含腐植酸土壤調理劑對酸性土壤改良蘋果產量及品質的影響

周 麗 高進華，3 解學仕，3 王婷婷 吳文濤 胡承孝

1 史丹利農業集團股份有限公司 臨沂 276700

2 山東省綠色肥料技術創新中心 臨沂 276700

3 蚯蚓測土實驗室（山東）有限公司 臨沂 276700

4 華中農業大學資源與環境學院 武漢 430070

土壤調理劑具有改良土壤結構、調節土壤酸堿度及修復污染土壤等功效[1～3]，施入土壤后可改善土壤的物理、化學和微生物反應，提高土壤保肥保水，提高肥料利用率和減少對環境的污染[4，5]。如何控制土壤酸化，減輕土壤酸化引起的減產和農產品品質下降是目前農業可持續發展面臨的關鍵問題之一。目前，常用的調酸型土壤調理劑主要有石灰類物質、硅鈣礦物類、磷礦粉、堿渣和粉煤灰類等無機物以及腐植酸等有機物類，但有機無機復合改良技術比單施其中一種的效果更好。腐植酸能提高果樹產量和品質，目前在果樹生產中得到廣泛應用[6]。

適宜的土壤pH（6.5 ～7.5）是蘋果優質高產的重要因素。以“紅富士（煙富3 號）”蘋果樹進行應用對比試驗，探索由腐植酸、生石灰和鈣鎂磷肥等材料復配而成的含腐植酸土壤調理劑對酸性果園土壤改良、蘋果產量及品質的影響效果，以期為腐植酸在果樹上更好的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗設在山東省臨沂市臨沭縣史丹利農業集團股份有限公司生態示范園的蘋果試驗基地。施肥前進行基礎土樣的采集并對供試土壤的有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH 值、交換性酸、容重等基礎指標進行了檢測，其土壤理化性狀見表1。

表1 試驗地土壤理化性狀Tab.1 Physical and chemical properties of soil in the test site

1.2 試驗材料

供試作物：蘋果，品種為“紅富士（煙富3號）”，采用M26 做為矮化砧木，樹齡5 年，樹形細長紡錘形，行株距3 m×2 m，每667 m2栽植110 株。

傳統土壤調理劑：生石灰粉，主要成分是CaO，CaO≥52%。

含腐植酸土壤調理劑：史丹利農業集團股份有限公司研制，主要由腐植酸、生石灰和鈣鎂磷肥等材料復配制成，其基本性質如表2 所示。

表2 含腐植酸土壤調理劑基本性質Tab.2 Basic properties of soil conditioner containing humic acid

1.3 試驗設計

試驗共設4 個處理，重復3 次，隨機區組排列，每個小區面積48 m2，每小區平均種植8 棵蘋果樹。

處理1：對照，常規施肥，不施用土壤調理劑；處理2：常規施肥+ 傳統土壤調理劑生石灰粉（600 kg/hm2）；處理3：常規施肥+含腐植酸土壤調理劑全量（600 kg/hm2）；處理4：常規施肥+含腐植酸土壤調理劑減量15%（510 kg/hm2）。

試驗在當地常規施肥的基礎上進行。常規施肥為2020 年11 月每667 m2基施45%硫酸鉀復合肥（15-15-15）60 kg+優質腐熟有機肥（有機質含量60%）2000 kg。

生長期間追肥（土施）2 次，每次每667 m2施復合肥[45%硫酸鉀復合肥（15-15-15）]10 kg，第一次追肥時間是2021 年3 月蘋果萌芽前，第二次追肥時間為2021年6月。土壤調理劑每年1次性基施，施用時間與常規施肥基施時間一致，即2020 年11月。各小區除了土壤調理劑不同外，其他農藝措施和果園管理均一致。每個處理常規施肥和土壤調理劑的施用方式按照在樹冠下距離果樹主干1 m 左右處挖穴，穴深約為20 cm，直徑約為25 cm，每株果樹挖穴8 個。

1.4 測定項目及方法

蘋果成熟收獲時，在每個處理區域以梅花取樣法各隨機摘取10 個果實作為樣品，將每個處理的果實混合，用于果實品質的測定。果實硬度采用GY-1 型硬度儀測定；單果重量采用1/100 天平稱量；可溶性固形物采用折光儀法測定；Vc 含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測定；總糖量利用酸水解銅還原-直接滴定法測定；可滴定酸含量采用NaOH 滴定法測定。每小區分次采摘均分別計產，生物統計分析的產量按各小區的實產推算。

土樣的采集與測定：果實采收時，采集各處理區域0 ～60 cm 土樣（20 cm 為一層），每層隨機采3 個樣點，同層混合作為1 次重復，每個處理3 次重復，帶回實驗室風干過篩，用于土壤有機質及養分含量的測定，同時用環刀法測定0 ～60 cm（20 cm 為一層）土壤容重。

根據土壤含水量和土壤容重計算土壤貯水量：土壤貯水量（mm）=土壤容重（g/cm3）×土層厚度（cm）×土壤重量含水率（%）×10。

2 結果與分析

2.1 不同處理對土壤容重和土壤貯水量的影響

土壤容重大小反映土壤結構、透氣性、透水性以及保水能力的高低，土壤容重越小說明土壤結構、透氣透水性能越好。不同處理下果園土壤容重變化如表3 所示。在土壤垂直剖面（0 ～60 cm）上，各處理土壤容重變化特征一致，均呈現依次遞增的規律，且0 ～20 cm 土層到20 ～40 cm 土層增幅最大，出現這種情況主要是該區果園表層土壤長期進行耕作和施肥的緣故。與處理1（對照）相比，處理2、處理3、處理4 均顯著降低了0 ～20 cm 和20 ～40 cm 土層土壤容重；40 ～60 cm 土層，各處理間土壤容重無顯著差異。

表3 不同處理下果園土壤容重變化Tab.3 Changes of soil bulk density in orchard under different treatments g/cm3

不同處理下果園土壤貯水量變化如表4 所示。與處理1（對照）相比，處理2、處理3、處理4的0 ～20、20 ～40、40 ～60 cm 土層土壤貯水量均得到顯著提高，其中以處理3 的0 ～20 cm土層的土壤貯水量提升效果最好，比處理1（對照）增加30.03 mm，顯著提高了土壤貯水量，各處理在0 ～60 cm 土層的土壤平均貯水量以處理3為最高，處理4 與處理3 無顯著差異。由此可見，含腐植酸土壤調理劑處理對土壤貯水量的增加起到促進作用。

表4 不同處理下果園土壤貯水量變化Tab.4 Changes of soil water storage in orchard under different treatments mm

2.2 不同處理對蘋果品質的影響

蘋果果實的硬度、可溶性固形物含量、Vc 含量、總糖含量、可滴定酸含量均是衡量果實品質的重要指標。一級果的果實硬度在7.5 ～8.0 kg/cm2之間[7]。施用土壤調理劑處理的蘋果硬度均低于未施土壤調理劑處理（表5）。處理1（對照）蘋果果實硬度達到8.0 kg/cm2以上，口感較差，而施用含腐植酸土壤調理劑后的蘋果硬度低于其他處理，差異顯著。可溶性固形物是評價果實內在品質的重要指標之一，其含量高有利于增強果實耐儲運性。施用土壤調理劑處理的可溶性固形物含量均小于未施土壤調理劑處理，但各處理間差異不顯著。施用土壤調理劑處理的Vc 含量均顯著高于未施土壤調理劑處理，且處理3 和處理4 Vc 含量顯著高于處理2，但處理4和處理3 間Vc 含量差異不顯著。

表5 不同處理下的蘋果品質因子Tab.5 Quality factors of apple under different treatments

處理3 和處理4 蘋果總糖含量顯著高于處理1（提高幅度8.89%～13.76%）和處理2（提高幅度6.12%～10.87%）。處理2 與處理1（對照）以及處理3 與處理4 間蘋果總糖含量差異不顯著。各處理中以處理3 蘋果可滴定酸含量最低，但各處理間差異不顯著。試驗結果顯示，處理3 蘋果糖酸比比其他處理提高了8.19%～38.14%，且差異顯著。從整體指標結果來看，處理3 蘋果品質最好，而處理4 蘋果品質較好。

2.3 不同處理對蘋果產量的影響

不同處理下的蘋果產量及產量構成因子見表6。由表中可以看出，處理3 蘋果單重顯著高于處理2，且處理3 和處理4 間蘋果單重差異不顯著，而處理2 和處理1 間蘋果單重無顯著差異。施用土壤調理劑能顯著增加蘋果單株個數，較處理1 相比，單株個數增加10.5 ～16.9 個，而處理3 和處理4 與處理2 間蘋果單株個數無顯著差異。較處理1 相比，施用土壤調理劑后蘋果產量提高6.27%～16.56%，其中以處理3 蘋果產量最高，并與處理2 差異顯著。施用含腐植酸土壤調理劑后，較處理1 增產14.15%～16.56%，較處理2 增產7.42%～9.68%，增產效果顯著；同時，處理3 與處理4 間蘋果產量差異不顯著。

表6 不同處理下的蘋果產量及產量構成因子Tab.6 Yield and yield composition of apple under different treatments

3 結論與討論

試驗結果顯示，與處理1（對照）相比，土壤調理劑處理均顯著降低了0 ～20 cm 和20 ～40 cm土層容重；含腐植酸土壤調理劑處理對土壤貯水量的增加起促進作用。含腐植酸土壤調理劑全量施用蘋果糖酸比比其他處理有所提高，含腐植酸土壤調理劑全量施用蘋果品質最好，而含腐植酸土壤調理劑減量15%施用蘋果品質較好。較未施土壤調理劑處理相比，施用土壤調理劑后蘋果產量提高6.27%～16.56%，以含腐植酸土壤調理劑全量施用蘋果產量最高，并與傳統土壤調理劑生石灰粉處理差異顯著。施用含腐植酸土壤調理劑后，較未施土壤調理劑處理增產14.15%～16.56%，較施用傳統土壤調理劑生石灰粉增產7.42%～9.68%，增產效果顯著；同時，含腐植酸土壤調理劑全量施用與含腐植酸土壤調理劑減量15%施用對蘋果產量影響不顯著。

合理使用土壤調理劑可以有效改善土壤理化性質并提高作物產量和品質[8～10]。腐植酸具有吸水性、吸附性、離子交換性、絡合性等多種理化性質[11]，其作為一種酸堿緩沖物質，施入土壤后能夠改良土壤理化性質（增加土壤有機質，加速土壤團粒結構的形成等）、提高養分利用率、增強植株抗性[12～14]。施用傳統土壤調理劑生石灰雖然可以短時間提高土壤pH，但是長期施用會導致土壤礦化速率加快、土壤有機質含量減少和“復酸化”等問題[15]；同時由于施用傳統土壤調理劑生石灰外，還得補充外源的磷素和鉀素。而含腐植酸土壤調理劑中腐植酸施到土壤中減少了土壤中磷的固定，同時可使土壤中難溶性鉀轉換為可溶性鉀，從而提高土壤磷、鉀的含量。試驗結果表明，與傳統土壤調理劑生石灰相比，含腐植酸土壤調理劑不但能夠改善土壤的理化性狀，還能改善蘋果品質（提高蘋果糖酸比，顯著降低蘋果硬度，顯著提高蘋果總糖含量），顯著提高蘋果產量。