減氮配施生物有機(jī)肥對(duì)蘋果果實(shí)品質(zhì)的影響

姚瑞赟 白 茹 于慶帆 楊偉偉 包亞琪

（1.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院/特色果蔬栽培生理與種質(zhì)資源利用兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 新疆石河子 832003;2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第四師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 新疆可克達(dá)拉 835219）

蘋果（Malus pumila）因其營(yíng)養(yǎng)豐富，且具有較強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)性，耐貯性好，供應(yīng)周期長(zhǎng)，成為世界性水果。 我國(guó)是世界上蘋果種植面積最大，也是總產(chǎn)量最高的國(guó)家[1]。 官方數(shù)據(jù)顯示，2021 年我國(guó)蘋果總面積在3 132 萬(wàn)畝左右，蘋果總產(chǎn)量約3 934 萬(wàn)t。新疆作為新興的蘋果優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)[2]，許多地區(qū)氣候條件適于蘋果生長(zhǎng)發(fā)育，其中，以阿克蘇地區(qū)、伊犁河谷為代表的蘋果主產(chǎn)區(qū)所生產(chǎn)的蘋果產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、色澤鮮艷、風(fēng)味濃郁，深受國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者的青睞[3-4]。 近年來(lái)，伊犁地區(qū)富士蘋果隨著栽培面積的不斷擴(kuò)大，由于沒(méi)有系統(tǒng)的栽培技術(shù)指導(dǎo)， 農(nóng)戶在果樹栽培過(guò)程中盲目濫施肥料， 尤其在不斷增加氮肥用量的情況下，土壤質(zhì)量加速退化，蘋果產(chǎn)量對(duì)氮肥投入量的響應(yīng)呈下降趨勢(shì)。 果園土壤中外源化肥氮的大量累積，使土壤殘留氮肥量增多，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡[5]。 過(guò)量使用氮肥不僅會(huì)使果實(shí)品質(zhì)降低、 產(chǎn)量減少， 還會(huì)造成肥料資源的浪費(fèi)、環(huán)境的污染[6]。 前人已經(jīng)在蘋果[7]、黃瓜[8]、冬油菜[9]、燕麥[10]上研究發(fā)現(xiàn)減施氮肥配施有機(jī)肥能夠提高產(chǎn)量。 在菜心上發(fā)現(xiàn)減氮配施有機(jī)肥和生物菌肥可以增加株高、莖粗、葉片數(shù)，還會(huì)促進(jìn)菜心葉片葉綠素的合成[6]。 減氮20%配施微生物菌肥可以提高富士蘋果果實(shí)品質(zhì)、 葉綠素含量和光合指標(biāo)，同時(shí)降低其果形指數(shù)、可滴定酸含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)[11]。 梁祎[12]在番茄上發(fā)現(xiàn)減氮增施有機(jī)肥可以不同程度增加番茄果實(shí)品質(zhì)和大部分氨基酸組分等指標(biāo)的含量及糖代謝和氮代謝相關(guān)酶的活性，并且可以降低可滴定酸和硝態(tài)氮含量。劉金雨[13]發(fā)現(xiàn)減量50%氮肥配施總氮量10%有機(jī)肥處理結(jié)球甘藍(lán)的產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益最高，可以提高其干物質(zhì)、可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C 含量。 雖然前人已經(jīng)在減施氮肥以改善作物品質(zhì)方面做了許多研究， 但新疆地區(qū)減氮配施生物有機(jī)肥在蘋果上的研究鮮有報(bào)道，且不同地區(qū)土壤條件差異較大，盲目進(jìn)行氮肥減施并配施生物有機(jī)肥可能造成蘋果產(chǎn)量降低， 進(jìn)而會(huì)影響果農(nóng)經(jīng)濟(jì)效益， 因此本研究以天紅二號(hào)紅富士蘋果為供試材料，以常規(guī)施肥量作為對(duì)照，等比例減少氮肥施用量同時(shí)配合施用腐殖酸及枯草芽孢桿菌等生物有機(jī)肥， 分析不同施肥處理下的蘋果果實(shí)品質(zhì)。 通過(guò)研究結(jié)果分析，推薦最適宜的氮肥減施量。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本研究田間試驗(yàn)于2022 年4 月15 日在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第四師78 團(tuán)1 連試驗(yàn)地進(jìn)行，地理坐標(biāo)44°7′N、80°37′E， 屬山區(qū)大陸性氣候， 年有效積溫2 963℃，年平均日照2 719 h，無(wú)霜期136 d，為沙壤土。 室內(nèi)試驗(yàn)在石河子大學(xué)特色果蔬栽培生理與種質(zhì)資源利用兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2 供試材料

供試材料為6 年生天紅二號(hào)紅富士蘋果， 砧木是新疆野蘋果，該品種的萌芽率高、成枝力低、短枝多、長(zhǎng)枝少；結(jié)果大多集中在短果枝上，樹體旺，長(zhǎng)枝條少，大部分枝條都能結(jié)果。

供試肥料：（NH4）2PO4（N+P2O5≥64.0%，N≥16%，P2O5≥48%，B+Zn≥0.2%，聚谷氨酸≥0.2%）購(gòu)于云南云天化股份有限公司；園動(dòng)力腐殖酸水溶肥料（腐殖酸≥30 g/L，P2O5+K2O≥200 g/L，P2O5≥80 g/L，K2O ≥160 g/L）購(gòu)于四川潤(rùn)爾科技有限公司；枯草芽孢桿菌購(gòu)于德強(qiáng)生物股份有限公司。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地面積1 hm2， 選取4 個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，每0.25 hm2為1 個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。 株行距5 m×2 m，果園內(nèi)肥水狀況良好，樹體生長(zhǎng)健壯，管理水平較高。 試驗(yàn)設(shè)置4 個(gè)處理，分別為常規(guī)施肥量（T1），即農(nóng)戶每年的常規(guī)施肥量； 常規(guī)施肥量減少20%+腐殖酸+枯草芽孢桿菌（T2）；常規(guī)施肥量減少40%+腐殖酸+枯草芽孢桿菌（T3）；常規(guī)施肥量減少60%+腐殖酸+枯草芽孢桿菌（T4）。

分別于2022 年4 月15 日、6 月15 日、7 月15 日進(jìn)行3 次施肥處理， 每次均將肥料溶解后在距樹干70 cm 處采用水肥一體化滴灌方式施入，其余管理均一致（表1）。

表1 試驗(yàn)處理及其施肥情況

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

在10 月果實(shí)收獲期，分別從果樹的東、西、南、北4 個(gè)方向隨機(jī)摘取果實(shí)樣品5 個(gè)， 每個(gè)小區(qū)共采摘20 個(gè)果實(shí)， 帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定果實(shí)品質(zhì)。 測(cè)定方法如下： 使用電子數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)定果實(shí)縱、 橫徑， 計(jì)算果形指數(shù)， 果形指數(shù)=果實(shí)縱徑/果實(shí)橫徑；使用GY-4 手握式果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定果實(shí)硬度； 使用感量為百分之一的電子天平稱量果實(shí)單果重； 采用2，6-二氯靛酚滴定法測(cè)定果實(shí)維生素C 含量； 采用考馬斯亮藍(lán)比色法測(cè)定可溶性蛋白含量； 用TD-45數(shù)顯糖度計(jì)測(cè)定果實(shí)可溶性固形物含量[14]；用蒽酮比色法進(jìn)行測(cè)定果實(shí)可溶性糖含量[15]；采用酸堿滴定法進(jìn)行測(cè)定果實(shí)可滴定酸含量，糖酸比=可溶性糖/可滴定酸[16]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用SPSS 26.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，用Origin 2021 繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 減氮配施生物有機(jī)肥對(duì)蘋果果實(shí)單果重的影響

由圖1 可知， 減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)的單果重整體上有顯著差異，單果重表現(xiàn)為T2＞T3＞T1＞T4。 其中T2 與T3 處理的單果重分別為193.11 g 和191.65 g， 分別高于T1 處理9.20%和8.37%。 T2 與T3 處理相比， 變化不顯著。 T4 處理的單果重為160.64 g， 低于T1 處理9.17%， 分別顯著低于T2、 T3 處理16.82%和16.18%。 整體上可以看出， 減施氮肥配施生物有機(jī)肥， 蘋果果實(shí)的單果重有所變化， 減氮20%配施生物有機(jī)肥處理的單果重最大。

圖1 減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)單果重的變化

2.2 減氮配施生物有機(jī)肥對(duì)蘋果果實(shí)果形指數(shù)的影響

由圖2 可知， 減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)的果形指數(shù)整體上均有差異， 果形指數(shù)表現(xiàn)為T2>T3>T1>T4。 其中T2、T3 處理的果形指數(shù)分別為0.91 與0.90， 分別高于T1 處理1.46%和0.07%，T2與T3 處理之間變化不顯著。 T4 處理的果形指數(shù)為0.87，低于T1 處理3.98%，顯著低于T2 處理5.49%。整體上可以看出，減施氮肥配施生物有機(jī)肥，各處理間蘋果果實(shí)的果形指數(shù)有變化， 減氮20%配施生物有機(jī)肥處理的果形指數(shù)最大。

圖2 減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)果形指數(shù)的變化

2.3 減氮配施生物有機(jī)肥對(duì)蘋果果實(shí)硬度的影響

由圖3 可知， 減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)的硬度整體上沒(méi)有顯著差異， 硬度表現(xiàn)為T2>T1>T3>T4。 其中T2 處理的硬度為8.38 kg/cm2，高于T1 對(duì)照處理2.44%。 T3、T4 處理的蘋果果實(shí)硬度分別為7.96 kg/cm2和7.42 kg/cm2， 分別低于T1 處理9.29%及2.69%。整體上可以看出，減施氮肥配施生物有機(jī)肥，各處理間蘋果果實(shí)硬度變化不顯著，只有減氮20%配施生物有機(jī)肥處理的果實(shí)硬度最大。

圖3 減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)硬度的變化

2.4 減氮配施生物有機(jī)肥對(duì)蘋果果實(shí)可溶性固形物含量的影響

由圖4 可知， 減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)的可溶性固形物含量整體上沒(méi)有顯著差異，可溶性固形物含量表現(xiàn)為T1>T2=T3>T4。 其中T2、T3和T4 處理的可溶性固形物含量分別為16.30%、16.30%和16.00%， 均低于T1 處理， 且分別低于T1處理7.28%、 7.28%和8.99%。 整體上可以看出， 減施氮肥配施生物有機(jī)肥， 各處理間蘋果果實(shí)的可溶性固形物含量變化不顯著， 且均低于T1 對(duì)照處理。

圖4 減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)可溶性固形物含量的變化

2.5 減氮配施生物有機(jī)肥對(duì)蘋果果實(shí)可溶性糖含量的影響

由圖5 可知， 減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)的可溶性糖含量整體上差異不顯著， 可溶性糖含量表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1。 T2、T3 和T4 處理的可溶性糖含量分別為14.60%、14.39%和13.43%，均高于對(duì)照處理，分別高于T1 處理18.89%、17.18%和9.36%。其中T2 處理高于T3、T4 處理1.46%和8.71%。 整體上可以看出，減施氮肥配施生物有機(jī)肥，各處理間蘋果果實(shí)的可溶性糖含量變化不顯著， 減氮20%配施生物有機(jī)肥處理的蘋果果實(shí)可溶性糖含量最高。

圖5 減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)可溶性糖含量的變化

2.6 減氮配施生物有機(jī)肥對(duì)蘋果果實(shí)可滴定酸含量的影響

由圖6 可知， 減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)的可滴定酸含量整體有顯著差異， 可滴定酸含量表現(xiàn)為T4>T1>T2>T3。 T3 處理的可滴定酸含量為0.35%， 分別顯著低于T1、T2 和T4 處理26.57%、19.85%和34.37%。 T2 的可滴定酸含量為0.44%，同樣低于T1 處理。只有T4 高于對(duì)照處理11.89%。整體上可以看出，減施氮肥配施生物有機(jī)肥，各處理間蘋果果實(shí)的可滴定酸含量變化顯著， 減氮40%配施生物有機(jī)肥處理可滴定酸含量最低。

圖6 減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)可滴定酸含量的變化

2.7 減氮配施生物有機(jī)肥對(duì)蘋果果實(shí)糖酸比的影響

由圖7 可知，減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)的糖酸比整體有顯著差異，糖酸比表現(xiàn)為T3>T2>T1>T4。 T2 與T3 處理的糖酸比分別為38.25、41.12，分別顯著高于對(duì)照35.26%和45.42%。 T4 處理的糖酸比為25.79， 分別顯著低于T2 和T3 處理32.58%、37.29%。 整體上可以看出， 減施氮肥配施生物有機(jī)肥，各處理間蘋果果實(shí)的糖酸比變化顯著，減氮40%配施生物有機(jī)肥處理的蘋果果實(shí)糖酸比最大。

圖7 減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)糖酸比的變化

2.8 減氮配施生物有機(jī)肥對(duì)蘋果果實(shí)維生素C 含量的影響

由圖8 可知， 減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)的維生素C 含量整體上有顯著差異， 維生素C含量表現(xiàn)為T2>T3>T4>T1。其中T2、T3 和T4 處理的維生素C 含量分別為0.21 mg/100 g、0.18 mg/100 g和0.17 mg/100 g， 均高于對(duì)照， 且分別顯著高于T1處理44.22%、25.33%和18.39%。整體上可以看出，減施氮肥配施生物有機(jī)肥， 各處理間蘋果果實(shí)的維生素C 含量均變化顯著， 減氮20%配施生物有機(jī)肥處理的維生素C 含量最高。

圖8 減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)維生素C 含量的變化

2.9 減氮配施生物有機(jī)肥對(duì)蘋果果實(shí)可溶性蛋白含量的影響

由圖9 可知，減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)的可溶性蛋白含量整體上有顯著差異，可溶性蛋白含量表現(xiàn)為T2>T4>T3>T1。 T2、T3 和T4 處理的可溶性蛋白含量分別為0.49 mg/g、0.44 mg/g、0.47 mg/g，分別顯著高于對(duì)照60.47%、43.04%和53.28%。 其中T2 處理分別高于T3、T4 處理12.18%和4.69%。 整體上可以看出，減施氮肥配施生物有機(jī)肥，各處理間蘋果果實(shí)的可溶性蛋白含量變化顯著， 減氮20%配施生物有機(jī)肥處理的可溶性蛋白含量最高。

圖9 減氮配施生物有機(jī)肥處理下蘋果果實(shí)可溶性蛋白含量的變化

3 討論與結(jié)論

施肥不僅是果園周年管理中最重要的環(huán)節(jié)之一，更是蘋果高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵措施之一[7]。 前人研究發(fā)現(xiàn)，減氮配施有機(jī)肥不但可以提高作物產(chǎn)量，還可以減少化肥施用不當(dāng)帶來(lái)的各種危害[17]。 藺浩然[18]研究發(fā)現(xiàn)， 使用化肥配施腐殖酸有機(jī)肥可以提升蘋果果實(shí)單果重、果實(shí)硬度、可溶性固形物含量等內(nèi)外品質(zhì)指標(biāo)。 本研究表明，減氮配施腐殖酸有機(jī)肥及枯草芽孢桿菌可以提高蘋果果實(shí)的單果重及果形指數(shù)。不同減氮量對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響不同， 其中減氮20%處理的大果率及果形指數(shù)明顯高于常規(guī)施肥處理，這與楊莉莉等[19]及任靜等[20]的研究結(jié)果一致。 果實(shí)硬度也是蘋果重要的外觀品質(zhì)之一， 不僅與果實(shí)的鮮食口感有關(guān)， 還與果實(shí)的貯藏保鮮及加工運(yùn)輸都相關(guān)，從而影響蘋果的商品率[21]。本研究發(fā)現(xiàn)，各施肥處理下蘋果果實(shí)的硬度變化不顯著， 但T2 處理減氮20%配施生物有機(jī)肥的果實(shí)硬度還是高于常規(guī)施肥量，這與劉文倩[7]的研究結(jié)果也一致。

李濤濤等[22]的研究表明，隨著有機(jī)肥的施入，蘋果果形指數(shù)、可溶性固形物含量、維生素C 含量等大大提高，可滴定酸含量顯著下降。 侯海軍等[23]在湘西北椪柑上進(jìn)行有機(jī)肥和稻草替代部分化肥的研究，結(jié)果表明有機(jī)肥和稻草處理的果形指數(shù)普遍低于常規(guī)施肥量， 有機(jī)肥處理和稻草處理果實(shí)的維生素C含量顯著高于常規(guī)施肥量。 本研究發(fā)現(xiàn)，減氮配施腐殖酸及枯草芽孢桿菌可以使維生素C、 可溶性蛋白、可溶性糖含量均顯著提高， 其中減氮20%配施生物有機(jī)肥表現(xiàn)的最好，提高最多，這與前人在蘋果[24]、水蜜桃[25]等方面的研究結(jié)果均相符，這可能是由于配施的腐殖酸可以促進(jìn)蛋白質(zhì)合成， 提高蔗糖合成酶和維生素C 合成酶活性， 從而提高維生素C 及可溶性糖的含量[26-28]。 楊莉莉等[19]通過(guò)對(duì)蘋果進(jìn)行減氮配施有機(jī)肥處理， 研究發(fā)現(xiàn)蘋果果實(shí)可溶性糖和糖酸比均顯著高于常規(guī)施肥， 且有機(jī)肥替代50%氮肥處理的品質(zhì)最佳， 這與本研究結(jié)果顯示減氮20%處理品質(zhì)最佳有所區(qū)別， 可能是由于不同地區(qū)土壤環(huán)境不同，施肥量自然也不同。

綜上所述，與常規(guī)施肥量相比，減氮20%配施生物有機(jī)肥處理可以顯著提高蘋果果實(shí)維生素C 含量44.22%、 可溶性蛋白含量60.47%、 可溶性糖含量18.89%、糖酸比35.26%。 綜合分析認(rèn)為，T2 處理（減氮20%配施腐殖酸水溶肥+枯草芽孢桿菌）的施肥效果最佳，可以提高蘋果的果實(shí)品質(zhì)，故可作為生產(chǎn)上推薦的氮肥減施量。