不同施肥處理對蘋果產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤養(yǎng)分的影響

邵俊飛 李貴杰 趙成雷 劉新榮 張金軍 陳士更

1 威海市文登區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 威海 264400

2 山東農(nóng)大肥業(yè)科技有限公司 泰安 271000

3 威海愛田農(nóng)業(yè)科技有限公司 威海 264400

我國是世界上最大的蘋果生產(chǎn)國和消費國，在世界蘋果產(chǎn)業(yè)中占有重要地位[1]。據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）統(tǒng)計，2018年我國蘋果總收獲面積為207.2萬公頃，總產(chǎn)量為3923.3萬噸，分別占全球蘋果總收獲面積和總產(chǎn)量的42.2%和45.5%。我國蘋果主要分布在環(huán)渤海灣和黃土高原2個優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，環(huán)渤海地區(qū)蘋果種植面積70.3萬公頃，產(chǎn)量為1600萬噸，分別占全國總種植面積和總產(chǎn)量的29.5%和36.4%，其中山東省是主要蘋果種植大省[2，3]。目前，蘋果生產(chǎn)中依然存在著肥料利用率低、施肥不合理的問題，過量氮肥不但不能增加產(chǎn)量，還會影響蘋果的品質(zhì)，同時還會降低土壤質(zhì)量，引起環(huán)境問題[4，5]。根據(jù)養(yǎng)分平衡法優(yōu)化施肥是促進(jìn)蘋果增產(chǎn)提質(zhì)、健康可持續(xù)發(fā)展的重要方式，硅鈣元素作為重要的品質(zhì)元素，在蘋果提質(zhì)方面發(fā)揮著重要作用[6]。本研究通過基于產(chǎn)量施肥和增施腐植酸硅鈣肥，探究其對蘋果產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤養(yǎng)分的影響，為推進(jìn)化肥減量增效，完善果樹推薦施肥指標(biāo)建設(shè)，促進(jìn)果樹綠色可持續(xù)發(fā)展提供一定的理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

研究地點為山東省威海市文登區(qū)澤頭鎮(zhèn)峰山村文登德豐農(nóng)業(yè)有限公司（37°08′N，121°86′E）蘋果試驗田，該地氣候特點為暖溫帶季風(fēng)氣候，年平均降雨量為585 mm，年平均氣溫為8.4 ℃。土壤為褐土，其供試土壤基本理化性質(zhì)如表1所示。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)Tab.1 Basic physical and chemical properties of the tested soil

1.2 供試材料

供試蘋果：選用5年生的“富士”品種，嫁接于M26砧木上。

供試肥料：尿素（N 46%），磷酸二銨（N 18%，P2O546%），硫 酸 鉀（K2O 50%），腐 植酸硅鈣肥（總腐植酸含量3%，SiO220%，CaO 20%）。

1.3 試驗設(shè)計

田間試驗為完全隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)3個施肥處理，每個處理一行，每行選連續(xù)10棵長勢均勻一致的蘋果樹，重復(fù)3次。蘋果樹行距為4.0 m，行間樹距為1.25 m，平均1995株/公頃。在蘋果樹種植上管理方法（包括雜草控制、病蟲害控制、土壤管理和灌溉等）相同。試驗時間為2020年10月25日至2021年11月10日。

3個施肥處理如下：（1）常規(guī)施肥（CK），整個生長時期施N-P-K養(yǎng)分分別為420-300- 375 kg/hm2，施肥量根據(jù)調(diào)查確定。（2）優(yōu)化施肥（F），整個生長時期施N-P-K養(yǎng)分分別為330-225-330 kg/hm2，該施肥量根據(jù)蘋果產(chǎn)量目標(biāo)和施肥前土壤肥力水平確定。（3）優(yōu)化施肥同時增施腐植酸硅鈣肥（FC），N-P-K養(yǎng)分用量與F處理相同，增施Si養(yǎng)分300 kg/hm2，Ca養(yǎng)分135 kg /hm2。具體施肥方法如表2所示。

表2 試驗施肥處理Tab.2 Experimental fertilization treatments kg/hm2

施肥階段，每年3月按輻射溝施肥法施基肥。按南北方向分別布置2個輻射溝，分別位于軀干中部和冠狀突起外緣。施肥溝深25 cm、寬15 cm。施肥溝數(shù)為2個對稱施肥溝，施肥后填土。此外，還將腐植酸硅鈣肥施于土壤上，并在耕作后均勻地混入表土中。每年7月以相同的施肥方式進(jìn)行追肥。

1.4 樣品采集與測定

蘋果收獲期取土壤樣品，經(jīng)預(yù)處理后采用pH計測定土壤pH，采用凱氏定氮法測定土壤全氮，采用重鉻酸鉀外加熱法測定土壤有機質(zhì)，采用自動分析儀測定土壤無機氮，采用鉬藍(lán)法測定土壤有效磷，采用火焰光度法測定土壤速效鉀。

蘋果產(chǎn)量：整株采摘用電子秤測量稱重。隨機采10個蘋果樣品，用數(shù)字天平測定單果重；用GY-1水果硬度計測定果肉硬度。用游標(biāo)卡尺測定蘋果長度和直徑，計算果形指數(shù)。采用蒽酮比色法測定可溶性糖的含量。用GMK-835F水果酸含量測定儀測定蘋果酸度。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

使用Microsoft Office 2019對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，使用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對蘋果產(chǎn)量的影響

表3為不同施肥處理對蘋果產(chǎn)量的影響。由表中可以看出，F(xiàn)處理和FC處理均能顯著提高蘋果產(chǎn)量。從增產(chǎn)效果上來看，F(xiàn)C處理具有穩(wěn)步增加的效果，能增產(chǎn)29.53%。從2021年的產(chǎn)量上來看，F(xiàn)C處理能增加蘋果產(chǎn)量的效果最為明顯，其畝產(chǎn)達(dá)到2625.42 kg。

表3 不同施肥處理對蘋果產(chǎn)量的影響Tab.3 Effects of different fertilization treatments on yield of apple

2.2 不同施肥處理對蘋果品質(zhì)的影響

表4為不同施肥處理對蘋果品質(zhì)的影響。由表中可以看出，F(xiàn)C處理能夠明顯改善蘋果品質(zhì)。與CK比，F(xiàn)處理和FC處理均能顯著提高蘋果的單果重；FC處理單果重值最高，達(dá)到247.35 g。與CK相比，F(xiàn)處理和FC處理對改善蘋果外觀形狀均有促進(jìn)作用，但三者之間差異不顯著。硬度適當(dāng)提高可以使果實耐儲存，增加過多也會降低口感。就蘋果硬度而言，與CK相比，F(xiàn)處理和FC處理蘋果硬度均稍有所降低，但三者間差異不顯著。含糖量高、可滴定酸含量低、糖酸比高的蘋果具有更好的口感。與CK和F處理相比，F(xiàn)C處理明顯提高了蘋果的可溶性糖含量，但CK和F處理間差異不顯著；F處理和FC處理的蘋果可滴定酸含量相較于CK顯著增加，F(xiàn)C處理的蘋果可滴定酸含量相較于F處理顯著降低；F處理和FC處理的糖酸比相較于CK均有所降低，但FC處理和CK處理間差異不顯著，F(xiàn)C處理和F處理間差異顯著。

表4 不同施肥處理對蘋果品質(zhì)的影響Tab.4 Effects of different fertilization treatments on quality of apple

2.3 不同施肥處理對土壤性狀的影響

表5 為不同施肥處理對土壤pH、有機質(zhì)和全氮的影響。由表中可以看出，不同施肥處理對土壤pH、有機質(zhì)和全氮含量的影響存在差異。不同施肥處理對土壤pH影響明顯，3種施肥處理土壤pH差異顯著，與CK相比，F(xiàn)處理土壤pH顯著增加，為6.85；FC處理土壤pH顯著降低，為6.52。不同施肥處理對土壤有機質(zhì)含量影響不顯著，但是與CK相比，F(xiàn)處理和FC處理均略有降低。與CK（土壤全氮含量較高，為1.22 g/kg）相比，F(xiàn)處理和FC處理土壤全氮含量顯著降低，但二者間差異不顯著。

表5 不同施肥處理對土壤pH、有機質(zhì)和全氮的影響Tab.5 Effects of different fertilization treatments on pH, organic matter and total nitrogen of soil

表6為不同施肥處理對土壤速效養(yǎng)分的影響。由表中可以看出，不同施肥處理對土壤中氮、磷、鉀含量的影響不同。FC處理土壤銨態(tài)氮含量最高，為5.3 mg/kg，顯著高于CK和F處理，而CK和F處理銨態(tài)氮含量分別為3.7、3.8 mg/kg，且二者間差異不顯著。F處理硝態(tài)氮含量最高，為12.6 mg/kg；FC處理硝態(tài)氮含量次之，為11.1 mg/kg；CK硝態(tài)氮含量最低，為9.3 mg/kg，3種不同施肥處理間硝態(tài)氮含量差異顯著。不同施肥處理對土壤中有效磷和速效鉀含量影響顯著。FC處理土壤有效磷含量最高，為129.47 mg/kg；CK含量次之，為121.47 mg/kg，均顯著高于F處理（75.62 mg/kg）。FC處理土壤速效鉀含量最高，為357.67 mg/kg；CK次之，為286.00 mg/kg，均顯著高于F處理（213.33 mg/kg）。由此可見，F(xiàn)C處理能夠顯著提高土壤中的銨態(tài)氮、有效磷、速效鉀含量。

表6 不同施肥處理對土壤速效養(yǎng)分的影響Tab.6 Effects of different fertilization treatments on soil available nutrients of soil mg/kg

3 討論與結(jié)論

蘋果作為高產(chǎn)作物，生長過程需要消耗大量的肥料養(yǎng)分，針對作物養(yǎng)分吸收規(guī)律科學(xué)施肥對蘋果樹生長發(fā)育十分有利，能夠提高蘋果產(chǎn)量和養(yǎng)分效率，提升果實品質(zhì)，實現(xiàn)蘋果產(chǎn)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展[7]。梁敬等[8]研究表明，化肥減量25%，蘋果產(chǎn)量依舊可以提高6.17%，蘋果的單果重提高18.53 g，可溶性固形物和Vc含量相較于常規(guī)施肥高出0.97%和0.42%，果形指數(shù)、硬度、可滴定酸和糖酸比指標(biāo)均無顯著差異。王賀等[9]的研究表明化肥減施30%對土壤養(yǎng)分、樹體生長、蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)等無顯著影響。硅、鈣元素是蘋果果實生長的必要元素，溫映紅[10]研究表明，施用硅鈣鉀肥4千克/株，蘋果的座果率增加9.6%，果實糖分提高，裂果率降低。張學(xué)勇等[11]研究表明，硅肥處理可使蘋果單果重增加13.6 g，果實硬度增加0.89 kg/cm2，可溶性固形物增加0.71%，可溶性糖增加1.44%。

本研究也表現(xiàn)出相同的結(jié)果，優(yōu)化施肥表現(xiàn)出了較大的增產(chǎn)效果，F(xiàn)處理和FC處理分別能增加產(chǎn)量5.91%和29.53%。FC處理能顯著提高蘋果單果重，達(dá)到247.35 g；和CK相比，F(xiàn)處理和FC處理均增加了蘋果單果重、果形指數(shù)和可滴定酸含量，F(xiàn)C處理顯著提高了果實可溶性糖含量；F處理和FC處理的糖酸比相較于CK均有所降低，但FC處理相較于CK差異不顯著，F(xiàn)C處理相較于F處理糖酸比顯著提高。在各處理的土壤養(yǎng)分分析中，F(xiàn)C處理的土壤銨態(tài)氮、有效磷和速效鉀含量均顯著高于CK和F處理，含量分別5.3 mg/kg、129.47 mg/kg、357.67 mg/kg。總之，優(yōu)化施肥同時增施腐植酸硅鈣肥能夠提高蘋果樹生產(chǎn)力、改善果實品質(zhì)、提高土壤肥力。