化肥減施對(duì)‘煙富3’蘋果葉片功能和果實(shí)產(chǎn)量與品質(zhì)的影響*

陳海寧，張 強(qiáng)，沈彥輝，王 敏，齊英杰，侯廣軍

（1煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東265500）（2 金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司）

2018年，我國(guó)蘋果種植面積達(dá)253萬hm2，產(chǎn)量4 500萬t，居世界第1[1-2]。化肥在我國(guó)蘋果生產(chǎn)中發(fā)揮了舉足輕重的作用，多數(shù)果農(nóng)憑經(jīng)驗(yàn)施肥，化肥過量施用嚴(yán)重[3]。統(tǒng)計(jì)資料顯示，我國(guó)蘋果園化肥消費(fèi)量高達(dá)217.3萬t，氮肥施用量是美國(guó)的2.5倍，而單產(chǎn)僅為美國(guó)的一半左右[4]。山東省是我國(guó)蘋果種植第2大省，2019年蘋果種植面積達(dá)26萬hm2[5]。近年來，以煙臺(tái)、威海等地為主的膠東地區(qū)逐漸成為山東省蘋果的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)聚集地。山東省蘋果園的氮肥施用量300～620 kg/hm2，是國(guó)外的3.0～4.5倍[6]?；实牟缓侠硎┯弥饕w現(xiàn)在重視氮磷鉀等大量元素的投入，忽視中微量元素等。化肥施用過多會(huì)造成土壤酸化和板結(jié)，降低土壤的緩沖性和抗逆性，植株根際微生態(tài)失衡，導(dǎo)致蘋果苦痘病、蘋果樹腐爛病、蘋果粗皮病、蘋果小葉病等病害大面積發(fā)生[7]，產(chǎn)量和品質(zhì)逐年下降。過量施用化肥，不僅造成了資源浪費(fèi)和生產(chǎn)成本增加，還造成土壤質(zhì)量下降、水體污染、食品安全等問題[8]。

近年來，已有部分研究表明，一定范圍內(nèi)實(shí)施蘋果化肥減量技術(shù)，不僅可以滿足樹體的正常生長(zhǎng)發(fā)育，還可改良土壤，提高蘋果產(chǎn)量，改善果實(shí)品質(zhì)[8-13]。但是，目前大部分減施技術(shù)仍以單項(xiàng)施肥技術(shù)為主，缺乏蘋果周年施肥技術(shù)的集成。本研究圍繞國(guó)家化肥零增長(zhǎng)的目標(biāo)，以農(nóng)民傳統(tǒng)施肥為對(duì)照，探究化肥減量套餐施肥對(duì)果樹生長(zhǎng)發(fā)育的影響，以期為蘋果化肥減施提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2016—2019年連續(xù)4年在山東省棲霞市謝家溝村（東經(jīng)120.89°，北緯37.31°）試驗(yàn)基地進(jìn)行，當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?1.3 ℃，平均年降水量650 mm，無霜期約207 d，四季分明，光照充足。試驗(yàn)園地勢(shì)平坦，土壤為棕壤，有機(jī)質(zhì)含量12.9 g/kg，pH值4.98，堿解氮含量128.3 mg/kg，速效磷含量74.9 mg/kg，速效鉀含量165.1 mg/kg。果園修剪、疏花疏果、病蟲害防治等措施與習(xí)慣施肥果園一致。

供試蘋果品種為煙富3/M26/平邑甜茶，10年生（2016年），行株距為4 m×3 m。

1.2 試驗(yàn)方法

選取無病蟲害、生長(zhǎng)基本一致的蘋果樹，設(shè)肥料減施和習(xí)慣施肥2個(gè)處理，每個(gè)處理30株樹，10株為1個(gè)小區(qū)，小區(qū)間設(shè)保護(hù)行。各處理施肥時(shí)期、肥料種類、株施肥量見表1。其中習(xí)慣施肥每株投入純氮1.385 kg、五氧化二磷0.685 kg、氧化鉀1.125 kg。肥料減施每株施入純氮0.836 kg、五氧化二磷0.349 kg、氧化鉀0.902 kg。氮、磷、鉀分別減施39.6%、49.1%、19.8%，綜合減肥30%以上。

表1 ‘煙富3’肥料減施試驗(yàn)施肥方案

1.3 測(cè)定方法

（1）葉面積指數(shù)和葉綠素含量。每株樹在東西南北4個(gè)方位選取樹冠外圍新梢中部葉10片，測(cè)定葉綠素含量和葉面積。葉面積用LI-3000C便攜式葉面積儀測(cè)定，葉綠素用SPAD-502 Plus葉綠素測(cè)量?jī)x測(cè)定。

（2）產(chǎn)量和品質(zhì)。果實(shí)成熟期，每株樹在東西南北4個(gè)方位隨機(jī)采取果實(shí)30個(gè)，測(cè)定單果重和可溶性固形物含量、可滴定酸含量、硬度等。單果重用百分之一電子天平稱量，果實(shí)硬度采用GY-1型手持硬度計(jì)測(cè)定，蒽酮比色法測(cè)定果實(shí)可溶性糖含量，氫氧化鈉中和滴定法測(cè)量果實(shí)可滴定酸含量，2,6-二氯酚靛酚法測(cè)定維生素C含量[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 肥料減施對(duì)‘煙富3’葉面積、葉綠素的影響

由表2可知，經(jīng)過3年的連續(xù)試驗(yàn)，肥料減施顯著影響了‘煙富3’的葉面積和葉綠素含量，葉面積和葉綠素含量分別較習(xí)慣施肥提高了8.9%和6.4%。試驗(yàn)第1年，肥料減施處理的葉面積和葉綠素含量與習(xí)慣施肥差異不顯著。第2年，肥料減施處理葉面積較習(xí)慣施肥提高了8.2%，差異顯著；葉片葉綠素含量較習(xí)慣施肥略有提高。

表2 ‘煙富3’不同施肥處理葉面積和葉綠素含量

2.2 肥料減施對(duì)‘煙富3’株產(chǎn)的影響

由表3可知，試驗(yàn)第1年和第2年，肥料減施處理的單果重、單株結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量較習(xí)慣施肥均提高，但無顯著差異。第3年，肥料減施處理的單果重和株產(chǎn)較習(xí)慣施肥提高了8.9%和19.1%，差異顯著；肥料減施處理的單株結(jié)果數(shù)比習(xí)慣施肥提高，但差異不顯著。

表3 ‘煙富3’不同施肥處理單果重與株產(chǎn)

2.3 肥料減施對(duì)‘煙富3’果實(shí)品質(zhì)的影響

由表4可知，試驗(yàn)第1年和第2年，肥料減施處理果實(shí)可滴定酸含量與習(xí)慣施肥相比略有降低，糖酸比、維生素C含量和硬度較習(xí)慣施肥略有增加，但差異均不顯著。試驗(yàn)第3年，肥料減施處理果實(shí)可溶性糖含量、糖酸比和硬度均較習(xí)慣施肥提高，差異顯著，可滴定酸含量顯著低于習(xí)慣施肥，維生素C含量與習(xí)慣施肥差異不顯著。

表4 ‘煙富3’不同施肥處理果實(shí)品質(zhì)

3 討論與小結(jié)

科學(xué)施肥，提高化肥利用率，減少由于過量施肥帶來的生態(tài)環(huán)境問題是關(guān)系到蘋果產(chǎn)業(yè)能否實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的重大科研問題[7]。王賀等[8]發(fā)現(xiàn)減施化肥有促進(jìn)果樹花芽形成的效應(yīng)，對(duì)果樹新梢生長(zhǎng)和葉綠素沒有產(chǎn)生顯著影響。侯廣軍等[9,12]研究表明，化肥減量30%，果樹葉片葉綠素含量均增加，果樹單株結(jié)果數(shù)、單果重、單株產(chǎn)量和優(yōu)果率均提高。梁敬等[11]研究表明，減量施肥可以提高蘋果產(chǎn)量和純收益。本試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過3年的連續(xù)試驗(yàn)，減施化肥可顯著提高葉面積及葉綠素含量，單株結(jié)果數(shù)、單果重和單株產(chǎn)量顯著高于習(xí)慣施肥，與侯廣軍等研究結(jié)果一致。優(yōu)良的營(yíng)養(yǎng)器官是果樹生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵，其中葉片的生長(zhǎng)狀況尤為重要，葉綠素含量可反映葉片的生長(zhǎng)狀況以及合成有機(jī)物質(zhì)的能力[15]。減量施肥方案能夠改良酸化土壤，改善果樹根際周圍的微生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)根系生長(zhǎng)發(fā)育，增強(qiáng)吸收能力，果樹負(fù)載能力增強(qiáng)，為蘋果產(chǎn)量提供更好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

減量施肥對(duì)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響主要表現(xiàn)在可溶性糖含量、可滴定酸含量、糖酸比等方面。糖酸比是決定水果風(fēng)味的關(guān)鍵因素[16]。據(jù)報(bào)道[8-9,11-12]，減施化肥有助于提高果實(shí)可溶性糖含量和糖酸比，降低可滴定酸含量，同時(shí)，也有助于提高果實(shí)硬度。本研究發(fā)現(xiàn)，減施化肥與習(xí)慣施肥相比，果實(shí)糖酸比顯著提高，風(fēng)味明顯改善，品質(zhì)顯著提高。