黃土高原蘋果過量施氮因素分析

趙帥翔，張衛(wèi)峰*，姜遠(yuǎn)茂，張福鎖

（1 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193；2 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院，泰安 271018）

黃土高原蘋果過量施氮因素分析

趙帥翔1，張衛(wèi)峰1*，姜遠(yuǎn)茂2，張福鎖1

（1 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193；2 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院，泰安 271018）

【目的】黃土高原蘋果氮過量施用現(xiàn)象普遍，了解其主要影響因素有利于指導(dǎo)果園科學(xué)施肥，提高氮肥利用效率，保障蘋果產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，推進(jìn)化肥用量零增長目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。【方法】通過對黃土高原蘋果優(yōu)勢區(qū)進(jìn)行調(diào)研和取土，收集了 2012～2013 年蘋果產(chǎn)量、收購價(jià)格、氮肥用量、生產(chǎn)管理技術(shù)和 2013～2014 年的果園土壤有機(jī)質(zhì)含量等指標(biāo)數(shù)據(jù)，分別從蘋果市場、土壤質(zhì)量和配套技術(shù)采用三個(gè)方面對影響黃土高原蘋果過量施氮的因素進(jìn)行了論述，分析了氮肥用量對蘋果產(chǎn)量和果實(shí)大小 (收購價(jià)格) 的影響，果園土壤有機(jī)質(zhì)含量對氮肥用量的影響，不同生產(chǎn)管理技術(shù)下的果農(nóng)采用率和氮肥偏生產(chǎn)力 (PFPN) 差異。【結(jié)果】當(dāng)前黃土高原蘋果氮肥用量大，中位數(shù)和算術(shù)平均值分別為 921 kg/hm2和 (1032 ± 32) kg/hm2，氮肥過量施用的果農(nóng)比例高達(dá) 90% 以上。果園土壤有機(jī)質(zhì)含量低，中位數(shù)和算術(shù)平均值分別為 9.8 g/kg 和 (10.2 ± 0.3) g/kg，遠(yuǎn)低于我國豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果園有機(jī)質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn) (＞ 15 g/kg)。隨著氮肥用量的增加，蘋果產(chǎn)量沒有受到顯著影響，而果實(shí)大小 (收購價(jià)格) 卻與其顯著正相關(guān)。隨著果園土壤有機(jī)質(zhì)含量的不斷降低，果農(nóng)氮肥用量呈上升趨勢，但未達(dá)到顯著水平 (原因是果園有機(jī)質(zhì)普遍較低，區(qū)組間差異較小)。不同生產(chǎn)管理技術(shù)間的果農(nóng)采用率差異較大，其中減氮增效配套技術(shù)的采用率普遍低于其他技術(shù)。果農(nóng)間減氮增效配套技術(shù)應(yīng)用效果差異大、技術(shù)到位率 (正確的應(yīng)用方式) 低。【結(jié)論】蘋果市場偏愛大果、果園土壤質(zhì)量低、減氮增效配套技術(shù)普及不足是影響黃土高原蘋果過量施氮的重要因素。因此，建立蘋果品質(zhì)評價(jià)體系并引導(dǎo)農(nóng)戶，加快果園提質(zhì)工作的開展，加強(qiáng)減氮增效配套技術(shù)的推廣力度，是今后我國蘋果減氮增效工作的重點(diǎn)方向。

黃土高原；蘋果；過量施氮；因素分析

我國已成為世界上最大的蘋果生產(chǎn)國。最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2013 年我國蘋果面積達(dá) 240 萬公頃，總產(chǎn)量約 4000 萬噸，分別占世界蘋果總面積和總產(chǎn)量的 46 % 和 49 %[1]。然而，我國蘋果氮肥用量高，平均為 400～600 kg/hm2[2]，是發(fā)達(dá)國家蘋果氮肥用量[3](100～150 kg/hm2) 的 4～5 倍。氮肥利用率 (REN)低，我國平均為 25%，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的 40%[4]，氮過量施用果農(nóng)比例高達(dá) 70%，并呈逐年增加的趨勢[5]。氮肥過量施用，使我國蘋果品質(zhì)與國外發(fā)達(dá)國家相差甚遠(yuǎn)。從優(yōu)質(zhì)果率和高檔果率來看，我國蘋果分別不足 40% 和 5%，而美國、新西蘭都分別達(dá)到70% 和 50% 以上[6]。果實(shí)品質(zhì)低，很難打破許多發(fā)達(dá)國家的技術(shù)性貿(mào)易壁壘 (如日本的“肯定列表制度”，北歐四國的“白天鵝制度”，歐盟的“EU 制度”)，增加了我國蘋果出口的難度，不利于我國國際貿(mào)易的擴(kuò)大和蘋果產(chǎn)業(yè)的長足發(fā)展[7]。另外，氮肥過量施用不但會(huì)直接導(dǎo)致氮肥利用率的降低，還會(huì)間接帶來一系列生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。例如氮沉降增加、溫室效應(yīng)加劇、土壤酸化、果樹病害增加等[8-11]。鑒于此，我國于 2015 年提出了《到 2020 年化肥使用量零增長行動(dòng)方案》[12]。我國蘋果氮肥用量占全國氮肥總量的 3%，而且對氮肥增長的貢獻(xiàn)大，近十年來蘋果氮肥增加量 (47 萬噸) 占全國氮肥總增加量 (457萬噸) 的 10%[13]。因此，探究蘋果氮肥過量施用的原因?qū)τ跍p緩我國蘋果氮過量現(xiàn)狀，保障我國蘋果產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、加快推進(jìn)化肥用量零增長目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。

盡管已有多個(gè)研究評價(jià)了果園施肥水平[14-15]，但對于過量施氮的因素探究很少，制約了果園科學(xué)施肥技術(shù)和管理的發(fā)展。與糧食作物不同，果樹作物經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，果農(nóng)為規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，在進(jìn)行肥料投入時(shí)受肥料價(jià)格影響不大，如史恒通等[16]在研究蘋果施肥投入結(jié)構(gòu)影響因素時(shí)指出，化肥價(jià)格上漲并不會(huì)顯著影響果農(nóng)施肥量，主要因?yàn)槭┯没适翘岣弋a(chǎn)量最直接有效的途徑之一。為獲得收益最大化，肥料投入受蘋果市場影響較大，如趙佐平等[17]在研究果園氮素投入特點(diǎn)時(shí)指出，果農(nóng)施肥量與當(dāng)年蘋果價(jià)格存在一定正向關(guān)系。我國果園土壤質(zhì)量低，有機(jī)質(zhì)含量平均在 1% 左右[18]。土壤有機(jī)質(zhì)貧瘠導(dǎo)致土壤肥力退化，直接影響化肥利用率、果樹生長、產(chǎn)品質(zhì)量提高[19]。果樹是多年生園藝作物，栽培技術(shù)措施可顯著影響?zhàn)B分利用效率。例如，與清耕相比，采用生草技術(shù)，可明顯改善果園土壤理化性質(zhì)，增加土壤有機(jī)質(zhì)及礦質(zhì)養(yǎng)分含量，提高礦質(zhì)養(yǎng)分的利用效率，促進(jìn)果樹生長發(fā)育[20]；與喬化砧相比，矮化砧類型的果樹葉片和果實(shí)具有更高的養(yǎng)分含量，同時(shí)單果重、可溶性固形物和可滴定酸含量更高[21]；在養(yǎng)分管理技術(shù)方面，與不秋施肥相比，采用秋季施肥技術(shù)的果園，可顯著增加樹體貯藏營養(yǎng)，利于翌年花芽分化，果實(shí)生長，利于養(yǎng)分的高效利用[22]。

因此，本研究通過果園調(diào)研，在明確黃土高原蘋果生產(chǎn)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，分別從蘋果市場、土壤質(zhì)量和配套技術(shù)采用三個(gè)方面對影響黃土高原果園氮肥過量施用的因素進(jìn)行了系統(tǒng)的論述，以期對我國蘋果科學(xué)施肥發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域與品種

以黃土高原作為研究區(qū)域，主要原因有兩點(diǎn):第一，黃土高原是我國兩大蘋果優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)之一 (另一個(gè)為環(huán)渤海灣)，由于得天獨(dú)厚的土壤氣候優(yōu)勢，其蘋果面積和產(chǎn)量逐年增加，目前已占到全國蘋果總面積和總產(chǎn)量的 57% 和 52%[23]；第二，黃土高原優(yōu)勢主產(chǎn)區(qū)果農(nóng)過量施氮現(xiàn)象明顯。以陜西省為例，2001 年氮過量果農(nóng)比例為 50%[24]，2009 年高達(dá) 84%[5]。以富士系列作為研究對象，主要因?yàn)楦皇肯盗惺俏覈O果主栽品種，約占全國蘋果總面積的 70%[25]。

1.2 數(shù)據(jù)采集與描述

研究數(shù)據(jù)采集于黃土高原蘋果優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)內(nèi)的 387個(gè)蘋果園，覆蓋陜西洛川、禮泉、乾縣、興平、長武，甘肅涇川，山西臨猗，河南靈寶 4 個(gè)主產(chǎn)省 8個(gè)生產(chǎn)大縣 (除興平和長武外，每一個(gè)縣的蘋果面積均超過 2 萬公頃) (圖 1)，在每個(gè)縣根據(jù)農(nóng)戶收入水平選擇了 4～5 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)選擇 2～3 個(gè)村，每個(gè)村根據(jù)農(nóng)戶花名冊隨機(jī)選擇 3～5 個(gè)果園。數(shù)據(jù)包括調(diào)研數(shù)據(jù)和土壤數(shù)據(jù)兩部分，前者主要通過與果農(nóng)面對面交流和后期電話回訪的方式來獲得，后者主要通過果園取土和室內(nèi)化驗(yàn)的方式來獲得。取土和化驗(yàn)方法分別為每個(gè)蘋果園隨機(jī)選取 12 株樹，在每株樹樹冠投影處選取 6 個(gè)點(diǎn)，采集 0—40 cm 土層土壤，混合后按四分法取樣[4]，樣本自然風(fēng)干后，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測定[26]。調(diào)研過程中并沒有對每個(gè)果農(nóng)都同時(shí)進(jìn)行問卷調(diào)研和果園取土，但樣本分布基本能覆蓋研究區(qū)域，剔除無效樣本，最終得到 385 個(gè)問卷和 178 個(gè)土壤樣本。

圖1 調(diào)研樣本縣分布Fig. 1 Distribution of sampled counties in the research

調(diào)研實(shí)施時(shí)間為 2014 年 7～8 月，調(diào)研數(shù)據(jù)的時(shí)間范圍為 2012 年果實(shí)采收后到 2013 年采收后，主要內(nèi)容包括砧木類型、樹齡、產(chǎn)量、收購價(jià)格、土壤管理基本情況 (例如:生草、起壟等) 和肥水管理基本情況等。土壤樣本采集時(shí)間為 2014 年 7 月中旬，主要分析內(nèi)容為土壤有機(jī)質(zhì)含量 (soil organic matter content，SOC)。本研究蘋果樹齡在 8～30 a間，平均為 17 a，其中 10～25 a 的占 76%。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

本研究中的蘋果氮肥用量指的是化肥氮用量，通過化肥用量與其中的氮素含量相乘獲得。本研究沒考慮有機(jī)肥氮，主要因?yàn)橛袡C(jī)肥氮用量小 (本研究中有機(jī)氮投入不足化肥氮用量的 5%)。探究氮肥用量與果實(shí)大小關(guān)系時(shí)，以收購價(jià)格作為果實(shí)大小的評判指標(biāo)，主要因?yàn)槟壳拔覈O果市場主要以果實(shí)大小作為收購標(biāo)準(zhǔn)，果實(shí)大小與收購價(jià)格呈顯著正相關(guān)[27]。探究氮肥用量與 SOC 關(guān)系時(shí)，用到的 SOC 指標(biāo)(2014 年) 與氮肥用量指標(biāo) (2013 年) 時(shí)間尺度有所不同，然而并不影響最終結(jié)果的定性研究，主要因?yàn)辄S土高原果園 SOC 變化慢，相鄰兩年差異不顯著[28]。本研究以氮肥偏生產(chǎn)力 (PFPN) 作為配套技術(shù)的減氮增效評價(jià)指標(biāo)，計(jì)算公式如下:

研究結(jié)果以中位數(shù)和算術(shù)平均值 (± 標(biāo)準(zhǔn)誤差)兩種形式進(jìn)行表達(dá)，主要因?yàn)楣r(nóng)間氮肥用量差異大，僅以算術(shù)平均值表達(dá)代表性不強(qiáng)[29]。

研究中使用 Microsoft Excel 2003 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使用 ORIGIN 8.6 軟件進(jìn)行制圖，使用 SPSS 16.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析 (ANOVA) 及 t 檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃土高原蘋果氮肥用量與氮過量現(xiàn)狀

黃土高原蘋果氮肥用量大，中位數(shù)和算術(shù)平均值分別為 921 kg/hm2和 (1032 ± 32) kg/hm2(圖 2a)，比2013 年全國蘋果氮肥平均用量 (490 kg/hm2) 高 111%[13]，遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國家蘋果氮肥用量 (100～150 kg/hm2)[3]。

圖2 氮肥用量和氮肥盈余量頻率分布Fig. 2 The frequency distribution of nitrogen fertilizer rate and the surplus of nitrogen [注（Note）:垂直長虛線表示氮肥施用評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，垂直短虛線示中位數(shù)，垂直實(shí)線表示算術(shù)平均數(shù) The long vertical dashed lines represent the evaluation for the nitrogen application, the short vertical dashed lines represent the median, and the vertical solid lines represent the mean. n = 385.]

以 蘋 果 規(guī) 范 管 理 技 術(shù) 推 薦 施 氮 標(biāo) 準(zhǔn)[30](每 生 產(chǎn)100 kg 蘋果，化肥氮用量為 0.8 kg) 分析黃土高原蘋果果農(nóng)施氮情況 (圖 2b)，發(fā)現(xiàn)果農(nóng)氮過量現(xiàn)象十分嚴(yán)重。果園氮肥盈余量非常大 (氮盈余 = 化肥投入-果實(shí)帶走-枝葉帶走)，中位數(shù)和平均值分別為633 kg/hm2和 (746 ± 33) kg/hm2，氮肥過量施用 (即盈余量大于 0 kg/hm2) 的果農(nóng)比例為 92%。同時(shí)以黃土高原蘋果專家推薦施氮標(biāo)準(zhǔn)[5]對果農(nóng)施氮情況進(jìn)行分析 (即氮肥投入大于 360 kg/hm2作為過量) (圖 2a)，氮肥過量施用的果農(nóng)比例為 91%。兩種標(biāo)準(zhǔn)下的黃土高原氮過量果農(nóng)比例相似，均高達(dá) 90% 以上。

2.2 黃土高原果農(nóng)過量施氮原因分析

2.2.1蘋果市場偏愛大果 由于我國蘋果果農(nóng)收入與產(chǎn)量和收購價(jià)格緊密相關(guān)，在一定范圍內(nèi)，收購價(jià)格又與果實(shí)大小直線相關(guān)[27]，因此產(chǎn)量和果實(shí)大小就構(gòu)成了果農(nóng)收益的關(guān)鍵因素。我們將氮肥用量劃分為從低到高五個(gè)等級，其中氮肥用量小于或等于 375 kg/hm2的樣本量為 41 個(gè)，占樣本總量的 11%，在 375～750 kg/hm2的樣本量為 110 個(gè)，占樣本總量的 29%，在 750～1125 kg/hm2的樣本量為 96 個(gè)，占樣本總量的 25%，在 1125～1500 kg/hm2的樣本量為 49 個(gè)，占樣本總量的 13%，大于 1500 kg/hm2的樣本量為 89個(gè)，占樣本量的 23% (圖 3)。進(jìn)一步分析了氮肥用量與蘋果產(chǎn)量以及果實(shí)大小 (收購價(jià)格) 的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)蘋果產(chǎn)量并沒有顯著受到氮肥用量的影響，氮肥用量超過 1125 kg/hm2后，蘋果產(chǎn)量反而有下降趨勢，可能原因是氮肥大量施用造成果樹枝條旺長，生殖生長受到限制，進(jìn)而大大降低了果樹的負(fù)載量，影響最終蘋果產(chǎn)量[31]。但果實(shí)大小 (收購價(jià)格) 卻與氮肥用量成正相關(guān)，隨著氮肥用量的增加，果實(shí)大小(收購價(jià)格) 不斷提高，當(dāng)?shù)视昧砍^ 1500 kg/hm2時(shí)，果實(shí)大小 (收購價(jià)格) 才略有降低，可能此時(shí)氮肥用量過高，造成了果樹營養(yǎng)元素吸收不平衡 (如抑制對鈣的吸收)，嚴(yán)重影響到果實(shí)品質(zhì)，最終影響到收購價(jià)格[32]。另外，果實(shí)過大，超過優(yōu)質(zhì)果標(biāo)準(zhǔn)，價(jià)格也會(huì)降低。分析絕大多數(shù)果農(nóng)過量施氮 (圖 2) 的原因是氮肥大量施用可以顯著增加果徑，提高收購價(jià)格，進(jìn)而增加經(jīng)濟(jì)效益。

圖3 不同施氮區(qū)間下的蘋果產(chǎn)量及果實(shí)價(jià)格Fig. 3 Fruit purchase price and yield under different nitrogen application ranges[注（Note）:水平虛線表示中位數(shù)，不同小寫字母表示在 P ＜ 0.05 下達(dá)到顯著性差異 The horizontal dotted lines represent the median, and different small letters mean significantly different within column at P ＜0.05 level. 圖中誤差棒是標(biāo)準(zhǔn)誤差值 Error bars show SE. n = 385.]

2.2.2果園土壤質(zhì)量低 長期以來我國果園建設(shè)以“上山下灘，不與糧棉爭地”作為方針，多選用瘠薄土壤，果園立地條件較差，同時(shí)肥源少，果園有機(jī)肥投入不足，土壤質(zhì)量偏低的問題非常突出。2014 年所測試樣本果園 SOC 含量的中位數(shù)和算術(shù)平均值分別為 9.8 g/kg 和 10.2 g/kg，與 2012 年[33]相比，黃土高原果園 SOC 含量下降了 14%，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家果園 SOC 的含量如日本[34](30～50 g/kg)。在本研究中的 385 個(gè)果園中，大于我國豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果園有機(jī)質(zhì)含量標(biāo)準(zhǔn) (＞ 15 g/kg) 的果園比例僅為 9.6% (圖 4)。

果園 SOC 是果樹生長的重要肥力保障[35]。我國果園 SOC 含量低，土壤保肥能力差，為獲得較高產(chǎn)量，果農(nóng)氮肥用量往往較高。如圖 5 所示，隨著果園 SOC 含量的不斷降低，果農(nóng)氮肥用量呈上升趨

圖4 果園土壤有機(jī)質(zhì)含量頻率分布Fig. 4 The frequency distribution of orchard soil organic matter contents[注（Note）:垂直長虛線表示豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果園 SOC 評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，垂直短虛線表示中位數(shù)，垂直實(shí)線表示算術(shù)平均數(shù) The long vertical dashed line represents the evaluation standard of good harvest and high quality orchard SOC, the short vertical dashed line represents the median, and the vertical solid lines represent the mean. n = 178.]

圖5 不同果園有機(jī)質(zhì)含量區(qū)間下的氮肥投入Fig. 5 The nitrogen fertilizer rates under different organic matter contents in orchards[注（Note）:水平實(shí)線表示中位數(shù)，水平虛線表示算術(shù)平均數(shù)The horizontal solid line represents the median, and the horizontal dotted line represents the mean；不同小寫字母表示在 P ＜ 0.05 下達(dá)到顯著性差異 Different small letters mean significantly different at P ＜0.05 level. n = 178.]

勢，但未達(dá)到顯著水平 (原因是果園有機(jī)質(zhì)普遍較低，區(qū)組間差異較小)。當(dāng) SOC 含量≤5 g/kg 時(shí)，氮肥用量最高，中位數(shù)和算術(shù)平均值分別為 1084 kg/hm2和 1100 kg/hm2。當(dāng)有機(jī)質(zhì)含量 ＞ 15 g/kg 時(shí)，氮肥用量最低，中位數(shù)和算術(shù)平均值分別為 737 kg/hm2和 868 kg/hm2，相比于 SOC≤5 g/kg 的果園，氮肥用量中位數(shù)和算術(shù)平均值分別下降了 32% 和 21% (圖 5)。

2.2.3果園減氮增效配套技術(shù)普及不足 黃土高原果園減氮增效配套技術(shù)普及不足，是造成果園大量施用氮肥的另一重要原因。結(jié)合果農(nóng)生產(chǎn)現(xiàn)狀 (如水肥一體化技術(shù)氮肥利用率高[36]，然而絕大多數(shù)果農(nóng)不采用該技術(shù)，所以不予討論) 和已有研究中影響氮肥的栽培管理措施[37]，本研究將黃土高原減氮增效配套技術(shù)進(jìn)行分類 (圖 6)，主要有矮化密植、生草覆蓋、起壟、秋施肥和灌溉，發(fā)現(xiàn)減氮增效配套技術(shù)采用率普遍較低。例如，矮化密植、生草覆蓋和起壟的技術(shù)采用率分別為 22%、31% 和 24%，不足喬化砧(78%)、清耕 (69%) 和不起壟 (76%) 的 3/10、1/2 和8/25。與發(fā)達(dá)國家果園相比差距大，歐美和日本的生草覆蓋技術(shù)采用率已達(dá) 57% 以上，有些國家甚至達(dá)到 95%[38]，美國矮化密植技術(shù)基本達(dá)到全覆蓋[39]。

圖6 不同果園管理技術(shù)的氮肥偏生力 (PFPN)和果農(nóng)采用率Fig. 6 Nitrogen partial factor productivity (PFPN) and technology adoption rate by fruit growers under different orchard management techniques[注（Note）:水平虛線表示中位數(shù) ，不同小寫字母表示在 P ＜0.05 下達(dá)到顯著性差異；樣本量 n = 376 (剔除產(chǎn)量為零樣本后)；誤差棒是標(biāo)準(zhǔn)誤差值 Horizontal dotted lines represent the median, and different small letters mean significantly different within column at P ＜ 0.05 level. The number of sample n = 376 (after eliminating zero production samples); Error bars show SE.]

比較不同技術(shù)的氮肥偏生產(chǎn)力 (PFPN)，發(fā)現(xiàn)采用減氮增效配套技術(shù)的 PFPN普遍較高。其中，采用生草覆蓋與清耕、采用起壟與不起壟和采用灌溉與不灌溉間的差異均達(dá)到顯著水平。然而從 PFPN的中位數(shù)來看，兩種技術(shù)類型間的差異相比平均數(shù)的情況下有所減少，甚至于采用秋施肥的 PFPN比不采用秋施肥的低，主要原因是果農(nóng)間減氮增效配套技術(shù)應(yīng)用效果差異大、技術(shù)到位率 (正確的應(yīng)用方式)低。例如，矮化砧果樹普遍采用喬化砧管理方式，良砧與良法不配套，無法發(fā)揮矮砧密植技術(shù)的早產(chǎn)豐產(chǎn)優(yōu)勢[40]；果農(nóng)進(jìn)行秋施肥時(shí)以化肥氮為主 (研究表明秋施肥應(yīng)以有機(jī)肥為主[41])，氮肥用量大，增產(chǎn)效果不明顯，PFPN降低。減氮增效配套技術(shù)普及不足、技術(shù)到位率低，制約蘋果氮效率，間接增加果農(nóng)氮肥用量。

3 討論與結(jié)論

果農(nóng)施肥行為屬于經(jīng)濟(jì)行為，受多種因素影響。何浩然等[42]的研究指出，農(nóng)戶非農(nóng)就業(yè)比率對化肥施用強(qiáng)度具有正向影響；張宏宇等[43]研究表明，農(nóng)戶的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)是農(nóng)戶化肥施用量的主要影響因素之一；Starbird[44]通過研究美國加州農(nóng)民的生產(chǎn)行為指出，企業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量的要求政策 (如制定最低收購標(biāo)準(zhǔn)) 會(huì)影響農(nóng)戶化肥施用的結(jié)構(gòu)；馬驥[45]通過研究華北平原農(nóng)戶過量施氮影響因素時(shí)指出，除了基本的特征變量 (家庭收入、農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力文化程度等) 外，農(nóng)戶對化肥施用是否過量的認(rèn)識、是否施用有機(jī)肥以及農(nóng)戶對待風(fēng)險(xiǎn)的態(tài)度等也是重要影響方面；張利國[46]研究認(rèn)為，更加緊密的垂直協(xié)作方式 (銷售合同、生產(chǎn)合同、合作社、垂直一體化等) 能在一定程度上降低農(nóng)戶的化肥施用量。

本研究指出，市場偏愛大果，促使果農(nóng)大量施氮。與我國市場偏好不同，發(fā)達(dá)國家更加注重果實(shí)品質(zhì)。在美國，隨著人們消費(fèi)結(jié)構(gòu)的不斷升級以及對健康的不斷關(guān)注，近年來有機(jī)蘋果發(fā)展迅速，目前其面積已占總蘋果面積的 6% 左右[47]。與傳統(tǒng)方式相比，有機(jī)方式下的果實(shí)品質(zhì)高、化肥用量少，同時(shí)表現(xiàn)出更高的環(huán)境經(jīng)濟(jì)可持續(xù)[48]。在日本，大型選果場對蘋果進(jìn)行分級處理時(shí)優(yōu)先考慮果實(shí)的內(nèi)在品質(zhì) (糖分和水心病檢驗(yàn),)，其次為果個(gè)大小[49]。本研究同時(shí)指出，果園土壤質(zhì)量低，保肥能力差，導(dǎo)致果農(nóng)氮肥用量大。果園氮肥過量施用加劇了果園土壤的氮素環(huán)境負(fù)荷[17]，使果園土壤質(zhì)量降低，反過來促使果園氮肥用量增加，形成惡性循環(huán)。另外，減

氮增效配套技術(shù)普及不足，技術(shù)到位率低，制約蘋果氮效率，間接增加果農(nóng)氮肥用量。因此，建立蘋果品質(zhì)體系并引導(dǎo)農(nóng)戶，加快果園提質(zhì)工作的開展(如規(guī)范化新建果園立地條件、加大果園有機(jī)肥生產(chǎn)施用雙向補(bǔ)貼力度等)，加強(qiáng)減氮增效配套技術(shù)的推廣力度，對于挖掘“藏糧于地，藏糧于技”的政策潛力，降低黃土高原蘋果氮肥用量，提高果實(shí)品質(zhì)以及減少環(huán)境污染具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

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Factors leading to excessive nitrogen fertilization on apple in the Loess Plateau

ZHAO Shuai-xiang1, ZHANG Wei-feng1*, JIANG Yuan-mao2, ZHANG Fu-suo1
( 1 College of Resources and Environmental Sciences，China Agricultural University, Beijing 100193, China; 2 College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Taian, Shandong 271018, China )

【Objectives】Excessive nitrogen fertilization in apple production is common in the Loess Plateau area of China. Investigating the main influence factors is helpful to guild scientifically efficient orchard fertilization, improve the nitrogen use efficiency, guarantee the development of apple industry sustainably, and promote the realization of fertilizer zero growth goals.【Methods】Orchard investigation and soil sampling in the typical apple production areas of the Loess Plateau were used for this study. Indices relating to apple production, purchase price, nitrogen fertilizer rate, production management and technology in 2012-2013 and orchard soil organic matter contents in 2013-2014 were calculated. We analyzed the effect of nitrogen fertilizer rates on apple production and fruit size (purchase price) respectively, the effect of orchard soil organic matter content on nitrogen fertilizer rates, and the grower’s technology adoption and difference of PFPNunder different technologies from apple market, orchard soil quality and adoption of supporting technologies respectively.【Results】The median and mean nitrogen fertilizer rates in tested area were 921 kg/hm2and (1032 ± 32) kg/hm2, respectively, and the overuse proportion was more than 90%. The median and mean orchard soil organic matter contents were 9.8 g/kg and (10.2 ± 0.3) g/kg, which were far lower than the national standard of high qualityorganic matter content of the orchard (＞ 15 g/kg). The increased nitrogen fertilizer application did not affect apple yields significantly, but increased the fruit sizes significantly, which was closely related with the price of apple. With the reduction of orchard soil organic matter content, the nitrogen fertilizer rates were on the rise but not significant (the reason was that organic matter in orchard was generally low and the difference between blocks was very small). The adoption rates of the extended technologies were quite different, and the technology of enhancing efficiency but minimizing nitrogen input was the least adopted among the technologies. The effect of the enhancing efficiency but minimizing nitrogen input technology was different among the growers using the technology, and the rate was very low in using the technology in a right way.【Conclusions】Preference of big fruits in the apple market, lower soil fertility in apple orchard and limited extension of saving nitrogen techniques were the main reasons for the excessive nitrogen input. Therefore, establishing a good apple quality evaluation system, accelerating the work of orchard soil fertility improvement, and strengthening the extension of enhanced efficiency nitrogen management technologies should be considered in the future.

Loess Plateau; apple; excessive nitrogen application; factor analysis

2016-04-21 接受日期：2016-09-12

公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201203079）；國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFD0201303）資助。

趙帥翔（1991—），男，河北石家莊人，碩士研究生，從事果樹養(yǎng)分管理方面研究。E-mail:sxzhao2@126.com

* 通信作者 E-mail:wfzhang@126.com