新型肥料在蘋果上的應用效果研究

田 歌，葛順峰，李慧峰

(1.山東農(nóng)業(yè)大學 園藝科學與工程學院，作物生物學國家重點實驗室，山東 泰安 271018;2.山東省果樹研究所，山東 泰安 271000)

蘋果具有生態(tài)適應性強、耐儲性好及供應周期長等特點，是近20 a 來效益穩(wěn)定的經(jīng)濟作物。據(jù)國家數(shù)據(jù)網(wǎng)顯示，2017 年全國蘋果種植面積高達194.7 萬hm2，總產(chǎn)量4 139 萬t，均居世界首位，已成為我國促進農(nóng)民增收的重要支柱產(chǎn)業(yè)。然而，為了獲得較高的產(chǎn)量，果農(nóng)大量投入化肥，這不僅帶來了生產(chǎn)成本的提高，還造成了氮沉降增加［1］、溫室效應加劇［2］、土壤酸化［3］等一系列的生態(tài)環(huán)境問題。因此，優(yōu)化肥料投入技術，減少化肥損失，在保證果樹產(chǎn)量的前提下實現(xiàn)化肥的減施增效，是綠色農(nóng)業(yè)與可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的必然要求。新型肥料具有水溶性好、肥效快、吸收率高、使用簡單方便等優(yōu)點［4］，相關研究表明，新型肥料能提高果樹的品質、促進成花坐果、利于果樹對養(yǎng)分的吸收，以及促進作物增產(chǎn)并提供必需的營養(yǎng)成分，還能改良土壤結構、提高肥料利用率［5-9］。在國家推進化肥用量零增長的大背景下，筆者試驗通過研究幾種新型肥料的不同施用方案對蘋果產(chǎn)量、品質及氮效率的影響，以期篩選出適合蘋果生產(chǎn)應用的新型肥料種類及方案，為提高蘋果產(chǎn)量，促進肥料高效利用提供依據(jù)，對加快促進化肥零增長目標的實現(xiàn)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2016 年3 月10 日～10 月20 日在山東省煙臺市官莊村果園中進行，試材為7 年生平邑甜茶/M26/煙富3，株行距為2 m ×4 m。試驗地硝態(tài)氮24.08 mg·kg-1、銨態(tài)氮15.33 mg·kg-1、有效磷27.85 mg·kg-1、速效鉀178.42 mg·kg-1、有機碳8.13 g·kg-1。肥料為中化化肥有限公司研制。選取無病蟲害、生長勢基本一致的樹體18 株，設6 個新型肥料施肥處理，所有處理有機肥用量相同，均為每株普通有機肥5 kg，土壤調(diào)理劑2.5 kg，微生物菌肥2.5 kg。各處理具體施肥方案如表1。

1.2 測定方法

氮含量:于果實成熟期(10 月20 日)每植株隨機選取15 片當年生枝條中部葉片。樣品用去離子水沖洗干凈后，在105 ℃烘箱中下殺青30 min，隨后在80 ℃下烘干至恒量，電磨粉碎后過60 目篩，混勻后裝袋，用凱氏定氮法測定葉片全氮含量。

葉面積指數(shù)和葉綠素含量:在果實成熟期(10 月20 日)每植株隨機選取15 片當年生枝條中部葉片，測定葉綠素含量和葉面積指數(shù)。葉面積用Taxin-1241 葉面積儀測定，葉綠素用浙江托普SPAD-502P LUS 測定。

產(chǎn)量和品質:于果實成熟期(10 月20 日)每植株隨機選取30 個果實，用于果實品質相關指標測量。單果重用百分之一電子天平稱量，可溶性固形物采用手持折光儀測定，可滴定酸質量分數(shù)采用酸堿中和滴定法測定，產(chǎn)量用電子秤稱量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2016 進行數(shù)據(jù)處理，用SPSS 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)單因素試驗統(tǒng)計分析方法進行顯著性分析。顯著性水平設定為α=0.05。

2 結果與分析

2.1 新型肥料套餐處理的節(jié)肥效果

與農(nóng)民傳統(tǒng)施肥相比，本試驗各處理節(jié)肥效果顯著。節(jié)肥量每株在0.13～0.36 kg，換算為每公頃節(jié)肥156～432 kg;其中節(jié)氮量每株為0.02～0.15 kg，即每公頃節(jié)氮24～180 kg，減少了氮肥用量4.2%～31.3%。從N、P2O5、K2O 的投入比例上來看，農(nóng)民傳統(tǒng)施肥處理接近1∶1∶1。而盛果期蘋果對N、P2O5、K2O 的需求基本上為2∶1∶2，說明傳統(tǒng)施肥磷的比例偏高，這與市場上平衡型肥料偏多有關。本試驗各處理中磷的使用量明顯降低，T4和T5 處理追肥的鉀元素比例顯著增加。

表1 不同施肥處理具體施肥方案

表2 不同施肥處理的養(yǎng)分每株投入量 (kg)

表3 不同施肥處理對蘋果葉片葉面積、葉綠素及氮含量的影響

2.2 不同施肥處理對蘋果葉片葉面積、葉綠素及葉片氮含量影響

由表2 可知，各處理樹體葉片葉面積、葉綠素及葉片氮含量有所不同，均以農(nóng)民傳統(tǒng)施肥最低，其它各處理均有效提高了葉片葉綠素含量、葉面積指數(shù)與葉片氮含量，其中T3 處理的效果最好。表明適當?shù)淖贩屎笠骑@著促進了葉片生長與氮素累積，對于葉片功能的發(fā)揮具有重要作用。

2.3 不同施肥處理對蘋果產(chǎn)量和品質的影響

與傳統(tǒng)施肥相比，幾種新型肥料套餐處理明顯提高了果實的單果重與產(chǎn)量水平(表3)，其中，以T3 處理效果最為顯著，單果重和產(chǎn)量分別對照增加了10.9 g 和378 kg，增產(chǎn)幅度高達19.2 %;處理二的增產(chǎn)效果其次，增產(chǎn)幅度為16.27%，但該處理的單果重較低，這與單株留果量偏多有關。可見，新型肥料各套餐處理增產(chǎn)效果明顯。于10月20 日(果實成熟期)測定了各處理的果實品質，結果表明，相對農(nóng)民傳統(tǒng)施肥處理，新型肥料各套餐處理顯著提高了果實的可溶性固形物、硬度和可溶性糖含量，且均以T3 處理最大。各處理之間的風味除取決于糖、酸含量外，還取決于糖酸比，當蘋果中可溶性糖含量增加、可滴定酸含量降低時，糖酸比提高，本試驗中不同處理的可滴定酸含量無顯著差異，而可溶性糖含量表現(xiàn)為T3、T4、T5 水平較高，因此其果實糖酸比含量較高。

2.4 不同施肥處理下的氮效率

氮效率是指每施用1 kg 純氮生產(chǎn)出的果實產(chǎn)量(kg)。綜合氮素投入量和產(chǎn)量數(shù)據(jù)，各個處理的氮效率見圖1。從圖1 中可以看出，新型肥料各套餐處理相對農(nóng)民施肥處理顯著提高了氮效率，氮效率最高的為T5，為75.6，即每施入1 kg N生產(chǎn)了75.6 kg 的蘋果，其次為T3 和T4，氮效率分別為73.6 和73，T3、T4 與T5 處理之間的氮效率差異不顯著，但顯著高于其它處理，對照最低，僅為51.2。

表4 不同處理對果實產(chǎn)量和品質的影響

圖1 不同施肥處理的氮效率(產(chǎn)量/kg;施氮量/kg)

3 討論

營養(yǎng)器官的優(yōu)良生長是果樹生長發(fā)育的關鍵，其中葉片的生長狀況尤為重要，葉片的葉綠素含量和葉面積指數(shù)可反映出葉片的生長狀況以及參加光合合成有機物質的能力。前人研究表明，新型肥料能促進蘋果［10］和西瓜［11］的營養(yǎng)生長，提高植株葉片氮含量［12］。筆者試驗中，相對農(nóng)民傳統(tǒng)習慣施肥，新型肥料各施肥處理均有效提高了植株的葉綠素含量、葉面積指數(shù)與葉片氮含量，其中以T3 處理效果最為顯著。表明適當?shù)淖贩屎笠骑@著促進了葉片生長與氮素累積，對于葉片功能的發(fā)揮具有重要作用。農(nóng)民傳統(tǒng)習慣在春季萌芽前追肥，這不僅對植株生長的效果相對較差，還使肥料投入增多導致肥料利用率較低，應當適當?shù)淖贩屎笠疲偭靠刂疲制谡{(diào)控。

相關研究表明，新型有機肥料能顯著提高西瓜［11］、草莓［13］、油桃［14］、葡萄［15］、蘋果［16］等作物的產(chǎn)量和品質。與前人研究結果一致，筆者試驗使用的各新型肥料不同施肥方案，均顯著提高了蘋果的產(chǎn)量及品質。其中以T3 處理增產(chǎn)效果最為顯著，增產(chǎn)幅度高達19.2 %;T2 處理的增產(chǎn)效果其次，為16.27%。各套餐處理顯著提高了果實的可溶性固形物、硬度、可溶性糖與糖酸比，且均以T3 處理效果最好。T4 與T5 處理的氮素投入較低，但是其可溶性固形物與可溶性糖含量也表現(xiàn)出較高水平，這可能是因為這兩個處理夏季追肥用的是高鉀型的沖施肥，鉀的使用量明顯比其他處理高，促進了碳水化合物的積累和轉化。

適量施氮有利于果樹的光合作用，增加光合產(chǎn)物積累［17～18］，利于果樹營養(yǎng)生長，促進成花坐果，提高果實大小［19～20］。然而我國蘋果生產(chǎn)上氮肥使用嚴重過量［21］，這不僅造成了資源的浪費，還帶來了一系列的生態(tài)環(huán)境問題。氮效率是指每施用1 kg 純氮生產(chǎn)出的果實產(chǎn)量(kg)，氮效率與產(chǎn)量成正比，與施氮水平成反比。葛順峰等調(diào)查發(fā)現(xiàn)［22］，我國蘋果園的平均氮效率僅有34，處于非常低的水平，與澳大利亞(氮效率335)、意大利(氮效率222)、美國(氮效率140)和日本(氮效率120)等蘋果生產(chǎn)發(fā)達國家相比仍有很大的差距。本試驗通過合理選用肥料配比與施用方式一定程度上提高了氮效率，最高的氮效率為75.6，各新型肥料施肥處理平均氮效率為67.6。因此建議對蘋果新型肥料專用套餐肥進行進一步研究，通過優(yōu)化復合肥配方以匹配蘋果的養(yǎng)分需求及土壤屬性，從而使養(yǎng)分的供應與需求在時間和空間上達到平衡，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的同步改善。