基肥优化处理对苹果生长品质及经济效益的影响

张占田 杨剑超 孙 晓 张广和 陈海宁 陈祥敏 姜学玲

（1山东省烟台市农业科学研究院，烟台 265500；2鲁东大学化学与材料科学学院，烟台 264000）3天泽康（山东）生物技术有限公司，烟台 264199）

我国苹果种植面积及产量已稳居世界第一[1]，且年均增加 4万hm2。苹果商品性状影响着我国苹果市场的健康发展和在国际苹果市场上的竞争力。优质苹果的商品性状与生长环境、管理措施和品种等密切相关[2]。目前，化肥的过量施用问题日益严重[3]，造成肥料利用率下降、成本上升、苹果品质下降及环境污染等问题[4，5]。通过增施有机肥，减少化肥用量，可以在保证产量、品质的基础上，有效地控制成本，提升肥料利用率，缓解土壤及环境污染问题[6，7]。

已有研究表明，在施用微生物或腐殖酸类有机肥的前提下，化肥用量达到常规施肥的一半左右即满足苹果正常的生长发育，保证稳定的产量、品质和经济效益[8，9]，还可显著增加苹果叶片重量及可溶性固形物含量[10]。化肥减施并配生物活性物质，亦可缓解土壤酸化，提高苹果花量[11]，提高芹菜、茶和苹果等作物的商品品质和经济效益[12-14]，提高土壤含水量及供水能力[15]。本文以烟台蓬莱苹果新产区为切入点，按照肥效鉴定田间试验技术标准规程（NY/T 497-2002），初步探究苹果基肥减施、增施有机肥对苹果产量、品质、矿质元素和经济效益等的影响，为该地区苹果基肥优化投入提供技术支持和理论依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

供试肥料：复混肥（15-15-15），价格 4 元/kg；水溶复混肥（20-20-20），价格 8 元/kg；复混肥（18-13-14），价格 4.8 元/kg；商品有机肥，有机质50%，总养分≥5%，价格1.8元/kg

供试作物：苹果，品种为烟富3号，矮化树，树龄7年，667 m2种植100株。果园统一生草，有微灌和水肥一体化设备。

供试地点设在山东省烟台市蓬莱区大辛店镇，土壤类型为棕壤，管理较为粗放，产量不高，之前未进行过肥料试验，基本理化性质见表1。

表1 试验田土壤养分状况表

1.2 试验设计

试验设2个处理分别为CT（常规施肥）和OPT（优化处理），CT与OPT处理的追肥量及方式不变，但OPT处理基肥NPK总量减少41.6%，其中氮配比上升8.3%，磷、钾配比分别下降6.4%和3.1%，而有机质施用量翻了2.5倍。

1.3 试验方法

基肥施加方式为20～30 cm深，条沟施入，然后与10～20 cm耕层土壤充分混匀，追肥利用水肥一体化分多次施用。CT：复混肥（15-15-15）150 kg/667m2＋商品有机肥 200 kg/667m2；追肥7次水溶复混肥（20-20-20），每次10kg/667m2；OPT：底肥复混肥（18-13-14）45 kg/667m2＋商品有机肥500 kg/667m2；追肥与 CT一致。

2019年10月17日，每个处理随机取10个无病虫害苹果。果重通过电子天平进行称量；果形指数通过数显游标卡尺测量；果实硬度采用 GY-1型手持式果实硬度计测量（NY/T 2009-2011）；可溶性固形物含量采用日本WYT-4 型糖量计测定（NY/T 2637-2014）；可滴定酸含量采用氢氧化钠指示剂滴定法测定（GB/T12293-1990）；可溶性糖含量采用 3，5-二硝基水杨酸比色法测定（NY/T 2742-2015）；维生素C含量采用二氯靛酚滴定法测定（GB 5009.86-2016）。

2 结果与分析

2.1 基肥优化处理对苹果产量的影响

于收获期对各处理小区进行取样测产并计算。从表2可知，OPT处理产量达到30374kg/hm2，显著大于CT常规处理22 795 kg/hm2，增产33.25%；并统计2个处理的果个数和单果重，发现优化施肥处理的果个数个和单果重均有提升。可见，优化施肥通过增加单果重及果个数对苹果产量产生显著提升作用。

2.2 基肥优化处理对苹果商品性状表观指标的影响

苹果商品性状的表观指标是决定市场价值的客观因素，苹果果个越大，果形指数越高，着色度、光洁度越好，越受市场欢迎[2]。于成熟期采用色差分析仪进行果实颜色模型分析，在CIELab模型中，L代表色彩明度，可以间接反映出表光程度，a代表红轴空间，a值越大越偏红色，b代表黄轴空间，b值越大越偏黄色。如表8所示，红果率为OPT＞CT，黄果率CT＞OPT，大果率 （果品等级 ≥80 mm）OPT＞CT，表光 OPT＞CT，硬度 CT＞OPT。 可见，与常规施肥处理相比，优化基肥处理的大果率明显提高，果实颜色更加鲜红，果实表面更加光滑有色泽，说明基肥优化处理能够提高苹果商品性状的表观指标。

表3 各处理对苹果表观指标的影响

2.3 基肥优化处理对苹果商品性状生理生化指标的影响

苹果商品属性的生理生化指标是影响苹果口感的直接因素，亦是决定经济效益的主观因素。根据表4，2处理组对可溶性固形物含量的影响OPT=CK；可溶性糖含量OPT＞CK；维生素C 含量 CK＞OPT；硝酸盐含量 OPT＞CK；可滴定酸含量CK＞OPT；全氮含量OPT=CK；全磷含量OPT＞CK；全钾含量 CK＞OPT。综合上述，基肥优化处理对果实全氮及可溶性固形物含量无影响，但可以增加苹果甜度、全磷和硝酸盐含量，减少苹果可滴定酸含量、维生素C含量和全钾含量，从而显著改善苹果风味和口感。

表4 各处理对苹果生理生化指标的影响

2.4 基肥优化处理对果园表层土壤理化性质的影响

为了探究不同基肥投入处理一年后对苹果园土壤基本理化性质（铵态氮、硝态氮、有效磷、速效、pH和有机质）的影响，我们对2个处理的表层土（0～20 cm）进行了测定。表1、表5所示，铵态氮含量，原始＞CT＞OPT；硝态氮则相反，OPT＞原始＞CT； 速效磷含量，OPT＞CT＞原始；速效钾含量，OPT＞CT＞原始； 土壤 pH 值，OPT＞原始＞CT；有机质，OPT＞CT＞原始。 可见，在经过 1年不同基肥投入处理后，优化基肥投入可以增加更易于苹果吸收的土壤硝态氮、速效磷和有效钾含量，且增加土壤有机质含量以及升高土壤pH值；而CT处理则减少了土壤有效氮含量，且进一步降低了土壤pH。

表5 各处理对土壤基本理化性质的影响

2.7 基肥优化处理对苹果经济效益的影响

经济效益是苹果产量和商品形状的综合体现，本次试验的效益情况见表6。根据果实商品性状、风味口感及市场反馈信息，CT单价较低为5.8元/kg，OPT较高为6.2元/kg，OPT优化基肥处理的投入成本较CT增加0.36万元/hm2，OPT优化基肥处理的产量及单价分别高于CT处理33.2%和6.9%，最终表现在产值增加 5.613万元/hm2，纯收入增加48.0%，可见，优化基肥处理可以显著增加果园的经济效益。

表6 各处理对苹果经济效益的影响

3 结论

综上所述，改变基肥养分投入，有机质增加250%，NPK总量减少 41.6%（氮配比上升8.3%，磷、钾配比分别下降6.4%和3.1%），可显著增加苹果产量，优化苹果表观指标（果个、果色和表光）及生理生化指标（甜度及营养），改善其风味口感，从而增加经济效益48.0%；改变基肥养分投入，亦可显著提升果园土壤有机质及有效养分含量，缓解土壤酸化，保证了果园生态及可持续高效生产。