滴灌減量施肥對梨樹體養分及果實產量、品質的影響

謝昶琰，王迪，安祥瑞，吳中營，王東升，魏樹偉，王少敏，董園園，徐陽春，董彩霞

摘要：采用田間試驗，以9年生中梨1號梨樹為試材，連續2年以常規施肥槍施肥為對照，以3種水溶肥35-10-7、17-17-16-TE和18-9-24-TE分別在采后、幼果期和膨大期以組合“套餐”形式，通過水肥一體化滴灌方式施肥。探討水肥一體化滴灌施肥方式下梨樹水溶肥組合對樹體生長、果實產量及品質的影響，為梨樹減肥提質增效提供科學的施肥依據。結果表明：1）2種施肥方式下各生育期內大、中量元素含量基本表現為短梢葉高于長梢葉，處理間無顯著差異;微量元素Fe、Cu、B含量均表現為滴灌施肥方式下較高。2）果實中的N、P、K大量元素含量和Fe、Mn、B、Zn微量元素含量變化趨勢較一致，均在果實發育中前期較高;在二次膨大期至成熟期，滴灌施肥方式下果實N、K元素和Ca元素含量顯著高于對照。3）與對照相比，滴灌施肥方式能顯著提高產量，2018年和2019年單株產量分別比對照高15.5%和52.9%;果實縱橫徑和果形指數無顯著差異，可溶性固形物含量在2018年試驗中無顯著差異，而2019年低于對照，與負載量過大有關。綜上所述，滴灌施肥方式下梨樹水溶肥組合套餐可顯著提高產量，尤其是提高了商品果產量，對果實單果質量、大小和果形指數影響不大。同時生產中應注意負載量應與供肥量協調。

關鍵詞：梨;滴灌施肥;水溶肥;水肥一體化;產量; 品質

中圖分類號：S661.2文獻標識碼：A文章編號：1000-4440（2021）06-1526-08

Effects of drip irrigation and reducing fertilization on tree nutrient， fruit yield and quality of pear

XIE Chang-yan1，2，WANG Di1，AN Xiang-rui1，WU Zhong-ying3，WANG Dong-sheng3 ，WEI Shu-wei4，WANG Shao-min4，DONG Yuan-yuan5，XU Yang-chun1，DONG Cai-xia1

（1.Jiangsu Provincial Key Lab of Solid Organic Waste Utilization/Jiangsu Collaborative Innovation Center of Solid Organic Wastes/Educational Ministry Engineering Center of Resource-saving Fertilizers， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， China;2.Huaiyin Institute of Agricultural Sciences of Xuhuai Region in Jiangsu， Huai'an 223001， China;3.Institute of Horticulture， Henan Academy of Agricultural Sciences， Zhengzhou 450002， China;4.Shandong Institute of Pomology， Tai′an， 271000， China;5.Changzhou Agricultural Technology Extension Center， Jiangsu Province， Changzhou 213000， China）

Abstract：In this study， field experiments were conducted with the nine-year-old Zhongli No.1 as test material. The conventional fertilization was used as control for two consecutive years. Three kinds of water soluble fertilizers （35-10-7， 17-17-16-TE and 18-9-24-TE） were supplied by drip irrigation in the form of combination at post-harvest， young fruit stage and expansion stage， respectively. The effects of water soluble fertilizer on pear growth， fruit yield and quality under drip irrigation of integrative water and fertilizer were investigated to provide scientific fertilization basis for reducing fertilization， improving quality and efficiency of pear tree. The results showed that the contents of large and medium elements in short-shoot leaves during different growth stages were higher than those in long-shoot leaves under two fertilization methods， and there was no significant difference between treatments. The contents of Fe， Cu and B were higher under drip irrigation. The contents of N， P， K， Fe， Mn， B and Zn in fruits showed a consistent trend， which were higher in the early and middle stages of fruit development. The contents of N， K and Ca in fruits under drip irrigation were significantly higher than those under the control from secondary expansion stage to maturity stage. Compared with the control， drip irrigation treatment could significantly improve the yield. The yield per plant in 2018 and 2019 under drip irrigation treatment was 15.5% and 52.9% higher than that under the control， respectively. However， there were no significant differences in fruit transverse diameter， vertical diameter and shape index. The soluble solid content showed no significant difference in 2018， but it was lower than that in control in 2019， which was related to excessive load. In summary， the combination of water-soluble fertilizers under drip irrigation can significantly increase the yield of pear tree， especially the yield of commodity fruit， and has little effect on the weight， size and shape index of the fruit. In production， it should be noted that the load should be coordinated with the amount of fertilizer.

Key words：pear;drip irrigation;water soluble fertilizer;water and fertilizer integration;yield;quality

梨是中國種植范圍最廣的果樹之一，其栽培面積和產量分別占世界總栽培面積和總產量的69.1%和68.4%[1]?，F階段中國梨園施肥仍較為粗放，尤其忽視施肥時期和養分投入比例，施肥方式以樹下撒施或淺埋尿素或復合肥為主，造成了一系列土壤生態和樹體養分失衡問題，導致資源浪費和環境污染[2-3]。同時，中國水資源供需矛盾明顯，農業用水量增幅極小，水資源脅迫度增加[4]。水肥一體化技術是將肥料溶解在水里，通過灌溉系統輸送到作物根部，符合根系對水分和養分的同時吸收特性，可有效解決作物需水和需肥問題[5-6]，也是近年來在化肥和農藥“雙減”中大力推廣的“減肥增效”措施。王立飛[6]研究結果表明在常量水+半量肥的水肥處理下，黃冠梨葉片氮、鉀和鐵含量顯著高于對照，且果實可溶性固形物和可滴定酸含量表現為最佳。李雙雙[7]研究發現水肥耦合處理能提高藍莓果實產量以及枝條和葉片氮、磷、鉀的含量，而對果實可溶性固形物和橫徑無顯著影響。陸樹華等[8]采用改進過的實用型灌溉施肥系統，可顯著提高柑桔產量和果實品質，相比傳統灌溉施肥方式在節水、增產方面均有明顯優勢。施肥槍技術是一種簡易的水肥同時施用模式，是在容器中將肥料溶解在一定量水中，通過人工手持施肥槍在每棵樹下施用，與傳統施肥相比，一定程度上減少了化肥的使用量，提高了肥料利用率和施肥效率。水肥一體化滴灌方式是一種最佳的水肥耦合方式，本研究以9年生早熟中梨1號梨樹為試驗材料，以當地較多采用的施肥槍施肥方式為對照，連續2年采用滴灌方式研究水肥耦合對全生育期樹體礦質養分及果實產量和品質等方面的影響，探討水肥耦合效應在施肥槍減肥的基礎上進一步發揮的化肥減施增效潛力，以期為梨樹優質高產栽培提供科學的施肥依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2017-2019年在河南省農業科學院現代農業科技試驗示范基地國家梨產業技術體系鄭州綜合試驗站進行。供試材料為9年生中梨1號梨樹（Pyrus bretschneideri Rehd. cv. Zhong Li No.1），株行距2 m×4 m，試驗面積約0.2 hm2。該試驗基地位于原陽縣（E 113°36′，N 34°55′），屬于暖溫帶大陸性季風型氣候，年平均日照時間為1 925.1 h，年平均降水量為573.3 mm。土壤類型為砂壤土，其基本理化性質如表1所示。

1.2試驗設計

試驗設置2個處理：（1）對照（T1），為當地常規習慣施肥，施肥種類和用量為當地果農提供，全年投入N、P2O5、K2O總量分別為486 kg/hm2、243 kg/hm2和534 kg/hm2，分別于4月28日（幼果期）、5月29日（新梢停長期）、6月24日（果實膨大期）采用施肥槍施肥，3個時期肥料施用量相同;（2）滴灌減量施肥處理（T2），根據梨樹不同生育期對養分的需求特征，以3種水溶肥35-10-7、17-17-16-TE和18-9-24-TE分別在采后、幼果期和膨大期以組合“套餐”形式提供，全年投入N、P2O5、K2O總量分別為132.75 kg/hm2、73.50 kg/hm2、137.25 kg/hm2，施肥方式為智能水肥一體機滴灌施肥，3個時期肥料施用量相同。每年秋季2個處理均施商品有機肥15 000 kg/hm2，其他管理按常規進行，疏花、疏果后套袋。

1.3樣品采集

梨樹各生育期花和葉片樣品采集時間分別為2017年10月26日（老葉）、2017年12月5日（落葉期）、2018年4月6日（花期）、2018年4月28日（幼果期）、2018年6月11日（二次膨大期）、2018年7月25日（成熟期）。

花期花采集：挑選長勢基本一致的梨樹，于東南西北4個方位采集花和幼葉部分，每個處理6棵樹，每2棵樹為一個重復，每個重復8～10個樣品。

葉片采集：挑選長勢基本一致的梨樹，于東西南北4個方位分別采集梨樹新梢中上部和結果枝葉片，每個處理6棵樹，每2棵樹為一個重復，每個重復8～10個樣品。

果實采集：2018年每個處理隨機選取6棵樹，在每棵樹體外圍東西南北4個方位隨機摘取8個大小相似無機械損傷和無病蟲害的果實，裝入保鮮冰盒低溫運回實驗室進行稱量和品質分析。2019年果實采收時采用自動選果機對果實進行分級：每個處理隨機選取6棵樹，將果實全部采下，通過自動選果機按照梨果的大小進行分級，根據中梨1號市場定位，將單果質量在250 g以上的果實定為商品果，低于250 g的果實定為非商品果，在單果質量大于400 g和250～400 g 2個等級中各隨機選取6個果實稱量后進行品質分析。

1.4指標測定

1.4.1產量測定在果實成熟期測定梨產量。將2個處理下各試驗樹果實全部采下，用電子秤稱取株產量。

1.4.2果實品質測定用電子天平稱量果實單果質量。用游標卡尺測量果實橫縱徑，果形指數=縱徑/橫徑。采用FT 327型硬度計（意大利 BREUZZI公司）測定果實硬度。采用PAL-1型電子折光儀（日本ATAGO 公司）測定可溶性固形物含量。

1.4.3礦質養分含量測定將植株樣品用去離子水洗凈，于105 ℃殺青30 min，70 ℃下烘至恒質量，研磨后放置自封袋中。參考鮑士旦[9]的方法，采用 H2SO4-H2O2消煮植株后用Auto Analyzer3流動分析儀測定全氮含量。參考本實驗室方法[10]采用濃硝酸∶高氯酸=4∶1消煮后用ICP-OES（電感耦合等離子體發射光譜儀）測定其他礦質元素含量。

1.5數據分析

采用SPSS 20統計分析軟件對數據進行分析， Origin8.5和Microsoft Excel 2016進行圖表制作。

2結果與分析

2.1不同施肥處理對梨樹花礦質養分含量的影響

如圖1所示，花中除了鈣、鐵、鋅3種元素外，不同施肥方式下其他元素含量無顯著差異。與對照相比，滴灌處理下鈣、鐵、鋅元素含量分別下降14.4%、33.7%和41.2%。

2.2不同施肥處理對梨樹葉片礦質養分含量的影響

2.2.1對大、中量元素含量的影響各處理下不同部位葉片大、中量元素含量呈現相同的變化趨勢，基本表現為短梢葉>長梢葉（圖2）。隨著生育期的變化，不同處理下氮、磷元素含量在落葉前40 d至落葉期顯著降低并處于最低值，初花期施肥后、盛花期含量達到最高值，于幼果期、二次膨大期、成熟期緩慢降低。不同部位葉片不同處理下鉀元素含量的年周期變化趨勢為先顯著降低花期施肥后迅速上升，在成熟期達到最大值。不同處理的長梢葉片Ca、Mg元素含量年周期變化趨勢一致，由2017年落葉前40 d到落葉期含量顯著上升，但盛花期含量最低，隨后持續上升，于成熟期達到最大值。結果枝葉Ca、Mg元素含量在各個生育期中變化趨勢一致，為先降后升，均在盛花期達到最小值，不同的是，Ca元素含量趨勢為由花期之后逐漸上升至最大值，而Mg元素含量則上升至二次膨大期之后降低。

相同礦質元素不同小寫字母表示元素含量在不同施肥方式下的差異達0.05水平顯著。

T1：施肥槍施肥方式;T2：滴灌施肥方式。a：落葉前40 d;b：落葉期;c：盛花期;d：幼果期;e：二次膨大期;f：成熟期。

2.2.2對微量元素含量的影響2個處理不同部位葉片微量元素含量各生育期表現出較大差異，短梢葉各生育期Fe、Mn、Cu元素含量均明顯高于長梢葉，不同部位葉片2個處理Zn、B元素含量基本無明顯差異（圖3）。從葉片不同部位來看，不同施肥方式下梨長梢葉微量元素Fe、Cu、B元素含量變化趨勢基本一致，且均為T2處理盛花期時處于最大值，分別為575.6 mg/kg、153.0 mg/kg和294.0 mg/kg，是同一時期對照（T1）的2.3倍、5.0倍和1.8倍。而短梢葉的Fe元素含量各處理不同生育期趨勢均為先上升后下降再升高，且與對照（T1）相比，盛花期滴灌施肥處理（T2）顯著增加151.8%，成熟期滴灌施肥處理（T2）顯著減少60.3%。各處理Zn元素含量在不同部位各生育期變化趨勢一致，均為先升后降再升高，成熟期達到最高，且T1對照顯著高于T2處理。

2.3不同施肥處理對梨樹果實礦質養分含量的影響

2.3.1對大、中量元素的影響各果實發育期不同施肥方式的果實中N、P、Mg元素含量變化趨勢較一致，均在幼果期含量最高，而N、Ca元素含量在幼果期至二次膨大期降幅較大，分別約為61.3%～62.0%和69.1%～72.2%（圖4）。從不同施肥處理來看，對照中N、K、Ca元素含量在幼果期-二次膨大期明顯高于滴灌施肥處理，之后至成熟期則趨勢相反，P元素含量在2個處理間無明顯差異。

T1：施肥槍施肥方式;T2：滴灌施肥方式。a：落葉前40 d;b：落葉期;c：盛花期;d：幼果期;e：二次膨大期;f：成熟期。

T1：施肥槍施肥方式;T2：滴灌施肥方式。

2.3.2對微量元素的影響不同施肥方式的果實中Fe、Zn元素含量變化趨勢較一致，均在幼果期含量最高，至二次膨大期含量降到最低值，隨后升高（圖5）。其中滴灌施肥處理Fe元素含量在幼果期-二次膨大期降幅較大，約為81.0%，且顯著高于對照，對于Mn、B、Zn元素，幼果期-二次膨大期對照顯著高于滴灌施肥處理，二次膨大期-成熟期表現為相反趨勢。不同施肥方式的Cu元素含量變化趨勢為從幼果期開始就一直降低，幼果期，對照是滴灌施肥處理的4.6倍;二次膨大期時，與滴灌施肥處理相比，對照降低197.57%;成熟期時，對照是滴灌處理的1.2倍。

2.4梨樹不同部位葉片大、中量元素含量的相關性

對中梨1號梨樹長梢葉和短梢葉大、中量元素含量進行相關性分析（表2）。長梢葉幼果期Ca、Mg元素含量呈顯著正相關關系;二次膨大期K、Mg元素含量呈顯著負相關關系，而N、Mg元素含量呈顯著正相關關系;成熟期時N元素含量與Ca、Mg元素含量呈顯著正相關關系，而Ca元素含量與Mg元素含量呈顯著正相關關系。短梢葉幼果期N、P元素含量分別與Ca、Mg元素含量有顯著正相關性，P元素含量與K元素含量呈極顯著負相關關系，K元素含量與Ca、Mg元素含量呈極顯著負相關關系，Ca元素含量與Mg元素含量呈顯著正相關關系;二次膨大期時K元素含量與Ca、Mg元素含量呈極顯著負相關關系，Ca元素含量與Mg元素含量呈極顯著正相關關系;成熟期時N元素含量與K、Ca、Mg元素含量有顯著正相關性，P元素含量與K元素含量呈顯著正相關關系，P元素含量與Ca元素含量呈顯著負相關關系，Ca元素含量與Mg元素含量呈極顯著正相關關系。

2.5不同施肥處理對中梨1號梨樹產量的影響

2年試驗結果（表3）表明，施肥槍施肥（對照）和滴灌施肥處理2018年株產量分別為45.38～52.84 kg和43.53～75.33 kg，2019年株產量分別為18.9～33.45 kg和45.0～57.65 kg，2年中滴灌施肥處理產量比對照分別高15.5%（2018）和52.9%（2019）。2018年和2019年兩種施肥方式下平均單果質量均無顯著差異。2019年通過對整株梨樹果實進行分級測定，發現兩種施肥方式下果實商品率及品級內的果實平均單果質量亦無顯著差異，但滴灌施肥處理大于250 g的商品果產量比對照高51.9%。

2.6不同施肥處理對梨樹果實品質的影響

2年試驗結果（表4、表5）表明，果實橫縱徑、果形指數在處理間無顯著差異。不同年份間果實硬度存在差異，2019年2個施肥處理的果實硬度明顯高于2018年;不同處理間，2018年滴灌施肥處理果實硬度平均值高于對照，2019年則無明顯差異。2018年2個處理果實可溶性固形物含量無顯著差異，2019年滴灌施肥處理明顯下降，比對照降低了6.7%，分析發現降低與大于400 g果實的可溶性固形物含量較低有關，這可能與大果高負載量有關（表5）。

3討論

3.1滴灌減量施肥對梨樹樹體礦質養分的影響

葉片是植物制造養分的主要器官，也是為當年果實生長發育和花芽分化提供和積累貯藏養分的重要“源”器官，因此果樹葉片的礦質元素含量變化規律在一定程度上反映果樹的營養特性[11]。本研究結果表明，盛花期至二次膨大期和落葉前40 d至落葉期2個階段，不同部位葉片中氮、磷元素含量降幅較大，這與姜繼元等[12]研究結果相似，2個處理間氮、磷元素含量各生育期無明顯變化。鉀含量則是落葉前40 d至落葉期顯著下降后逐步上升，與武曉等[13]發現的葉片鉀含量隨著果樹生長發育降低的趨勢相悖，我們推測可能與施肥方式有關，后者采用傳統施肥模式，即在萌芽前和膨大期土壤穴施鉀肥，而本研究中2種施肥方式都是將肥料溶解于水里少量多次供應。果實中N、P、K大量元素含量和Fe、Mn、B、Zn微量元素含量變化趨勢較一致，均在果實發育中前期含量較高，發育后期變化較小，這可能與果實迅速膨大的稀釋作用有關。謝凱[11]對豐水梨及黃金梨樹體礦質元素含量分析也發現，葉片中氮、磷含量隨葉齡增加而降低，果實中礦質元素含量隨果實膨大呈遞減趨勢。不同施肥方式下梨樹長梢葉和短梢葉Fe、Zn元素含量在盛花期至二次膨大期表現下降趨勢，至成熟期顯著上升，這與朱海峰等[14]和彭福田等[15]研究結果相似。滴灌施肥與常規施肥處理葉片的礦質養分含量存在一定差異，一定程度上反映了施肥量的多少，但從整株產量看，某些元素含量的降低并沒有影響產量。梨樹長梢葉和短梢葉大、中量元素含量間相關性表明：K元素含量與Ca、Mg元素含量間有時表現為拮抗關系，而Ca元素含量與Mg元素含量之間存在協同關系，尤在短梢葉的幼果期和二次膨大期時表現最為顯著，與何香[16]研究結果相似，這為梨樹坐果后到成熟前的養分管理方案提供了重要的借鑒。

3.2滴灌減量施肥的提質增效作用

2年試驗中，梨樹專用水溶肥處理較施肥槍施肥處理均能顯著提高梨產量，與榮傳勝等[17]、何流等[18]研究結果相一致。本研究發現2年試驗條件下果實橫縱徑、果形指數差異不明顯，可溶性固形物含量在第2年大于400 g的果實中表現為下降，造成這種差異的原因可能與施肥槍處理下留果數量少、單株產量低及單果質量大有關，這與彭良志等[19]在柑橘上開展的滴灌施肥研究結果較一致。嚴程明等[20]指出，滴灌施肥下菠蘿果實品質無下降但商品率得到大幅度提高。這些結果啟發我們，果樹的負載量應與水肥管理嚴格一致，否則可能造成果實品質降低或樹體生長過旺。

4結論

連續2年試驗結果表明，與施肥槍施肥方式相比較，滴灌施肥方式下梨樹水溶肥組合套餐可顯著提高產量，尤其是提高商品果產量，而對果實單果質量、大小、果形指數影響不大。生產中應注意負載量應與供肥量協調。

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（責任編輯：張震林）

收稿日期：2021-02-24

基金項目：國家重點研發項目（2018YFD0201400）; 現代果園灌溉施肥精準管理關鍵技術研究與示范項目（2018CXGC0208）; 江蘇省重點研發計劃項目（BE2018389）; 現代農業產業技術體系建設專項資金項目（CARS-28）

作者簡介：謝昶琰（1990-），女，河南開封人，碩士，主要從事果樹養分管理、農業廢棄物資源化利用研究。（E-mail）1139908946@qq.com

通訊作者：董彩霞，（E-mail）cxdong@njau.edu.cn