沼液配方肥对梨果实品质和土壤养分的影响

杨 微，李梦园，杨 凤，景怡然，王国英，张玉星

（河北农业大学 园艺学院/梨产业技术教育部工程中心/河北省梨技术创新中心，河北 保定 071000）

梨树属于蔷薇科梨属果树，是我国第3 大果树，梨果产业是我国重要的特色农业优势产业之一［1-2］，其栽培面积约占全国的1/4，梨果实形态多样，果肉多汁，味道甜中带酸，营养丰富，保健价值高，深受国内外消费者喜爱［3］。随着规模化畜禽养殖的不断推进，畜禽粪污排放量急剧增多，沼气工程迅猛发展，沼液产量也随之增多［4-5］。沼液作为一种营养丰富的有机肥，含有速效氮、磷、钾等矿质营养成分以及腐殖质、氨基酸等生物活性物质［6-7］。施用沼液可以提高土壤肥力，增强微生物总量，从而提高作物产量与质量，但沼液施用量超过作物需要或者沼液施用量超过农田生态环境的最大消纳容量，会导致沼液养分损失，得不偿失。因此根据作物长势、基肥使用量、化肥减肥梯度等，确定施用沼液量至关重要［8-9］。由于单独施用沼液无法满足作物的全部养分需求，需要沼液与有机肥、化肥配合施用。周炜等［10］的研究结果显示，在等氮量的条件下，50%沼液+50%猪粪有机肥配施，既能保持作物产量，又能减少氨挥发及氮流失风险，是一种比较适宜的施肥模式。目前沼液在作物、蔬菜方面大量推广应用，但在果树尤其在梨树上的研究很少。因此本研究以‘黄冠’和‘鸭梨’为试材，通过土壤施用沼液配方肥，分析其对梨果实品质、产量和土壤养分的影响，以期找到最佳配方肥，从而指导生产实践。

1 材料与方法

1.1 试验材料

该试验于2022 年7—9 月在河北省石家庄市新城镇试验示范园内进行，以树势相对一致、生长状态良好的梨树开展试验，供试品种为‘黄冠’和‘鸭梨’，树龄为5 年，株行距1 m×4 m，供试沼液由秸秆、鸡粪、猪粪和苹果渣发酵而成，其中有机质为41.23%、氮为1.38%、磷为0.13%、钾为0.44%、腐殖酸为1.26%。

1.2 试验设计

试验设置8 个处理（如表1），5 株小区，3 次重复，随机区组排列，以果园常规施肥作对照，施肥方式为穴施，果实成熟前1 个月追施，施肥完毕后及时灌水。

表1 沼液配方肥处理Table 1 Biogas slurry formula fertilizer

1.3 样品采集和测定

2022 年8 月13 日采集‘黄冠’果实，2022 年9 月20 日采集‘鸭梨’果实。每小区选取中间3 株，每株在东西南北4 个方位随机采集果实，放入装有干冰的保温箱中带回试验室。用天平称单果重；用GY-1 型硬度计测定果实硬度；用手持折射仪测定可溶性固形物；用蒽酮比色法测定可溶性总糖。

2022 年8 月13 日采集‘黄冠’土壤样品，2022年9 月25 日采集‘鸭梨’土壤样品，在距离树干50 cm 处取土，使用环刀法分别采集0 ～20 cm 和20 ～50 cm 2 个土层的土壤。用ICP、A33 连续流动分析仪测定土壤营养元素；土壤有机质、速效养分（碱解氮、速效磷和速效钾）测定方法参照《土壤农化分析》。

1.4 数据处理与分析

试验数据利用Excel 2016软件进行整理和统计，利用SPSS 19软件进行单因素方差分析和多重比较，利用Origin 2022 软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 土施沼液配方肥对梨果实品质的影响

2.1.1 土施沼液配方肥对‘黄冠’梨果实品质的影响 由表2 可知，土施沼液配方肥后产量均有提 高，产 量 在1 227 ～1 710 kg/667 m2，与CK 相比，T1、T2、T3、T4、T5、T6 均 有 显 著 提 高，分 别 提 高13.89%、23.46%、18.74%、11.09%、28.25%、16.47%。在果实外观品质方面，单果重在294.65 ～354.81 g，与CK 相比，T5 处理显著提高，高达16.96%，其他处理无显著差异；在果实内在品质方面，果实硬度在6.82 ～7.41 kg/cm2，各处理无显著差异；土施沼液配方肥后的可溶性固形物含量、可溶性总糖含量均有不同程度的提高，可溶性固形物含量在10.52%～12.71%，与CK 相比，T5 处理显著提高13.13%；可溶性总糖含量在73.54 ～86.67 mg/g，与CK 相比，T5 处理显著提高15.15%，可滴定酸含量在0.09%～0.13%，与CK 相比，T7 处理的可滴定酸含量无显著差异，其他处理的可滴定酸含量有显著降低，T3 处理和T6 处理最显著，降低了30.77%。

表2 土施沼液配方肥对‘黄冠’果实品质的影响Table 2 Effect of soil application of biogas slurry formula fertilizer on the fruit quality of ‘Huangguan’

2.1.2 土施沼液配方肥对‘鸭梨’果实品质的影响 由表3 可知，土施沼液配方肥利于提高‘鸭梨’果实品质和产量，T5 处理效果最好。土施沼液配方肥后产量均提高，产量在897 ～1 131 kg/667 m2，与CK 相比，T2、T3、T5 有显著提高，分别提高17.86%、13.00%、20.69%，其他处理无显著差异；在果实外观品质方面，单果重在225.56 ～256.64 g，与CK 相比，各处理的单果重均有不同程度的提高，T5 处理和T2 处理显著提高，分别提高12.11%、11.74%，其他处理无显著差异；在果实内在品质方面，与CK 相比，各处理的果实硬度、可溶性固形物、可溶性总糖均有不同程度的提高，可溶性固形物含量在10.37% ～11.65%，T5 处理显著提高10.99%，可溶性总糖含量在71.26 ～82.34 mg/g，T5 处理显著提高12.58%；T2 和T5 处理显著提高果实硬度，分别提高5.83%、5.95%，各处理的可滴定酸含量之间无显著差异。

表3 土施沼液配方肥对‘鸭梨’果实品质的影响Table 3 Effects of soil application of biogas slurry fertilizer on fruit quality of ‘Yali’

2.2 土施沼液配方肥对梨土壤养分的影响

2.2.1 土施沼液配方肥对土壤碱解氮含量的影响 由图1 可知，土施沼液配方肥利于提高土壤碱解氮含量且T5 处理效果最好。在0 ～20 cm 的土层，‘黄冠’梨园中，土壤碱解氮含量在55.87 ～74.27 mg/g，与CK 相比，各处理均有不同程度的提高，T2、T3、T5 和T6 处理均有显著提高，T5 处理最显著，提高24.77%；‘鸭梨’梨园中，与CK 相比，T2、T5、T6 的碱解氮含量均有显著提高，分别提高14.92%、14.57%、7.82%，其他处理的碱解氮含量无显著差异。在20 ～50 cm 的土层中，‘黄冠’梨园，土壤碱解氮含量在36.59 ～49.56 mg/kg，与CK 相比，T7 处理无显著差异，其他处理均有显著提高，T5 处理最显著，高达26.50%；‘鸭梨’梨园，土壤碱解氮含量在29.83 ～38.64 mg/kg，与CK 相比，T2、T3、T5、T6 均有显著提高，分别提高22.80%、16.04%、22.52%、12.26%，其他处理无显著差异。

图1 土施沼液配方肥对土壤碱解氮含量的影响Fig.1 Effect of applying biogas slurry formula fertilizer on the nitrogen content of alkali solution in soil

2.2.2 土施沼液配方肥对土壤速效磷含量的影响 由图2 可知，土施沼液配方肥利于提高土壤速效钾含量且T5 处理效果最好。在0 ～20 cm 的土层，‘黄冠’梨园中，与CK 相比，各处理均有不同程度的提高，T2、T3、T5、T6 均有显著提高，分别提高17.90%、16.96%、22.85%、10.21%，其他处理无显著差异；‘鸭梨’梨园中，与CK 相比，各处理均有不同程度提高，T1、T2、T3、T5、T6 均有显著提高，T2、T5 处理最显著，分别提高32.33%、34.06%；在20 ～50 cm 的土层，‘黄冠’梨园中，与CK 相比，各处理均有显著提高，T2、T5 处理最显著，分别提高25.48%、26.20%；‘鸭梨’梨园中，各处理的速效磷含量之间无显著差异，T5处理含量最高，高达34.89 mg/kg。

图2 土施沼液配方肥对土壤速效磷含量的影响Fig.2 Effect of soil application of biogas slurry formula fertilizer on soil available phosphorus content

2.2.3 土施沼液配方肥对土壤速效钾含量的影响 由图3 可知，土施沼液配方肥利于提高土壤速效钾含量且T5 处理效果最好。在0 ～20 cm的土层，‘黄冠’梨园中，土壤速效钾含量在202.77 ～254.21 mg/kg，与CK 相比，T2、T3、T5、T6 均有显著提高，T5 最显著，提高17.87%；‘鸭梨’梨园中，土壤速效钾含量在164.61 ～226.11 mg/kg，与CK 相比，各处理均有不同程度的提高，T5 处理显著提高27.20%。在20 ～50 cm 的土层，‘黄冠’梨园中，土壤速效钾含量在130.55 ～149.36 mg/kg，与CK 相比，T2、T5 均有显著提高，分别提高14.11%、12.60%；‘鸭梨’梨园中，土壤速效钾含量在93.9 ～142.56 mg/kg，与CK 相比，T1、T2、T5、T6 均有显著提高，T5 最显著，提高33.01%，其他处理无显著差异。

图3 土施沼液配方肥对土壤速效钾含量的影响Fig.3 Effect of soil biogas slurry fertilizer on soil quick-acting potassium content

2.2.4 土施沼液配方肥对土壤有机质含量的影响 由图4 可知，土施沼液配方肥利于提高土壤有机质含量且T5 处理效果最好。在0 ～20 cm 的土层，‘黄冠’梨园中，有机质含量在6.61 ～10.36 g/kg，与CK 相比，T2、T3、T5、T6 均有显著提高，T5最显著，高达36.20%，其他处理无显著差异；‘鸭梨’梨园中，有机质含量在6.54 ～8.60 g/kg，土施沼液配方肥后有机质含量均有不同程度的提高，与CK相比，T2、T3、T5、T6 均有显著提高，T5 最显著，高达23.95%；在20 ～50 cm 的土层，有机质含量在4.45 ～5.45 g/kg，与CK 相比，土施沼液配方肥后的有机质含量均有不同程度的提高，T5 显著提高13.95%～16.04%。

图4 土施沼液配方肥对土壤有机质含量的影响Fig.4 Effect of soil application biogas slurry formula fertilizer on soil organic matter content

2.2.5 土施沼液配方肥对土壤营养元素含量的影响 由表4 可知，土施沼液配方肥利于提高‘黄冠’梨的土壤营养元素含量且T5 处理效果最好。在0 ～20 cm 的土层，土施沼液配方肥的全氮、全磷、全钾均有不同程度的提高，全氮含量在4.26 ～5.29 g/kg，与CK 相 比，T1、T2、T3、T4、T5、T6 处理的全氮含量均有显著提高，T5 处理最显著，为19.47%；全磷含量在2.84 ～3.57 g/kg，与CK 相比，T1、T2、T3、T4、T5、T6 处 理 均 有 显 著 提高，分 别 提 高8.09%、19.09%、13.42%、7.19%、20.45%、11.8%；全 钾 含 量 在0.63% ～0.91%，与CK 相比，T2、T5 处理均有显著提高，分别提高29.67%、28.89%，其他处理无显著差异；在20 ～50 cm 土 层，全 氮 含 量 在3.09 ～3.87 g/kg，与CK 相比，T2、T5 处理均有显著提高，分别提高12.91%、18.08%；全磷含量在1.87 ～2.57 g/kg，与CK 相比，T1、T2、T3、T4、T5、T6 均有显著提高，分别提高23.98%、26.09%、23.98%、22.41%、27.24%、23.67%；全钾含量在0.60 ～0.72%，与CK相比，各处理无显著差异，T7 处理的全钾含量最低，T5 处理的全钾含量最高。

表4 土施沼液配方肥对‘黄冠’土壤营养元素的影响Table 4 Effect of soil application of biogas slurry formula fertilizer on nutrient elements in ‘Huangguan’

由表5 可知，土施沼液配方肥利于提高‘鸭梨’的土壤营养元素含量且T5 处理效果最好。在0 ～20 cm 的 土 层，全 氮 含 量 在3.14 ～4.27 g/kg，与CK 相比，T2、T5、T6 均有显著提高，分别提高21.70%、26.46%、21.30%，其他处理无显著差异；土施沼液配方肥的全磷含量均有不同程度的提高，全磷含量在2.73 ～3.38 g/kg，与CK 相比，各处理无显著差异，T5 处理的全磷含量最高；全钾含量在0.84%～1.12%，与CK相比，T2、T5、T6均有显著提高，分别提高13.40%、25.00%和20.75%，其他处理无显著差异；在20 ～50 cm 的土层，土施沼液配方肥的全氮含量均有不同程度的提高，全氮含量在1.98 ～2.70 g/kg，与CK 相比，T5 处理显著提高26.67%；与CK相比，各处理的全磷含量无显著差异，T5 处理含量最高，为2.48 g/kg；全钾含量在0.67%～0.74%，与CK相比，各处理全钾含量无显著差异，T5 处理含量最高。

表5 土施沼液配方肥对‘鸭梨’土壤营养元素的影响Table 5 Effect of soil application of biogas slurry formula fertilizer on soil nutrient elements of ‘Yali’

3 讨论

施肥是影响果树果实品质、产量的重要因素［11-13］，施肥过多或过少都不利于果树生长、果实品质提升，施肥能直接影响经济效益，因此科学合理的施肥至关重要［14］。沼液作为一种良好有机肥，合理配施化肥能起到节约成本、提升果实品质及增强土壤养分的作用［15-16］。

本研究结果表明，沼液配方肥比单施沼液效果更好，可能是由于单施沼液无法满足果树生长所需要的营养元素含量，沼液中富含的砷、汞、镉等重金属含量过多，对植物生长及土壤环境产生了不利影响，而配施化肥既能节约成本，又能满足作物生长所需养分，提高果实品质，沼液配方肥比果园常规施肥效果更好，可能是由于沼液中富含速效养分及生物活性物质，可促进作物对营养成分的吸收，这与前人［17-18］研究结果一致。孟芳等［19］在施用沼液肥对梨树营养状况和果实品质的影响研究中得出，沼液肥利于提高果实品质，利于糖分积累。徐坚等［20］在施用不同沼液对杨梅土壤及果实品质的影响研究中得出，施用沼液能够显著增加杨梅的产量，提高杨梅的品质。刘小刚等［21］在沼液对红富士苹果果实品质和叶片生理生化特性及土壤酶活性的影响研究中得出，施用沼液显著提高了苹果果实可溶性固形物含量、还原糖含量，能够明显提升果实的品质。梁敬等在研究结果中得出，化肥减量使用不仅不会使苹果减产，反而能提高苹果果实品质和经济效益。

本研究结果表明，土施沼液配方肥对土壤养分有显著影响，氮、磷、钾作为果树生长发育的必要元素，不可缺少，沼液中含有的生物活性物质能够加速土壤微生物分解转化，配施化肥能满足作物所需的营养物质，沼液配方肥对土壤的碱解氮、速效磷、速效钾、有机质均有显著性提高，随土层的加深土壤的碱解氮含量、速效磷含量、速效钾含量、有机质含量、土壤矿质元素含量减少，这与前人研究［22-24］结果一致，高刘等［25］研究得出，施用沼液配方肥利于提高香蕉产量和生长，提高土壤养分。范蓓蓓等［26］研究得出，长期施用沼液可加快土壤中微生物分解转化氮、磷、钾等迟效养分，利于作物吸收。郭润泽等［27］研究结果中得出，氮肥减量施用能够显著增加设施黄瓜产量、改善品质、减少氮素损失、降低土壤氮盈余量。

4 结论

本研究结果表明，与果园常规施肥相比，沼液配方肥更能提升梨果实品质，增加产量，提高土壤肥力。综合分析认为，T5 处理可显著提高可溶性固形物含量、可溶性总糖含量，提高糖酸比，提升梨果实品质，T5 处理的产量最高，高达1 710 kg/ 667 m2，有助于增加果园的经济效益，T5 处理可显著增加土壤的全氮含量、速效钾含量、碱解氮含量等，提升土壤养分。