鋸末堆肥對阿克蘇地區蘋果葉片養分、果實品質及果園土壤養分的影響

魏智博，周高興，李 欣，王新建*

（1.塔里木大學園藝與林學學院，新疆阿拉爾 843300；2.塔里木大學南疆特色果樹高效優質栽培與深加工技術國家地方聯合工程實驗室，新疆阿拉爾 843300）

蘋果（Malus pumilaMill.）作為一種薔薇科植物，含有較豐富的維生素、口感脆甜，在世界四大水果中排名第一（蘋果、葡萄、柑橘和香蕉）[1]。中國作為世界上最大的蘋果生產國和消費國，在蘋果產業中占有重要地位，我國蘋果栽培面積和產量占世界總數的40%以上[2]。統計結果表明，2021年我國蘋果總產量達到4 597.34萬t，與往年相比，總產量增加了190.74萬t，同比增長4.3%[3]。阿克蘇作為我國蘋果主產區之一，年平均太陽總輻射量130～141 kcal·m-2，全年日照時數2 855～2 967 h，無霜期長達227 d[4]。光照充足，熱量豐富，氣候干旱，屬于溫帶大陸性氣候[5]；而阿克蘇得天獨厚的地理及氣候條件對于蘋果品質的提高有顯著作用[6]。但在蘋果種植過程中，由于盲目追求早熟高產，普遍存在過量施用化肥、不重視養分分配比例等問題，導致越來越多的果園出現土壤鹽漬化、板結、肥料利用率低、樹體營養不均衡、樹勢弱化等諸多障礙，嚴重影響了經濟效益和生態效益。有機肥和化肥配合使用是響應農業農村部“雙減”政策的有力舉措，同時對提高果實品質、促進植株生長有顯著作用，此外減少化肥使用也有助于農業生產可持續發展[7-8]。研究表明，在合理施用化肥的基礎上增加生物有機肥的投入對土壤肥力的提高有促進作用，可以進一步促進土壤環境改善[9]。因此在生產過程中合理施用肥料對提高果實品質、改善土壤具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況與材料

試驗地位于阿克蘇地區紅旗坡農場（鋸末堆肥）屬典型的大陸性氣候，四季分明，晝夜溫差大，春季升溫快而不穩，秋季短暫而降溫迅速，多晴少雨，光照充足，空氣干燥。春季多大風沙塵，夏季對流天氣造成冰雹、暴雨天氣頻發。年均氣溫10.10 ℃，年均降水量65.4 mm，年均無霜期185 d。

供試品種為：煙富2 號，15 年樹齡，株行距為4 m×5 m。

供試肥料：腐熟鋸末堆肥，將牛糞與粉碎后的果樹枝條按3∶1的比例混勻，調節C/N為（25～30）∶1，含水率為50%～60%，加入3‰左右的發酵菌劑，好氧堆肥發酵，其中有機質含量為450 g·kg-1。

1.2 試驗設計

單因素試驗，處理為鋸末堆肥，2 000 kg/667 m2。以鋸末堆肥施用處理（A）為主區，常規施肥地塊為對照（CK），共1 個處理和1 個CK。試驗區每10 株作為一個試驗小區，每處理重復3 次，施肥時間為4 月15日。

當地常規施肥時間及施肥量（CK 處理）：4 月之前每株樹施入腐熟羊糞20 kg。分別在3 月萌芽前、6 月果實膨大期、9 月果實轉化期共施入3 次復合肥，每次平均株施復合肥約1.5 kg，即50 kg/667 m2每次。

1.3 樣品采集

葉片指標測定：每個處理分別于5 月10 日、6 月20 日、8 月20 日采取30 片葉，葉樣測定全氮、全磷、全鉀含量。

土壤指標測定：生物有機肥施入前測定土壤養分狀況，施入后每60 d取一次土樣，共計3次。

在樹冠垂直投影內外20 cm 范圍內選樣點，用土鉆在樣點處采取0～20 cm（去除5 cm 表層土）土樣。每個處理采集6 個樣點的鮮土樣，自然風干后，分別過100 目篩，用于測定全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀含量。

果實指標測定：在果實成熟期對樣品采收測定其縱橫徑、單果質量、糖度、硬度、Vc、可溶性固形物、可滴定酸含量。

1.4 土壤指標的測定方法

1）全氮使用碳氮分析儀進行測定；

2）全磷、全鉀使用電感耦合等離子發射光譜儀進行測定；

3）堿解氮用堿解擴散法測定；

4）速效磷用0.5 mol·L-1NaHCO3比色法進行測定；

5）速效鉀使用火焰光度計進行測定。

1.5 葉片指標的測定方法

1）全氮使用碳氮分析儀進行測定；

2）全磷、全鉀含量使用電感耦合等離子發射光譜儀進行測定。

1.6 果實指標的測定方法

1）果形、單果重采用電子天平和游標卡尺測定；

2）果實硬度采用GYG-3 手握式果實硬度計進行測定；

3）果實可溶性固形物含量采用PAL-1 數顯糖度計進行測定；

4）果實可溶性糖含量使用蒽酮比色法進行測定；

5）Vc含量采用鉬藍比色法進行測定。

1.7 數據統計與分析

采用DPS軟件進行數據分析，Excel軟件進行數據統計、繪圖。

2 結果與分析

2.1 鋸末堆肥對土壤養分的影響

2.1.1 鋸末堆肥對土壤氮含量的影響

由圖1可知，在施肥后兩個時期，處理與CK之間均存在顯著差異。施肥后全氮含量先上升后下降，6 月20 日土壤全氮含量達到最高為4.56 g·kg-1，相比同時期CK 增加0.59 g·kg-1，即提升14.95%，8月20日雖然比上個時期有所下降，但增施鋸末堆肥仍高于CK，相比CK增加0.50 g·kg-1。

圖1 鋸末堆肥對土壤全氮的影響

由圖2 可知，土壤中堿解氮的含量呈先上升后下降趨勢，在施肥后的兩個時期均存在顯著性差異，6月20 日，處理的堿解氮含量高于CK，處理A 的堿解氮含量為26.81 mg·kg-1，相比于CK 增加27.99%，為5.86 mg·kg-1。8 月20 日與上個時期相比，CK 堿解氮含量下降較大，下降5.43 mg·kg-1，而處理A 僅下降1.48 mg·kg-1。說明施肥處理堿解氮的含量優于CK。

圖2 鋸末堆肥對土壤堿解氮的影響

2.1.2 鋸末堆肥對土壤磷含量的影響

由圖3 可得，增施2 000 kg/667 m2鋸末堆肥對土壤全磷含量影響較大，在增施肥后，兩個時期土壤全磷含量均高于施肥前。6 月20 日，與施肥前相比較，全磷含量有所增加且存在顯著性差異，其中處理A 提升最大為1.54 g·kg-1，比CK 增加0.24 g·kg-1；8 月20日處理A 較6 月20 日降低0.28 g·kg-1，但與同時期CK相比仍為最大，為1.26 g·kg-1。提升了31.00%。

圖3 鋸末堆肥對土壤全磷的影響

由圖4 可知，土壤中速效磷含量呈先上升后下降趨勢，在施肥后6 月20 日，處理A 速效磷含量最高為72.74 mg·kg-1，而CK 為58.75 mg·kg-1，處理A 相 比CK 提高了23.8%；8 月20 日，速效磷含量最高仍為處理A，為69.45 mg·kg-1。處理后的兩個時期速效磷含量均高于CK，且存在顯著性差異。說明在增施鋸末堆肥后，對土壤中速效磷含量的提升有一定效果。

圖4 鋸末堆肥對土壤速效磷的影響

2.1.3 鋸末堆肥對土壤鉀含量的影響

由圖5 可得，在增施鋸末堆肥后，6 月20 日與施肥前4 月10 日這一時期相比，處理A 與CK 的土壤全鉀含量均有所提升，且處理A＞CK，其中處理A 的含量為5.10 g·kg-1，CK 為4.33 g·kg-1，處理A 比CK 提升0.77 g·kg-1，即提升了17.9%。8 月20 日，處理A 仍高于CK，處理A 為4.97 g·kg-1。與6 月20 日這一時期相比，處理A 土壤中全鉀含量降低了0.13 g·kg-1，CK 降低0.70 g·kg-1。說明在增施肥后，土壤中全鉀含量提升較大，且下降較慢。

圖5 鋸末堆肥對土壤全鉀的影響

由圖6 可知，在施肥后6 月20 日，處理A 土壤中速效鉀含量變化較大，與4 月10 日施肥前相比，處理 增加100 mg·kg-1，CK 增加22 mg·kg-1；8 月20 日，處理A土壤中全鉀含量仍為最高354 mg·kg-1，而CK為174 mg·kg-1。與6 月20 日這時期相比較，處理A 下降40 mg·kg-1，CK 下降144 mg·kg-1。在施肥處理后，土壤中全鉀含量提升最快，且下降較慢，說明經過增施鋸末堆肥處理土壤中全鉀含量優于CK。

圖6 鋸2末堆肥對土壤速效鉀的影響

2.1.4 鋸末堆肥對土壤鈣含量的影響

由圖7 可知，經過增施肥處理，可以對土壤中鈣含量有所提升，但不明顯。土壤中鈣含量呈先上升后下降趨勢，且在每個時期雖有差異但不顯著。6 月20日與4 月10 日施肥前相比，均有所增加，其中處理A略高于CK，處理A 土壤鈣含量為45.70 g·kg-1，CK 為44.86 g·kg-1。8 月20 日土壤中鈣含量均有所降低，但處理A仍為最大，即44.05 g·kg-1。

圖7 鋸末堆肥對土壤鈣含量的影響

2.1.5 鋸末堆肥對土壤鐵含量的影響

由圖8 可得，在施肥處理后的第一個時期，處理A＞CK，且處理A 較CK 增加4.8 mg·kg-1，與施肥前相比，處理A，CK分別增加7.63、2.07 mg·kg-1，其中處理A 提升最大。8 月20 日較上一時期相比，均有所下降，但處理A仍為最高35.94 mg·kg-1。

圖8 鋸末堆肥對土壤鐵含量的影響

2.1.6 鋸末堆肥對土壤錳含量的影響

由圖9 可知，土壤中錳含量都呈先上升后下降趨勢，但是在處理后的各個時期，處理A 均大于CK 施肥前和施肥后的第一個時期，土壤中錳含量與同時期相比，處理A 與CK 之間差異不顯著，但6 月20 日與4月10日相比均有所增加，8月20日土壤中錳含量與上一時期相比有所下降，但處理A＞CK，處理A 與CK相比增加5.5%，說明施肥處理對土壤和葉片中錳含量均有較好的效果。

圖9 鋸末堆肥對葉片錳含量的影響

2.2 鋸末堆肥對葉片養分的影響

2.2.1 鋸末堆肥對葉片全氮的影響

由圖10 可得，在增施鋸末堆肥后，6 月20 日處理雖高于CK，但無顯著性差異，相比CK 提升1.43 g/kg。8 月20 日隨著時間的增加，而葉片中全氮含量有所下降，但處理仍高于CK，相比CK 提升21.78%，且處理與CK之間存在顯著性差異。

圖10 鋸末堆肥對葉片全氮的影響

綜合可知，在每667 m2增施2 000 kg鋸末堆肥后，對土壤和葉片中全氮含量均有一定影響，都是在增施肥后的第一個時期達到最高值，后隨時間推移，而氮含量下降。

2.2.2 鋸末堆肥對葉片全磷的影響

由圖11 可知，葉片中全磷含量在6 月20 日處理A中全磷含量略高于CK 但不顯著，8 月20 日葉片中全磷含量處理A 仍高于CK 且處理A 與CK 之間存在顯著性差異，其中處理A 磷含量為2.66 g·kg-1。相比CK 提高18.00%。

圖11 鋸末堆肥對葉片全磷的影響

因此，在每667 m2增施2 000 kg 鋸末堆肥后，對土壤和葉片中全磷含量均有一定影響，在一定程度上提升了全磷含量。

2.2.3 鋸末堆肥對葉片全鉀的影響

由圖12可知，葉片中全鉀含量呈先上升后下降趨勢，6月20日與5月7日相比，處理A與CK均有所上升，其中處理A全鉀含量增加5.00 g·kg-1，CK增加2.74 g·kg-1。處理A 增加較大，而8 月20 日與6 月20 日相比，全鉀含量均有所下降，但處理A含量仍高于CK。說明在增施鋸末堆肥后對葉片中全鉀含量提升較快，且與CK相比含量增加。

圖12 鋸末堆肥對葉片全鉀的影響

2.2.4 鋸末堆肥對葉片鈣含量的影響

由圖13可知，鋸末堆肥可以有效提升葉片中鈣的含量，對葉片中鈣具有一定的促進作用。葉片中鈣含量在這3 個時期，處理A 與CK，6 月20 日比施肥前分別提升了20.34、15.34 g·kg-1。8月20日與6月20日比較分別降低5.94、8.83 g·kg-1，在增施鋸末堆肥后，葉片中鈣的增加量比CK大且在后期下降緩慢。

圖13 鋸末堆肥對葉片鈣含量的影響

2.2.5 鋸末堆肥對葉片鐵含量的影響

由圖14可知，葉片中的鐵含量呈上升后下降趨勢，6月20日處理A與CK鐵含量相比，處理A＞CK，其中處理A鐵含量為443.29 mg·kg-1，CK為387.09 mg·kg-1，但與4月10日施肥前相比，分別增加90.32、35.91 mg·kg-1。處理A 的增長速度最大。8 月20 日，葉片中鐵含量最大的仍為處理A（410.61 mg·kg-1）。

圖14 鋸末堆肥對葉片鐵含量的影響

綜合可知，經過每667 m2增施2 000 kg鋸末堆肥，對土壤和葉片中的鐵含量均有所影響。

2.2.6 鋸末堆肥對葉片錳含量的影響

由圖15 可知，施肥后6 月20 日與施肥前相比，葉片中錳的含量呈先上升趨勢，處理A 與CK 均有不同程度的增加，處理A 提升18.37 mg·kg-1，CK 提升3.39 mg·kg-1，且在這一時期，處理A 和CK 都達到最大值。8 月20 日，葉片中錳含量均呈下降趨勢，其中處理A 降低6.42 mg·kg-1，CK 降低10.58 mg·kg-1，且含量最大的仍為處理A。

圖15 鋸末堆肥對葉片錳含量的影響

2.3 鋸末堆肥對果實品質的影響

2.3.1 鋸末堆肥對果實外在品質的影響

由表1 可得，在每667 m2增施2 000 kg 鋸末堆肥，不同程度地提升果實的外在品質，其中單果質量、果實縱徑明顯增加，橫徑之間差異不明顯；單果質量相比CK 增加55.82 g，提高19.83%；果實縱徑增加12.16%，即8.86 mm。

表1 鋸末堆肥對果實外在品質的影響

2.3.2 鋸末堆肥對果實內在品質的影響

根據表2 可知，在增施鋸末堆肥后，果實硬度、可溶性固形物、可溶性糖及維生素C含量均有所提升，而果實的可滴定酸含量有所下降。果實硬度相對于CK 果實硬度增加0.79，可溶性固形物提升1.25 個百分點，可溶性糖增加2.21 個百分點，維生素C 增加0.27 mg·kg-1，而可滴定酸含量降低11.17個百分點。

表2 鋸末堆肥對果實內在品質的影響

3 結論

3.1 鋸末堆肥對果園土壤、葉片養分的影響

本試驗研究發現，在鋸末腐熟后生產的有機肥在每667 m2施2 000 kg 鋸末堆肥時，可以有效增加土壤中營養元素含量，4月初對土壤每667 m2增施2 000 kg腐熟的鋸末堆肥，相對于常規施肥可以有效提升果園土壤養分。在果樹生長中期土壤養分、葉片養分的提升最為明顯。其中土壤中堿解氮、速效磷、速效鉀含量相比于CK 分別提升27.99%、23.80%、23.90%，葉片中全氮、全磷、全鉀含量相對于CK 分別提升1.43,0.03、3.15 g/kg。這與前人的研究結果相似，鋸末堆肥即果樹在修剪后對其枝條進行粉碎、腐熟后重新施入果園，施入土壤后可快速分解，不僅提高了林地土壤肥力，也減輕了環境壓力[10]。與其他有機物料相比，其鋸末中含有大量的木質素，從而造成了較高的碳含量、較低的氮含量和含水率[11]。經研究發現鋸末堆肥不僅為樹體生長提供了養分同時也改善了土壤環境[12]。

3.2 鋸末堆肥對果實品質的影響

本試驗發現，在增施鋸末堆肥后對果實的品質具有一定的提升作用，增施鋸末堆肥后果實的單果質量、縱徑、糖度、可溶性固形物、維生素C 含量均有所提升，而可滴定酸含量降低。魏海蓉等通過研究表明，施用鋸木能提高藍莓光合作用速率，促進生長并改善果實質量，分析表明，施用鋸木配合施土覆膜效果最好[13]。沈鵬飛在研究中發現，2017 年鋸末覆蓋處理較CK 處理百果質量增加1.6%，2018 年增加6.15%；2017 年鋸末覆蓋下可溶性糖含量顯著高于CK，2018年可溶性糖含量顯著高于CK；2018 年鋸末覆蓋處理果實硬度較CK 處理顯著提高[14]。同時，鋸末與其他堆肥材料相比，具有資源豐富、價格低的優點，利用鋸末作為有機肥進行土壤改良，不僅能夠降低成本，而且利于蘋果產業的可持續健康發展。