不同有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)隴中旱農(nóng)區(qū)山楂產(chǎn)量的影響

孫長(zhǎng)紅 李亞莉 郭喜軍

（1.通渭縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅 通渭 743300；2.通渭縣平襄鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，甘肅 通渭 743300）

0 引言

山楂是薔薇科落葉喬木，廣泛分布于亞洲、美洲、歐洲等地，栽植歷史悠久。山楂果實(shí)中含有大量胡蘿卜素、解脂酶、果膠等成分，而這些物質(zhì)具有很高的營(yíng)養(yǎng)、保健價(jià)值。山楂樹(shù)主根不發(fā)達(dá)，但生長(zhǎng)能力極強(qiáng)，在瘠薄土地上也能生長(zhǎng)，易于栽培管理，也可作為綠化和觀賞樹(shù)種。楊朝選等研究表明，氮肥對(duì)山楂的增產(chǎn)效果明顯，然而，長(zhǎng)期過(guò)量施用氮肥易導(dǎo)致土壤板結(jié)，養(yǎng)分失衡，作物品質(zhì)降低，氮肥利用效率逐年下降。徐明崗等研究表明，有機(jī)肥能夠改善土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，提高土壤肥力，但有機(jī)肥相對(duì)于化肥存在肥效緩慢、養(yǎng)分含量低等問(wèn)題。多位學(xué)者就有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥對(duì)果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育及果園土壤理化性質(zhì)的影響做了大量的研究。然而在隴中旱農(nóng)區(qū)，少有學(xué)者研究關(guān)于有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)該地山楂產(chǎn)量的影響。如果能以適宜的比例和用量將有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配施，就可能既滿足山楂養(yǎng)分需求，維持隴中旱作區(qū)山楂持續(xù)高產(chǎn)，又避免大量使用無(wú)機(jī)氮肥造成的一系列問(wèn)題。為此，筆者設(shè)計(jì)了不同的山楂氮素配施投入量及有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施的適宜比例，以期為甘肅省通渭縣山楂園可持續(xù)生產(chǎn)提供重要理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

選取甘肅省通渭縣常河鎮(zhèn)山楂園為試驗(yàn)地。通渭縣常河鎮(zhèn)平均海拔1 590 m，區(qū)內(nèi)大部分為黃土嶺、河谷階地。當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?.4 ℃，≥10 ℃積溫為3 080 ℃，全年無(wú)霜期150 d左右，降雨主要集中在7—9月，年平均降水量為444.2 mm。常河鎮(zhèn)土壤為黃綿土，土壤有機(jī)質(zhì)含量為5.43 g/kg、全氮量為0.66 g/kg、有效磷6.7 mg/kg、全鉀為5 g/kg，土壤pH值為8.4。

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料為3年生大金星山楂樹(shù)。參試有機(jī)肥用通渭縣常河鎮(zhèn)福興德農(nóng)牧林專(zhuān)業(yè)合作社研制的以枯枝落葉、鋸木屑、秸稈、豆粕、牛羊糞為主要原料的果樹(shù)專(zhuān)用有機(jī)肥［（N）∶（P）∶（K）=3∶1∶2］；供試無(wú)機(jī)肥為通渭縣振興農(nóng)資有限責(zé)任公司生產(chǎn)的化肥［（N）∶（P）∶（K）=46∶20∶52］。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2018—2020年在通渭縣常河鎮(zhèn)山楂園進(jìn)行試驗(yàn)，采用隨機(jī)區(qū)組排列，單因素設(shè)計(jì)，9個(gè)處理，重復(fù)3次，27小區(qū)。9個(gè)處理，分別為N1（不施氮肥）、N2（50.0%有機(jī)氮占比）、N3（37.5%有機(jī)氮占比）、N4（25.0%有機(jī)氮占比）、N5（12.5%有機(jī)氮占比）、N6（0%有機(jī)氮占比）、N7（22.2%有機(jī)氮占比）、N8（40.0%有機(jī)氮占比）和N9（54.5%有機(jī)氮占比），詳見(jiàn)表1。除了對(duì)照N1處理不施肥，各處理均施磷肥（PO）150 g/株、鉀肥（KO）240 g/株。小區(qū)面積60 m（20 m×3 m），種植密度1 260株/hm。有機(jī)肥全部作基肥深施；在開(kāi)花前和果實(shí)膨大前期進(jìn)行追肥。

表1 試驗(yàn)各處理具體氮肥投入

1.4 測(cè)定方法

1.4.1 產(chǎn)量測(cè)定。于2018年、2019年和2020年9月山楂果實(shí)收獲后測(cè)產(chǎn)，按每個(gè)小區(qū)面積比例測(cè)定山楂果實(shí)的667 m產(chǎn)量（單位：kg）。

1.4.2 果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

果實(shí)可溶性糖含量用蒽酮比色法測(cè)定，維生素C含量用2,6-二氯靛酚滴定法測(cè)定，總酸含量用氫氧化鈉滴定法測(cè)定，黃酮含量用紫外分光光度法測(cè)定。

1.4.3 氮肥農(nóng)學(xué)利用效率和氮肥偏生產(chǎn)力的計(jì)算

氮肥農(nóng)學(xué)利用效率（kg/kg）=（施氮區(qū)果實(shí)產(chǎn)量-不施氮區(qū)果實(shí)產(chǎn)量）/施氮量；氮肥偏生產(chǎn)力（kg/kg）=施氮區(qū)果實(shí)產(chǎn)量/施氮量。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)肥與山楂產(chǎn)量的關(guān)系

由 表2可 知，2018—2020年 的N1至N9處 理的667 m平均產(chǎn)量分別為151.2、520.8、436.8、369.6、319.2、386.4、344.4、420.0 kg和428.4 kg。其中，N2處理顯著高于其他8個(gè)處理，N3、N8、N9 3個(gè)處理間差異不顯著，N2至N9處理顯著高于N1處理。這表明在隴中旱作區(qū)50%有機(jī)肥（N2）處理下山楂產(chǎn)量最高。

表2 2018—2020年不同施肥處理山楂果實(shí)667 m2產(chǎn)量kg

2.2 不同施肥處理下山楂氮肥偏生產(chǎn)力和農(nóng)學(xué)效率分析

由表3可知，3年各施肥處理的氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)利用效率的差異顯著，2020年的氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)利用效率最高，2019年次之。2018—2020年，N2處理的氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)利用效率平均最高，N3處理次之，N7處理最低。隨著有機(jī)氮比例增加，氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)利用效率基本呈增加趨勢(shì)，以有機(jī)氮占比為50.0%的N2最高；以有機(jī)氮占比為22.2%的N7最低，但N4、N6間差異不顯著，N2、N3顯著高于其他各處理（＜0.05）。提高總氮量的處理N7至N9氮肥偏生產(chǎn)力和氮肥農(nóng)學(xué)利用效率顯著低于N2和N3（＜0.05）。

表3 2018—2020年不同施肥處理山楂氮素偏生產(chǎn)力 和農(nóng)學(xué)效率 kg/kg

2.3 不同施肥處理下山楂果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分分析

由圖1可知，9個(gè)施肥處理的可溶性糖、維生素C、總黃酮、總酸等營(yíng)養(yǎng)成分含量差異明顯。由圖1（a）可知，N1至N9處理的可溶性糖含量分別為6.5%、12.6%、12.2%、9.5%、7.9%、10.3%、8.3%、11.2%、11.8%，N2至N9處理的可溶性糖含量均比N1處理高。由圖1（b）可知，各施氮肥處理維生素C含量差異很大，N1處理的維生素C含量?jī)H為0.2 mg/g，在所測(cè)定的9個(gè)處理當(dāng)中是最低的；N4與N6差異不顯著（＞0.05），顯著低于N2和N3；提高總氮量的處理N7至N9維生素C含量顯著低于N2和N3，但N2、N3處理間差異不顯著（＞0.05）；N2（50.0%有機(jī)肥氮）、N3（37.5%有機(jī)肥氮）處理維生素C含量均在0.3 mg/g以上，是不施氮肥處理N1的1.5倍。由圖1（c）可知，N1的可滴定酸含量最高，為1.86%，其次是N5為1.82%，N2最低只有1.25%；N1、N4、N5、N7處理的可滴定酸含量差異不顯著（＞0.05）。由圖1（d）可知，9個(gè)處理中N2處理黃酮含量最高為0.71%，N1處理最低為0.43%；與N1處理相比，N2和N3的黃酮含量顯著提高了64.7%、34.2%?？傮w而言，50.0%有機(jī)肥氮（N2）和37.5%有機(jī)肥氮（N3）水平下山楂可溶性糖、維生素C、總黃酮等成分顯著高于N1、N4至N9處理。

圖1 不同施肥處理山楂果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分分析

3 討論

3.1 有機(jī)肥與山楂產(chǎn)量的關(guān)系

氮肥管理對(duì)果樹(shù)產(chǎn)量形成和養(yǎng)分利用效率有重要影響。徐明崗等研究表明，配施有機(jī)肥不僅可以滿足作物的營(yíng)養(yǎng)需求，而且可使氮肥用量減少70%，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤肥力，減少肥料施用中的不必要浪費(fèi)和肥料損失。王寶申等研究表明，施加發(fā)酵有機(jī)肥一般能使山楂增產(chǎn)10%～30%，在減少化肥用量的條件下仍具有穩(wěn)產(chǎn)甚至增加山楂產(chǎn)量的效果。潘寶暉等研究表明，配施有機(jī)肥增加了山楂樹(shù)新梢長(zhǎng)度，促進(jìn)了葉片的生長(zhǎng)，同時(shí)可增加山楂單果質(zhì)量。本研究表明，氮素投入量超過(guò)300 g/株后，以有機(jī)肥形式增加施氮量不能顯著提升果實(shí)產(chǎn)量，但與單施化肥處理相比，山楂果實(shí)產(chǎn)量和氮肥農(nóng)學(xué)利用效率的增減與基肥當(dāng)中有機(jī)肥比例呈正比關(guān)系。這是因?yàn)椋号c無(wú)機(jī)肥相比，有機(jī)肥營(yíng)養(yǎng)元素齊全，包括N、P、K、S、Mn等多種元素，能夠改良土壤理化性質(zhì)，提高果實(shí)品質(zhì)，提高化肥 利用率。

3.2 不同施肥處理對(duì)山楂果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分影響分析

本研究表明，在378 kg/hm的施氮水平下，隨著有機(jī)肥比例的增加，山楂的可溶性糖、總黃酮、維生素C含量顯著增加，其中有機(jī)肥占比50.0%和37.5%處理最為顯著。這主要是因?yàn)橛袡C(jī)肥中腐解產(chǎn)生的有機(jī)酸可能增加了土壤中有機(jī)養(yǎng)分的礦化過(guò)程，從而直接促進(jìn)了有機(jī)養(yǎng)分的釋放，使農(nóng)田土壤中氮元素、有效磷、速效鉀等養(yǎng)分含量明顯增加，從而對(duì)山楂糖酸百分比的提升可能起到一定促進(jìn)作用。N2和N3處理的可溶性糖和維生素C含量較N6處理分別提高了22.3%、18.4%和29.7%、23.1%，單施化肥處理的山楂果實(shí)酸度顯著高于N2、N3處理。這主要是因?yàn)樵撚袡C(jī)肥所含養(yǎng)分全面。配合施用這種有機(jī)肥不僅有效提高了植物葉片和果實(shí)中多種養(yǎng)分含量，而且提升了山楂果實(shí)香度、亮度、紅度及適口性。杜春燕研究表明，50%有機(jī)肥替代無(wú)機(jī)肥可顯著提高果實(shí)可溶性糖含量和糖酸比。本試驗(yàn)與前人研究結(jié)果較為一致。

4 結(jié)論

通過(guò)3 a的田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通渭縣山楂園增加有機(jī)肥比例，可以保持現(xiàn)有產(chǎn)量不降低，但增加總氮投入量山楂果實(shí)產(chǎn)量沒(méi)有顯著增加。氮素投入量在300 g/株左右，有機(jī)肥占比50.0%和37.5%左右，山楂的產(chǎn)量、可溶性糖含量、黃酮等成分高于其余幾個(gè)處理。這表明在通渭縣常河鎮(zhèn)有機(jī)肥配施化肥能有效提高山楂產(chǎn)量。