含腐植酸土壤调理剂对酸性土壤改良苹果产量及品质的影响

周 丽 高进华，3 解学仕，3 王婷婷 吴文涛 胡承孝

1 史丹利农业集团股份有限公司 临沂 276700

2 山东省绿色肥料技术创新中心 临沂 276700

3 蚯蚓测土实验室（山东）有限公司 临沂 276700

4 华中农业大学资源与环境学院 武汉 430070

土壤调理剂具有改良土壤结构、调节土壤酸碱度及修复污染土壤等功效[1～3]，施入土壤后可改善土壤的物理、化学和微生物反应，提高土壤保肥保水，提高肥料利用率和减少对环境的污染[4，5]。如何控制土壤酸化，减轻土壤酸化引起的减产和农产品品质下降是目前农业可持续发展面临的关键问题之一。目前，常用的调酸型土壤调理剂主要有石灰类物质、硅钙矿物类、磷矿粉、碱渣和粉煤灰类等无机物以及腐植酸等有机物类，但有机无机复合改良技术比单施其中一种的效果更好。腐植酸能提高果树产量和品质，目前在果树生产中得到广泛应用[6]。

适宜的土壤pH（6.5 ～7.5）是苹果优质高产的重要因素。以“红富士（烟富3 号）”苹果树进行应用对比试验，探索由腐植酸、生石灰和钙镁磷肥等材料复配而成的含腐植酸土壤调理剂对酸性果园土壤改良、苹果产量及品质的影响效果，以期为腐植酸在果树上更好的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验设在山东省临沂市临沭县史丹利农业集团股份有限公司生态示范园的苹果试验基地。施肥前进行基础土样的采集并对供试土壤的有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、pH 值、交换性酸、容重等基础指标进行了检测，其土壤理化性状见表1。

表1 试验地土壤理化性状Tab.1 Physical and chemical properties of soil in the test site

1.2 试验材料

供试作物：苹果，品种为“红富士（烟富3号）”，采用M26 做为矮化砧木，树龄5 年，树形细长纺锤形，行株距3 m×2 m，每667 m2栽植110 株。

传统土壤调理剂：生石灰粉，主要成分是CaO，CaO≥52%。

含腐植酸土壤调理剂：史丹利农业集团股份有限公司研制，主要由腐植酸、生石灰和钙镁磷肥等材料复配制成，其基本性质如表2 所示。

表2 含腐植酸土壤调理剂基本性质Tab.2 Basic properties of soil conditioner containing humic acid

1.3 试验设计

试验共设4 个处理，重复3 次，随机区组排列，每个小区面积48 m2，每小区平均种植8 棵苹果树。

处理1：对照，常规施肥，不施用土壤调理剂；处理2：常规施肥+ 传统土壤调理剂生石灰粉（600 kg/hm2）；处理3：常规施肥+含腐植酸土壤调理剂全量（600 kg/hm2）；处理4：常规施肥+含腐植酸土壤调理剂减量15%（510 kg/hm2）。

试验在当地常规施肥的基础上进行。常规施肥为2020 年11 月每667 m2基施45%硫酸钾复合肥（15-15-15）60 kg+优质腐熟有机肥（有机质含量60%）2000 kg。

生长期间追肥（土施）2 次，每次每667 m2施复合肥[45%硫酸钾复合肥（15-15-15）]10 kg，第一次追肥时间是2021 年3 月苹果萌芽前，第二次追肥时间为2021年6月。土壤调理剂每年1次性基施，施用时间与常规施肥基施时间一致，即2020 年11月。各小区除了土壤调理剂不同外，其他农艺措施和果园管理均一致。每个处理常规施肥和土壤调理剂的施用方式按照在树冠下距离果树主干1 m 左右处挖穴，穴深约为20 cm，直径约为25 cm，每株果树挖穴8 个。

1.4 测定项目及方法

苹果成熟收获时，在每个处理区域以梅花取样法各随机摘取10 个果实作为样品，将每个处理的果实混合，用于果实品质的测定。果实硬度采用GY-1 型硬度仪测定；单果重量采用1/100 天平称量；可溶性固形物采用折光仪法测定；Vc 含量采用2，6-二氯靛酚滴定法测定；总糖量利用酸水解铜还原-直接滴定法测定；可滴定酸含量采用NaOH 滴定法测定。每小区分次采摘均分别计产，生物统计分析的产量按各小区的实产推算。

土样的采集与测定：果实采收时，采集各处理区域0 ～60 cm 土样（20 cm 为一层），每层随机采3 个样点，同层混合作为1 次重复，每个处理3 次重复，带回实验室风干过筛，用于土壤有机质及养分含量的测定，同时用环刀法测定0 ～60 cm（20 cm 为一层）土壤容重。

根据土壤含水量和土壤容重计算土壤贮水量：土壤贮水量（mm）=土壤容重（g/cm3）×土层厚度（cm）×土壤重量含水率（%）×10。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤容重和土壤贮水量的影响

土壤容重大小反映土壤结构、透气性、透水性以及保水能力的高低，土壤容重越小说明土壤结构、透气透水性能越好。不同处理下果园土壤容重变化如表3 所示。在土壤垂直剖面（0 ～60 cm）上，各处理土壤容重变化特征一致，均呈现依次递增的规律，且0 ～20 cm 土层到20 ～40 cm 土层增幅最大，出现这种情况主要是该区果园表层土壤长期进行耕作和施肥的缘故。与处理1（对照）相比，处理2、处理3、处理4 均显著降低了0 ～20 cm 和20 ～40 cm 土层土壤容重；40 ～60 cm 土层，各处理间土壤容重无显著差异。

表3 不同处理下果园土壤容重变化Tab.3 Changes of soil bulk density in orchard under different treatments g/cm3

不同处理下果园土壤贮水量变化如表4 所示。与处理1（对照）相比，处理2、处理3、处理4的0 ～20、20 ～40、40 ～60 cm 土层土壤贮水量均得到显著提高，其中以处理3 的0 ～20 cm土层的土壤贮水量提升效果最好，比处理1（对照）增加30.03 mm，显著提高了土壤贮水量，各处理在0 ～60 cm 土层的土壤平均贮水量以处理3为最高，处理4 与处理3 无显著差异。由此可见，含腐植酸土壤调理剂处理对土壤贮水量的增加起到促进作用。

表4 不同处理下果园土壤贮水量变化Tab.4 Changes of soil water storage in orchard under different treatments mm

2.2 不同处理对苹果品质的影响

苹果果实的硬度、可溶性固形物含量、Vc 含量、总糖含量、可滴定酸含量均是衡量果实品质的重要指标。一级果的果实硬度在7.5 ～8.0 kg/cm2之间[7]。施用土壤调理剂处理的苹果硬度均低于未施土壤调理剂处理（表5）。处理1（对照）苹果果实硬度达到8.0 kg/cm2以上，口感较差，而施用含腐植酸土壤调理剂后的苹果硬度低于其他处理，差异显著。可溶性固形物是评价果实内在品质的重要指标之一，其含量高有利于增强果实耐储运性。施用土壤调理剂处理的可溶性固形物含量均小于未施土壤调理剂处理，但各处理间差异不显著。施用土壤调理剂处理的Vc 含量均显著高于未施土壤调理剂处理，且处理3 和处理4 Vc 含量显著高于处理2，但处理4和处理3 间Vc 含量差异不显著。

表5 不同处理下的苹果品质因子Tab.5 Quality factors of apple under different treatments

处理3 和处理4 苹果总糖含量显著高于处理1（提高幅度8.89%～13.76%）和处理2（提高幅度6.12%～10.87%）。处理2 与处理1（对照）以及处理3 与处理4 间苹果总糖含量差异不显著。各处理中以处理3 苹果可滴定酸含量最低，但各处理间差异不显著。试验结果显示，处理3 苹果糖酸比比其他处理提高了8.19%～38.14%，且差异显著。从整体指标结果来看，处理3 苹果品质最好，而处理4 苹果品质较好。

2.3 不同处理对苹果产量的影响

不同处理下的苹果产量及产量构成因子见表6。由表中可以看出，处理3 苹果单重显著高于处理2，且处理3 和处理4 间苹果单重差异不显著，而处理2 和处理1 间苹果单重无显著差异。施用土壤调理剂能显著增加苹果单株个数，较处理1 相比，单株个数增加10.5 ～16.9 个，而处理3 和处理4 与处理2 间苹果单株个数无显著差异。较处理1 相比，施用土壤调理剂后苹果产量提高6.27%～16.56%，其中以处理3 苹果产量最高，并与处理2 差异显著。施用含腐植酸土壤调理剂后，较处理1 增产14.15%～16.56%，较处理2 增产7.42%～9.68%，增产效果显著；同时，处理3 与处理4 间苹果产量差异不显著。

表6 不同处理下的苹果产量及产量构成因子Tab.6 Yield and yield composition of apple under different treatments

3 结论与讨论

试验结果显示，与处理1（对照）相比，土壤调理剂处理均显著降低了0 ～20 cm 和20 ～40 cm土层容重；含腐植酸土壤调理剂处理对土壤贮水量的增加起促进作用。含腐植酸土壤调理剂全量施用苹果糖酸比比其他处理有所提高，含腐植酸土壤调理剂全量施用苹果品质最好，而含腐植酸土壤调理剂减量15%施用苹果品质较好。较未施土壤调理剂处理相比，施用土壤调理剂后苹果产量提高6.27%～16.56%，以含腐植酸土壤调理剂全量施用苹果产量最高，并与传统土壤调理剂生石灰粉处理差异显著。施用含腐植酸土壤调理剂后，较未施土壤调理剂处理增产14.15%～16.56%，较施用传统土壤调理剂生石灰粉增产7.42%～9.68%，增产效果显著；同时，含腐植酸土壤调理剂全量施用与含腐植酸土壤调理剂减量15%施用对苹果产量影响不显著。

合理使用土壤调理剂可以有效改善土壤理化性质并提高作物产量和品质[8～10]。腐植酸具有吸水性、吸附性、离子交换性、络合性等多种理化性质[11]，其作为一种酸碱缓冲物质，施入土壤后能够改良土壤理化性质（增加土壤有机质，加速土壤团粒结构的形成等）、提高养分利用率、增强植株抗性[12～14]。施用传统土壤调理剂生石灰虽然可以短时间提高土壤pH，但是长期施用会导致土壤矿化速率加快、土壤有机质含量减少和“复酸化”等问题[15]；同时由于施用传统土壤调理剂生石灰外，还得补充外源的磷素和钾素。而含腐植酸土壤调理剂中腐植酸施到土壤中减少了土壤中磷的固定，同时可使土壤中难溶性钾转换为可溶性钾，从而提高土壤磷、钾的含量。试验结果表明，与传统土壤调理剂生石灰相比，含腐植酸土壤调理剂不但能够改善土壤的理化性状，还能改善苹果品质（提高苹果糖酸比，显著降低苹果硬度，显著提高苹果总糖含量），显著提高苹果产量。