黃土高原蘋果過量施氮因素分析

趙帥翔，張衛(wèi)峰*，姜遠茂，張福鎖

（1 中國農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，北京 100193；2 山東農業(yè)大學園藝科學與工程學院，泰安 271018）

黃土高原蘋果過量施氮因素分析

趙帥翔1，張衛(wèi)峰1*，姜遠茂2，張福鎖1

（1 中國農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，北京 100193；2 山東農業(yè)大學園藝科學與工程學院，泰安 271018）

【目的】黃土高原蘋果氮過量施用現(xiàn)象普遍，了解其主要影響因素有利于指導果園科學施肥，提高氮肥利用效率，保障蘋果產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，推進化肥用量零增長目標實現(xiàn)。【方法】通過對黃土高原蘋果優(yōu)勢區(qū)進行調研和取土，收集了 2012～2013 年蘋果產(chǎn)量、收購價格、氮肥用量、生產(chǎn)管理技術和 2013～2014 年的果園土壤有機質含量等指標數(shù)據(jù)，分別從蘋果市場、土壤質量和配套技術采用三個方面對影響黃土高原蘋果過量施氮的因素進行了論述，分析了氮肥用量對蘋果產(chǎn)量和果實大小 (收購價格) 的影響，果園土壤有機質含量對氮肥用量的影響，不同生產(chǎn)管理技術下的果農采用率和氮肥偏生產(chǎn)力 (PFPN) 差異?！窘Y果】當前黃土高原蘋果氮肥用量大，中位數(shù)和算術平均值分別為 921 kg/hm2和 (1032 ± 32) kg/hm2，氮肥過量施用的果農比例高達 90% 以上。果園土壤有機質含量低，中位數(shù)和算術平均值分別為 9.8 g/kg 和 (10.2 ± 0.3) g/kg，遠低于我國豐產(chǎn)優(yōu)質果園有機質含量標準 (＞ 15 g/kg)。隨著氮肥用量的增加，蘋果產(chǎn)量沒有受到顯著影響，而果實大小 (收購價格) 卻與其顯著正相關。隨著果園土壤有機質含量的不斷降低，果農氮肥用量呈上升趨勢，但未達到顯著水平 (原因是果園有機質普遍較低，區(qū)組間差異較小)。不同生產(chǎn)管理技術間的果農采用率差異較大，其中減氮增效配套技術的采用率普遍低于其他技術。果農間減氮增效配套技術應用效果差異大、技術到位率 (正確的應用方式) 低。【結論】蘋果市場偏愛大果、果園土壤質量低、減氮增效配套技術普及不足是影響黃土高原蘋果過量施氮的重要因素。因此，建立蘋果品質評價體系并引導農戶，加快果園提質工作的開展，加強減氮增效配套技術的推廣力度，是今后我國蘋果減氮增效工作的重點方向。

黃土高原；蘋果；過量施氮；因素分析

我國已成為世界上最大的蘋果生產(chǎn)國。最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2013 年我國蘋果面積達 240 萬公頃，總產(chǎn)量約 4000 萬噸，分別占世界蘋果總面積和總產(chǎn)量的 46 % 和 49 %[1]。然而，我國蘋果氮肥用量高，平均為 400～600 kg/hm2[2]，是發(fā)達國家蘋果氮肥用量[3](100～150 kg/hm2) 的 4～5 倍。氮肥利用率 (REN)低，我國平均為 25%，遠低于發(fā)達國家的 40%[4]，氮過量施用果農比例高達 70%，并呈逐年增加的趨勢[5]。氮肥過量施用，使我國蘋果品質與國外發(fā)達國家相差甚遠。從優(yōu)質果率和高檔果率來看，我國蘋果分別不足 40% 和 5%，而美國、新西蘭都分別達到70% 和 50% 以上[6]。果實品質低，很難打破許多發(fā)達國家的技術性貿易壁壘 (如日本的“肯定列表制度”，北歐四國的“白天鵝制度”，歐盟的“EU 制度”)，增加了我國蘋果出口的難度，不利于我國國際貿易的擴大和蘋果產(chǎn)業(yè)的長足發(fā)展[7]。另外，氮肥過量施用不但會直接導致氮肥利用率的降低，還會間接帶來一系列生態(tài)環(huán)境風險。例如氮沉降增加、溫室效應加劇、土壤酸化、果樹病害增加等[8-11]。鑒于此，我國于 2015 年提出了《到 2020 年化肥使用量零增長行動方案》[12]。我國蘋果氮肥用量占全國氮肥總量的 3%，而且對氮肥增長的貢獻大，近十年來蘋果氮肥增加量 (47 萬噸) 占全國氮肥總增加量 (457萬噸) 的 10%[13]。因此，探究蘋果氮肥過量施用的原因對于減緩我國蘋果氮過量現(xiàn)狀，保障我國蘋果產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、加快推進化肥用量零增長目標的實現(xiàn)具有重要意義。

盡管已有多個研究評價了果園施肥水平[14-15]，但對于過量施氮的因素探究很少，制約了果園科學施肥技術和管理的發(fā)展。與糧食作物不同，果樹作物經(jīng)濟價值高，果農為規(guī)避風險，在進行肥料投入時受肥料價格影響不大，如史恒通等[16]在研究蘋果施肥投入結構影響因素時指出，化肥價格上漲并不會顯著影響果農施肥量，主要因為施用化肥是提高產(chǎn)量最直接有效的途徑之一。為獲得收益最大化，肥料投入受蘋果市場影響較大，如趙佐平等[17]在研究果園氮素投入特點時指出，果農施肥量與當年蘋果價格存在一定正向關系。我國果園土壤質量低，有機質含量平均在 1% 左右[18]。土壤有機質貧瘠導致土壤肥力退化，直接影響化肥利用率、果樹生長、產(chǎn)品質量提高[19]。果樹是多年生園藝作物，栽培技術措施可顯著影響?zhàn)B分利用效率。例如，與清耕相比，采用生草技術，可明顯改善果園土壤理化性質，增加土壤有機質及礦質養(yǎng)分含量，提高礦質養(yǎng)分的利用效率，促進果樹生長發(fā)育[20]；與喬化砧相比，矮化砧類型的果樹葉片和果實具有更高的養(yǎng)分含量，同時單果重、可溶性固形物和可滴定酸含量更高[21]；在養(yǎng)分管理技術方面，與不秋施肥相比，采用秋季施肥技術的果園，可顯著增加樹體貯藏營養(yǎng)，利于翌年花芽分化，果實生長，利于養(yǎng)分的高效利用[22]。

因此，本研究通過果園調研，在明確黃土高原蘋果生產(chǎn)現(xiàn)狀的基礎上，分別從蘋果市場、土壤質量和配套技術采用三個方面對影響黃土高原果園氮肥過量施用的因素進行了系統(tǒng)的論述，以期對我國蘋果科學施肥發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域與品種

以黃土高原作為研究區(qū)域，主要原因有兩點:第一，黃土高原是我國兩大蘋果優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)之一 (另一個為環(huán)渤海灣)，由于得天獨厚的土壤氣候優(yōu)勢，其蘋果面積和產(chǎn)量逐年增加，目前已占到全國蘋果總面積和總產(chǎn)量的 57% 和 52%[23]；第二，黃土高原優(yōu)勢主產(chǎn)區(qū)果農過量施氮現(xiàn)象明顯。以陜西省為例，2001 年氮過量果農比例為 50%[24]，2009 年高達 84%[5]。以富士系列作為研究對象，主要因為富士系列是我國蘋果主栽品種，約占全國蘋果總面積的 70%[25]。

1.2 數(shù)據(jù)采集與描述

研究數(shù)據(jù)采集于黃土高原蘋果優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)內的 387個蘋果園，覆蓋陜西洛川、禮泉、乾縣、興平、長武，甘肅涇川，山西臨猗，河南靈寶 4 個主產(chǎn)省 8個生產(chǎn)大縣 (除興平和長武外，每一個縣的蘋果面積均超過 2 萬公頃) (圖 1)，在每個縣根據(jù)農戶收入水平選擇了 4～5 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)選擇 2～3 個村，每個村根據(jù)農戶花名冊隨機選擇 3～5 個果園。數(shù)據(jù)包括調研數(shù)據(jù)和土壤數(shù)據(jù)兩部分，前者主要通過與果農面對面交流和后期電話回訪的方式來獲得，后者主要通過果園取土和室內化驗的方式來獲得。取土和化驗方法分別為每個蘋果園隨機選取 12 株樹，在每株樹樹冠投影處選取 6 個點，采集 0—40 cm 土層土壤，混合后按四分法取樣[4]，樣本自然風干后，有機質采用重鉻酸鉀容量法測定[26]。調研過程中并沒有對每個果農都同時進行問卷調研和果園取土，但樣本分布基本能覆蓋研究區(qū)域，剔除無效樣本，最終得到 385 個問卷和 178 個土壤樣本。

圖1 調研樣本縣分布Fig. 1 Distribution of sampled counties in the research

調研實施時間為 2014 年 7～8 月，調研數(shù)據(jù)的時間范圍為 2012 年果實采收后到 2013 年采收后，主要內容包括砧木類型、樹齡、產(chǎn)量、收購價格、土壤管理基本情況 (例如:生草、起壟等) 和肥水管理基本情況等。土壤樣本采集時間為 2014 年 7 月中旬，主要分析內容為土壤有機質含量 (soil organic matter content，SOC)。本研究蘋果樹齡在 8～30 a間，平均為 17 a，其中 10～25 a 的占 76%。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

本研究中的蘋果氮肥用量指的是化肥氮用量，通過化肥用量與其中的氮素含量相乘獲得。本研究沒考慮有機肥氮，主要因為有機肥氮用量小 (本研究中有機氮投入不足化肥氮用量的 5%)。探究氮肥用量與果實大小關系時，以收購價格作為果實大小的評判指標，主要因為目前我國蘋果市場主要以果實大小作為收購標準，果實大小與收購價格呈顯著正相關[27]。探究氮肥用量與 SOC 關系時，用到的 SOC 指標(2014 年) 與氮肥用量指標 (2013 年) 時間尺度有所不同，然而并不影響最終結果的定性研究，主要因為黃土高原果園 SOC 變化慢，相鄰兩年差異不顯著[28]。本研究以氮肥偏生產(chǎn)力 (PFPN) 作為配套技術的減氮增效評價指標，計算公式如下:

研究結果以中位數(shù)和算術平均值 (± 標準誤差)兩種形式進行表達，主要因為果農間氮肥用量差異大，僅以算術平均值表達代表性不強[29]。

研究中使用 Microsoft Excel 2003 軟件進行數(shù)據(jù)處理，使用 ORIGIN 8.6 軟件進行制圖，使用 SPSS 16.0 軟件進行單因素方差分析 (ANOVA) 及 t 檢驗。

2 結果與分析

2.1 黃土高原蘋果氮肥用量與氮過量現(xiàn)狀

黃土高原蘋果氮肥用量大，中位數(shù)和算術平均值分別為 921 kg/hm2和 (1032 ± 32) kg/hm2(圖 2a)，比2013 年全國蘋果氮肥平均用量 (490 kg/hm2) 高 111%[13]，遠高于發(fā)達國家蘋果氮肥用量 (100～150 kg/hm2)[3]。

圖2 氮肥用量和氮肥盈余量頻率分布Fig. 2 The frequency distribution of nitrogen fertilizer rate and the surplus of nitrogen [注（Note）:垂直長虛線表示氮肥施用評價標準，垂直短虛線示中位數(shù)，垂直實線表示算術平均數(shù) The long vertical dashed lines represent the evaluation for the nitrogen application, the short vertical dashed lines represent the median, and the vertical solid lines represent the mean. n = 385.]

以 蘋 果 規(guī) 范 管 理 技 術 推 薦 施 氮 標 準[30](每 生 產(chǎn)100 kg 蘋果，化肥氮用量為 0.8 kg) 分析黃土高原蘋果果農施氮情況 (圖 2b)，發(fā)現(xiàn)果農氮過量現(xiàn)象十分嚴重。果園氮肥盈余量非常大 (氮盈余 = 化肥投入-果實帶走-枝葉帶走)，中位數(shù)和平均值分別為633 kg/hm2和 (746 ± 33) kg/hm2，氮肥過量施用 (即盈余量大于 0 kg/hm2) 的果農比例為 92%。同時以黃土高原蘋果專家推薦施氮標準[5]對果農施氮情況進行分析 (即氮肥投入大于 360 kg/hm2作為過量) (圖 2a)，氮肥過量施用的果農比例為 91%。兩種標準下的黃土高原氮過量果農比例相似，均高達 90% 以上。

2.2 黃土高原果農過量施氮原因分析

2.2.1蘋果市場偏愛大果 由于我國蘋果果農收入與產(chǎn)量和收購價格緊密相關，在一定范圍內，收購價格又與果實大小直線相關[27]，因此產(chǎn)量和果實大小就構成了果農收益的關鍵因素。我們將氮肥用量劃分為從低到高五個等級，其中氮肥用量小于或等于 375 kg/hm2的樣本量為 41 個，占樣本總量的 11%，在 375～750 kg/hm2的樣本量為 110 個，占樣本總量的 29%，在 750～1125 kg/hm2的樣本量為 96 個，占樣本總量的 25%，在 1125～1500 kg/hm2的樣本量為 49 個，占樣本總量的 13%，大于 1500 kg/hm2的樣本量為 89個，占樣本量的 23% (圖 3)。進一步分析了氮肥用量與蘋果產(chǎn)量以及果實大小 (收購價格) 的關系，發(fā)現(xiàn)蘋果產(chǎn)量并沒有顯著受到氮肥用量的影響，氮肥用量超過 1125 kg/hm2后，蘋果產(chǎn)量反而有下降趨勢，可能原因是氮肥大量施用造成果樹枝條旺長，生殖生長受到限制，進而大大降低了果樹的負載量，影響最終蘋果產(chǎn)量[31]。但果實大小 (收購價格) 卻與氮肥用量成正相關，隨著氮肥用量的增加，果實大小(收購價格) 不斷提高，當?shù)视昧砍^ 1500 kg/hm2時，果實大小 (收購價格) 才略有降低，可能此時氮肥用量過高，造成了果樹營養(yǎng)元素吸收不平衡 (如抑制對鈣的吸收)，嚴重影響到果實品質，最終影響到收購價格[32]。另外，果實過大，超過優(yōu)質果標準，價格也會降低。分析絕大多數(shù)果農過量施氮 (圖 2) 的原因是氮肥大量施用可以顯著增加果徑，提高收購價格，進而增加經(jīng)濟效益。

圖3 不同施氮區(qū)間下的蘋果產(chǎn)量及果實價格Fig. 3 Fruit purchase price and yield under different nitrogen application ranges[注（Note）:水平虛線表示中位數(shù)，不同小寫字母表示在 P ＜ 0.05 下達到顯著性差異 The horizontal dotted lines represent the median, and different small letters mean significantly different within column at P ＜0.05 level. 圖中誤差棒是標準誤差值 Error bars show SE. n = 385.]

2.2.2果園土壤質量低 長期以來我國果園建設以“上山下灘，不與糧棉爭地”作為方針，多選用瘠薄土壤，果園立地條件較差，同時肥源少，果園有機肥投入不足，土壤質量偏低的問題非常突出。2014 年所測試樣本果園 SOC 含量的中位數(shù)和算術平均值分別為 9.8 g/kg 和 10.2 g/kg，與 2012 年[33]相比，黃土高原果園 SOC 含量下降了 14%，遠低于發(fā)達國家果園 SOC 的含量如日本[34](30～50 g/kg)。在本研究中的 385 個果園中，大于我國豐產(chǎn)優(yōu)質果園有機質含量標準 (＞ 15 g/kg) 的果園比例僅為 9.6% (圖 4)。

果園 SOC 是果樹生長的重要肥力保障[35]。我國果園 SOC 含量低，土壤保肥能力差，為獲得較高產(chǎn)量，果農氮肥用量往往較高。如圖 5 所示，隨著果園 SOC 含量的不斷降低，果農氮肥用量呈上升趨

圖4 果園土壤有機質含量頻率分布Fig. 4 The frequency distribution of orchard soil organic matter contents[注（Note）:垂直長虛線表示豐產(chǎn)優(yōu)質果園 SOC 評價標準，垂直短虛線表示中位數(shù)，垂直實線表示算術平均數(shù) The long vertical dashed line represents the evaluation standard of good harvest and high quality orchard SOC, the short vertical dashed line represents the median, and the vertical solid lines represent the mean. n = 178.]

圖5 不同果園有機質含量區(qū)間下的氮肥投入Fig. 5 The nitrogen fertilizer rates under different organic matter contents in orchards[注（Note）:水平實線表示中位數(shù)，水平虛線表示算術平均數(shù)The horizontal solid line represents the median, and the horizontal dotted line represents the mean；不同小寫字母表示在 P ＜ 0.05 下達到顯著性差異 Different small letters mean significantly different at P ＜0.05 level. n = 178.]

勢，但未達到顯著水平 (原因是果園有機質普遍較低，區(qū)組間差異較小)。當 SOC 含量≤5 g/kg 時，氮肥用量最高，中位數(shù)和算術平均值分別為 1084 kg/hm2和 1100 kg/hm2。當有機質含量 ＞ 15 g/kg 時，氮肥用量最低，中位數(shù)和算術平均值分別為 737 kg/hm2和 868 kg/hm2，相比于 SOC≤5 g/kg 的果園，氮肥用量中位數(shù)和算術平均值分別下降了 32% 和 21% (圖 5)。

2.2.3果園減氮增效配套技術普及不足 黃土高原果園減氮增效配套技術普及不足，是造成果園大量施用氮肥的另一重要原因。結合果農生產(chǎn)現(xiàn)狀 (如水肥一體化技術氮肥利用率高[36]，然而絕大多數(shù)果農不采用該技術，所以不予討論) 和已有研究中影響氮肥的栽培管理措施[37]，本研究將黃土高原減氮增效配套技術進行分類 (圖 6)，主要有矮化密植、生草覆蓋、起壟、秋施肥和灌溉，發(fā)現(xiàn)減氮增效配套技術采用率普遍較低。例如，矮化密植、生草覆蓋和起壟的技術采用率分別為 22%、31% 和 24%，不足喬化砧(78%)、清耕 (69%) 和不起壟 (76%) 的 3/10、1/2 和8/25。與發(fā)達國家果園相比差距大，歐美和日本的生草覆蓋技術采用率已達 57% 以上，有些國家甚至達到 95%[38]，美國矮化密植技術基本達到全覆蓋[39]。

圖6 不同果園管理技術的氮肥偏生力 (PFPN)和果農采用率Fig. 6 Nitrogen partial factor productivity (PFPN) and technology adoption rate by fruit growers under different orchard management techniques[注（Note）:水平虛線表示中位數(shù) ，不同小寫字母表示在 P ＜0.05 下達到顯著性差異；樣本量 n = 376 (剔除產(chǎn)量為零樣本后)；誤差棒是標準誤差值 Horizontal dotted lines represent the median, and different small letters mean significantly different within column at P ＜ 0.05 level. The number of sample n = 376 (after eliminating zero production samples); Error bars show SE.]

比較不同技術的氮肥偏生產(chǎn)力 (PFPN)，發(fā)現(xiàn)采用減氮增效配套技術的 PFPN普遍較高。其中，采用生草覆蓋與清耕、采用起壟與不起壟和采用灌溉與不灌溉間的差異均達到顯著水平。然而從 PFPN的中位數(shù)來看，兩種技術類型間的差異相比平均數(shù)的情況下有所減少，甚至于采用秋施肥的 PFPN比不采用秋施肥的低，主要原因是果農間減氮增效配套技術應用效果差異大、技術到位率 (正確的應用方式)低。例如，矮化砧果樹普遍采用喬化砧管理方式，良砧與良法不配套，無法發(fā)揮矮砧密植技術的早產(chǎn)豐產(chǎn)優(yōu)勢[40]；果農進行秋施肥時以化肥氮為主 (研究表明秋施肥應以有機肥為主[41])，氮肥用量大，增產(chǎn)效果不明顯，PFPN降低。減氮增效配套技術普及不足、技術到位率低，制約蘋果氮效率，間接增加果農氮肥用量。

3 討論與結論

果農施肥行為屬于經(jīng)濟行為，受多種因素影響。何浩然等[42]的研究指出，農戶非農就業(yè)比率對化肥施用強度具有正向影響；張宏宇等[43]研究表明，農戶的生產(chǎn)經(jīng)驗是農戶化肥施用量的主要影響因素之一；Starbird[44]通過研究美國加州農民的生產(chǎn)行為指出，企業(yè)對產(chǎn)品質量的要求政策 (如制定最低收購標準) 會影響農戶化肥施用的結構；馬驥[45]通過研究華北平原農戶過量施氮影響因素時指出，除了基本的特征變量 (家庭收入、農業(yè)勞動力文化程度等) 外，農戶對化肥施用是否過量的認識、是否施用有機肥以及農戶對待風險的態(tài)度等也是重要影響方面；張利國[46]研究認為，更加緊密的垂直協(xié)作方式 (銷售合同、生產(chǎn)合同、合作社、垂直一體化等) 能在一定程度上降低農戶的化肥施用量。

本研究指出，市場偏愛大果，促使果農大量施氮。與我國市場偏好不同，發(fā)達國家更加注重果實品質。在美國，隨著人們消費結構的不斷升級以及對健康的不斷關注，近年來有機蘋果發(fā)展迅速，目前其面積已占總蘋果面積的 6% 左右[47]。與傳統(tǒng)方式相比，有機方式下的果實品質高、化肥用量少，同時表現(xiàn)出更高的環(huán)境經(jīng)濟可持續(xù)[48]。在日本，大型選果場對蘋果進行分級處理時優(yōu)先考慮果實的內在品質 (糖分和水心病檢驗,)，其次為果個大小[49]。本研究同時指出，果園土壤質量低，保肥能力差，導致果農氮肥用量大。果園氮肥過量施用加劇了果園土壤的氮素環(huán)境負荷[17]，使果園土壤質量降低，反過來促使果園氮肥用量增加，形成惡性循環(huán)。另外，減

氮增效配套技術普及不足，技術到位率低，制約蘋果氮效率，間接增加果農氮肥用量。因此，建立蘋果品質體系并引導農戶，加快果園提質工作的開展(如規(guī)范化新建果園立地條件、加大果園有機肥生產(chǎn)施用雙向補貼力度等)，加強減氮增效配套技術的推廣力度，對于挖掘“藏糧于地，藏糧于技”的政策潛力，降低黃土高原蘋果氮肥用量，提高果實品質以及減少環(huán)境污染具有重要現(xiàn)實意義。

[1]Food and Agriculture Organization of the United Nations(FAO). FAO Statistical Databases[DB/OL]. http：//faostat.fao.org, 2013.

[2]彭福田, 姜遠茂. 不同產(chǎn)量 水平蘋果園 氮磷鉀營養(yǎng)特 點研究[J]. 中國農業(yè)科學, 2006, 39(2)： 361-367. Peng F T, Jiang Y M. Characteristics of N, P, and K nutrition in different yield level apple orchards[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2006, 39(2)： 361-367.

[3]姜遠茂, 張宏彥, 張 福鎖. 北方落 葉 果樹養(yǎng)分資源 綜合管理理論與實踐[M]. 北京： 中國農業(yè)大學出版社, 2007. 84. Jiang Y M, Zhang H Y, Zhang F S. The northern deciduous fruit trees nutrient resources comprehensive management theory and practice[M]. Beijing： China Agricultural University Press, 2007. 84.

[4]葛順 峰. 蘋果園土壤碳氮比對植株-土壤系統(tǒng)氮 素平衡影 響的研究[D]. 泰安： 山東農業(yè)大學博士學位論文, 2014. Ge S F. Effects of soil C/N ratio on nitrogen balance of plant-soil system in apple orchard[D]. Taian： PhD Dissertation of Shandong Agricultural University, 2014.

[5]趙佐平, 同延安, 劉 芬, 等. 渭 北 旱 塬 蘋果園施肥現(xiàn)狀分析評 估[J].中國生態(tài)農業(yè)學報, 2012, 20(8)： 1003-1009. Zhao Z P, Tong Y A, Liu F, et al. Assessment of current conditions of household fertilization of apples in Weibei Plateau[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2012, 20(8)： 1003-1009.

[6]趙政陽, 戴 軍, 王雷存. 陜 西 蘋果產(chǎn)業(yè) 現(xiàn) 狀 及 國際競爭 力 分 析[J].西北農業(yè)學報, 2002, 11(4)： 108-111. Zhao Z Y, Dai J, Wang L C. Analysis of the apple industrial present situation and international competition ability in Shaanxi province[J]. Acta Agriculturae Boreali-Occidentalis Sinica, 2002, 11(4)： 108-111.

[7]張云 婷, 張文, 張潞 生, 等. 我國蘋 果對外貿易 現(xiàn)狀分析[J]. 中國果樹, 2009, (6)： 58-60. Zhang Y T, Zhang W, Zhang L S, et al. Apple in our country foreign trade status analysis[J]. China Fruits, 2009, (6)： 58-60.

[8]Liu X, Zhang Y, Han W, et al. Enhanced nitrogen deposition over China[J]. Nature, 2013, 494(7438)： 459-62.

[9]Zhang X F, Dou Z X, He P, et al. New technologies reduce greenhouse gas emissions from nitrogenous fertilizer in China[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2013, 110(21)： 8375-8380.

[10]Guo J H, Liu X J, Zhang Y, et al. Significant acidification in major Chinese croplands[J]. Science, 2010, 327(5968)： 1008-1010.

[11]束懷瑞. 蘋果學[M]. 北京： 中國農業(yè)出版社, 1999. Shu H R. Apple study[M]. Beijing： China Agriculture Press, 1999.

[12]中華人民共和國農業(yè)部. 農業(yè)部關于印發(fā)《到2020年化肥使用量零增長行動方案》和《到2020年農藥使用量零增長行動方案》的通知[EB/OL]. http：//www.moa.gov. cn/zwllm/tzgg/tz/201503/ t20150318_4444765.htm, 2015. The Ministry of Agriculture of the People's Republic of China. Issued by the Ministry of Agriculture on the《action plans to fertiliser use zero growth in 2020》 and《action plans to 2020 pesticides use zero growth in 2020》[EB/OL]. http：//www.moa.gov.cn/zwllm/tzgg/ tz/201503/t20150318_4444765.htm, 2015.

[13]國家發(fā)展計劃委員會. 全國農產(chǎn)品成本收益資料匯編[M]. 北京：中國物價出版社, 2014. State Development Planning Commission. The national agricultural cost-benefit data assembly[M]. Beijing： China Prices Press, 2014.

[14]王圣瑞, 馬文奇, 徐文華, 等. 陜西省蘋果施肥狀況與評價[J]. 干旱地區(qū)農業(yè)研究, 2004, 22(1)： 146-151. Wang S R, Ma W Q, Xu W H, et al. Evaluation on situation of fertilization for apple in Shaanxi province[J]. Agricultural Research in the Arid Areas, 2004, 22(1)： 146-151.

[15]魏紹沖, 姜遠茂. 山東省蘋果園肥料施用現(xiàn)狀調查分析[J]. 山東農業(yè)科學, 2012, 44(2)： 77-79. Wei S C, Jiang Y M. Investigation on fertilization status in apple orchards of Shandong province[J]. Shandong Agricultural Sciences, 2012, 44(2)： 77-79.

[16]史恒通, 趙敏娟, 霍學喜. 農戶施肥投入結構及其影響因素分析-基于7個蘋果主產(chǎn)省的農戶調查數(shù)據(jù)[J]. 華中農業(yè)大學學報(社會科學版), 2013, (2)： 1-7. Shi H T, Zhao M J, Huo X X. Farmer’s fertilizer input structure and its influencing factors—An empirical analysis on survey data of growers in seven apple main producting provinces[J]. Journal of Huazhong Agricultural University (Soical Sciences Edition), 2013, (2)： 1-7.

[17]趙佐平, 閆莎, 劉芬, 等. 陜西果園主要分布區(qū)氮素投入特點及氮負荷風險分析[J]. 生態(tài)學報, 2014, 34(19)： 5642-5649. Zhao Z P, Yan S, Liu F, et al. Analysis of nitrogen inputs and soil nitrogen loading in different kinds of orchards in Shaanxi Province[J]. Acta Ecologica Sinica, 2014, 34(19)： 5642-5649.

[18]寇建村, 楊文權, 李尚瑋, 等. 我國果園土壤有機質研究進展[J]. 北方園藝, 2016, (4)： 185-191. Kou J C, Yang W Q, Li S W, et al. Research advance on soil organic matter of orchard in China[J]. Northern Horticulture, 2016(4)：185-191.

[19]夏燕飛, 張文會, 沈向, 等. 有機質對蘋果園土壤改良及對果實產(chǎn)量品質的影響[J]. 北方園藝, 2012, (21)： 177-180. Xia Y F, Zhang W H, Sheng X, et al. Effects of soil organic matter on soil characteristcs and fruit production and quality in apple orchard[J]. Northern Horticulture, 2012, (21)： 177-180.

[20]馬國輝, 曾明, 王羽玥, 等. 果園生草制研究進展[J]. 中國農學通報, 2005, 21(7)： 273-277. Ma G H, Zeng M, Wang Y Y, et al. Research progress on orchard sod culture[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2005, 21(7)：273-277.

[21]張秀芝, 郭江云, 王永章, 等. 不同砧木對富士蘋果礦質元素含量和品質指標的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報, 2014, 20(2)： 414-420. Zhang X Z, Guo J Y, Wang Y Z, et al. Effects of different rootstocks on mineral contents and fruit qualities of Fuji apple[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2014, 20(2)： 414-420.

[22]Tromp J. Nutrient reserves in roots of fruit trees, in particular carbohydrates and nitrogen[J]. Plant & Soil, 1983, 71(1)： 401-413.

[23]國家統(tǒng)計局. 中國統(tǒng)計年鑒[M]. 北京： 中國統(tǒng)計出版社, 2013. National Bureau of Statistics. China statistical yearbook[M]. Beijing：China Statistics Press, 2013.

[24]劉侯俊, 巨曉棠, 同延安, 等. 陜西省主要果樹的施肥現(xiàn)狀及存在問題[J]. 干旱地區(qū)農業(yè)研究, 2002, 20(1)： 38-44. Liu H J, Ju X T, Tong Y A, et al. The status and problems of fertilization of main fruit trees in Shaanxi Province[J]. Agricultural Research in the Arid Areas, 2002, 20(1)： 38-44.

[25]陳學森, 郭文武, 徐娟, 等. 主要果樹果實品質遺傳改良與提升實踐[J]. 中國農業(yè)科學, 2015, 48(17)： 3524-3540. Chen X S, Guo W W, Xu J, et al. Genetic improvement and promotion of fruit quality of main fruit trees[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2015, 48(17)： 3524-3540.

[26]姜遠茂, 彭福田, 張宏彥, 等. 山東省蘋果園土壤有機質及養(yǎng)分狀況研究[J]. 土壤通報, 2001, 32(4)： 167-169. Jiang Y M, Peng F T, Zhang H Y, et al. Status of organic matter and nutrients in Shandong orchard soils[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2001, 32(4)： 167-169.

[27]孫偉尚, 趙彥華, 任小林. “富士”蘋果品質對銷售價格波動的影響[J]. 北方園藝, 2014, (10)： 198-201. Sun W S, Zhao Y H, Ren X L. The influence of ‘Fuji’apple qualities on price flucatuation[J]. Northern Horticulture, 2014, (10)： 198-201.

[28]張義, 謝永生, 郝明德, 等. 黃土塬面果園土壤養(yǎng)分特征及演變[J].植物營養(yǎng)與肥料學報, 2010, 16(5)： 1170-1175. Zhang Y, Xie Y S, Hao M D, et al. Characteristics and evolution of soil nutrients in apple orchards at the gully region of Loess Plateau[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2010, 16(5)： 1170-1175.

[29]唐芳. 算術平均數(shù)、眾數(shù)、中位數(shù)的合理運用[J]. 中國統(tǒng)計, 2008, (3)： 49-50. Tang F. Reasonable use of the arithmetic mean, mode and median[J]. China Statistic, 2008, (3)： 49-50.

[30]溫樹英. 紅富士蘋果規(guī)范化管理技術要點[J]. 北方果樹, 1993, (1)：31-33. Wen S Y. The main technical points of Fuji apple standardization management[J]. Northern Fruits, 1993, (1)： 31-33.

[31]李文慶, 張民, 束懷瑞. 氮素在果樹上的生理作用[J]. 山東農業(yè)大學學報(自然科學版), 2002, 33(1)： 96-100. Li W Q, Zhang M, Shu H R. The physiological effects of nitrogen on fruit trees[J]. Journal of Shandong Agricultural University (Natural Science), 2002, 33(1)： 96-100.

[32]彭福田, 姜遠茂, 顧曼如, 等. 氮素對蘋果果實內源激素變化動態(tài)與發(fā)育進程的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報, 2003, 9(2)： 208-213. Peng F T, Jiang Y M, Gu M R, et al. Effect of nitrogen on apple fruit hormone changing trends and development[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2003, 9(2)： 208-213.

[33]張東, 鄭立偉, 韓明玉, 等. 黃土高原成齡富士蘋果園土壤養(yǎng)分含量標準值研究[J]. 園藝學報, 2016, 43(1)： 121-131. Zhang D, Zheng L W, Han M Y, et al. Studies of the standard rangeof the soil nutrients in apple orchard in Loess Plateau[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2016, 43(1)： 121-131.

[34]馮世棟, 高宏忠. 對提高黃土高塬區(qū)蘋果園土壤有機質含量的思考[J]. 現(xiàn)代農業(yè)科技, 2010, (24)： 298. Feng S D, Gao H Z. Thinking of improving the apple orchard soil organic matter content in Investigating loess area[J]. Modern Agricultural Sciences and Technology, 2010, (24)： 298.

[35]趙香蘭. 有機質在果園土壤肥力中的作用[J]. 河北果樹, 1990, (4)：47-50. Zhao X L. The role of organic matter in orchard soil fertility[J]. Hebei Fruits, 1990, (4)： 47-50.

[36]路永莉, 白鳳華, 楊憲龍, 等. 水肥一體化技術對不同生態(tài)區(qū)果園蘋果生產(chǎn)的影響[J]. 中國生態(tài)農業(yè)學報, 2014, (11)： 1281-1288. Lu Y L, Bai F H, Yang X L, et al. Effect of fertigation on apple production in different ecological-regions orchards[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2014, (11)： 1281-1288.

[37]陳學森, 郝玉金, 楊洪強, 等. 我國蘋果產(chǎn)業(yè)優(yōu)質高效發(fā)展的10項關鍵技術[J]. 中國果樹, 2010, (4)： 65-67. Chen X S, Hao Y J, Yang H Q, et al. The 10 quality and efficient key technologies of apple industry in China[J]. China Fruits, 2010, (4)：65-67.

[38]寇建村, 楊文權, 韓明玉, 等. 我國果園生草研究進展[J]. 草業(yè)科學, 2010, 27(7)： 154-159. Kou J C, Yang W Q, Han M Y, et al. Research progress on interplanting grass in orchard in China[J]. Grassland Science, 2010, 27(7)： 154-159.

[39]李丙智, 張林森, 韓明玉, 等. 世界蘋果矮化砧木應用現(xiàn)狀[J]. 果農之友, 2007, (7)： 4-6. Li B Z, Zhang L S, Han M Y, et al. The world apple dwarf rootstock application status[J]. Fruit Growers Friend, 2007, (7)： 4-6.

[40]李丙智, 韓明玉, 張林森, 等. 我國矮砧蘋果生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展緩慢的原因分析及建議[J]. 煙臺果樹, 2010, (2)： 1-4. Li B Z, Han M Y, Zhang L S, et al. The analysis and the suggestion of the slow development of dwarf rootstock apple production in China at present situation[J]. Yantai Fruits, 2010, (2)： 1-4.

[41]蘭青義, 郭春華, 龍照春. 果樹生長期施肥管理[J]. 北方園藝, 2007, (6)： 121. Lan Q Y, Guo C H, Long Z C. Fertilization management of the fruit tree in growth[J]. Northern Horticulture, 2007, (6)： 121.

[42]何浩然, 張林秀, 李強. 農民施肥行為及農業(yè)面源污染研究[J]. 農業(yè)技術經(jīng)濟, 2006, (6)： 2-10. He H R, Zhang L X, Li Q. Farmers fertilizer application behavior and agricultural non-point source pollution research[J]. Journal of Agrotechnical Economics, 2006, (6)： 2-10.

[43]張紅宇, 金繼運. 中國肥料產(chǎn)業(yè)研究[M]. 北京： 中國財政經(jīng)濟出版社, 2003. Zhang H Y, Jin J Y. China fertilizer industry research[M]. Beijing：China Financial Economic Press, 2003.

[44]Starbird S A. The effect of quality assurance policies for processing tomatoes on the demand for pesticides[J]. Journal of Agricultural & Resource Economics, 1994, 19(1)： 78-88.

[45]馬驥. 農戶糧食作物化肥施用量及其影響因素分析--以華北平原為例[J]. 農業(yè)技術經(jīng)濟, 2007, (3)： 157-157. Ma J. Food crops’ fertilizer rate and its influencing factors - in the North China Plain as an example[J]. Journal of Agrotechnical Economics, 2007, (3)： 157-157.

[46]張利國. 垂直協(xié)作方式對水稻種植農戶化肥施用行為影響分析--基于江西省189戶農戶的調查數(shù)據(jù)[J]. 農業(yè)經(jīng)濟問題, 2008, 29(3)： 50-54. Zhang L G. Effects on rice farmers fertilizer application of the vertical coordination behavior-based on the survey data of 189 farmer households in Jiangxi province[J]. Issues in Agricultural Economy, 2008, 29(3)： 50-54.

[47]Edward S, Michael L, Catherine G, et al. Characteristics of conventional and organic apple production in the United States[J/OL]. Department of Agriculture, Economic Research Service, 2016, http：//www.ers.usda.gov/media/118496/fts34701.pdf.

[48]Reganold J P, Glover J D, Andrews P K, et al. Sustainability of three apple production systems[J]. Nature, 2001, 410(6831)： 926-930.

[49]袁景軍, 梅立新, 高華, 等. 日本蘋果考察報告[J]. 西北園藝： 果樹?？? 2008, (3)： 45-47. Yuan J J, Mei L X, Gao H, et al. Japanese apple inspection report[J]. Northwest Horticulture： Special Issue of Fruit Trees, 2008, (3)：45-47.

Factors leading to excessive nitrogen fertilization on apple in the Loess Plateau

ZHAO Shuai-xiang1, ZHANG Wei-feng1*, JIANG Yuan-mao2, ZHANG Fu-suo1
( 1 College of Resources and Environmental Sciences，China Agricultural University, Beijing 100193, China; 2 College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University, Taian, Shandong 271018, China )

【Objectives】Excessive nitrogen fertilization in apple production is common in the Loess Plateau area of China. Investigating the main influence factors is helpful to guild scientifically efficient orchard fertilization, improve the nitrogen use efficiency, guarantee the development of apple industry sustainably, and promote the realization of fertilizer zero growth goals.【Methods】Orchard investigation and soil sampling in the typical apple production areas of the Loess Plateau were used for this study. Indices relating to apple production, purchase price, nitrogen fertilizer rate, production management and technology in 2012-2013 and orchard soil organic matter contents in 2013-2014 were calculated. We analyzed the effect of nitrogen fertilizer rates on apple production and fruit size (purchase price) respectively, the effect of orchard soil organic matter content on nitrogen fertilizer rates, and the grower’s technology adoption and difference of PFPNunder different technologies from apple market, orchard soil quality and adoption of supporting technologies respectively.【Results】The median and mean nitrogen fertilizer rates in tested area were 921 kg/hm2and (1032 ± 32) kg/hm2, respectively, and the overuse proportion was more than 90%. The median and mean orchard soil organic matter contents were 9.8 g/kg and (10.2 ± 0.3) g/kg, which were far lower than the national standard of high qualityorganic matter content of the orchard (＞ 15 g/kg). The increased nitrogen fertilizer application did not affect apple yields significantly, but increased the fruit sizes significantly, which was closely related with the price of apple. With the reduction of orchard soil organic matter content, the nitrogen fertilizer rates were on the rise but not significant (the reason was that organic matter in orchard was generally low and the difference between blocks was very small). The adoption rates of the extended technologies were quite different, and the technology of enhancing efficiency but minimizing nitrogen input was the least adopted among the technologies. The effect of the enhancing efficiency but minimizing nitrogen input technology was different among the growers using the technology, and the rate was very low in using the technology in a right way.【Conclusions】Preference of big fruits in the apple market, lower soil fertility in apple orchard and limited extension of saving nitrogen techniques were the main reasons for the excessive nitrogen input. Therefore, establishing a good apple quality evaluation system, accelerating the work of orchard soil fertility improvement, and strengthening the extension of enhanced efficiency nitrogen management technologies should be considered in the future.

Loess Plateau; apple; excessive nitrogen application; factor analysis

2016-04-21 接受日期：2016-09-12

公益性行業(yè)科研專項（201203079）；國家重點研發(fā)計劃項目（2016YFD0201303）資助。

趙帥翔（1991—），男，河北石家莊人，碩士研究生，從事果樹養(yǎng)分管理方面研究。E-mail:sxzhao2@126.com

* 通信作者 E-mail:wfzhang@126.com