有机肥替代部分化肥对黄金梨产量和品质的影响

尹雯靖，何伟，田艳领，齐海季，王会*，诸葛玉平

(1.山东农业大学资源与环境学院/土肥高效利用国家工程研究中心，山东泰安 271018；2.山东省东营市河口区行政审批服务局，山东东营 257200)

施肥是梨生产中最重要的管理措施之一，合理施肥不但可以改善果园土壤质量、提高梨树产量，还能有效提升果实品质进而增加农民经济效益[1]。但目前中国大部分梨园存在化肥过量施用的现象，由此引发梨园土壤酸化、有机质含量降低、土壤养分失衡等诸多问题[2，3]。有机肥料是利用各种有机物质发酵或直接耕埋施用的一种自然肥料，除含有有机质及氮、磷、钾养分外，还有中微量元素及氨基酸、维生素等活性物质[4]。有机肥和化肥配合施用，能在全面提供作物生长必需营养元素、保证产量的同时改善土壤环境条件，提高农产品品质[5]。2017年农业部制定了《开展果菜茶有机肥替代化肥行动方案》，将有机肥替代化肥作为加快推进农业绿色发展的关键技术。但有研究显示有机肥与化肥的不同配比对土壤理化性状、作物产量品质的影响存在较大差异[6]，目前有关梨树化肥减量及有机肥替代比例的研究相对较少，需进一步探索。

黄金梨(PyruspyrifoliNakaicv.Whangkeumbae)属砂梨系统，是从韩国引进的优良中晚熟梨品种，具有抗逆性强、高产优质等特点，在中国种植广泛。本研究在优化氮磷钾配比前提下，探索梨果产量品质不降低条件下的化肥减量比例，以期为“一控两减三基本”要求下的梨树产业发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019—2020年在山东省泰安市宁阳县东庄镇西谷堆村进行(北纬35°76′，东经116°80′)。该区域地处鲁西南平原和鲁中山区交接地带，属温带季风气候，光照充足，年均气温13 ℃，年均降雨量690 mm，无霜期192 d。土壤类型为棕壤，0～20 cm土壤pH 5.55，有机质14.02 g/kg，全氮0.80 g/kg，有效磷80.6 mg/kg，速效钾157.7 mg/kg。

1.2 供试材料

供试梨品种为黄金梨，2016年11月定植2年生的梨苗定植，株行距为1 m× 4 m。

供试化肥为“奥磷丹”15-15-15复合肥(硫酸钾型，金正大生态工程集团股份有限公司生产)和“云农沃”15-5-23高钾肥(山东云农公社现代农业有限公司)；商品有机肥为“酶多力”生物有机肥(有机质含量≥60%，有效活菌数≥6亿/g，咸阳润源生物科技有限公司)。

1.3 试验方案

试验设5个处理：不施肥(CK)、常规施肥(CF)、化肥减量25%+低量有机肥(RCF1+M1)、化肥减量50%+中量有机肥(RCF2+M2)、高量有机肥(M3)，其中常规施肥(CF)为当地农民习惯施肥，中量有机肥(M2)用量(6 000 kg/hm2)为商品有机肥建议用量。具体施肥方案见表1，每处理3个重复，采用随机区组设计，共15个小区，小区面积120 m2。2019年11月初在梨树行间挖深30～40 cm、宽20～30 cm的施肥沟，深施基肥(生物有机肥、土杂肥的100%，15-15-15复合肥的50%)并覆土；2020年3月中旬在梨树株间及距树干0.5～1 m行间挖深约20 cm施肥穴，追施萌芽肥(15-15-15复合肥的50%)并覆土；2020年6月底在梨树行间距树干约1 m处行间挖深约20 cm施肥穴，追施膨果肥(15-5-23高钾肥的100%)并覆土。梨园全年不喷除草剂，果园生草以自然生草为主，草长高至约40 cm后刈割。施用农药、叶面肥、中微量元素肥料等其他管理措施与当地习惯一致。

1.4 测定指标

2020年9月1日，收获期采集梨果和0～20 cm、20～40 cm土壤样品。每处理随机选15株梨树(5株/重复)人工计测果个数，每棵树采集5个果实带回实验室称量单果重并测定可溶性固形物含量、可溶性蛋白、Vc含量。可溶性固形物含量采用折光率仪测定；可溶性蛋白采用BCA蛋白定量试剂盒测定；Vc含量采用2,6-二氯靛酚滴定法测定[7]。土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量分别采用重铬酸钾外加热法、碱解扩散法、钼蓝比色法和火焰光度法测定[8]。

1.5 数据处理

运用SPSS 18.0软件进行数据处理，采用单因素方差分析对比各个处理之间的效应差异，采用LSD法(P=0.05)进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对黄金梨产量的影响

各施肥处理中化肥减量25%+低量有机肥处理(RCF1+M1)产量最高，为38 068.5 kg/hm2，与常规施肥处理(CF)差异不显著(图1)。在增施有机肥条件下，化肥减量超过50%在减肥当年表现出黄金梨产量降低的趋势。

图1 不同施肥处理黄金梨的产量

2.2 不同施肥处理对黄金梨品质的影响

与常规施肥处理(CF)相比，化肥减量处理(RCF1+M1、RCF2+M2、M3)的黄金梨单果重及可溶性固形物、可溶性蛋白含量均无显著变化(P>0.05)(表2)，高量有机肥处理(M3)可溶性固形物和可溶性蛋白含量有明显的增加趋势。

表2 不同施肥处理黄金梨的品质

2.3 不同施肥处理对土壤有机质含量的影响

土壤有机质含量整体上随有机肥施用量的增加而增加，高量有机肥(M3)处理最高(图2)。RCF1+M1、RCF2+M2、M3处理土壤有机质含量分别比CF高12.1%、15.9%、19.5%(P<0.05)。常规施肥(CF)处理土壤有机质含量与CK差异不明显。由此可知化肥减量并增施有机肥可以显著提高土壤中有机质含量。

图2 不同施肥处理土壤有机质含量

2.4 不同施肥处理对土壤养分含量的影响

分析0～20 cm和20～40 cm土壤速效养分含量可知，试验地土壤肥力水平整体较高，参考全国土壤养分含量分级标准，空白不施肥处理(CK)的碱解氮、有效磷、速效钾含量也均达到中上水平，其中有效磷含量达到了极高水平(>40 mg/kg)。施肥增加土壤养分含量，其中碱解氮和速效钾含量以CF处理增幅最大，有效磷含量以RCF1+M1处理增幅最大。

2.5 不同施肥处理对生产经济效益的影响

经济效益分析表明，RCF1+M1处理总利润较CF处理增长了3.3%；而RCF2+M2、M3处理总利润较CF处理减少了7.2%～16.0%(表3)。化肥减量25%并适当配施有机肥较单施有机肥或单施化肥能更有效增加黄金梨的经济效益(表4)。

表3 不同施肥处理对土壤养分含量的影响

表4 不同处理黄金梨每公顷经济效益比较 万元

3 结论与讨论

本研究表明化肥减量25%配施商品有机肥3 000 kg/hm2较常规施肥可一定程度上提高黄金梨产量，这与谢凯[9]、范学山[10]、刘秀春[11]的发现即施用有机肥或枝条堆肥增加梨单果重和产量的结果一致。相较于化肥，有机肥对水果品质的提高效果已得到广泛认可，可能与其含更全面的中微量元素及氨基酸、维生素等活性物质有关。彭程等[12]发现有机无机肥配施后显著提升杏花银梨果实品质，果实总糖含量提升10.8%，总酸含量下降12.1%，可溶性固形物含量提升13.7%。本研究发现与常规施肥处理相比，高量有机肥处理梨果可溶性蛋白、可溶性固形物含量有明显的增加趋势，也进一步证实了有机肥对梨品质的改善效果。

前期研究发现有机肥部分替代化肥可以提高土壤肥力、改善土壤质量[13]。李水祥[14]的研究表明有机肥替代部分化肥可改善蜜柚果园土壤环境，提高部分土壤有效养分含量，有利于调节土壤养分平衡。巩庆利[15]也发现有机无机配施促进了果树的生长发育，改善了果园土壤质量，提高了果实产量和品质。本实验研究结果也表明土壤有机质含量整体上随有机肥施用量的增加而增加。

综合考虑黄金梨产量、品质情况及土壤增碳效果，推荐化肥减量25%(N-P2O5-K2O：630-337.5-525 kg/hm2)并配施商品有机肥3 000 kg/hm2方案。后期需基于经济、环境和生态效益的综合评价进一步探索减肥阈值及有机无机优化配施方案。