減量化肥配施腐殖酸肥對紅棗農藝性狀、產量及品質的影響

趙滿興，劉 慧，白二磊，崔亞榮

(1.延安大學 生命科學學院,陜西 延安 716000；2.陜西省紅棗重點實驗室(延安大學),陜西 延安 716000)

紅棗作為重要的經濟樹種，不僅具有較高的營養(yǎng)價值[1～2]，同時也兼具水土保持的作用，在我國西北地區(qū)廣泛種植。然而近年來由于盲目追求產量，導致化肥過量問題普遍存在[3]。化肥的過量使用不僅會使土壤板結，通氣透水性降低，同時也會降低其有機質含量和生物活性[4]，對土壤造成一系列的負面影響，最終使紅棗產量和品質降低，農民經濟收入減少。因此，如何減少化肥的施用，修復受損土壤結構、提高土壤肥力，已成為目前紅棗種植生產中亟需解決的問題之一。鑒于有機肥具有增加土壤有機質含量、改善土壤結構、提高土壤酶活性，且可提高作物產量和品質的特點[5～7]，增施有機肥或使用有機肥部分替代化肥可能是減少化肥使用的有效途徑。

腐殖酸肥是目前廣泛使用的一種有機肥料，其不僅可以改善土壤結構，同時可為植物生長長期提供肥力，促進各種蔬菜、作物和果樹的生長以及品質提高[8～9]。如有研究表明施用腐殖酸肥可顯著提高玉米[10]、草莓[11]和番茄[12]等的肥料利用效率，促進其生長，從而大幅提高上述作物的產量。然而，目前關于上述有機肥料對紅棗影響的研究尚顯不足，且多數局限于分析完全替代化肥或增施腐殖酸肥的影響，而對采用腐殖酸肥部分替代化肥對棗樹生長、產量和品質影響的研究則尚少報道。而限于有機肥肥效緩慢、供肥持久和后期養(yǎng)分充足的特點，生產實踐難以使用上述有機肥完全替代化肥。因此，如何根據棗樹養(yǎng)分需求合理使用有機肥部分替代化肥尚需加以研究。

紅棗種植是延安市農業(yè)經濟的主導產業(yè)之一，長期以來的過施化肥現象已經造成當地棗園土壤性質有所惡化，成為當地紅棗產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的潛在威脅之一。因此，筆者研究以延安市延川縣白家圪嶗村大棚內駿棗為研究對象，以常規(guī)施肥為對照，研究化肥減量配施腐殖酸肥和生物有機肥對當地紅棗生長、產量和品質的影響，以期在保證紅棗產量穩(wěn)定的條件下減少化肥施用，提高棗果品質，為陜北地區(qū)棗園合理施肥提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗于2017年4月至12月在延川縣白家圪嶗村(109°36′20″～110°26′44″E，36°37′15″～37°5′55″N)紅棗實驗基地大棚內進行，當地屬黃土高原丘陵溝壑區(qū)，溫帶大陸性季風氣候，平均海拔850 m，年平均氣溫10.6℃，年降水量500 mm，無霜期185 d。試驗區(qū)土壤為黃綿土，土壤容重1.26 mg·kg-1，土壤有效N、P、K含量分別為48.29 mg·kg-1、5.72 mg·kg-1和86.3mg·kg-1，土壤有機質含量為10.37 g·kg-1，土壤pH為8.42，土壤類型為砂質壤土。

1.2 施肥試驗

試驗紅棗品種為“闖王”駿棗，設置4個處理：①CF(2016年施肥試驗產量較好的處理，每株施尿素1.5 kg,施過磷酸鈣1.5 kg,硫酸鉀1.0 kg；②80%CF+HF1(80%CF+腐殖酸肥每株0.5 kg)；③60%CF+HF2(60%CF+腐殖酸肥每株1.0 kg)；④40%CF+HF3(40%CF+腐殖酸肥每株1.5 kg)。隨機區(qū)組設計，3株視為一個處理，各處理重復3次(表1)。腐殖酸肥各處理的替代率均為27.8%。所有處理的基肥均為棗農堆制的腐熟羊糞，有機質含量126.07 g·kg-1，全碳51.38 g·kg-1，全氮4.83 g·kg-1，無機氮402.64 mg·kg-1，全磷4.05 g·kg-1，全鉀3.27 g·kg-1，碳氮比10.64。腐熟羊糞施用量均為每株20 kg，試驗氮肥、磷肥和鉀肥分別為尿素(含N量46%)、過磷酸鈣(含P量12%)和硫酸鉀(含K量50%)。腐殖酸肥中腐殖酸≥45%，pH 7.50。所有肥料作為基肥一次性施入，于春季棗樹萌芽前(4 月25日)，在樹冠投影外圍以樹干為中心，挖寬40 cm深35 cm的圓形環(huán)狀溝，均勻地將試驗所用的肥料施入溝內然后覆土。

表1試驗各處理每株肥料用量(kg)

處理腐殖酸肥尿素過磷酸鈣硫酸鉀腐熟羊糞CF01.51.51.02080%CF+HF10.51.21.20.82060%CF+HF21.00.90.90.62040%CF+HF31.50.60.60.420

1.3 指標測定

于9月底采摘紅棗并計算產量，對單棗重、棗果長軸、周長和棗吊長度進行測定。其中，在每棵樹的東、南、西、北四個方向分別選取長勢完好的棗吊，用卷尺測定棗吊長度，并采集10個棗用游標卡尺測定棗果長軸和周長，用千分之一天平測定單果重。采集的鮮棗帶回實驗室保存于4℃冰箱內，并于10月至12月在實驗室內測定棗果可食率、出干率、以及總糖、還原性糖、Vc、有機酸、蛋白質、灰分和黃酮含量。其中，出干率采用重量法測定；總糖含量采用蒽酮比色法測定；還原性糖含量采用3,5-二硝基水楊酸比色法測定；Vc含量采用2,6-二氯靛酚滴定法測定；有機酸含量采用酸堿滴定法測定；蛋白質含量采用考馬斯亮藍G-250染色法測定；灰分采用重量法測定；黃酮含量采用比色法測定[13]。

1.4 數據處理

采用SPSS 20.0軟件處理數據，采用單因素方差分析one-way ANOVA檢測不同處理間指標差異顯著性，多重比較采用Duncan新復極差法，α=0.05。

2 結果與分析

2.1 化肥減量配施腐殖酸肥對紅棗農藝性狀的影響

由圖1知，與化肥常規(guī)用量處理相比，化肥減量配施腐殖酸肥處理均增加棗果長軸。減量20%、40%和60%的處理分別使棗果長軸增加9.2%、4.7%和4.7%。減量20%和60%的處理均能增加棗果周長和棗吊長度，但是沒有達到顯著差異水平。化肥減量40%配施腐殖酸肥每株1.0 kg處理(60%CF+BF2)反而降低了棗果周長和棗吊長度，但是沒有達到顯著差異水平。總體來看，化肥減量配施腐殖酸肥對棗樹農藝性狀影響不大。

圖1 不同施肥處理對紅棗農藝性狀的影響

2.2 化肥減量配施腐殖酸肥對紅棗品質的影響

如表2所示，與化肥常規(guī)用量處理相比，化肥減量配施腐殖酸肥處理均增加了蛋白質含量、維生素C含量、還原糖含量、可溶性總糖含量、有機酸含量和黃酮含量。這與腐殖酸肥中含有的腐殖酸具有促進品質的作用有關。減量20%、40%和60%的處理分別使蛋白質含量增加1.3%、29.8%和4.9%，維生素C含量增加2.7%、12.1%和19.0%，還原糖增加7.6%、13.0%和28.5%，可溶性總糖增加22.1%、44.3%和34.5%，有機酸增加7.5%、3.5%和2.9%，黃酮增加53.3%、50.6%和15.7%。不同化肥減量之間比較，化肥減量20%配施腐殖酸肥每株0.5 kg處理(80%CF+BF1)在蛋白質、可溶性總糖方面均增加幅度最高，化肥減量60%配施腐殖酸肥每株1.5 kg處理(40%CF+BF3)在維生素C、還原糖方面均增加幅度最高。綜合考慮，在常規(guī)施用化肥的基礎上，化肥減量40%～60%配施生物有機肥每株1.0～1.5 kg處理(60%CF+BF2，40%CF+BF3)對紅棗品質提升效果最好。可見，腐殖酸在紅棗品質提升方面具有一定作用。

表2 不同施肥處理對紅棗品質的影響

注: 同列不同字母表示處理間差異顯著，下同。

2.3 化肥減量配施腐殖酸肥對紅棗產量的影響

由表3知，與化肥常規(guī)用量處理相比，化肥減量配施腐殖酸肥處理均增加紅棗產量、單棗重、灰分含量、可食率和出干率。減量20%、40%和60%的處理分別使紅棗產量增加31.2%、24.6%和5.6%，單棗重增加26.8%、9.0%和14.8%，灰分含量增加49.9%、37.5%和9.4%，可食率增加0.7%、1.3%和0.9%，出干率增加20.9%、16.7%和19.8%。由此可見，化肥減量20%配施腐殖酸肥每株0.5 kg處理(80%CF+BF1)增產效果最好。化肥減量60%配施生物有機肥每株1.5 kg處理(40%CF+BF3)產量和單棗重反而低于化肥減量40%配施生物有機肥每株1.0 kg處理(60%CF+BF2)，說明化肥和腐殖酸肥配施比例對于紅棗產量有顯著影響，適當比例配施可以促進產量增加。不同化肥減量之間比較，化肥減量20%配施腐殖酸肥每株0.5 kg處理(80%CF+BF1)在單棗重、灰分、可食率及出干率方面均增加幅度最高。

表3 不同施肥處理對紅棗產量的影響

3 討論

腐殖酸肥能夠直接補充土壤腐殖質含量，從而改善土壤營養(yǎng)狀況，提高作物產量和改善品質[8]。筆者研究結果表明，腐殖酸肥處理顯著增加棗果長軸、產量和單棗重，且H1(每株0.5 kg)處理效果最好。Yildirim等[14]的研究表明腐殖酸肥能夠顯著增加番茄果實直徑、果實長度和果實重量，Unlu等[15]也報道其可顯著增加黃瓜果實直徑和果實重量，從而提高作物產量。筆者研究結果與上述結果相似，其原因可能是腐殖酸增加土壤中有機酸含量，使土壤中難溶的養(yǎng)分得到釋放，從而增加土壤中養(yǎng)分有效性，促進植株的生殖生長和營養(yǎng)生長[16]。同時，有研究表明腐殖酸可以促進棗樹對K的吸收，而K可促進植物的光合作用，增加光合產物(碳水化合物)的積累，促進果實的膨大[17～18]，因此，筆者研究中棗果長軸以及周長(H1)的顯著增加可能是由于腐殖酸促進棗樹K素的吸收所致。此外，有研究表明，腐殖酸肥可以增加植物中細胞分裂素含量、促進細胞的伸長[11,18]，研究中棗果果實的顯著膨大也可能是植物激素調節(jié)導致果實中細胞數量和體積的增加，最終使得棗果長軸和周長的顯著增加。對于棗果品質而言，腐殖酸肥處理總體上使蛋白質、Vc和可溶性總糖含量顯著提高，使黃酮含量由顯著提高過渡到顯著降低。這與李小玉等[12]在腐殖酸肥使番茄果實Vc和可溶性總糖含量顯著提高的研究結果相似，而與Aminifard等[19]關于腐殖酸肥對辣椒果實黃酮和Vc含量無顯著影響的結果不同。這可能是由于腐殖酸肥導致的光合產物(特別是碳水化合物)增加積累在果實中，從而提高果實中糖含量[16]，當然鑒于所研究的植物種類、生長環(huán)境以及施肥方式的不同導致研究結果之間存在一定差異。此外，有研究表明，腐殖酸可以促進蛋白質合成，提高蔗糖合成酶和Vc合成酶的活性[18～20]，這也是筆者研究中棗果品質提高的重要原因。值得注意的是腐殖酸肥過量將導致黃酮含量降低，在實際應用中因采取適宜的腐殖酸肥用量進行紅棗的生產。

4 結論

(1)與常規(guī)施用化肥比較，化肥減量配施腐殖酸肥能夠顯著增加棗果周長、棗吊長度和棗果長軸、產量及改善品質。化肥配施腐殖酸肥較常規(guī)施用化肥紅棗產量分別增加了31.2%、24.6%和5.6%，單棗重增加26.8%、9.0%和14.8%，灰分含量增加49.9%、37.5%和9.4%，可食率增加0.7%、1.3%和0.9%，出干率增加20.9%、16.7%和19.8%。

(2)化肥減量20%、40%和60%的處理分別使蛋白質含量增加1.3%、29.8%和4.9%，維生素C含量增加2.7%、12.1%和19.0%，還原糖增加7.6%、13.0%和28.5%，可溶性總糖增加22.1%、44.3%和34.5%，有機酸增加7.5%、3.5%和2.9%，黃酮增加53.3%、50.6%和15.7%。

(3)在本試驗條件下，綜合考慮農藝性狀、產量因素，化肥減量20%配施生物有機肥每株0.5 kg處理(80%CF+BF1)效果最好；從紅棗品質角度考慮，化肥減量40%～60%配施生物有機肥每株1.0～1.5 kg處理(60%CF+BF2，40%CF+BF3)最佳。