氰氨化钙对桃树生长及土壤理化性状的影响

公维松，潘光伟，王孝友，郑会敏，孔凡丽，李际会

（1.临沂市蒙山保护发展中心，山东平邑 273300；2.日照市农业技术服务中心，山东日照 276800；3.蒙阴县果业发展服务中心，山东蒙阴 276200；4.平邑县农业农村局，山东平邑 273300；5.临沂市农业科学院，山东临沂 276012）

山东蒙阴县是中国桃产业第一县，2021 年全县桃园面积约43.333 hm2，产量95 万t，产值近60 亿元，桃产业收入已占全县农民收入的80%以上，已成为农村经济的一大支柱产业[1-2]。然而，随着蒙阴桃产业的不断扩大，为了追求大果和高产，生长季施用大量化肥，尤其偏施氮肥，有机肥施入不足，这种长期不合理的施肥方式造成桃园土壤物理性状严重退化和土壤矿物养分失衡，引起桃园土壤有机质含量持续降低、酸化加重、土壤板结、保水保肥能力下降，进而导致树势衰弱、病虫害加重、果实品质下降，严重影响了蒙阴桃产业的健康可持续发展[3]。

氰氨化钙（CaCN2）（组成：总N 19.8%，CaO 50.0%），俗称石灰氮，早在1960 年就在农业生产上应用，主要作为碱性氮肥来改良土壤酸化[4]，现在作为一种新型的土壤改良型缓释颗粒肥来应用。氰氨化钙可以使有效氮均匀缓慢释放，防止土壤酸化，改良土壤结构，还可作为一种无公害、无残留的土壤消毒剂应用，其水解中间产物氰胺和双氰胺具有杀灭根结线虫和防治土传病害的作用，对草莓炭疽病、黄瓜根腐病、茄子枯萎病等具有显著疗效[5-8]。花椰菜上的研究表明，氰氨化钙可使第一季的土壤pH 从5.7 提高到7.0，第二季的pH 从6.7 提高到7.4，且通过顺行施用，降低了氰氨化钙的成本[9]。同时由于氰氨化钙的补肥、抑病、调酸等多重功效，它在促进作物生长、提高产量品质方面也有显著作用，在花椰菜上按1 t/hm2的量施用氰氨化钙，可使单位面积产量由1.1 t/hm2提高到4.7 t/hm2[10]。唐志敏等[11]研究表明，氰氨化钙可以促进草莓生长、增加产量和改善果实风味。尽管氰氨化钙在多种作物上的施用效果已被研究，但截至目前，氰氨化钙在桃树上的应用仍然局限在破除花芽休眠方面[12-13]，其对盛果期桃园土壤改良及桃产量品质的影响则鲜有报道。鉴于此，本文以‘绿化9 号’桃为试材，采用沟施氰氨化钙的方式，研究不同氰氨化钙浓度与有机肥协同处理对桃树生长发育、产量、品质及土壤性状的影响，旨在探索氰氨化钙的安全有效用量，为氰氨化钙施肥技术在桃树栽培中的应用提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验园概况

试验于2018—2021 年在蒙阴县旧寨乡大上峪村桃园中进行，试验地为坡地梯田，土壤为黄黏土，土层厚度在100 cm 以上，灌溉条件良好。试验园土壤理化性状：pH为5.80、容重1.47 g/cm3、有机质14.34 g/kg、碱解氮184.94 mg/kg、速效磷86.34 mg/kg、速效钾130.20 mg/kg、有效钙4 726.00 mg/kg、有效镁275.0 mg/kg、有效铁59.40 mg/kg。

1.2 试验材料

供试桃品种为‘绿化9 号’，树龄6 年，三主枝自然开心形，株距2～3 m，行距4 m，干周26.7～38.3 cm，冠幅16.61～18.52 m2，管理水平较高。

氰氨化钙由德国德固赛公司提供，含N 19.8%、CaO 50%；有机肥为农家发酵羊粪；土壤理化指标测定所用的试剂，均购自阿拉丁试剂公司。

1.3 仪器与设备

电子天平，FA2204B，欧莱博科技有限公司；空心阴极灯，AS-1-4，沈阳镁汇科技有限公司；紫外分光光度计，UV2700，日本岛津公司；原子吸收分光光度计，JC-YZXS-600，青岛精诚仪器仪表有限公司；火焰光度计，FP640，上海精科仪器有限公司；果实硬度计，GY-1，北京沃威科技有限公司；数显糖度计，TD-45，浙江托普仪器有限公司；叶绿素仪，SPDA502，吉林赛亚斯科技有限公司。

1.4 试验方法

试验4 个处理，单株小区，5 次重复，处理之间隔行分开。从2018 年开始，连续3 年于9 月中旬结合秋季施肥在树冠投影边缘开宽0.3 m、深0.2 m 的环状施肥沟，进行环状沟施。不同处理有效成分总N 及CaO 含量如表1 所示。

表1 不同处理有效成分含量表Table 1 Contents of active ingredients in different treatments

除秋季施入氰氨化钙外，同时追施含有机质30%的有机肥3 kg/株，并于翌年萌芽前、膨果期追施52%硫酸钾复合肥（N-P-K=17-10-18）1 kg/株，其它的病虫草害管理按常规操作进行。

1.5 测定指标与方法

1.5.1 土壤指标

测定方法参考《土壤农化分析》[14]，如pH 采用电位法（土水比1∶2.5），土壤容重采用环刀法，孔隙度按照容重法，有机质采用稀释热法，碱解氮采用碱解扩散法，速效磷采用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法，速效钾采用NH4OAc 浸提-火焰光度法，交换性钙用原子吸收分光光度法测定，有效锌、锰、铁、铜依据标准NY/T 890—2004用原子吸收法测定[15]，土壤有效硼依据标准NY/T 1121.8—2006 测定[16]。

1.5.2 生长发育指标

2021 年于果实采收后调查不同器官的生长发育指标。在树干的东、西、南、北4 个方向于树冠相对应的地方挖垂直剖面，调查0～20 cm 和20～40 cm 范围内的侧根数量。当年营养枝为调查样本树上当年营养枝数量，测量枝长和枝粗。在每个样本树上取方向和部位大致相同的叶片30 片，采用千分之一电子游标卡尺测量其长度、宽度和厚度；同时用叶绿素速测仪测定相对叶绿素含量。

1.5.3 产量、品质指标

2021 年于收获期对各处理桃树的每株桃树的结果个数、单株产量、每处理的总产量进行称重记录，并计算平均单果质量。2021 年于收获期测定果实品质，用小型果实硬度计测量果肉硬度，数显糖度计测量果实可溶性固形物含量[17-18]。

1.6 数据分析

采用Excel 2007 软件进行数据处理和作图，采用SPSS 16.0 软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 氰氨化钙处理对土壤容重、孔隙度、pH 及有机质含量的影响

由表2 可知，氰氨化钙处理不同程度地降低了土壤容重，与对照相比，分别降低了8.72%、10.07%和12.75%，处理组与对照组差异显著，中高浓度处理组与对照组差异极显著。土壤孔隙度、pH 及有机质含量变化趋势则与土壤容重完全相反，随氰氨化钙浓度加大呈上升趋势，处理组与对照组差异显著，中高浓度处理组的孔隙度和pH 与对照差异极显著，所有处理组的有机质含量与对照组相比有极显著差异。这说明桃园增施氰氨化钙可降低容重，提高土壤孔隙度和有机质含量，改善土壤酸化情况。

表2 氰氨化钙处理对土壤理化性状的影响Table 2 Effect of calcium cyanamide treatment on soil physical and chemical properties

2.2 氰氨化钙处理对土壤氮、磷、钾、钙含量的影响

由表3 可知，连续3 年秋季增施氰氨化钙可以明显增加土壤中的碱解氮、速效磷及速效钾含量，且随着施用量的增加效果更明显。其中，T3 处理效果最显著，与对照CK 相比，土壤中碱解氮含量提高20.40%，速效磷提高25.5%，速效钾提高27.3%。氰氨化钙处理也明显提高土壤交换性钙的含量，较对照CK 提高4.02%、5.69%和11.57%。处理组与对照CK 间以及T3 处理与T2 处理间差异显著。

表3 氰氨化钙处理对土壤常量元素及钙含量的影响Table 3 Effects of calcium cyanamide treatment on the contents of macroelements and calcium in soil

2.3 氰氨化钙对土壤有效锌、硼、铜、铁、镁含量的影响

如表4 所示，氰氨化钙处理后，有效锌、有效硼和有效铜均呈下降趋势，有效锌较对照CK 下降8.64%、18.85%和20.42%，有效硼下降6.15%、7.69%和18.46%，有效铜下降55.15%、58.82%和64.71%，但处理组与对照CK 之间有效硼含量以及T1 处理与对照CK 之间的有效锌含量无显著性差异，T2 处理与对照CK 的有效锌含量及所有处理组与对照CK 的有效铜含量有显著性差异。氰氨化钙处理后，有效铁较对照CK 提高63.75%、85.54%和385.63%，有效镁提高1.14%、4.23%和6.37%，处理组与对照CK 间的有效铁含量存在极显著差异，而处理组与对照CK 间的有效镁含量无显著性差异。

表4 氰氨化钙处理对土壤中微量元素的影响Table 4 Effect of calcium cyanamide treatment on trace elements in soil

2.4 氰氨化钙处理对桃树生长发育的影响

2.4.1 对根系生长发育的影响

由表5 可知，增施氰氨化钙后，0～20 cm 及20～40 cm土层的侧根数量明显提升，其中0～20 cm 土层处理的侧根数量显著高于对照CK，分别升高29.63%、37.04%和25.93%，且处理间无明显差异；20～40 cm 土层中，T2 处理的侧根数量为9，显著高于对照的6 条，各处理组之间、其他两个处理与对照CK 间侧根数量无显著差异。说明氰氨化钙处理对根系生长发育有利。

表5 氰氨化钙处理对侧根数量的影响Table 5 Effect of calcium cyanamide treatment on the number of lateral roots

2.4.2 对新梢生长发育的影响

由表6 可以看出，氰氨化钙处理对新梢数量影响较大，处理组的新梢数量显著高于对照，分别升高33.33%、38.09%和33.33%，而不同浓度处理之间无显著差异；而对新梢长度和粗度的影响不明显，处理组与对照CK 之间，以及不同浓度处理组之间均无显著性差异。

表6 氰氨化钙处理对新梢生长发育的影响Table 6 Effect of calcium cyanamide treatment on the growth and development of new shoot

2.4.3 对叶片生长发育的影响

由表7 可知，处理组的叶片长度、宽度和厚度均较对照有不同程度提高，其中处理组的叶片厚度显著高于对照CK，分别升高25.00%、31.25%和25.00%；所有处理组与对照CK 的叶片长度和宽度无显著差异，而所有处理组的相对叶绿素含量显著高于对照CK，分别升高19.27%、21.37%和20.08%，不同浓度之间差异性不显著。说明氰氨化钙处理有利于叶片厚度的发育，进而提高了叶片的叶绿素含量。

表7 氰氨化钙处理对叶片生长发育的影响Table 7 Effect of calcium cyanamide treatment on the growth and development of leaf

2.5 氰氨化钙处理对果实产量和品质的影响

2.5.1 对果实产量的影响

由图1 可知，氰氨化钙处理显著提高了桃树产量，处理组的单株产量较对照CK 分别提升了15.24%、21.59%和10.11%，不同浓度处理组之间以及与对照CK之间差异均显著，其中T2 处理的产量最高。

图1 氰氨化钙处理对产量的影响Fig.1 Effect of calcium cyanide treatment on yield

由图2 可知，氰氨化钙处理对单果质量的影响趋势与产量一致，处理组单果质量较对照CK 分别提高17.42%、20.49%和15.94%，处理组与对照CK 呈显著性差异，其中T2 处理的单果质量最大，显著高于T1 及T3处理。高浓度T3 处理的单果质量和单株产量较T2 处理降低，可能与施肥浓度偏高产生轻微肥害有关。

图2 氰氨化钙处理对单果质量的影响Fig.2 Effect of calcium cyanide treatment on single fruit quality

2.5.2 对果实品质的影响

由表8 可知，处理组的果实果肉硬度在数值上均高于对照CK，涨幅分别为7.69%、11.50%和9.63%，说明氰氨化钙处理增加了果肉细胞壁厚度，从而提升了果肉硬度，但差异性未达显著水平。对可溶性固形物含量的影响比较明显，处理组的可溶性固形物含量均显著高于对照CK，涨幅分别为11.27%、13.06%和11.29%，但不同浓度处理间无显著性差异。

表8 氰氨化钙处理对果实品质的影响Table 8 Effect of calcium cyanamide treatment on fruit quality

3 结论

氰氨化钙作用广泛，不仅能补充作物生长过程中所需要的氮和钙元素，又能中和土壤酸性，改良土壤结构，促进作物生长发育，提高作物产量及品质[8,19]。本试验结果表明，土壤中施用氰氨化钙可以显著改善桃园土壤理化性状，如降低土壤容重，提高土壤孔隙度和有机质含量，改善土壤酸化。作为一种氮肥与钙肥，氰氨化钙在提升土壤中碱解氮及钙含量的同时，还能明显增加土壤中速效钾、速效磷含量，尤其是高浓度处理，与对照差异显著；同时，使微量元素有效铁含量显著提高，有效铜含量显著降低，可明显改善桃树因缺铁造成的黄化病和铜过高引起的中毒现象。鉴于土壤结构和营养元素的改良，对根系、新梢及叶片生长发育也产生了积极影响，显著增加了侧根数量、新梢数量、叶片厚度和叶绿素含量，进而增加了单株产量和单果质量，显著提升了品质指标可溶性固形物含量。

氰氨化钙的适宜施用浓度或量，在不同作物上差异较大，因此应根据作物品种选择合适的施用浓度或量范围。茄子上的研究得出，氰氨化钙应用浓度不能超过600 kg/hm2，浓度过大时植株生物量、产量、品质等反而降低[20]。在草莓上的研究得出，氰氨化钙应用浓度不宜超过800 kg/hm2[11]。本试验结果显示，桃树中新型氰氨化钙肥在250 g/株用量时可获得最优农艺性状指数和最优产量和品质，但当浓度超过350 g/株（约435 kg/hm2）时，如果土壤水分或平均地温偏低，氰氨化钙分解变缓甚至停止，造成分解不彻底，易产生肥害烧伤根系。