有机肥替代化肥对桃产量、品质及土壤肥力的影响

唐洪杰，王 鹏，焦圣群，李际会，魏 萍，刘玉珊

（1临沂市农业科学院，山东临沂 276000；2浙江大学山东（临沂）现代农业研究院，山东临沂 276000）

0 引言

土壤肥力是提升绿色农业竞争力的关键，是土壤能否源源不断地为植物供应养分的重要评判[1-3]。农户为了追求高产量、高经济效益，在未经科学理论指导的情况下大量施用化肥，导致效果适得其反，产生土壤板结、养分有效性下降、水源破坏、环境面源污染等问题[4-6]。近年来桃园化肥过量施用现象严重，导致肥料利用率大大降低，致使大量肥料流失，并造成环境污染[7-8]。长期过量施用化肥导致桃园土壤结构破坏，酸化严重，养分失衡，进而影响树体生长发育，降低营养水平和抵抗力，导致果实品质下降[9-10]。

有机肥富含有机质，养分全面，肥效期长，有利于改善土壤理化性质，提高土壤肥力，促进养分平衡，进而改善果树树体营养水平，增强抵抗力，减少农药化肥施用，提高果实品质[11-12]。有机肥替代部分化肥是解决桃园化肥施用过量问题的重要途径之一[13]。为进一步探究有机肥替代部分化肥对桃园土壤养分含量、树体营养水平及果实品质的影响，课题组在临沂市兰山区蜜桃基地开展了有机肥替代化肥试验，以期为减少化肥施用、调节环境因子、改善果园土壤环境[14-15]、提高桃果实产量和品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于临沂市兰山区云朵农作物种植农民专业合作社蜜桃基地。该地属暖温带季风气候，温度适中，雨量充沛，气候环境优越。供试土壤以棕壤类为主，土壤肥力均匀。试验土壤的理化性质指标见表1。

表1 试验土壤理化性质

1.2 供试品种及肥料

供试桃树为6年树龄的‘中油5号’。供试肥料包括史丹利第四元素复合肥，含量45%，其中氮磷钾含17-6-22；史丹利大豆50有机肥，有机质含量≥50%，有效活菌数（芽孢杆菌）≥2亿cfu/g，氮含量≥1.5%，总磷含量≥2.0%，总钾含量≥1.5%。

1.3 试验设计

试验设4个处理，每个处理3个重复、6棵树，共72棵。试验桃园1200棵/hm2。复合肥1800 kg/hm2，折合每棵用量1.5 kg，小区用量12 kg；有机肥用量20400 kg/hm2，折合每棵用量17 kg，小区用量102 kg。各处理间除试验施肥水平差异外，其他措施完全一致。（见表2）

表2 试验设计方案

1.4 试验方法

1.4.1 植物叶片、新稍和果实的采集方法 果实成熟时，每处理选择5棵树，选择树冠中部外侧的东、南、西、北4 个方位生长中等的当年生春梢自顶部数第3～4 的健康叶片，每棵采20 片，将5 棵树的叶片混合为一个样本，每个样本3 个重复；果实采集方法与叶片相同，果实采集标准为大小相近的健康果。

1.4.2 土壤采集方法 于果实收获后和施肥前采集0～20、20～40 cm 土层土样（去除5 cm 表土），按照果园土样采集原则，分别采集3点土壤混合为一个土样，置于4℃冰箱保存带回实验室。

1.4.3 产量测定方法 每小区各自采摘分别计算产量，生物统计分析的公顷产量按各小区的实产进行推算。

1.4.4 理化性状测定方法 土壤的pH、有机质、矿质养分含量测定参考《土壤农业化学分析方法》，叶面积用叶面积测定仪测定，果实可溶性固形物含量使用折射仪测定，维生素C用2,6-二氯靛酚滴定法测定，果实硬度使用手握式GY-1型硬度计测定。

1.5 数据分析

采用Excel 2010进行数据整理与分析，利用SPSS 23.0进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对桃树根际土壤的影响

从表3中看出，与未处理土样比较，只单独施用复合肥的处理CK显示土壤pH降低，说明复合肥会导致土壤酸化；添加有机肥处理的pH均高于CK，各处理土壤pH表现为T3>T2>T1>CK，说明有机肥可在一定程度上缓解土壤的酸化[16]。土壤的pH 随有机质含量的增加而变高，说明两者之间呈正相关。

表3 施肥处理对根际土壤的影响

在收获时土壤中含氮量仍处于较高水平，T3处理全氮含量最高，其次是处理T2，表明试验用有机肥具有缓释效应，肥效期较长。

土壤中有效氮磷钾含量相对较低的处理是T1和T2，说明施用有机肥可有效提高肥料利用率，其中T1处理的各项测定数据与未施肥前数据基本一致，说明所施用肥料基本被完全利用，肥效利用率最高。T3和CK处理各营养元素剩余相对较多，说明完全施用有机肥，肥效释放缓慢，后期剩余较多。完全施用复合肥时，营养元素释放规律与桃树生长需肥规律不一致，致使大量营养元素未被充分吸收利用，导致表现过剩[16]。

2.2 不同施肥处理对桃树生长发育影响

从表4 中可以看出，不同施肥处理对桃树生长发育影响也不一致，叶面积表现为T1>T2>CK>T3，百叶鲜重表现为T1>T2>CK>T3，新梢长度表现为T1>T2>T3>CK，单果重表现为T1>T2>CK>T3。与对照CK比较，T1、T2处理各项指标均表现为正增长，其中T1处理各项测定指标增长幅度最大；T3处理除新稍长度表现为正增长，叶面积、百叶鲜重和单果重均表现为负增长。

表4 不同施肥处理对桃树生长发育影响

2.3 不同施肥处理对桃品质的影响

由表5 可以看出，可溶性固形物T1>T2>T3>CK，维生素CT3>T1>T2>CK，果实硬度T1>T2>T3>CK，且T1～T3处理与对照相比均有不同程度的提高，其中以T1处理的可溶性固形物和果实硬度提高最显著，表明有机肥对桃果实的品质有一定程度的改善。随着有机肥使用量的增加，表现出促进作用逐渐下降，说明有机肥对桃果实品质的影响并不是正相关关系。试验结果显示在40%替代量时影响最大，对果实品质提升最为显著，这也与表3 中的营养生长发育表现一致，符合植物生长发育规律。

表5 不同施肥处理对果实品质的影响

2.4 不同施肥处理对桃产量的影响

从表6中可以看出各处理产量表现为T1>T2>CK>T3，其中T1 增产幅度最高，比对照增产17.6%，比T3（只施用有机肥）增产21.0%。处理T3（只施用有机肥）产量最低，比对照（只施用复合肥）减产3.4%。经表7方差分析，各处理间数据差异十分显著，说明不同施肥处理对桃果实的产量影响十分明显。T1处理产量最高，T3处理产量最低，说明T1处理营养元素供应符合桃树需肥规律，而T3处理营养元素释放缓慢，不能满足桃树营养生长发育需求，导致产量降低。处理间产量增长规律体现了营养均衡供应是产量形成的主要因素。

表6 不同施肥处理桃产量

表7 方差分析

3 结论

有机肥替代化肥是现代农业产业发展的必然趋势，也是果园高产高质高效生产的必由之路，但是盲目加大有机肥的用量，不仅会造成资源浪费、成本增加，更是会造成果树减产减量、收入降低[17]。试验结果显示，在临沂市桃生产中，6龄左右桃园施用40%有机肥替代量比较适宜，折算为每棵桃树推荐施用量为6.80 kg有机肥+0.9 kg复合肥，施用方法为在萌芽期施用6.8 kg有机肥和0.6 kg复合肥作为基肥，在膨大期施用0.3 kg复合肥作为追肥。

4 讨论

近些年来，桃农受传统种植观念影响，在生产中过量施用化肥，导致土壤酸化严重[18-19]。有机肥多为碱性，含有丰富的有机物，施用有机肥能增加土壤有机质含量，改善土壤结构，可有效防止土壤酸化，提高土壤微生物和土壤酶活性，提高肥料利用效率[20]，这与本研究结果一致。试验数据分析结果显示，有机质可以较好地改善化肥对土壤酸化的程度，并且随有机质的增加表现越显著，两者呈正相关。这一结果与万连杰等[21]研究的结果一致，也与Yang 等[22]和Yousefzadeh等[23]的研究结果类似。因此施用有机肥替代部分化肥，减少化肥用量，可有效改善桃园土壤资源环境，促进桃园持续健康发展[24-25]。

试验测定有机肥具有较好缓释效应，同时也具有减缓NO3--N 向深层土壤迁移作用，通过有机肥部分替代可有效延长肥效，提高肥料利用率，为果树中后期持续提供足够营养，促进桃树中后期生长发育，在一定程度上可以增加营养生长；同时丰富的有机质，改善了土壤结构、提高了土壤微生物、增强了土壤酶活性[26]，促进桃果实品质的提升，也进一步提高了产量和优质桃产出率，进而增加桃农收入，经济效益显著[27]。

有机肥替代40%可以在一定程度上促进桃树生长发育和桃果实品质提升，产量也有较大提高；但是有机肥替代增加到70%对桃树生长发育和桃果实品质以及产量的促进作用反而有些下降，这与黄兴成等[28]在猕猴桃上的研究结果类似。随着替代比增加产量和品质提升趋缓现象，刘文欢等[29]和赖多等[30]也有类似报道，可能与有机肥矿化分解和叶片养分需求存在差异有关。本研究中，当有机肥完全替代时，表现为不利于桃树生长发育，并且产量比只施用复合肥还要低，说明有机肥的缓释效应和桃树需肥规律有差异，不能在各发育时期提供足够养分。因此，只有适量有机肥替代部分化肥，才能够保证树体生长发育所需养分及时充足稳定的供应，进一步促进叶片、枝条和果实干物质量的积累。

本试验有机肥替代梯度相差较大，得出的结论仅限于本试验条件下的适应替代量。建议下一步增加梯度处理，减小替代梯度差距，使其更能够精确反应出最优替代量。