太湖流域典型桃園氮素投入特征及其對桃果產量的影響

郭智　周煒　陳留根等

摘要：以十二年生晚熟小湖景桃樹為供試材料，通過2012—2014連續2年大田小區定位試驗，研究太湖流域典型水蜜桃園氮素周年投入特征及其對桃果產量的影響。結果表明，太湖流域水蜜桃園施肥量大，氮素投入水平較高，周年氮素投入純量達846.30 kg/hm2，由菜籽餅等有機肥、復合肥等無機肥和有機無機復混肥共同帶入（29.91% ∶31.87% ∶38.22%），且基肥投入氮素約占周年桃園氮素投入量的41.88%。農戶習慣性施肥條件下，水蜜桃桃果產量達62.38 kg/棵，單果質量平均達227.76 g。較農戶習慣性施肥處理而言，減量施肥處理能顯著降低桃果產量，達7.32%，但桃果單果質量未顯著降低（降低4.13%）。同時，沼液施用條件下桃果產量和單果質量均與農戶習慣性施肥處理相當，無顯著差異。

關鍵詞：太湖流域；桃園；氮素投入；桃果產量

中圖分類號： S662.106文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）11-0204-03

收稿日期：2015-04-07

基金項目：江蘇省農業科技自主創新資金[編號：CX（12）5053]；農業部農業環境重點實驗室開放基金（編號：KLAE201307）。

作者簡介：郭智（1981—），男，山西朔州人，博士，副研究員，主要從事農業生態與資源利用研究。E-mail：Guozhi703@163.com。

通信作者：鄭建初，研究員，主要從事農業生態與耕作制度研究。 E-mail ：zjc@jaas.ac.cn。據統計，2012年我國桃樹栽培面積達77.2萬hm2，約占世界總栽培面積的51.48%，桃果產量0.12億t，約占世界總產量的57.05%[1]。但是，目前桃果生產過程中普遍存在桃園氮磷投入過量等養分管理不合理的現象[2]。京郊平谷桃園[3]和山東魯中桃園[4]氮素投入量分別高達494.9、 1 044.07 kg/hm2 ，遠遠高于桃園適宜氮素投入量（100～200 kg/hm2）[5-6]。過量的養分投入，不僅浪費資源，而且可能影響桃果產量和品質[7-8]。水蜜桃作為太湖流域特色農業產業，尤其是蘇南地區已形成以陽山水蜜桃為龍頭的產業經濟帶，僅陽山鎮生產面積即超過2 000 hm2。目前，針對該流域水蜜桃生產的研究主要集中在品種選育[9]、采后保鮮技術[10]及香氣成分分析[11]等方面，而對桃園養分周年投入特征（周年投入量、養分投入類型等）等基礎數據及其環境效應缺乏系統監測。因此，本研究以太湖流域典型桃園為基本單元，通過2012—2014連續2年大田小區定位試驗，跟蹤調查分析了基于農戶習慣性生產條件下的典型桃園氮素周年投入特征。同時，對農戶習慣性施肥、減量施肥及沼液施用等不同施肥模式下水蜜桃桃果產量進行研究，以期為探索協調水蜜桃優質高產與桃園養分合理投入的技術途徑，進而為實現太湖流域桃園可持續發展提供一定的科學依據。

1材料與方法

1.1試驗桃園概況

試驗地設在江蘇省無錫市惠山區洛社鎮楊市潤楊村桃園（31° 37′N，120° 07′E），位于惠山區西南部，屬北亞熱帶濕潤季風氣候區，年均氣溫約16 ℃，年均日照時數約2 000 h，年降水量1 100～1 200 mm，年無霜期 > 230 d。試驗時間為2012年10月至2014年10月。供試桃樹品種為晚熟小湖景，樹齡12年，株行距為4 m × 4 m。試驗桃園土壤為黃泥土，質地偏沙，其0～10 cm土層基本理化性狀為：pH值4.44，有機質含量 36.78 g/kg，全氮含量 2.96 g/kg，全磷含量0.35 g/kg，速效氮含量 151.95 mg/kg，速效磷含量121.78 mg/kg。

1.2試驗處理

本試驗設3個處理，分別為：農戶習慣性施肥（T1），在調查分析當地桃農施肥狀況的基礎上保持原有施肥模式及田間管理模式；減量施肥（T2），在農戶習慣性施肥的基礎上，保持肥料投入種類不變，微肥（硅、鈣、鎂、鉀肥等）與農戶習慣性施肥處理中施用量相同，而其他肥料均減量施用30%，其他田間管理措施均與農戶習慣性施肥處理相同；沼液施用（T3），主要在水蜜桃坐果期及果實膨大期等作為追肥施用。

根據桃園現有生產情況，選擇臨近排水溝定植的3行×1株為1個小區，小區面積為48 m2（12 m×4 m），設以上3個處理，3次重復。試驗小區并排隨機排列，小區之間以排水溝分隔，寬約30 cm，小區其他3側均以寬20 cm的土埂分隔，土埂覆蓋雙層塑料膜，埋深60 cm，防止小區間發生水分和養分的交換。

1.3樣品采集與分析

（1）桃園土壤樣品。于試驗開始前采集桃園土壤樣品，采樣點選擇距樹干100～120 cm處。供試土壤的基本理化性質：按照V去離子水 ∶m土=5 mL ∶1 g的比例浸提，用pH計（PHS-3C型，上海大普儀器有限公司）測定pH值[12]；全氮、全磷、速效氮和速效磷等參照文獻[13]中的方法測定；有機質含量采用重鉻酸鉀容量法-稀釋熱法測定[13]。

（2）肥料樣品。從試驗開始（2012年10月）對水蜜桃生產過程中桃園周年氮素投入進行全面調查統計，包括施肥品種（尿素、餅肥、復合肥、沼液等）、施肥量（每株施肥量）及施肥時期等。同時，在每次施肥前采集肥料樣品（主要為有機肥）測定其氮素含量[13]。

（3）桃果產量。水蜜桃成熟時，采用果實個數乘以單果質量的方法進行估產。

1.4數據處理

用Excel （2010） 和SPSS for Windows （13.0） 軟件進行數據處理，所列數據均為3次重復平均值，各處理的比較采用最小顯著差數（LSD）法，凡超過LSD0.05（或LSD0.01）水平的視為顯著（或極顯著）。

2結果與分析

2.1太湖流域典型水蜜桃園周年肥料投入種類

為了追求水蜜桃高產優質，太湖流域桃農施肥習慣形成了鮮明的地域特征。2012—2014年連續2年對太湖流域水蜜桃園代表性種植農戶習慣性施肥調查，即對當地農戶保持原有施肥模式不變條件下的肥料種類和施用量等進行周年跟蹤采樣統計。結果發現，當地水蜜桃園周年肥料投入種類較多。一般高產桃園施肥種類主要包括三大類：尿素、復合肥、易補鉀、硅鈣鎂鉀微肥等無機肥，有機無機復混肥以及菜籽餅、腐殖酸有機復合液肥、腐殖酸沖施肥、人糞尿與鴿子糞混合液、豬糞沼液等有機肥（表1）。

2.2太湖流域典型水蜜桃園周年氮素投入量及其投入特征

根據太湖流域典型桃園投入各種肥料中氮素含量（表1）及周年肥料投入量（表2）進行折算，農戶習慣性施肥條件下，2012—2013年桃園周年氮素投入量為838.65 kg/hm2。其中，通過菜籽餅、人糞尿與鴿子糞混合液等有機肥帶入的氮素占周年氮素投入量的27.74%，通過復合肥、尿素等無機肥帶入的氮素占周年氮素投入量的40.92%，通過有機無機復混肥帶入的氮素占周年氮素投入量的31.32%。同樣，通過折算，2013—2014年桃園周年氮素投入量達853.95 kg/hm2，通過有機肥、無機肥、有機無機復混肥帶入的氮素量分別占周年氮素投入量的32.07%、22.82%、45.11%（表3）。

肥料種類肥料氮素含量無機肥尿素46.0%復合肥（硫酸鉀）15.0%易補鉀15.0%硅鈣鎂鉀微肥—有機無機混合肥有機無機復混肥14.0%有機肥菜籽餅5.60%腐殖酸有機復合液肥120 g/L腐殖酸沖施肥10%人糞尿與鴿子糞混合液1.28 g/L豬糞沼液416.94 mg/L注：有機無機復混肥為江陰長青肥業有限公司生產，砂山牌有機無機復混肥料，有機質含量≥20%；復合肥（硫酸鉀）為德國貝菲特國際化肥有限公司授權、安徽司爾特肥業有限公司出品；高活性硅鈣鎂鉀肥為山西世紀亞科豐肥業有限公司生產，SiO2含量≥12%，CaO含量≥34%，Mg含量≥5%，K2O含量≥2%；易補鉀為上海聯業農業科技有限公司生產，易普朗牌易補鉀肥料；腐殖酸有機復合液肥為紐翠綠牌腐殖酸有機復合液肥，葛林美（蘇州）農業科技有限公司生產，腐殖酸含量≥40 g/L，有機質含量≥15%；腐殖酸沖施肥為林德牌高鉀沖必得腐殖酸沖施肥，濟南林德農化有限公司生產，腐殖酸含量≥4%。

試驗結果表明，太湖流域桃園氮素投入水平較高，周年平均氮素投入純量約846.30 kg/hm2，且由菜籽餅等有機肥（2991%）、復合肥等無機肥（3187%）和有機無機復混肥（38.22%）共同帶入，所占比例約1 ∶1 ∶1。

進一步分析發現，2012—2013年桃園基肥（2012年11月3—4日）施入肥料種類主要包括菜籽餅、復合肥、高活性硅鈣鎂鉀肥和人糞尿與鴿子糞混合液，每棵桃樹施入量分別為3.0 kg 、0.8 kg、2.5 kg、50 L。經折算，基肥氮素投入量達220.20 kg/hm2，占桃園周年氮素投入量的26.26%。同樣，2013—2014年桃園基肥（2013年10月27—29日）施入肥料種類及施入量分別為：菜籽餅3.5 kg/株、有機無機復混肥（14% ∶3% ∶3%）3.75 kg/株、高活性硅鈣鎂鉀肥 2.0 kg/株、人糞尿與鴿子糞混合液約50 L/株。經折算，基肥氮素投入量高達490.95 kg/hm2，占當年桃園氮素投入總量的57.49%（表3）。連續2年試驗結果表明，桃園氮素基肥施入比例較高，基肥投入氮素約占周年桃園氮素投入量的41.88%。

2.3不同施肥模式對水蜜桃桃果產量的影響

水蜜桃產量直接影響其經濟價值，且桃果單果質量是表征水蜜桃外觀品質的重要直觀指標，其大小決定水蜜桃的果品等級和商品價值，較產量更能反映其經濟價值。2年試驗結果（圖1）表明，農戶習慣性施肥（T1處理）條件下，太湖流域典型桃園桃果平均產量達62.38 kg/株，單果平均質量達227.76 g。較農戶習慣性施肥而言，減量施肥（T2處理）處理能降低桃果單果質量，降低幅度達4.13%，但處理間差異不顯著；減量施肥能顯著降低桃果產量，降低幅度達7.32%。沼液施用（T3處理）條件下，桃果產量與單果質量均與農戶習慣性施肥處理基本相當，差異不顯著。

3結論與討論

有研究表明，每生產桃果100 kg，桃樹需消耗全氮約 0.5 kg [14]，而據此需肥特性結合本試驗實際產量進行推算，太湖流域高產水蜜桃園實際需肥量僅為194.94 kg/hm2。然而，本試驗調查發現，太湖流域典型桃園周年氮素投入純量達846.30 kg/hm2 ，超過實際需肥量的3倍以上。按照孔祥銀等對桃園施肥量劃分標準，本試驗桃園氮素投入處于超高投入水平（>400 kg/hm2）[3]。持續過量氮素投入不僅導致桃園氮肥利用率下降，生產效益降低，也可能對桃園土壤質量及其生態環境造成不利影響。相關研究發現，桃園氮素盈余及負荷與氮素投入量之間呈極顯著正相關關系，肥料的過量施用是氮素盈余量及負荷增加的主要原因[15]。盧樹昌等采用盈余法從區域角度分析了河北省果園生產體系中的氮素輸入輸出特點及氮素盈余狀況，發現河北省桃園氮素盈余量達763.8 kg/hm2[15]。桃園土壤氮素盈余量的增加勢必增加其通過地表徑流或地下淋溶等途徑向地表水體排放的潛在風險；同時，氮肥持續過量投入可能會加速桃園土壤酸化進程[16]。因此，桃園養分投入能否減量及如何減投可能是集約桃園可持續發展過程中亟待開展的研究熱點。嚴正娟等應用基于GoogleMap、WebGIS系統的施肥模型對桃園施肥模式進行優化，該模式大幅降低化學氮肥用量并相應提高有機肥用量，其中化學氮素投入減少57.8%，氮素投入總量降低33.5%。有研究發現，優化施肥模式提高桃果產量達27.5%。本研究中，桃園氮素減投29.12%，桃果產量則相應降低7.32%。本研究過程中氮、磷、鉀養分基本同步等比例減投（磷鉀數據未列出），而嚴正娟等則通過調整有機無機肥料投入結構實現氮素減投，而磷鉀投入卻未有顯著改變[1]，這可能是研究結果有所差異的原因之一。協調桃園土壤健康、環境安全與桃果生產可持續的桃園養分減投技術須進一步系統研究。

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