田 歌，葛順?lè)?，李慧?/p>

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝科學(xué)與工程學(xué)院，作物生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 泰安 271018;2.山東省果樹(shù)研究所，山東 泰安 271000)

蘋果具有生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)、耐儲(chǔ)性好及供應(yīng)周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，是近20 a 來(lái)效益穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)作物。據(jù)國(guó)家數(shù)據(jù)網(wǎng)顯示，2017 年全國(guó)蘋果種植面積高達(dá)194.7 萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量4 139 萬(wàn)t，均居世界首位，已成為我國(guó)促進(jìn)農(nóng)民增收的重要支柱產(chǎn)業(yè)。然而，為了獲得較高的產(chǎn)量，果農(nóng)大量投入化肥，這不僅帶來(lái)了生產(chǎn)成本的提高，還造成了氮沉降增加［1］、溫室效應(yīng)加?。?］、土壤酸化［3］等一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。因此，優(yōu)化肥料投入技術(shù)，減少化肥損失，在保證果樹(shù)產(chǎn)量的前提下實(shí)現(xiàn)化肥的減施增效，是綠色農(nóng)業(yè)與可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的必然要求。新型肥料具有水溶性好、肥效快、吸收率高、使用簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)［4］，相關(guān)研究表明，新型肥料能提高果樹(shù)的品質(zhì)、促進(jìn)成花坐果、利于果樹(shù)對(duì)養(yǎng)分的吸收，以及促進(jìn)作物增產(chǎn)并提供必需的營(yíng)養(yǎng)成分，還能改良土壤結(jié)構(gòu)、提高肥料利用率［5-9］。在國(guó)家推進(jìn)化肥用量零增長(zhǎng)的大背景下，筆者試驗(yàn)通過(guò)研究幾種新型肥料的不同施用方案對(duì)蘋果產(chǎn)量、品質(zhì)及氮效率的影響，以期篩選出適合蘋果生產(chǎn)應(yīng)用的新型肥料種類及方案，為提高蘋果產(chǎn)量，促進(jìn)肥料高效利用提供依據(jù)，對(duì)加快促進(jìn)化肥零增長(zhǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2016 年3 月10 日～10 月20 日在山東省煙臺(tái)市官莊村果園中進(jìn)行，試材為7 年生平邑甜茶/M26/煙富3，株行距為2 m ×4 m。試驗(yàn)地硝態(tài)氮24.08 mg·kg-1、銨態(tài)氮15.33 mg·kg-1、有效磷27.85 mg·kg-1、速效鉀178.42 mg·kg-1、有機(jī)碳8.13 g·kg-1。肥料為中化化肥有限公司研制。選取無(wú)病蟲(chóng)害、生長(zhǎng)勢(shì)基本一致的樹(shù)體18 株，設(shè)6 個(gè)新型肥料施肥處理，所有處理有機(jī)肥用量相同，均為每株普通有機(jī)肥5 kg，土壤調(diào)理劑2.5 kg，微生物菌肥2.5 kg。各處理具體施肥方案如表1。

1.2 測(cè)定方法

氮含量:于果實(shí)成熟期(10 月20 日)每植株隨機(jī)選取15 片當(dāng)年生枝條中部葉片。樣品用去離子水沖洗干凈后，在105 ℃烘箱中下殺青30 min，隨后在80 ℃下烘干至恒量，電磨粉碎后過(guò)60 目篩，混勻后裝袋，用凱氏定氮法測(cè)定葉片全氮含量。

葉面積指數(shù)和葉綠素含量:在果實(shí)成熟期(10 月20 日)每植株隨機(jī)選取15 片當(dāng)年生枝條中部葉片，測(cè)定葉綠素含量和葉面積指數(shù)。葉面積用Taxin-1241 葉面積儀測(cè)定，葉綠素用浙江托普SPAD-502P LUS 測(cè)定。

產(chǎn)量和品質(zhì):于果實(shí)成熟期(10 月20 日)每植株隨機(jī)選取30 個(gè)果實(shí)，用于果實(shí)品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)測(cè)量。單果重用百分之一電子天平稱量，可溶性固形物采用手持折光儀測(cè)定，可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用酸堿中和滴定法測(cè)定，產(chǎn)量用電子秤稱量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用SPSS 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)單因素試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行顯著性分析。顯著性水平設(shè)定為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 新型肥料套餐處理的節(jié)肥效果

與農(nóng)民傳統(tǒng)施肥相比，本試驗(yàn)各處理節(jié)肥效果顯著。節(jié)肥量每株在0.13～0.36 kg，換算為每公頃節(jié)肥156～432 kg;其中節(jié)氮量每株為0.02～0.15 kg，即每公頃節(jié)氮24～180 kg，減少了氮肥用量4.2%～31.3%。從N、P2O5、K2O 的投入比例上來(lái)看，農(nóng)民傳統(tǒng)施肥處理接近1∶1∶1。而盛果期蘋果對(duì)N、P2O5、K2O 的需求基本上為2∶1∶2，說(shuō)明傳統(tǒng)施肥磷的比例偏高，這與市場(chǎng)上平衡型肥料偏多有關(guān)。本試驗(yàn)各處理中磷的使用量明顯降低，T4和T5 處理追肥的鉀元素比例顯著增加。

表1 不同施肥處理具體施肥方案

表2 不同施肥處理的養(yǎng)分每株投入量 (kg)

表3 不同施肥處理對(duì)蘋果葉片葉面積、葉綠素及氮含量的影響

2.2 不同施肥處理對(duì)蘋果葉片葉面積、葉綠素及葉片氮含量影響

由表2 可知，各處理樹(shù)體葉片葉面積、葉綠素及葉片氮含量有所不同，均以農(nóng)民傳統(tǒng)施肥最低，其它各處理均有效提高了葉片葉綠素含量、葉面積指數(shù)與葉片氮含量，其中T3 處理的效果最好。表明適當(dāng)?shù)淖贩屎笠骑@著促進(jìn)了葉片生長(zhǎng)與氮素累積，對(duì)于葉片功能的發(fā)揮具有重要作用。

2.3 不同施肥處理對(duì)蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

與傳統(tǒng)施肥相比，幾種新型肥料套餐處理明顯提高了果實(shí)的單果重與產(chǎn)量水平(表3)，其中，以T3 處理效果最為顯著，單果重和產(chǎn)量分別對(duì)照增加了10.9 g 和378 kg，增產(chǎn)幅度高達(dá)19.2 %;處理二的增產(chǎn)效果其次，增產(chǎn)幅度為16.27%，但該處理的單果重較低，這與單株留果量偏多有關(guān)?？梢?jiàn)，新型肥料各套餐處理增產(chǎn)效果明顯。于10月20 日(果實(shí)成熟期)測(cè)定了各處理的果實(shí)品質(zhì)，結(jié)果表明，相對(duì)農(nóng)民傳統(tǒng)施肥處理，新型肥料各套餐處理顯著提高了果實(shí)的可溶性固形物、硬度和可溶性糖含量，且均以T3 處理最大。各處理之間的風(fēng)味除取決于糖、酸含量外，還取決于糖酸比，當(dāng)蘋果中可溶性糖含量增加、可滴定酸含量降低時(shí)，糖酸比提高，本試驗(yàn)中不同處理的可滴定酸含量無(wú)顯著差異，而可溶性糖含量表現(xiàn)為T3、T4、T5 水平較高，因此其果實(shí)糖酸比含量較高。

2.4 不同施肥處理下的氮效率

氮效率是指每施用1 kg 純氮生產(chǎn)出的果實(shí)產(chǎn)量(kg)。綜合氮素投入量和產(chǎn)量數(shù)據(jù)，各個(gè)處理的氮效率見(jiàn)圖1。從圖1 中可以看出，新型肥料各套餐處理相對(duì)農(nóng)民施肥處理顯著提高了氮效率，氮效率最高的為T5，為75.6，即每施入1 kg N生產(chǎn)了75.6 kg 的蘋果，其次為T3 和T4，氮效率分別為73.6 和73，T3、T4 與T5 處理之間的氮效率差異不顯著，但顯著高于其它處理，對(duì)照最低，僅為51.2。

表4 不同處理對(duì)果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

圖1 不同施肥處理的氮效率(產(chǎn)量/kg;施氮量/kg)

3 討論

營(yíng)養(yǎng)器官的優(yōu)良生長(zhǎng)是果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵，其中葉片的生長(zhǎng)狀況尤為重要，葉片的葉綠素含量和葉面積指數(shù)可反映出葉片的生長(zhǎng)狀況以及參加光合合成有機(jī)物質(zhì)的能力。前人研究表明，新型肥料能促進(jìn)蘋果［10］和西瓜［11］的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，提高植株葉片氮含量［12］。筆者試驗(yàn)中，相對(duì)農(nóng)民傳統(tǒng)習(xí)慣施肥，新型肥料各施肥處理均有效提高了植株的葉綠素含量、葉面積指數(shù)與葉片氮含量，其中以T3 處理效果最為顯著。表明適當(dāng)?shù)淖贩屎笠骑@著促進(jìn)了葉片生長(zhǎng)與氮素累積，對(duì)于葉片功能的發(fā)揮具有重要作用。農(nóng)民傳統(tǒng)習(xí)慣在春季萌芽前追肥，這不僅對(duì)植株生長(zhǎng)的效果相對(duì)較差，還使肥料投入增多導(dǎo)致肥料利用率較低，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)淖贩屎笠?，總量控制，分期調(diào)控。

相關(guān)研究表明，新型有機(jī)肥料能顯著提高西瓜［11］、草莓［13］、油桃［14］、葡萄［15］、蘋果［16］等作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。與前人研究結(jié)果一致，筆者試驗(yàn)使用的各新型肥料不同施肥方案，均顯著提高了蘋果的產(chǎn)量及品質(zhì)。其中以T3 處理增產(chǎn)效果最為顯著，增產(chǎn)幅度高達(dá)19.2 %;T2 處理的增產(chǎn)效果其次，為16.27%。各套餐處理顯著提高了果實(shí)的可溶性固形物、硬度、可溶性糖與糖酸比，且均以T3 處理效果最好。T4 與T5 處理的氮素投入較低，但是其可溶性固形物與可溶性糖含量也表現(xiàn)出較高水平，這可能是因?yàn)檫@兩個(gè)處理夏季追肥用的是高鉀型的沖施肥，鉀的使用量明顯比其他處理高，促進(jìn)了碳水化合物的積累和轉(zhuǎn)化。

適量施氮有利于果樹(shù)的光合作用，增加光合產(chǎn)物積累［17～18］，利于果樹(shù)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，促進(jìn)成花坐果，提高果實(shí)大?。?9～20］。然而我國(guó)蘋果生產(chǎn)上氮肥使用嚴(yán)重過(guò)量［21］，這不僅造成了資源的浪費(fèi)，還帶來(lái)了一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。氮效率是指每施用1 kg 純氮生產(chǎn)出的果實(shí)產(chǎn)量(kg)，氮效率與產(chǎn)量成正比，與施氮水平成反比。葛順?lè)宓日{(diào)查發(fā)現(xiàn)［22］，我國(guó)蘋果園的平均氮效率僅有34，處于非常低的水平，與澳大利亞(氮效率335)、意大利(氮效率222)、美國(guó)(氮效率140)和日本(氮效率120)等蘋果生產(chǎn)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有很大的差距。本試驗(yàn)通過(guò)合理選用肥料配比與施用方式一定程度上提高了氮效率，最高的氮效率為75.6，各新型肥料施肥處理平均氮效率為67.6。因此建議對(duì)蘋果新型肥料專用套餐肥進(jìn)行進(jìn)一步研究，通過(guò)優(yōu)化復(fù)合肥配方以匹配蘋果的養(yǎng)分需求及土壤屬性，從而使養(yǎng)分的供應(yīng)與需求在時(shí)間和空間上達(dá)到平衡，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的同步改善。