜叶蛾等，施用多菌灵、福美双、嘧霉胺、吡虫啉、阿克白、代森锰锌、波尔多液等药物。

全生育期无重大灾害性天气发生。

1.5 数据统计与分析

2022 年8 月18 日在每个小区选择果树3 株进行调查，分别在东西南北中5 个方向各选取50 个叶片测量颜色、横径、纵径。9 月20 日进行枝条重量、长度调查，每株调查枝条20 根，分别在东西南北中5 个方向各选取测量春梢和秋梢4 根重量、长度。9 月1 日在苹果达到完全成熟后，进行果实调查和取样，每株采样调查25 个无病虫害、无碰伤、无针刺的果实，分别在东西南北中5 个方向各选取果实5 个进行果实可溶性固形物、果实硬度、果实可滴定酸、果实维生素C 含量、果实着色、果实横径、纵径、单果重测量和检测。2022年9 月2 日和12 日分别进行苹果实收测产。

2 结果与分析

2.1 不同处理对苹果生育期的影响

从表3 可见，施用有机肥（处理4、处理5）与纯施用化肥（处理2、处理3）相比，苹果的生育期无明显变化。

表3 不同处理对苹果生育期的影响

2.2 不同处理对苹果枝叶主要生物学性状的影响

从表4 可见，施用粪肥（处理4、处理5）与单施化肥（处理3）相比，苹果的主要生物学性状有一定改善。叶片颜色处理1（CK）稍浅，处理2-处理5 较处理1（CK）明显偏绿。叶片纵径处理1（CK）最短，为7.30 cm，处理2-处理5 较处理1（CK）分别增加0.35、0.48、0.51、0.52 cm，增4.84%、6.58%、6.99%、7.13%；处理5叶片纵径最长，为7.82 cm。叶片横径处理1（CK）最窄，为3.94 cm，处理2-处理5 较处理1（CK）分别增加0.20、0.23、0.24、0.26 cm，增5.00%、5.84%、6.18%、6.52%；处理5 叶片横径最宽，为4.19 cm。春梢长度处理1（CK）最短，为30.34 cm，处理2-处理5 较处理1（CK）分别增加4.59、6.65、7.37、7.63 cm，增15.12%、21.93%、24.30%、25.16%；处理5 春梢长度最长，为37.97 cm。秋梢长度处理1（CK）最短，为6.94 cm，处理2-处理5 较处理1（CK）分别增加3.22、3.91、4.07、4.14 cm，增46.40%、56.34%、58.69%、59.70%；处理5秋梢长度最长，为11.08 cm。枝条重量处理1（CK）最轻，为426.93 g，处理2-处理5 较处理1（CK）分别增加 115.18、129.09、133.08、136.73 g，增 26.98% 、30.24%、31.34%、32.03%；处理5 枝条重量最重，为563.65 g。

表4 不同处理对苹果枝叶主要生物学性状的影响

2.3 不同处理对苹果果实主要经济性状的影响

从表5 可见，果实着色处理1（CK）较差，着色面积肉眼观察在60%以上。处理2-处理5 着色较好，着色面积在75%以上。果实纵径处理1 （CK） 最短，为6.46 cm，处理2-处理5 较处理1（CK）分别增加1.16、1.35、1.38、1.45 cm，增18.01% 、20.85% 、21.41% 、22.50%；处理5 果实纵径最长，为7.91 cm。果实横径处理1（CK）最短，为5.14 cm，处理2-处理5 较处理1（CK）分别增加0.74、0.87、0.91、0.91 cm，增14.46%、16.86%、17.77%、17.70%；处理5 果实横径最长，为6.05 cm。单果重处理1（CK）最轻，为198.29 g，处理2-处理5 较处理1（CK）分别增加64.04、71.48、75.66、77.44 g，增32.30%、36.05%、38.16%、39.05%；处理5单果重最重，为275.73 g。

表5 不同处理对苹果果实主要经济性状的影响

2.4 不同处理产量结果分析

从表6 可见，施用有机肥的处理苹果产量增加。产量处理1（CK）最低，为49311.90 kg·hm-2；处理2-处理5 比处理1 （CK） 显著增加19470.15、20308.50、21246.75、20443.50 kg·hm-2，增幅分别为39.48%、41.18% 、43.09% 、41.46% ；处理4 产量最高，为70558.65 kg·hm-2。

表6 不同处理小区实收产量

2.5 不同处理对作物产值的影响及效益分析

从表7 可见，按各处理施用肥料折算肥料投入，处理1（CK）为0.00 元·hm-2，处理2 为22350.00 元·hm-2，处理3 为14857.20 元·hm-2，处理4 为14621.70元·hm-2，处理5 为14410.95 元·hm-2。各处理产量按苹果4.00 元·kg-1折算产值。处理2-处理5 与处理1（CK） 比较，新增产值分别为77880.45、81233.70、84987.15、81773.70 元·hm-2；净增收益分别为55530.45、66376.50、70365.30、67362.90 元·hm-2；新增产投比分别为2.48∶1、4.47∶1、4.81∶1、4.67∶1。说明施用有机肥有利于提高苹果产值和效益，但随着有机肥用量的加大，效益逐渐减少。

表7 不同处理产值和经济效益分析

3 结论与讨论

从试验结果看，施用粪肥的处理与单施化肥的处理相比，可改善苹果的生物学性状；周晓天等[7]研究表明，100%猪粪处理茶叶品质提高幅度最大，土壤肥力效果也最佳。因此提高粪肥等有机肥施用比例、减少化肥施用量，是培肥菜园土壤，改善茶叶品质的最有效途径。

本试验结果表明，固体粪肥还田可以部分替代化肥，减少化肥施用量，达到节本增效的目的，这也与李圆宾等[8]、张文学等[9]的研究结果一致。此外，张克强等[10]以固体粪肥和液体粪肥为主要研究对象，阐明了粪肥还田显著提高农田土壤有机质和氮磷养分含量。因此，把禽畜养殖粪污资源加工生产为合格粪肥，进行还田利用，可促进禽畜粪污资源化利用，有效改良土壤，促进农业绿色种养循环。本次试验结果，可在当地苹果种植中大面积推广运用。