新型肥料在蘋果上的應用效果研究

田 歌，葛順峰，李慧峰

(1.山東農業大學 園藝科學與工程學院，作物生物學國家重點實驗室，山東 泰安 271018;2.山東省果樹研究所，山東 泰安 271000)

蘋果具有生態適應性強、耐儲性好及供應周期長等特點，是近20 a 來效益穩定的經濟作物。據國家數據網顯示，2017 年全國蘋果種植面積高達194.7 萬hm2，總產量4 139 萬t，均居世界首位，已成為我國促進農民增收的重要支柱產業。然而，為了獲得較高的產量，果農大量投入化肥，這不僅帶來了生產成本的提高，還造成了氮沉降增加［1］、溫室效應加劇［2］、土壤酸化［3］等一系列的生態環境問題。因此，優化肥料投入技術，減少化肥損失，在保證果樹產量的前提下實現化肥的減施增效，是綠色農業與可持續發展農業的必然要求。新型肥料具有水溶性好、肥效快、吸收率高、使用簡單方便等優點［4］，相關研究表明，新型肥料能提高果樹的品質、促進成花坐果、利于果樹對養分的吸收，以及促進作物增產并提供必需的營養成分，還能改良土壤結構、提高肥料利用率［5-9］。在國家推進化肥用量零增長的大背景下，筆者試驗通過研究幾種新型肥料的不同施用方案對蘋果產量、品質及氮效率的影響，以期篩選出適合蘋果生產應用的新型肥料種類及方案，為提高蘋果產量，促進肥料高效利用提供依據，對加快促進化肥零增長目標的實現具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2016 年3 月10 日～10 月20 日在山東省煙臺市官莊村果園中進行，試材為7 年生平邑甜茶/M26/煙富3，株行距為2 m ×4 m。試驗地硝態氮24.08 mg·kg-1、銨態氮15.33 mg·kg-1、有效磷27.85 mg·kg-1、速效鉀178.42 mg·kg-1、有機碳8.13 g·kg-1。肥料為中化化肥有限公司研制。選取無病蟲害、生長勢基本一致的樹體18 株，設6 個新型肥料施肥處理，所有處理有機肥用量相同，均為每株普通有機肥5 kg，土壤調理劑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 測定方法

氮含量:于果實成熟期(10 月20 日)每植株隨機選取15 片當年生枝條中部葉片。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60 目篩，混勻后裝袋，用凱氏定氮法測定葉片全氮含量。

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

產量和品質:于果實成熟期(10 月20 日)每植株隨機選取30 個果實，用于果實品質相關指標測量。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定，可滴定酸質量分數采用酸堿中和滴定法測定，產量用電子秤稱量。

1.3 數據處理

用Microsoft Excel 2016 進行數據處理，用SPSS 數據分析系統單因素試驗統計分析方法進行顯著性分析。顯著性水平設定為α=0.05。

2 結果與分析

2.1 新型肥料套餐處理的節肥效果

與農民傳統施肥相比，本試驗各處理節肥效果顯著。節肥量每株在0.13～0.36 kg，換算為每公頃節肥156～432 kg;其中節氮量每株為0.02～0.15 kg，即每公頃節氮24～180 kg，減少了氮肥用量4.2%～31.3%。從N、P2O5、K2O 的投入比例上來看，農民傳統施肥處理接近1∶1∶1。而盛果期蘋果對N、P2O5、K2O 的需求基本上為2∶1∶2，說明傳統施肥磷的比例偏高，這與市場上平衡型肥料偏多有關。本試驗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 不同施肥處理的養分每株投入量 (kg)

表3 不同施肥處理對蘋果葉片葉面積、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，各處理樹體葉片葉面積、葉綠素及葉片氮含量有所不同，均以農民傳統施肥最低，其它各處理均有效提高了葉片葉綠素含量、葉面積指數與葉片氮含量，其中T3 處理的效果最好。表明適當的追肥后移顯著促進了葉片生長與氮素累積，對于葉片功能的發揮具有重要作用。

2.3 不同施肥處理對蘋果產量和品質的影響

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

2.4 不同施肥處理下的氮效率

氮效率是指每施用1 kg 純氮生產出的果實產量(kg)。綜合氮素投入量和產量數據，各個處理的氮效率見圖1。從圖1 中可以看出，新型肥料各套餐處理相對農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，對照最低，僅為51.2。

表4 不同處理對果實產量和品質的影響

圖1 不同施肥處理的氮效率(產量/kg;施氮量/kg)

3 討論

營養器官的優良生長是果樹生長發育的關鍵，其中葉片的生長狀況尤為重要，葉片的葉綠素含量和葉面積指數可反映出葉片的生長狀況以及參加光合合成有機物質的能力。前人研究表明，新型肥料能促進蘋果［10］和西瓜［11］的營養生長，提高植株葉片氮含量［12］。筆者試驗中，相對農民傳統習慣施肥，新型肥料各施肥處理均有效提高了植株的葉綠素含量、葉面積指數與葉片氮含量，其中以T3 處理效果最為顯著。表明適當的追肥后移顯著促進了葉片生長與氮素累積，對于葉片功能的發揮具有重要作用。農民傳統習慣在春季萌芽前追肥，這不僅對植株生長的效果相對較差，還使肥料投入增多導致肥料利用率較低，應當適當的追肥后移，總量控制，分期調控。

相關研究表明，新型有機肥料能顯著提高西瓜［11］、草莓［13］、油桃［14］、葡萄［15］、蘋果［16］等作物的產量和品質。與前人研究結果一致，筆者試驗使用的各新型肥料不同施肥方案，均顯著提高了蘋果的產量及品質。其中以T3 處理增產效果最為顯著，增產幅度高達19.2 %;T2 處理的增產效果其次，為16.27%。各套餐處理顯著提高了果實的可溶性固形物、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出較高水平，這可能是因為這兩個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，促進了碳水化合物的積累和轉化。

適量施氮有利于果樹的光合作用，增加光合產物積累［17～18］，利于果樹營養生長，促進成花坐果，提高果實大?。?9～20］。然而我國蘋果生產上氮肥使用嚴重過量［21］，這不僅造成了資源的浪費，還帶來了一系列的生態環境問題。氮效率是指每施用1 kg 純氮生產出的果實產量(kg)，氮效率與產量成正比，與施氮水平成反比。葛順峰等調查發現［22］，我國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(氮效率140)和日本(氮效率120)等蘋果生產發達國家相比仍有很大的差距。本試驗通過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。因此建議對蘋果新型肥料專用套餐肥進行進一步研究，通過優化復合肥配方以匹配蘋果的養分需求及土壤屬性，從而使養分的供應與需求在時間和空間上達到平衡，實現經濟效益與環境效益的同步改善。