化肥减量配施有机肥对苹果生长品质及土壤养分的影响

哈蓉王昊杨波张敏陈永伟靳韦徐灿杨宏波王琦韩昌烨马文礼

(1.宁夏农垦农林牧技术推广服务中心，宁夏 银川 750004；2.中卫市农业技术推广与培训中心，宁夏 中卫 755000)

目前，我国苹果种植面积、总产量和消费量均位列世界第1，据统计，我国2020年苹果种植面积为12646千hm2，产量达4407万t[1]。此外，苹果产业是宁夏回族自治区优势产业之一，总面积3.53万m3，总产量60万t，作为宁夏农业经济和果农的主要收入来源之一，年产值近16亿元[2]。近年来，盲目追求产量而引发的不合理施肥现象普遍存在，严重制约了苹果产业可持续发展。化肥用量过度将造成土壤酸碱性化、板结、形状失调，化肥利用率降低，从而影响苹果产量和品质，同时造成资源浪费及环境污染，直接影响经济和生态效益[3]，因此，通过化肥减量配施有机肥是实现园区高产、高品质的重要途径。

《到2020年化肥使用量零增长行动计划》是农业部2015年通过并启动实施的，方案中提出要通过有机营养资源的合理利用，将部分化肥替换为有机肥，做到有机无机结合[4]。在草莓[5]、芒果[6]、黄瓜[7]等果蔬上的研究表明，化学肥料减量同时配合施用有机肥，可以促进作物生长发育，改善果实品质，提高肥料利用率，活化土壤养分，提升园艺产业可持续发展，保障土壤质量[8]。本研究以“神富6号”苹果为试材，以常规施肥为对照，研究化肥减量配施有机肥施用土壤理化性质、苹果长势、叶片生长、产量及品质等方面的影响，初步探究苹果栽培合理施肥量，以期为推进当地苹果产业绿色高效发展提供理论依据与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验于2022年在银川市金凤区宁夏回族自治区国营银川林场进行，试验区属于典型的温带大陆性气候，位于宁夏银川市西南金凤区，E106°06′08′′～106°08′36′′，N38°21′45′′～38°25′19′′，土壤质地为沙土。供试材料为三年生“神富6号”，株行距2m×5m，树形为高纺锤形。供试复合肥、液体有机肥由宁夏润禾丰生物科技有限公司提供。

1.2 试验设计

试验设置减施化肥为处理，常规施肥为对照(CK)，T1(处理1)为90%常规施肥加10%有机肥，T2(处理2)为80%常规施肥加20%有机肥，T3(处理3)为70%常规施肥加30%有机肥。复合肥通过测土配方施肥确定配方比例，液体有机肥含矿源黄腐酸及腐植酸30g·L-1以上，另含5种微量营养元素。常规施肥量为经调研后计算出的当地复合肥施肥量，处理1的水溶有机肥施用量为推荐量，不同处理施肥量如表1所示。各处理3行为1小区，每个处理3次重复，各小区随机区组排列，处理行两边分别预留1行为隔离行。

表1 苹果各生育期施肥方案

基肥于2021年完成苹果采收和枝条修剪后施用，于树冠滴水线处挖长100cm、宽20cm、深40cm的条形沟，施入肥料后与土壤充分拌匀填回沟中。追肥在关键生育期随水追施，其余果园修剪、疏花疏果、病虫害防治等田间管理措施一致。

1.3 测定指标

采集各处理土壤样品，混合均匀后4分法带回实验室风干处理，用于测定土壤理化性质。现场取样采用环刀法，带回实验室进行土壤容重测定。土壤有机质含量、碱解氮、有效磷、速效钾分别采用重铬酸钾容量法、碱解扩散法、用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法和冷HNO3浸提-火焰光度法测定[9]。

1.3.1 生长发育测定

在小区内随机选取5株苹果树，在每株树东、南、西、北4个方向当年生枝条进行标记，在苹果各生育期用游标卡尺和卷尺测定1次新梢粗度、新梢长度、叶长、叶宽等指标；叶片鲜重用电子天平称量；叶面积用叶面积系数法计算得出；叶绿素含量用SPAD-502手持叶绿素仪测定。

1.3.2 品质测定

果实成熟后，在小区内随机选取5株苹果树，从树体东、南、西、北4个方向，在树冠外围果枝中部挑选大小一致、无机械病和虫害损伤及色泽均匀的果实，组成混合样，在采收后快速运回实验室，使用电子称测定单果重，用游标卡尺测定果实纵横径，果实可溶性固形物含量使用ATAGO(PAL-1)手持数显折光仪测定，果实可滴定酸含量使用GMK-835F型酸度计测定。

1.4 数据分析

运用Microsoft Excel进行数据处理，Graphpad Prism 5系统作图，SPSS 20系统软件进行方差分析，LSD(1east significant difference test)进行样本平均数的差异显著性比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理对苹果园土壤质量的影响

由表2可知，施用不同量的化肥和有机肥后对土壤的有机质、大量元素含量及有效活菌数有较大的影响。试验地土壤质地为沙土，增施有机肥后，土壤容重有所增加，T3较对照显著增加9.76%；土壤有机质表现为T3>T2>T1>CK，T3显著高于各处理；全氮含量以T3含量最高，T1、T2次之，各处理均显著高于CK，增施有机肥缓释效果较好；施用有机肥可有效提高肥料利用，氮磷钾有效成分含量均表现为CK>T1>T2>T3，碱解氮各处理间无显著性差异，有效磷和速效钾T3与CK相比差异显著。土壤中有效活菌数T3和T1含量最高，比CK高12.27%。

表2 基础土壤理化性质

2.2 不同处理对苹果树生长发育的影响

2.2.1 枝条生长发育

由图1可知，各处理的新梢生长规律均表现为先快速增长后至转色期趋于稳定，新梢长度在盛花期时差异不大，结果期后T1生长速率增幅明显，T2较慢，至成熟期表现为T1>CK>T3>T2，新梢净生长量T1较CK提高2.43%，各处理间差异不显著。新梢粗度与长度变化规律相似，结果期后各处理加粗幅度慢于对照，但成熟期时各处理差异不显著。

图1 不同处理下苹果新梢生长发育变化

2.2.2 叶片生长发育

由表3可知，成熟期时叶片最大叶长T2处理最好，较CK提高10.85%，T1和T3均高于CK，与T1无显著性差异；最大叶宽T1、T3高于CK，各处理间无显著性差异；通过对比叶面积发现，各处理均大于CK，T3效果最好，比对照高3.35%。百叶质量方面，T2比对照提高11.45%且差异显著，T1、T3质量相比CK也有所增加。可见，减少化肥施用同时配施有机肥可增加叶片质量，增大叶片面积。

表3 成熟期苹果叶片形态特征

叶绿素是叶片进行光合作用的重要色素之一。如图2所示，在整体生长期内，减施化肥处理均不同程度的提高了叶片的叶绿素含量，果实膨大期前T2处理最高，转色期后T3处理显著增加。化肥减量在各生育时期对叶绿素含量的影响较为相似，各处理均高于对照。果实膨大期时，处理均显著高于对照，转色期时，T3比对照高4.03%且差异显著。

2.3 不同处理对果实产量及品质的影响

2.3.1 果实产量

由表4可知，不同处理对苹果产量影响不同。单果重方面表现为T3>T1>T2>CK，但各处理间并无差异，挂果量以T2、T3最多，较对照显著提高7.21%和6.95%，单株产量表现为T3>T1>T2>CK，最终产量T3最高，比CK显著高15.9%。

表4 不同处理下苹果产量的变化

2.3.2 果实品质

不同处理对果实品质的影响如表5所示。果实纵横径以T3表现最好，显著高于CK，果实硬度方面，表现为T3>T1>T2>CK，T3显著高于其他处理，且T3高于对照11.02%；果实糖含量方面表现为T3>T2>T1>CK，T3显著高于T1、CK，T3比CK高9.32%，T2则与其他处理无差异。酸含量方面表现为T3

3 讨论与结论

盲目施用化肥会造成土壤和养分结构破坏、生态环境持续恶化，对作物生长和农业发展构成极大威胁，合理进行化肥配施有机肥，将成为是今后发展的主要方向。有研究表明[10]，减少复合化肥同时配施有机肥可提高土壤理化性质，为果树中后期生长提供足够动力，促进果树生长发育和果实品质提升。本试验中，施用有机肥改善了土壤结构，提高沙质土壤容重，同时增加土壤中有机质含量和有效活菌数，降低土壤中氮磷钾有效成分含量，说明化肥减量同时增施有机肥可提高肥料利用效率，有效延长肥效，缓释效果好。

有机肥替代部分化肥对果树生长发育及果实品质、产量等影响在葡萄[11]、梨[12]、桃[13]上均有研究。本研究中，果树新梢加长、加粗生长上较对照略有降低但差异不显著，这与郑剑超等[14]对番茄的研究结果一致。但增施有机肥促进苹果果实生长发育，果实纵横经增大，可溶性糖含量增加，单果重和产量提高，以70%常规施肥加30%有机肥效果最好。原因可能是长期单施复合化肥，大量元素供给过量，不能被果树充分吸收，土壤中养分失衡[15]，有机肥中富含的有机质及果树所需的微量元素，与无机肥合施后为果树提供的养分更全面。此外，叶片是果实获取养分的中转站，增施有机肥增加了叶片的面积和质量，显著提高叶绿素含量，提高了叶片光合能力，增加了碳水化合物累积，从而提高苹果的品质和产量。

综上，化肥减量配施有机肥后，可改善土壤结构，活化土壤养分，保证植株对养分的吸收利用，进而增强植株叶片生长，增加叶绿素含量，提高光合作用，致使光合产物增多，进而提高果实可溶性糖等内含物含量和产量，最终改善苹果品质。