太谷区桃园养分投入、土壤养分状况及其与桃果品质的关系

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（山西农业大学 园艺学院，山西 太谷 030801）

桃属于蔷薇科Rosaceae 桃属Amygdalus植物，我国种植广泛[1]。联合国粮农组织最新统计数据显示，截止于2018年底，我国桃栽培面积约有82 万hm2，总产量约1 522 万t，分别占世界桃总栽培面积和总产量的48.3%和62.2%[2]。然而，我国的桃生产普遍存在着果品品质不佳、经济效益不高等问题[3]，这些问题严重制约了桃产业的健康发展。

山西省是我国桃的主产区和原产地之一，桃主要种植于运城、临汾、晋中和太原等地区[4]。其中，太谷区位于太行山脉中段与汾河之间，农业综合生产能力较强，是晋中的桃主要生产基地，目前种植桃树已成为当地农村经济发展的支柱产业之一。因此，进一步引导当地桃产业的健康发展，对于增加农民收入和实施脱贫致富攻坚战略具有现实意义。

现代农业发展离不开肥料的支持，在农业生产中合理使用化学和有机肥料，作物的生产水平得到了显著提高，品质也能得到保证[5-7]。相关研究结果表明，桃的高产量高品质，需要合理的配比施肥[8]；适宜钾肥的施用，对桃的品质提升具有明显的促进效果[9]。为了获得优质果实，果农舍得投入肥料，以期增加经济效益。但是，生产上施肥不科学的问题日益突出，主要表现在果农轻视有机肥的使用，为了追求产量盲目加大化肥施用量，这不仅破坏了土壤生态，造成严重的水土流失，还削弱了果树生产能力，致使桃园病虫害尤其是生理病害愈加严重，果实产量和品质不升反降[10-12]。针对这些问题，摸清目前桃园养分投入现状和土壤养分状况，阐明其与桃树果实品质的关系，对于桃园养分优化管理和提质增效具有重要意义。为此，于2018年秋季对晋中市太谷区的桃园开展了调查研究，分析了15 个具有代表性的桃园养分投入、土壤养分及果实品质等方面的情况，以期明晰桃树果实品质与养分投入、土壤养分间的关系，从而为太谷区桃园的科学施肥和养分优化管理提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

山西省晋中市太谷区桃园的主栽品种为‘大久保’，每个桃园的面积（0.13 ～0.53 hm2）不等，桃树树龄为15 ～20 a，种植的株行距为3 m×4 m。太谷区的桃生产采用一家一户的小规模种植模式，采用的主要栽培技术措施如下：果树休眠期进行树干、大枝涂白处理，翻耕保墒，清园，灌封冻水，消灭越冬害虫，同时进行冬季修剪（1—2月）；萌芽前喷施石硫合剂；硬核期疏果、定果，叶果比为（30∶1）～（50∶1）；行内保持清耕，行间自然生草；整个生长期主要依靠化学农药防治蚜虫、梨小食心虫、红蜘蛛、流胶病等桃园中的主要病虫害，周年喷施农药8 ～10 次；所施肥料以化肥为主，但各个桃园的肥料投入量及肥料配比、施肥时间的差异均较大。

于2018年选择太谷区的15 个具有代表性的桃生产果园作为养分投入调查和试验采样地。桃果实成熟期（8月中旬），在标记的桃树树冠东、南方位各取5 个果实，每个果园共取果实样品30 ～45 个，带回实验室用于果实品质分析。在桃果实收获后、土壤未扰动前，每个果园随机选取2 ～3 个小区，每个小区各选择3 株有标记的桃树，分别在每株树冠外围滴水线的东、南、西、北4 个方位采集0 ～20 cm 土层的土壤样品，弃去植物残体后过2 mm 的筛，将每个取样小区的土样混合均匀后于室内风干，以用于土壤养分含量的分析。

1.2 养分投入调查

采用果农填写调查问卷表与实地调查相结合的方法，调查了解15 个桃园的基本种植情况与施肥现状，调查内容包括桃树品种、栽培面积、树龄、基肥的肥料品种和施用量、追肥的肥料品种和追施量及其他与施肥有关的问题。其中，化肥N、P2O5、K2O 的养分含量数据来源于各种化肥包装袋上的说明，有机肥中N、P2O5、K2O 的养分含量数据来源于《中国有机肥料养分志》[13]中的有关记载。

1.3 土壤养分含量测定

采用油浴加热重铬酸钾氧化容量法测定土壤有机质含量；采用凯氏定氮法测定全氮含量，采用纳氏比色分光光度法测定全磷含量，采用NaOH熔融-火焰光度法测定全钾含量；采用碱解扩散法测定碱解氮含量，采用碳酸氢钠-钼锑抗比色法测定有效磷含量，采用乙酸铵浸提-火焰光度计法测定速效钾含量[14]。

1.4 果实品质测定

用百分之一天平称量单果质量；使用GY-1 型果实硬度计测定果实硬度，即取果实赤道部分对称两点进行测定[15]；采用折射仪法[16]测定可溶性固形物含量；采用NaOH 中和滴定法[17]测定可滴定酸含量；采用直接滴定法[18]测定还原糖含量；采用2-6 二氯靛酚滴定法[19]测定维生素C 含量。

1.5 数据统计与分析

使 用SPSS 21.0 和Microsoft Excel 2017 软 件进行数据统计与分析。

2 结果与分析

2.1 太谷区桃园养分投入基本情况

太谷区15 个桃园的养分投入概况见表1。由表1可知，太谷区15 个桃园周年总养分投入量的折纯量平均为：氮（N）584.6 kg·hm-2、磷（P2O5）224.7 kg·hm-2、钾（K2O）109.3 kg·hm-2，N ∶P2O5∶K2O 为1 ∶0.38 ∶0.19；总养分投入中有94.1%的N、87.1%的P2O5和86.2%的K2O来源于化肥；不同桃园之间养分投入悬殊，如氮养分投入量高的超过1 000 kg·hm-2，而低的仅有103 kg·hm-2。综上所述，太谷区桃园中投入的养分以化肥为主，氮、磷、钾养分的比例失衡，且不同桃园间养分投入的差异较大。

表1 太谷区15 个桃园的养分投入概况Table 1 Nutrient input of 15 peach orchards in Taigu

2.2 太谷区桃园土壤养分状况

太谷区15 个桃园的土壤养分状况见表2。由表2可知，太谷区15 个桃园土壤有机质的平均含量为23.03 g·kg-1；其全氮、全磷、全钾的平均含量分别为1.81、1.33、12.43 g·kg-1，其碱解氮、有效磷和速效钾的平均含量分别为131.29、36.31、233.92 mg·kg-1。按照全国第二次土壤普查养分分级标准，太谷区桃园土壤养分中的速效钾处于1 级水平，全氮和有效磷含量均处于2 级水平，有机质、全磷和碱解氮含量均处于3 级水平，全钾含量处于4 级水平，土壤各养分的含量均较高。这一结果说明，近些年通过推广果园土壤改良和培肥地力等栽培技术，部分桃园土壤有机质含量有了显著提高。但是，除土壤全钾以外，土壤各养分因子含量的变异系数均超过30%，说明太谷区不同桃园之间土壤养分含量的差异极大。

表2 太谷区15 个桃园的土壤养分状况Table 2 Soil nutrient contents of 15 peach orchards in Taigu

2.3 太谷区桃园养分投入合理性分析

前人研究结果表明，桃园氮、磷、钾肥施用的合理水平分别为：氮肥（N）100 ～200 kg·hm-2、磷肥（P2O5）20 ～100 kg·hm-2、钾肥（K2O）100 ～200 kg·hm-2[20-21]。基于此，将各养分投入量分别划分为不足、适宜和过量3 个档次，之后分别统计养分投入量不足、适宜和过量的桃园数量占调查桃园总数的比例，统计与评价结果见表3。从表3中可以看出，与桃园推荐施肥量相比，太谷区大多数桃园氮和磷养分的实际投入量都过高。其中，86.67%的桃园中氮肥的实际投入量超过了其适宜的施用量，73.33%的桃园中磷肥的实际投入量也多于其适宜的施用量。就钾肥的投入量而言，20%的桃园中钾肥的实际投入量超过了其合理的施用量，但是，还有46.67%的桃园中钾肥的投入不足。

表3 太谷区15 个桃园养分投入量的统计与评价结果Table 3 Statistic and evaluation of nutrient input of 15 peach orchards in Taigu

从理论上讲，随着土壤养分含量的增加，养分投入量应该降低，两者应呈负相关关系。从太谷区桃园中氮肥（N）、磷肥（P2O5）、钾肥（K2O）的实际投入量与土壤养分含量的双向关系图（图1）中可以看出，氮、磷、钾养分的投入量与土壤各养分含量之间均呈负相关性，但其相关性（R2＜0.1）较低。这一结果说明，太谷桃园施肥量与土壤养分含量不匹配，其施肥存在一定的盲目性。

图1 桃园养分投入量与土壤养分含量的关系Fig.1 The relationship between nutrient input and soil nutrient contents in peach orchards

2.4 太谷区桃园果实品质基本情况

太谷区15 个桃园桃果品质指标的测定结果见表4。由表4可知，桃果实的单果质量为192.80 ～243.48 g，其均值为221.18 g；果实硬度为6.89 ～8.92 kg·cm-2，其均值为8.1 kg·cm-2；可溶性固形物含量为10.00%～12.70%，其平均含量为11.54%；还原糖含量为4.32%～6.43%，其均值为5.17%；总酸含量为0.42%～0.69%，其均值为0.50%；维生素C 含量为2.92%～7.01%，其均值为5.11%。其中，不同桃园间桃果实中总酸和维生素C 的含量变异均较大，其变异系数均超过30%。整体而言，桃果实各项品质指标的平均值均达到了鲜桃商品果的要求。

续图1Continuation of Fig.1

表4 太谷区15 个桃园桃果品质指标的测定结果Table 4 Fruit quality of 15 pear orchards in Taigu

2.5 果实品质构成元素与投入养分、土壤养分间的相关性分析

果实品质指标与养分投入量和土壤养分含量的相关性分析结果见表5。从表5中可以看出，绝大多数桃果实品质指标与养分投入量、土壤养分含量间均无显著相关性（P＞0.05）。只有如下8 组相关指标之间存在着显著相关性（P＜0.05）：果实单果质量与土壤速效钾含量间的相关系数为-0.546；果实硬度与土壤碱解氮含量间的相关系数为-0.546；果实中可溶性固形物含量与氮养分投入量间的相关系数为-0.624，而与土壤全钾含量间的相关系数为-0.546；果实中还原糖含量与氮养分投入量间的相关系数为-0.546，而与土壤全钾含量间的相关系数为 -0.545；果实中的维生素C 含量与土壤有效磷含量间的相关系数为0.558。这一结果说明，在太谷区桃园土壤养分含量较高的基础上，不合理的施肥尤其是过量的氮、磷养分的投入，并不能提高果实硬度和果实中的可溶性固形物含量、糖含量等桃果实品质。

表5 果实品质指标与养分投入量和土壤养分含量的相关性分析结果†Table 5 The correlation between the amount of nutrient input, soil nutrient and fruit quality indexes

3 讨论与结论

桃果实营养丰富，具有较高的商品价值，因此果农十分重视桃树的管理，为了获得较高产量和优良品质而施入大量的肥料[22-23]。但在生产实践中，由于化肥对果树的快速增长效果明显，果农在选择肥料类型时普遍倾向于化肥，而忽视有机肥的使用[24-25]。对太谷区桃园施肥状况的调查结果（表1）也证明了这一点。此外，与推荐的氮、磷、钾施用的适宜比例（1.0∶0.6∶1.0）相比[26]，化肥的不合理施用也造成了太谷区桃园养分比例（1.00∶0.38∶0.19）的严重失衡。总之，太谷区桃园生产中存在着轻有机肥而重化肥、养分配比不合理等问题。

为了达到养分的投入效果，应综合考虑土壤养分状况、桃树生长发育期、营养需求及目标产量等因素，以确定桃树肥料的适宜用量。据国内外相关文献[27-28]报道，每生产100 kg 桃树果实，需要吸收N 500 ～880 g，P2O590 ～200 g，K2O 600 ～850 g。在此基础上推算出的桃园养分投入量的适宜水平为：氮肥（N）100 ～200 kg·hm-2、磷肥（P2O5）20 ～100 kg·hm-2、钾肥（K2O）100 ～200 kg·hm-2[20-21]。然而，桃生产中普遍存在过量施用肥料的问题。孟月华等[21]对平谷区桃园肥料投入状况进行了调查，结果发现，太谷区的大部分桃园氮、磷养分投入量均严重超量，其平均投入量分别为桃树养分推荐投入量的4 和3 倍。本研究还对太谷区桃园的施肥量进行了评价，结果（表3）表明，86.67%的氮肥和73.33%的磷肥投入量均超过了推荐养分投入量的上限。因此，太谷区桃园存在较大的减肥空间。

理论上讲，果园养分投入量应与土壤养分含量相匹配，两者间应呈现负相关关系。然而，太谷区桃园过多施用肥料（主要是化肥），导致养分投入量与土壤养分含量之间没有显著的相关性（图1）。造成这一结果的原因可能是：1）盲目施肥，果农只是凭生产经验确定施肥量；2）果农追求大果高产，采取的措施是多施化肥，然而过量施肥又导致土壤质量下降，反过来使得化肥投入量增加更多，这样便形成了恶性循环。因此建议，对于太谷区桃园的施肥管理，应发展测土施肥和以农户桃园为单元的精准施肥技术，以实现科学而又合理的养分投入。

有关研究者对多种果树的研究结果证实，丰富的土壤矿质营养含量能为树体提供充足的养分，进而显著影响果实品质。杨妙贤等[29]发现，在一定范围内，猕猴桃果实中可溶性糖、可溶性固形物的含量与固酸比和土壤有机质含量间均呈正相关；马亚平等[30]在对灵武长枣土壤养分元素与果实品质指标之间相关关系的研究中指出，土壤有机质含量与氮、磷、钾养分含量间均呈正相关，与果实单果质量、可溶性固形物、可溶性糖、维生素C 含量间也均呈正相关；张强等[31]研究了苹果园土壤营养成分与果实品质间的相关性，他们也得到了相似结果。然而，相关性分析结果（表5）表明，果实品质与大多数养分投入水平和土壤养分含量间呈负相关或不相关，这与前人的研究结果并不一致。其原因可能是，太谷区桃园土壤养分含量处于适宜或者偏高水平（表2），但施肥量并未相应减少。Jia 等[32]研究了施肥水平对桃树体生长和果实品质的影响情况，结果表明，桃树过量施肥不仅降低了果实的香气，还降低了果实的甜度和风味。这一结果说明，当土壤矿质养分含量超过一定值时，继续加大养分的投入并不能使树体的营养含量相应地增高，也许可能对果实品质产生不利影响。此外，果农施肥属于经济行为，直接影响了桃园的经济效益。以调查的太谷区桃园为例，化肥和人工投入成本为6 000 ～9 000 元·hm-2，占生产总成本的5%～8%。因此，投入过量化肥不仅降低了果实品质，增加了生产成本，还带来了较高的环境风险。

综上所述，太谷区果农偏好施用化肥，不注重施用有机肥；桃农盲目施肥，养分投入量远远超过适宜施用量；不同桃园间土壤养分含量存在很大差异，多数桃园的土壤养分含量处于较高水平；在此有机养分含量高的土壤上，继续投入过量的养分，并不能提高果实品质。因此，太谷区应根据桃园土壤养分状况、不同品种目标产量及养分需求量进行科学施肥，重视施用有机肥，在保证产量的基础上，适量减少氮、磷的投入，调整养分投入比例，以期实现桃产业的可持续发展，达到提质增效的目的。受试验条件的限制和试验周期短的影响，本研究结果不完全准确，因此，后续研究仍需进行长期监测。