杨 莉 孟阿静 郑科勇 唐 蕾 赵红霞 周 燕 艾斯卡·吐地 邵华伟 徐万里
(1.阿克苏地区库车市农业技术推广中心 新疆库车 842000;2.新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所 新疆乌鲁木齐 830091;3.新疆益果生物科技有限责任公司 新疆温宿 843100)
新疆是我国杏的主产区,也是杏的原产地之一,杏种质资源丰富,栽培历史悠久,优良品种较多[1],其中小白杏是代表性品种。 小白杏主要分布在南疆,主要产区分布在新疆阿克苏地区库车市和巴音郭楞蒙古自治州轮台县, 小白杏产业己成为当地的支柱产业和农民增收致富的主要来源[2]。 小白杏挂果早,丰产性好,肉质细腻,汁液多,味甜,有香气,宜鲜食、加工和取仁[3],市场潜力巨大。
现代农业生产中, 注重化肥而忽视有机肥施用的现象普遍存在, 持续过量施用化肥造成土壤肥力差、化肥利用率低、环境污染等一系列问题[4-6]。 有机肥既含有大量的有机质、蛋白质等有机养分,同时也含有氮、磷、钾等无机养分,在改良土壤、培肥地力、提高作物产量、改善品质等方面效果显著[7-8]。 有机肥部分代替化肥的施肥方式成为近年来的研究热点,较多研究表明, 化肥配施一定量有机肥能够提高土壤肥效,使作物提质增产,相关学者在油菜[9]、小麦[10]、黄瓜[11]等作物的研究中发现,有机肥部分替代化肥可以通过提高作物根系活力、 叶绿素含量和光合作用强度,进而提升作物的产量。 由于近年来化肥的过量使用,导致库车小白杏产量、品质、风味等受到影响,本试验以库车小白杏为试验材料, 设置有机肥替代尿素处理试验, 明确小白杏施用有机肥代替尿素的最佳用量, 探明有机肥替代尿素施用对库车市小白杏品质、产量的影响,为库车小白杏绿色优质种植、科学施肥提供数据支撑。
本试验于2020 年10 月至2021 年10 月于阿克苏地区库车市乌尊镇三星村小白杏园 (41°40′33″N、83°5′38″E)进行,小白杏树龄为5 年,株行距为5 m×6 m,试验园区面积为20 亩,灌溉方式为漫灌。 供试有机肥为当地果农沤制发酵腐熟的羊粪,尿素(46∶0∶0)、磷酸二铵(18∶46∶0)、硫酸钾(0∶0∶52)化肥均在当地农资市场购买。
试验地土壤为中度盐渍化土壤,有机质含量低,土壤贫瘠。 pH 8.1, 总盐含量11 g/kg, 有机质含量9.5 g/kg,全氮0.8 g/kg,水解性氮76.4 mg/kg,速效磷12.4 mg/kg,速效钾107.5 mg/kg。
本试验园区面积为20 亩, 各处理小区面积为300 m2,选取试验地树龄、树势相对一致的植株,同行相邻6 棵植株为1 个重复,每个处理3 次重复,随机区组排列。 各处理施肥量见表1。
表1 各处理试验全年施肥情况
处理1 为常规施肥(CK):每亩全年施尿素22 kg、磷酸二铵44 kg、硫酸钾11 kg;处理2(T1):基施有机肥+常规施肥(100%施尿素量);处理3(T2):基施有机肥+85%施尿素量;处理4(T3):基施有机肥+70%施尿素量;处理5(T4):基施有机肥+55%施尿素量。
T2~T5 处理每亩按照1.5 t 有机肥施入量, 条形沟状施肥,施肥沟距离树干1.4 m,施肥深度35 cm,每棵杏树施有机肥68 kg, 有机肥施入时间为10 月28 日。 各处理氮、磷、钾肥采用条状沟施追肥方式均分3 次施入,施肥时间分别为3 月15 日(营养生长期)、4 月18(花芽分化期)和5 月17 日(转色期)。 各试验处理除施肥管理不同外, 其他田间管理方法均一致。
1.3.1 单果重、 单株产量和亩产量的测定 在果实成熟期(6 月22 日)选取各小区长势一致的3 株小白杏,采收3 株全部果实,测定单株产量和单果重,并计算亩产量。
1.3.2 果实横径和纵径的测定 在果实成熟期(6 月23 日)选取各小区50 颗小白杏, 用游标卡尺测定各处理果实横径、 纵径并计算果形指数。 果形指数=纵径/横径。
1.3.3 果实品质的测定 果实成熟期(6 月23 日)选取每个处理50 个果实,采集后立即用液氮速冻带回实验室,贮藏于-20℃冰箱中保存备用。 采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定总糖含量; 采用酸碱滴定法测定总有机酸含量,采用碘量法测定维生素C 含量。可溶性固形物按照NY/T 2637-2014 标准进行检测分析。
1.3.4 经济效益分析 对本试验小区小白杏总收入、肥料成本、净收入和增收进行计算。
本试验采用Excel 2019、SPASS 20.0 软件对数据进行处理分析。
由表2 可知, 各处理单果重排序为T2>T1>T3>CK>T4, 其中T2 处理下库车小白杏单果重最高,为17.75 g,与CK 相比增加了11.35%,T4 处理下单果重最低,为15.24 g,较CK 降低了4.39%,T1 和T2 处理单果重显著高于CK 处理(P<0.05)。
表2 增施有机肥减施尿素对库车小白杏产量的影响
单株产量最高的为T1 处理,为7.54 kg/株,较CK提高了19.24%,最低的为T4 处理,为5.47 kg/株,较CK 降低了13.55%。各处理平均亩产与单株产量表现一致。
由上述可知, 有机肥替代尿素处理小白杏单果重、 产量随着施氮量减少表现为先升高后降低的变化趋势,其中增施有机肥尿素减量0~15%(T1、T2)处理其单果重和产量均显著高于常规施肥处理 (P<0.05),当尿素用量减少30%后小白杏减产,当施用量减少45%时,小白杏减产幅度达13.55%。在低肥力地区,增施有机肥、适当减少尿素(减肥0~15%)投入,可显著增加小白杏产量,但尿素减量过多(减肥30%以上),将造成小白杏减产。
小白杏横径、 纵径的大小直接影响果实的大小和质量。 由表3 可知, T1、T2 处理小白杏果实横径、纵径最优,均显著优于CK 和T4 处理。 其中T2 处理小白杏横径、纵径与CK 相比,分别增加4.8%、7.8%;T1 处理小白杏横径、 纵径与CK 相比, 分别增加5.5%、7.6%;T4 处理小白杏横径、 纵径均为最小,较CK 分别减少1.7%、1.6%。 果形指数表现为T2 处理最优,其次为T1 处理、T3 处理和CK,果形指数最差的为T4 处理。 说明低肥力地区增施有机肥,适当减施尿素, 减施量不超过30%, 有助于小白杏果实膨大,优化果型;当减氮量过高,高于45%时,将抑制小白杏果实膨大。
表3 增施有机肥减施尿素对库车小白杏果实外观品质的影响
由表4 可知,增施有机肥各处理总糖含量、可溶性固形物含量均高于常规施肥(CK)处理,其中T1、T2 处理含量最高,T1 处理总糖含量、 可溶性固形物含量较CK 分别增加了8.5%和8.3%, T2 处理糖酸比增幅达12.2%。各处理小白杏维生素C 含量和总酸含量均以常规施肥(CK)最高,其中总酸含量差异较小,各处理变化幅度在1.2%~4.9%之间。各处理维生素C含量表现为CK 处理最高,为0.70 mg/g,其余各处理维生素C 含量均低于CK,T1、T4 处理下维生素C 含量最低,为0.58 mg/g,与CK 相比降低了20.6%。糖酸比是鉴定小白杏品质的重要指标, 直接影响果实风味。 施用有机肥的各处理糖酸比均优于常规施肥,增幅为1.6%~12.2%,其中T2 处理糖酸比最优,其次为T1 处理。由以上可知,在低肥力地区施用有机肥减量配施化肥可以提高小白杏糖度和糖酸比, 改善小白杏品质, 但当施氮量减少30%以上时小白杏品质受到影响。
表4 增施有机肥减施尿素对库车小白杏果实内在品质的影响
由表5 可知,T1 处理下总收入最高, 每亩收入2 488.2 元,每亩净收入2 039.4 元,与CK 相比,每亩净增收181.55 元;T2 处理总收入2 443.05 元/亩,较CK 每亩增收142.34 元;T3 处理下每亩净收入较CK 降低了358.87 元/亩;T4 处理下净收入最低,为1 803.9 元/亩,较CK 降低了484.93 元/亩。 由以上可知,在低肥力地区种植库车小白杏,增施有机肥、适当减施尿素(0~15%)可提高小白杏的种植收入,当尿素减施量超过30%时小白杏种植收益明显降低。
表5 增施有机肥减施尿素对库车小白杏经济效益的影响
有机肥富含各种矿质元素,增施有机肥减施化肥可有效促进养分的转化[12],本试验结果表明,增施有机肥1 500 kg/亩、尿素减施0~15%(T1、T2 处理),小白杏单果重和产量明显高于常规施肥处理, 其中增施有机肥、尿素减少15%(T2)处理单果重最高,与常规施肥相比增幅达11.35%,增施有机肥处理(T1)亩产最高,较CK 增产19.24%。 说明在低肥力地区种植小白杏,增施有机肥、适当减少尿素(减肥0~15%)投入,有助于提高小白杏产量,但尿素减量过多(减肥30%以上)将造成小白杏减产。 尹雯靖[13]在黄金梨上开展增施有机肥减施化肥试验,研究结果表明,化肥减量25%配施商品有机肥200 kg/亩, 较常规施肥可在一定程度上提高黄金梨产量;范晓辉等[14]通过增施有机肥1 000 kg/亩、化肥减量40%,使“巨峰”葡萄单果重、 单穗重及产量分别增加15.90%、25.41%和33.68%。 这些研究结果均与本研究结果一致,即增施有机肥减施部分化肥可提高果实产量。 由于所施用有机肥种类不同、 土壤养分状况不同及不同水果养分吸收量不同, 所以有机肥施用量和化肥减施量亦有所不同。
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, 一方面是与增施有机肥相比单施化肥处理提供了更为丰富的养分有关,另一方面有机肥可以提高叶片光合作用, 促进糖类等光合产物的合成。本试验发现,增施有机肥各处理小白杏总糖含量、可溶性固形物含量、糖酸比均有不同程度增加,其中T1 处理较CK 分别增加了8.5%、8.3%、8.7%,T2 处理糖酸比增幅达12.2%,说明在低肥力地区施用有机肥可以改善小白杏品质,风味更佳。 这与杜玉霞等[15]和李国良等[16]在柠檬和贡柑上的研究结果一致。
综合考虑小白杏产量、 品质及所产生的经济效益,在库车低肥力地区种植小白杏,亩施1 500 kg 沤制有机肥作基肥, 全年施用尿素量18.6~22.0 kg/亩、磷酸二铵44 kg/亩、硫酸钾11 kg/亩为库车小白杏最佳施肥方案。