侯广军 陈海宁,3 张金涛 慈志娟 李芳东*
(1 金正大生态工程集团股份有限公司, 临沂276000;2 养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室,临沂276000;3 农业部植物营养与新型肥料创制重点实验室,临沂276000;4 山东省烟台市农业科学研究院,烟台265500)
从2015 年起我国苹果总体栽培面积变化不大,约为246.67 万hm2[1]。 山东省是我国苹果主产区之一,总栽培面积超过30 万hm2,主要集中在烟台市与威海市等产区, 随着种植年限的增加,苹果产业也面临着越来越多的问题。主要包括:①土壤酸化日益严重[2],施肥不合理,土壤中的酸根积累严重,土壤胶粒中的钙、镁离子被氢离子置换, 是造成土壤酸化的重要原因[3];②土壤中细菌和真菌数量呈增加的趋势, 土壤放线菌等有益菌数量呈降低的趋势[4];③有机肥投入严重不足,化肥投入量太大,导致大量元素氮、磷、钾与中微量元素之间的比例失调[5];④另外胶东半岛苹果产区,大小年现象[6]、苦痘病[7]发生也比较严重,管理粗放。 这些问题,导致果园土壤持续恶化,果品产量与品质持续下降,苹果产业不能持续健康的发展, 果农收益日益下降。因此,建立一套科学的苹果施肥体系对于改善以上问题具有重要意义。
为了减施增效, 金正大生态工程集团股份有限公司研发了一套苹果肥料减施营养方案(营养解决方案), 在烟台市栖霞谢家沟村进行了连续3 年的定位试验。以土壤改良为核心,在降低肥料用量的前提下, 协调营养生长与生殖生长之间的营养竞争关系,做到绿叶养根,养根壮树, 果树与土壤建立了一种稳定的供应与产出良性循环的关系。
试验于2015~2018 年在烟台市栖霞谢家沟红富士苹果园中进行,品种为‘烟富3’,14 年生, 株行距为4 m×4 m。 试验园土壤pH 值为5.2,有机质、碱解氮、有效磷、速效钾的含量分别为8.54 g/kg、35.1 mg/kg、10.92 mg/kg 和75 mg/kg。
选择生长势和结果较为一致‘烟富3’苹果树,设肥料减施营养方案与习惯施肥(对照)两个处理(表1),每个处理30 株树,10 株为一小区,3 次重复,每个小区之间设置保护行。 根据果农的习惯施肥,全年分为4 次施肥,分别为每次生根高峰时期。 果实成熟时,每个小区选取5株树,调查结果数量、产量和优质果率。 选择树冠外围新梢中部叶片测定叶绿素含量, 每株树测定50 个叶片; 从每株树的不同方位随机取30 个果,测定果实品质。
采用手持糖度计(ATAGOPAL-1)测定果实可溶性固形物含量, 碘量法测定维生素C含量, 用SPAD-502 叶绿素仪测定叶片叶绿素含量。
表1 习惯施肥与肥料减施营养方案
表2 连续应用肥料减施营养方案对果实产量与优果率的影响
定位试验第1 年, 减施营养方案较习惯施肥增产7.4%,坐果数量差异很小,主要通过增加单果重来提高产量。 定位试验第2 年与第3年,减施营养方案较习惯施肥分别增产9.9%与14.9%,主要通过增加坐果数量与单果重两个方面来提高产量。
从定位试验第2 年开始,坐果数量增加,这与解决方案改良土壤,促进根系发育,增强吸收能力,负载能力增强有关。
果树定位试验3 年中,表现最明显、最稳定的是叶绿素含量, 分别较习惯施肥增加8.9%、8.6%与12.3%,表明减施营养方案叶片叶绿素含量更多,光合能力更强,在同一时间内,制造的光合产物与碳水化合物积累量更多, 为苹果产量、花芽分化、根系与结果枝组的生长都提供了更好的物质基础。这与减施营养方案中叶面肥高吸收利用率有关,通过营养叶片来反哺根系,促进地上部与地下部的营养交换,养护根系,提升树势。
优果率也与果农的管理水平直接相关,定位试验3 年中, 每年优果率较习惯施肥增加7.7%、6.1%和6.2%, 主要体现在降低了苦痘病的发生率,减施营养方案苦痘病发生率极低,这与土壤改良剂硅、钙、钾、镁肥改良酸化土壤的同时,补充大量钙有关。
单果重的增加与苹果专用水溶肥施用有较大关系, 苹果专用水溶肥19-19-19 可有效促进花芽分化,18-8-30 在一次果实膨大期可以通过快速增加果肉细胞的数量来膨大果实,16-8-34 在二次果实膨大期通过促进果肉细胞体积膨大来快速膨大果实, 同时还可以提高果实含糖量,促进上色,增加表光。
定位试验3 年中,减施营养方案在果实可溶性固形物含量上较习惯施肥分别提高了5.7%、5.1%和6.4%,果实品质得到了提升。Vc 含量略有增加,但是增加不显著, 硬度分别增加10.3%、11.3%和10.1%,有效延长了苹果的储藏期,并有效预防了苦痘病的发生,这与叶面与根系双重补钙有关。
目前, 苹果产区多采用果农一家一户的管理方式,没有系统的施肥体系指导,很难生产出标准化苹果。 困扰果农最严重的问题是土壤酸化,随着土壤pH 值的降低,会严重影响各种元素的吸收。 吸收利用率低下, 果农要想获得高产,便超量施用肥料,进一步造成土壤酸化,陷入恶性循环。 以烟台地区为例,土壤pH 值低于5.5 的强酸性果园占47.8%,pH 值5.5~6.5 的酸性果园占38.9%, 土壤pH 值6.5 以上的果园仅有12.4%[8],土壤酸化形势非常严峻,改良酸化土壤迫在眉睫。本研究通过连续3 年应用肥料减施营养方案,在减肥30%以上的基础上,酸化土壤的pH 值上升到6.0 以上。 通过协调营养生长与生殖生长之间营养竞争关系,增加花芽分化质量,解决大小年现象。 通过加强地上部与地下部的营养交换,做到绿叶养根,养根壮树,提升树势, 从增加负载量和单果重方面提高产量,667 m2产量增加14.9%以上。通过叶面与根系双补高效钙,提升优果率,增加表光。 总体上树势强壮,花芽饱满,产量与品质稳步提升,果园效益逐年提高。
表3 连续应用肥料减施营养方案对果实内在品质的影响