太湖流域典型桃園氮素投入特征及其對(duì)桃果產(chǎn)量的影響

郭智　周煒　陳留根等

摘要：以十二年生晚熟小湖景桃樹(shù)為供試材料，通過(guò)2012—2014連續(xù)2年大田小區(qū)定位試驗(yàn)，研究太湖流域典型水蜜桃園氮素周年投入特征及其對(duì)桃果產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，太湖流域水蜜桃園施肥量大，氮素投入水平較高，周年氮素投入純量達(dá)846.30 kg/hm2，由菜籽餅等有機(jī)肥、復(fù)合肥等無(wú)機(jī)肥和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥共同帶入（29.91% ∶31.87% ∶38.22%），且基肥投入氮素約占周年桃園氮素投入量的41.88%。農(nóng)戶(hù)習(xí)慣性施肥條件下，水蜜桃桃果產(chǎn)量達(dá)62.38 kg/棵，單果質(zhì)量平均達(dá)227.76 g。較農(nóng)戶(hù)習(xí)慣性施肥處理而言，減量施肥處理能顯著降低桃果產(chǎn)量，達(dá)7.32%，但桃果單果質(zhì)量未顯著降低（降低4.13%）。同時(shí)，沼液施用條件下桃果產(chǎn)量和單果質(zhì)量均與農(nóng)戶(hù)習(xí)慣性施肥處理相當(dāng)，無(wú)顯著差異。

關(guān)鍵詞：太湖流域；桃園；氮素投入；桃果產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)： S662.106文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2015）11-0204-03

收稿日期：2015-04-07

基金項(xiàng)目：江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號(hào)：CX（12）5053]；農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金（編號(hào)：KLAE201307）。

作者簡(jiǎn)介：郭智（1981—），男，山西朔州人，博士，副研究員，主要從事農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源利用研究。E-mail：Guozhi703@163.com。

通信作者：鄭建初，研究員，主要從事農(nóng)業(yè)生態(tài)與耕作制度研究。 E-mail ：zjc@jaas.ac.cn。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2012年我國(guó)桃樹(shù)栽培面積達(dá)77.2萬(wàn)hm2，約占世界總栽培面積的51.48%，桃果產(chǎn)量0.12億t，約占世界總產(chǎn)量的57.05%[1]。但是，目前桃果生產(chǎn)過(guò)程中普遍存在桃園氮磷投入過(guò)量等養(yǎng)分管理不合理的現(xiàn)象[2]。京郊平谷桃園[3]和山東魯中桃園[4]氮素投入量分別高達(dá)494.9、 1 044.07 kg/hm2 ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于桃園適宜氮素投入量（100～200 kg/hm2）[5-6]。過(guò)量的養(yǎng)分投入，不僅浪費(fèi)資源，而且可能影響桃果產(chǎn)量和品質(zhì)[7-8]。水蜜桃作為太湖流域特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，尤其是蘇南地區(qū)已形成以陽(yáng)山水蜜桃為龍頭的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)帶，僅陽(yáng)山鎮(zhèn)生產(chǎn)面積即超過(guò)2 000 hm2。目前，針對(duì)該流域水蜜桃生產(chǎn)的研究主要集中在品種選育[9]、采后保鮮技術(shù)[10]及香氣成分分析[11]等方面，而對(duì)桃園養(yǎng)分周年投入特征（周年投入量、養(yǎng)分投入類(lèi)型等）等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及其環(huán)境效應(yīng)缺乏系統(tǒng)監(jiān)測(cè)。因此，本研究以太湖流域典型桃園為基本單元，通過(guò)2012—2014連續(xù)2年大田小區(qū)定位試驗(yàn)，跟蹤調(diào)查分析了基于農(nóng)戶(hù)習(xí)慣性生產(chǎn)條件下的典型桃園氮素周年投入特征。同時(shí)，對(duì)農(nóng)戶(hù)習(xí)慣性施肥、減量施肥及沼液施用等不同施肥模式下水蜜桃桃果產(chǎn)量進(jìn)行研究，以期為探索協(xié)調(diào)水蜜桃優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)與桃園養(yǎng)分合理投入的技術(shù)途徑，進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)太湖流域桃園可持續(xù)發(fā)展提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)桃園概況

試驗(yàn)地設(shè)在江蘇省無(wú)錫市惠山區(qū)洛社鎮(zhèn)楊市潤(rùn)楊村桃園（31° 37′N(xiāo)，120° 07′E），位于惠山區(qū)西南部，屬北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫約16 ℃，年均日照時(shí)數(shù)約2 000 h，年降水量1 100～1 200 mm，年無(wú)霜期 > 230 d。試驗(yàn)時(shí)間為2012年10月至2014年10月。供試桃樹(shù)品種為晚熟小湖景，樹(shù)齡12年，株行距為4 m × 4 m。試驗(yàn)桃園土壤為黃泥土，質(zhì)地偏沙，其0～10 cm土層基本理化性狀為：pH值4.44，有機(jī)質(zhì)含量 36.78 g/kg，全氮含量 2.96 g/kg，全磷含量0.35 g/kg，速效氮含量 151.95 mg/kg，速效磷含量121.78 mg/kg。

1.2試驗(yàn)處理

本試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，分別為：農(nóng)戶(hù)習(xí)慣性施肥（T1），在調(diào)查分析當(dāng)?shù)靥肄r(nóng)施肥狀況的基礎(chǔ)上保持原有施肥模式及田間管理模式；減量施肥（T2），在農(nóng)戶(hù)習(xí)慣性施肥的基礎(chǔ)上，保持肥料投入種類(lèi)不變，微肥（硅、鈣、鎂、鉀肥等）與農(nóng)戶(hù)習(xí)慣性施肥處理中施用量相同，而其他肥料均減量施用30%，其他田間管理措施均與農(nóng)戶(hù)習(xí)慣性施肥處理相同；沼液施用（T3），主要在水蜜桃坐果期及果實(shí)膨大期等作為追肥施用。

根據(jù)桃園現(xiàn)有生產(chǎn)情況，選擇臨近排水溝定植的3行×1株為1個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為48 m2（12 m×4 m），設(shè)以上3個(gè)處理，3次重復(fù)。試驗(yàn)小區(qū)并排隨機(jī)排列，小區(qū)之間以排水溝分隔，寬約30 cm，小區(qū)其他3側(cè)均以寬20 cm的土埂分隔，土埂覆蓋雙層塑料膜，埋深60 cm，防止小區(qū)間發(fā)生水分和養(yǎng)分的交換。

1.3樣品采集與分析

（1）桃園土壤樣品。于試驗(yàn)開(kāi)始前采集桃園土壤樣品，采樣點(diǎn)選擇距樹(shù)干100～120 cm處。供試土壤的基本理化性質(zhì)：按照V去離子水 ∶m土=5 mL ∶1 g的比例浸提，用pH計(jì)（PHS-3C型，上海大普儀器有限公司）測(cè)定pH值[12]；全氮、全磷、速效氮和速效磷等參照文獻(xiàn)[13]中的方法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法-稀釋熱法測(cè)定[13]。

（2）肥料樣品。從試驗(yàn)開(kāi)始（2012年10月）對(duì)水蜜桃生產(chǎn)過(guò)程中桃園周年氮素投入進(jìn)行全面調(diào)查統(tǒng)計(jì)，包括施肥品種（尿素、餅肥、復(fù)合肥、沼液等）、施肥量（每株施肥量）及施肥時(shí)期等。同時(shí)，在每次施肥前采集肥料樣品（主要為有機(jī)肥）測(cè)定其氮素含量[13]。

（3）桃果產(chǎn)量。水蜜桃成熟時(shí)，采用果實(shí)個(gè)數(shù)乘以單果質(zhì)量的方法進(jìn)行估產(chǎn)。

1.4數(shù)據(jù)處理

用Excel （2010） 和SPSS for Windows （13.0） 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，所列數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)平均值，各處理的比較采用最小顯著差數(shù)（LSD）法，凡超過(guò)LSD0.05（或LSD0.01）水平的視為顯著（或極顯著）。

2結(jié)果與分析

2.1太湖流域典型水蜜桃園周年肥料投入種類(lèi)

為了追求水蜜桃高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，太湖流域桃農(nóng)施肥習(xí)慣形成了鮮明的地域特征。2012—2014年連續(xù)2年對(duì)太湖流域水蜜桃園代表性種植農(nóng)戶(hù)習(xí)慣性施肥調(diào)查，即對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)保持原有施肥模式不變條件下的肥料種類(lèi)和施用量等進(jìn)行周年跟蹤采樣統(tǒng)計(jì)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)厮厶覉@周年肥料投入種類(lèi)較多。一般高產(chǎn)桃園施肥種類(lèi)主要包括三大類(lèi)：尿素、復(fù)合肥、易補(bǔ)鉀、硅鈣鎂鉀微肥等無(wú)機(jī)肥，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥以及菜籽餅、腐殖酸有機(jī)復(fù)合液肥、腐殖酸沖施肥、人糞尿與鴿子糞混合液、豬糞沼液等有機(jī)肥（表1）。

2.2太湖流域典型水蜜桃園周年氮素投入量及其投入特征

根據(jù)太湖流域典型桃園投入各種肥料中氮素含量（表1）及周年肥料投入量（表2）進(jìn)行折算，農(nóng)戶(hù)習(xí)慣性施肥條件下，2012—2013年桃園周年氮素投入量為838.65 kg/hm2。其中，通過(guò)菜籽餅、人糞尿與鴿子糞混合液等有機(jī)肥帶入的氮素占周年氮素投入量的27.74%，通過(guò)復(fù)合肥、尿素等無(wú)機(jī)肥帶入的氮素占周年氮素投入量的40.92%，通過(guò)有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥帶入的氮素占周年氮素投入量的31.32%。同樣，通過(guò)折算，2013—2014年桃園周年氮素投入量達(dá)853.95 kg/hm2，通過(guò)有機(jī)肥、無(wú)機(jī)肥、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥帶入的氮素量分別占周年氮素投入量的32.07%、22.82%、45.11%（表3）。

肥料種類(lèi)肥料氮素含量無(wú)機(jī)肥尿素46.0%復(fù)合肥（硫酸鉀）15.0%易補(bǔ)鉀15.0%硅鈣鎂鉀微肥—有機(jī)無(wú)機(jī)混合肥有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥14.0%有機(jī)肥菜籽餅5.60%腐殖酸有機(jī)復(fù)合液肥120 g/L腐殖酸沖施肥10%人糞尿與鴿子糞混合液1.28 g/L豬糞沼液416.94 mg/L注：有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥為江陰長(zhǎng)青肥業(yè)有限公司生產(chǎn)，砂山牌有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，有機(jī)質(zhì)含量≥20%；復(fù)合肥（硫酸鉀）為德國(guó)貝菲特國(guó)際化肥有限公司授權(quán)、安徽司爾特肥業(yè)有限公司出品；高活性硅鈣鎂鉀肥為山西世紀(jì)亞科豐肥業(yè)有限公司生產(chǎn)，SiO2含量≥12%，CaO含量≥34%，Mg含量≥5%，K2O含量≥2%；易補(bǔ)鉀為上海聯(lián)業(yè)農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)，易普朗牌易補(bǔ)鉀肥料；腐殖酸有機(jī)復(fù)合液肥為紐翠綠牌腐殖酸有機(jī)復(fù)合液肥，葛林美（蘇州）農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)，腐殖酸含量≥40 g/L，有機(jī)質(zhì)含量≥15%；腐殖酸沖施肥為林德牌高鉀沖必得腐殖酸沖施肥，濟(jì)南林德農(nóng)化有限公司生產(chǎn)，腐殖酸含量≥4%。

試驗(yàn)結(jié)果表明，太湖流域桃園氮素投入水平較高，周年平均氮素投入純量約846.30 kg/hm2，且由菜籽餅等有機(jī)肥（2991%）、復(fù)合肥等無(wú)機(jī)肥（3187%）和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥（38.22%）共同帶入，所占比例約1 ∶1 ∶1。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，2012—2013年桃園基肥（2012年11月3—4日）施入肥料種類(lèi)主要包括菜籽餅、復(fù)合肥、高活性硅鈣鎂鉀肥和人糞尿與鴿子糞混合液，每棵桃樹(shù)施入量分別為3.0 kg 、0.8 kg、2.5 kg、50 L。經(jīng)折算，基肥氮素投入量達(dá)220.20 kg/hm2，占桃園周年氮素投入量的26.26%。同樣，2013—2014年桃園基肥（2013年10月27—29日）施入肥料種類(lèi)及施入量分別為：菜籽餅3.5 kg/株、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥（14% ∶3% ∶3%）3.75 kg/株、高活性硅鈣鎂鉀肥 2.0 kg/株、人糞尿與鴿子糞混合液約50 L/株。經(jīng)折算，基肥氮素投入量高達(dá)490.95 kg/hm2，占當(dāng)年桃園氮素投入總量的57.49%（表3）。連續(xù)2年試驗(yàn)結(jié)果表明，桃園氮素基肥施入比例較高，基肥投入氮素約占周年桃園氮素投入量的41.88%。

2.3不同施肥模式對(duì)水蜜桃桃果產(chǎn)量的影響

水蜜桃產(chǎn)量直接影響其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，且桃果單果質(zhì)量是表征水蜜桃外觀品質(zhì)的重要直觀指標(biāo)，其大小決定水蜜桃的果品等級(jí)和商品價(jià)值，較產(chǎn)量更能反映其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。2年試驗(yàn)結(jié)果（圖1）表明，農(nóng)戶(hù)習(xí)慣性施肥（T1處理）條件下，太湖流域典型桃園桃果平均產(chǎn)量達(dá)62.38 kg/株，單果平均質(zhì)量達(dá)227.76 g。較農(nóng)戶(hù)習(xí)慣性施肥而言，減量施肥（T2處理）處理能降低桃果單果質(zhì)量，降低幅度達(dá)4.13%，但處理間差異不顯著；減量施肥能顯著降低桃果產(chǎn)量，降低幅度達(dá)7.32%。沼液施用（T3處理）條件下，桃果產(chǎn)量與單果質(zhì)量均與農(nóng)戶(hù)習(xí)慣性施肥處理基本相當(dāng)，差異不顯著。

3結(jié)論與討論

有研究表明，每生產(chǎn)桃果100 kg，桃樹(shù)需消耗全氮約 0.5 kg [14]，而據(jù)此需肥特性結(jié)合本試驗(yàn)實(shí)際產(chǎn)量進(jìn)行推算，太湖流域高產(chǎn)水蜜桃園實(shí)際需肥量?jī)H為194.94 kg/hm2。然而，本試驗(yàn)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，太湖流域典型桃園周年氮素投入純量達(dá)846.30 kg/hm2 ，超過(guò)實(shí)際需肥量的3倍以上。按照孔祥銀等對(duì)桃園施肥量劃分標(biāo)準(zhǔn)，本試驗(yàn)桃園氮素投入處于超高投入水平（>400 kg/hm2）[3]。持續(xù)過(guò)量氮素投入不僅導(dǎo)致桃園氮肥利用率下降，生產(chǎn)效益降低，也可能對(duì)桃園土壤質(zhì)量及其生態(tài)環(huán)境造成不利影響。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，桃園氮素盈余及負(fù)荷與氮素投入量之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，肥料的過(guò)量施用是氮素盈余量及負(fù)荷增加的主要原因[15]。盧樹(shù)昌等采用盈余法從區(qū)域角度分析了河北省果園生產(chǎn)體系中的氮素輸入輸出特點(diǎn)及氮素盈余狀況，發(fā)現(xiàn)河北省桃園氮素盈余量達(dá)763.8 kg/hm2[15]。桃園土壤氮素盈余量的增加勢(shì)必增加其通過(guò)地表徑流或地下淋溶等途徑向地表水體排放的潛在風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，氮肥持續(xù)過(guò)量投入可能會(huì)加速桃園土壤酸化進(jìn)程[16]。因此，桃園養(yǎng)分投入能否減量及如何減投可能是集約桃園可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中亟待開(kāi)展的研究熱點(diǎn)。嚴(yán)正娟等應(yīng)用基于GoogleMap、WebGIS系統(tǒng)的施肥模型對(duì)桃園施肥模式進(jìn)行優(yōu)化，該模式大幅降低化學(xué)氮肥用量并相應(yīng)提高有機(jī)肥用量，其中化學(xué)氮素投入減少57.8%，氮素投入總量降低33.5%。有研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化施肥模式提高桃果產(chǎn)量達(dá)27.5%。本研究中，桃園氮素減投29.12%，桃果產(chǎn)量則相應(yīng)降低7.32%。本研究過(guò)程中氮、磷、鉀養(yǎng)分基本同步等比例減投（磷鉀數(shù)據(jù)未列出），而嚴(yán)正娟等則通過(guò)調(diào)整有機(jī)無(wú)機(jī)肥料投入結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)氮素減投，而磷鉀投入?yún)s未有顯著改變[1]，這可能是研究結(jié)果有所差異的原因之一。協(xié)調(diào)桃園土壤健康、環(huán)境安全與桃果生產(chǎn)可持續(xù)的桃園養(yǎng)分減投技術(shù)須進(jìn)一步系統(tǒng)研究。

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