有機肥與化肥對櫻桃產量、品質及葉片養分的影響

杜春燕，張 齊，馮 濤，朱志軍，同延安

(西北農林科技大學資源環境學院，陜西楊凌712100)

櫻桃果實色澤美觀、味道鮮美、營養價值高，深受消費者喜愛。櫻桃具有獨特的生物學特性及營養特性，而在生產上大多數果農喜愛套用其他果樹養分管理技術，造成果園管理水平低下、施肥不合理，限制了櫻桃產量的提高和品質的改善。

增施有機肥是保持土壤生產力和減少化肥施用的一種傳統而有效的方法，可以達到節約成本和增加養分有效性的雙重作用［1-4］。國內外大量的長期定位試驗結果表明，化肥配施有機肥可顯著提高作物產量和改善土壤養分狀況［5-15］。Seufert等［16］報道有機肥替代50%無機肥后小麥和玉米產量明顯提高。Yang等［17］通過33 a的小麥-玉米輪作試驗結果表明，試驗初期有機無機肥配施對產量沒有顯著影響，而隨著時間的延長其增產效益顯著。邢鵬飛等［18］在華北平原通過連續4 a的研究表明，有機肥替代30%無機肥能夠保證糧食產量，有機肥替代50%無機肥能提高土壤肥力。羅華等［19］研究不同有機肥對桃品質的影響，表明施用有機肥能顯著提高果實可溶性固形物、固酸比和維生素C含量。單獨施用有機肥，由于其速效養分供應能力差，很難實現高產、穩產，并且大大增加了人力成本;而單施化肥，雖然能保證產量，但土壤培肥能力差，不利于土壤可持續利用［20］。由此可知，有機肥替代化肥能夠提高作物產量及品質，改善土壤養分狀況。櫻桃長期施用有機肥對土壤肥力、產量及環境的影響鮮見報道，本研究以櫻桃為研究對象，在陜西富平現代農業綜合試驗站觀測了施用純化肥(M0)、有機肥、化肥各50%(M50)及純有機肥(M100)處理對櫻桃產量、品質及葉片營養狀況的影響，以期為櫻桃栽培中科學施用有機肥提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2014—2018年在陜西省富平縣淡村鎮西北農林科技大學現代農業綜合試驗站(108°57＇E，34°42＇N)進行。果園地處富平縣西南邊陲、關中平原和陜北高原的過渡地帶，屬暖溫帶半干旱型氣候，四季干濕冷暖分明，年平均氣溫在11.4～15.2℃之間，年降水量在460～685 mm之間，且主要集中在夏季。供試品種分別為“雷尼”、“勃蘭特”，采用v字型栽培模式，果樹行間種植多年生三葉草。試驗地耕層含有機質12.62 g·kg-1，硝態氮21.15 mg·kg-1，銨態氮 0.52 mg·kg-1，速效磷 72.56 mg·kg-1，速效鉀140.97 mg·kg-1。

1.2 試驗設計

試驗于2014年開始，選樹勢基本一致、無病蟲害的3株樹為1個處理小區，重復3次，株行距為2 m×4 m，小區面積24 m2。共設3個處理:單施化肥(M0)，有機肥、化肥各50%(M50)，純有機肥(M100)。

本試驗連續4 a的施肥量均為:純N 250 kg·hm-2，P2O5125 kg·hm-2，K2O 250 kg·hm-2，施肥比例為N∶P∶K=2∶1∶2。試驗用氮肥為尿素(含N 46%)、磷肥為過磷酸鈣(P2O514%)、鉀肥為硫酸鉀(含K2O 50%)、有機肥為羊糞。根據《中國有機肥料養分志》，羊糞的平均養分含量為有機質35.02 g·kg-1、全氮 5.33 g·kg-1、速效磷(P2O5)39 mg·kg-1、速效鉀(K2O)41 mg·kg-1。羊糞不足的磷、鉀用過磷酸鈣和硫酸鉀補充，使各處理的氮、磷、鉀總量保持一致。有機肥和磷肥作為基肥于秋季一次性施入，氮、鉀肥50%作為基肥施入，50%在春季作為追肥施入。有機肥為條狀溝施，化肥利用水肥一體化系統進行滴灌施肥，其他管理措施同當地果園一致。

1.3 測定項目與方法

櫻桃果實的采收在成熟期分2次進行，稱重、計產并換算為單位面積產量。果實采后帶回實驗室，用游標卡尺測定果實縱橫徑，縱徑與橫徑的比值即果形指數;用分析天平測量單果重及可食用部分，可食用部分與單果重之比即可食用率。可溶性固形物用手持糖度計直接測定;維生素C用2，6-二氯靛酚藍比色法;蒽酮比色法測定可溶性糖;NaOH滴定法測定可滴定酸。于果實成熟期采集葉片，每個小區從東、南、西、北方向以植株上、中、下部位采集100片以上新梢枝條葉片，進行葉片營養元素的測定:先用自來水沖洗后再用蒸餾水進行清洗，之后在105℃條件下殺酶15～20 min，然后在70～80℃下烘干，磨碎過篩后加濃硫酸和雙氧水消化。全氮和全磷含量采用AA3型連續流動分析儀測定;火焰光度計法測定全鉀含量;中微量元素的測定用原子吸收分光光度法;土壤有機質含量采用重鉻酸鉀容量法［21］測定。

運用SPSS 17.0統計軟件進行統計分析，運用Excel作圖。

2 結果與分析

2.1 不同處理的土壤有機質含量

“雷尼”和“勃蘭特”兩個櫻桃園土壤有機質含量見圖1。兩個品種各施肥處理在4 a后土壤有機質含量均得到一定程度的提高;“雷尼”和“勃蘭特”純化肥(M0)處理土壤有機質含量較4 a前分別提高了21.11%和14.29%，可能是由于果園生草翻壓以及果實采收后落葉腐爛導致。“雷尼”M50及M100土壤有機質較4 a前分別提高了42.50%和33%;“勃蘭特”M50及M100土壤有機質較4 a前分別提高了55.56%和45.70%，兩個品種的增加幅度均顯著高于M0處理。因此，施用有機肥料及有機無機肥料配施有利于土壤有機質含量的提高，能夠培肥地力。

2.2 不同處理的櫻桃產量

不同年份不同處理櫻桃年均產量見表1，“雷尼”M50櫻桃產量逐年穩步上升，3 a平均產量最高，達7 284.7 kg·hm-2，并且與 M0相比，3 a來產量水平趨于一致，保持在一個相對穩定的水平，處理間沒有顯著性差異;M100產量最低，為5 333.4 kg·hm-2。而“勃蘭特”M50和M100處理平均產量與M0相比分別降低了3.20%和25.30%，可能與氣溫及品種的抗寒性有關。

2.3 不同處理的櫻桃品質

2.3.1 果實大小及單果質量 試驗結果(表2)顯示，與M0相比，“雷尼”M50、M100單果重顯著提高6.90%、6.77%，各處理果型指數和可食用率之間無顯著性差異;“勃蘭特”M50單果重與M0相比無顯著性差異，M100單果重顯著減少8.58%，各處理果型指數和可食用率之間無顯著性差異。

2.3.2 果實內在品質 表3結果顯示，“雷尼”M50可溶性糖與 M0無顯著性差異，M100顯著減少了14.86%;M50、M100可滴定酸及可溶性固形物與M0相比無顯著性差異;M50維生素C含量為46.67 mg·kg-1，糖酸比為23.09，均顯著高于其他處理。“勃蘭特”M50可溶性糖較 M0高14.51%，M100可溶性糖較M0低 15.83%;與 M0相比，M50、M100處理的可滴定酸含量分別提高45.61%、31.58%;M50維生素含量和可溶性固形物含量分別顯著提高7.69%、9.35%;M50處理的糖酸比顯著提高50.63%，而M100處理的糖酸比顯著減少22.00%。

2.4 不同處理的葉片營養狀況

成熟期不同施肥處理的櫻桃葉片營養狀況見表4。不同品種不同施肥處理櫻桃葉片礦質含量不同。“雷尼”葉片M50氮含量和磷含量顯著高于M0和M100，氮含量較 M0和 M100分別提高 10.50%和18.59%;磷含量較 M0和 M100分別提高 22.56%和40.56%。鉀、鈣和鎂含量各處理之間差異均不顯著。M50和 M100銅含量顯著高于 M0，分別提高11.59%和32.35%。M50鋅含量和鐵含量與M0處理之間無顯著性差異，M100處理的鋅含量和鐵含量分別較M0顯著提高23.95%和56.13%。

圖1 不同處理4 a前后的土壤有機質含量變化Fig.1 Soil organic matter content of different treatments in 2014 and 2018

表1 不同施肥處理對櫻桃產量的影響/(kg·hm-2)Table 1 Effects of different fertilization on cherry fruit yield

表2 不同施肥處理對櫻桃果實大小的影響(2018年)Table 2 Effects of different fertilization on cherry fruit grading in 2018

表3 不同施肥處理對櫻桃品質的影響(2016—2018年均值)Table 3 Effect of different fertilization on cherry fruit quality(2016-2018 average)

表4 不同施肥處理的櫻桃葉片營養狀況Table 4 Nutrition status of cherry leaves treated with different fertilization

“勃蘭特”葉片各處理的鎂、銅、鋅、鐵、錳含量無顯著性差異;與M0相比，M100處理和M50處理的氮含量分別顯著提高了13.86%和16.10%，磷含量分別顯著提高了103.60%和61.22%;M50處理的鉀含量與M0相比無顯著性差異。

3 討論與結論

化肥具有肥效快、易被作物吸收等特點，而有機肥肥效緩慢，不能及時滿足作物關鍵生育時期對養分的需求［22］。采取有機、無機肥配合施用，可滿足作物生長需求并能獲得高產［23］。通過不同的施肥處理在兩個品種櫻桃果園連續4 a的田間試驗，得出“雷尼”年平均產量順序為 M50＞M0＞ M100，“勃蘭特”年平均產量順序為M0＞M50＞M100。“雷尼”M50與M0相比，產量增加了3.14%，說明有機與無機養分能協調平衡供應，滿足作物對養分的需求，使作物保持穩產及高產，同時可以減少化肥用量，研究結果與 Yu 等［24］、Liu 等［25］、Manna 等［26］一致。也有研究報道，有機、無機肥配施是維持系統可持續性的最優施肥模式，原因是有機肥腐解產生的有機酸促進了難溶性養分的釋放，使得土壤中有效及全效養分得到增加，從而有利于植物攝入更多的礦質養分［27］，進而提高了櫻桃產量。邢鵬飛等［18］通過連續4 a的研究表明，有機肥替代50%無機肥能夠在保證糧食產量的同時提高土壤肥力，與本試驗的研究結果一致。長期施肥結果顯示，無論施化肥還是有機肥對土壤養分都有提升作用［28-29］，本研究M0、M50、M100處理有機質含量均得到提高。其中，M50、M100土層有機質含量提高幅度最大，“雷尼”果園分別提高了42.50%和33.00%，“勃蘭特”果園分別提高了55.56%和45.70%。單施化肥4 a后有機質含量雖有提高但變化不大，長此以往，還有可能出現其他中、微量元素的缺乏。

果樹成熟葉中的養分含量可以準確反映植株的長期營養狀況［30］，葉片是果實礦質營養的重要供給源之一［31］。許小偉等［32］、謝軍等［33］研究發現，相等氮、磷、鉀條件下有機肥替代化肥≤50%的比例有利于作物養分吸收與轉運，有利于提高氮肥利用率及作物產量，獲得較高經濟和環境效益，與本研究結果一致，即綜合“雷尼”“勃蘭特”兩個品種葉片氮、磷、鉀養分性狀特征，M50處理葉片氮含量最高，而M100處理葉片氮含量較低，即有機肥比例過高不利于葉片氮吸收，可見葉片氮含量增加更依賴于無機化肥施用量［34］。關于櫻桃葉片鈣鎂及微量營養元素的相關研究相對較少，戴文圣等［35］分析了“崗山早生”和“玉露桃”展葉到果熟期葉片礦質營養成分變化，葉片表現出鐵元素含量最高，這與本研究結果一致。葉片微量元素的含量與采樣時間、土壤元素含量等有關，對不同時間的葉片營養診斷結果不同，所以本試驗還需要進一步對櫻桃不同時期葉片營養狀況進行深入研究。

果實的內在和外在品質都會直接影響人們的消費取向。本試驗結果表明，有機肥替代化肥50%(M50)的處理提高了櫻桃維生素C含量、可溶性固形物和可溶性糖含量，這與肖時運［36］施用有機肥提高了櫻桃維生素C含量、可溶性固形物和可溶性糖含量的結果一致，可能是因為有機肥提高了土壤活性有機碳含量。有機肥配施不僅減少了化肥氮含量，而且提高了土壤微生物數量和活性，固定了一部分無機氮。張福鎖等［37］報道化肥有機肥配施處理糖酸比、可溶性固形物、維生素C含量均為最高。原因是有機肥的合理施入增加了土壤有機質和多種生物活性物質的含量，提高了土壤肥力，并且其肥效穩定，養分持續釋放，可以和作物營養需求同步。但本研究純有機肥處理并沒有顯著提高果實的產量和品質，其產量為3個處理中的最低水平，可溶性固形物和糖酸比分別較純化肥處理降低了15.83%、22.00%，原因可能是有機養分釋放緩慢，不能及時滿足作物的需求。由此可見，盲目追捧有機肥并不科學，有機無機養分合理的比例配施，才能使養分利用率達到最大化。

有機肥為有機農業創造了很高的社會聲譽，但有機農業提供的產品質量并不一定是最好的。合理施用化肥，特別是化肥和有機肥配合施用，在當前有機無機養分各50%處理，既可體現化肥速效增產的作用，又可發揮有機肥提質增效、培肥土壤的功能。本試驗結果表明，通過有機無機配施可以提高櫻桃產量，同時可以減少化肥用量，有利于提高葉片氮、磷、銅、錳元素含量，促進植物礦質元素的吸收和轉運;顯著提高了果實單果重、維生素C含量、糖酸比、可溶性糖含量，為有機肥替代化肥實踐提供了參考。