HPS 微生物菌肥對阿克蘇冰糖心蘋果品質及產(chǎn)量的影響

劉政典，任 珂，盧瑜珺，孫鵬程，封明軍，郭彩萍，江 峰，王新建,2

（1 塔里木大學園藝與林學學院，新疆阿拉爾 843300；2 新疆生產(chǎn)建設兵團南疆特色果樹生產(chǎn)工程實驗室，新疆阿拉爾 843300；3 上海國環(huán)生態(tài)科技股份有限公司，上海 200000）

近年來，新疆維吾爾自治區(qū)和甘肅省蘋果產(chǎn)區(qū)產(chǎn)量增長較快，年均增長9%以上[2]。2018 年新疆蘋果栽培面積和產(chǎn)量分別占西北產(chǎn)區(qū)的73.50%和89.75%。說明在西北產(chǎn)區(qū)中新疆蘋果生產(chǎn)占絕對優(yōu)勢。周江濤等[3]在2021 年利用規(guī)模比較優(yōu)勢指數(shù)（SAI）等統(tǒng)計方法分析了中國蘋果主產(chǎn)區(qū)的變動規(guī)律，當產(chǎn)區(qū)SAI 大于1 時，說明該產(chǎn)區(qū)蘋果產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模要大于全國平均水平，在國內蘋果主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)規(guī)模上處于優(yōu)勢，反之則相反。新疆經(jīng)過不斷發(fā)展，2018 年SAI 達到1.1。

阿克蘇蘋果作為新疆阿克蘇地區(qū)果農(nóng)致富的重要樹種，其冰糖心蘋果品牌國內知名。隨著國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施，阿克蘇蘋果產(chǎn)業(yè)作為實現(xiàn)本地區(qū)產(chǎn)業(yè)振興的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，其提質增效顯得尤為重要。目前我國仍是以化肥為主、有機肥為輔的施肥模式，而且地處偏遠地區(qū)的農(nóng)民由于受到栽培技術和專業(yè)知識的限制，往往一味追求果樹的生長而過多使用化學肥料。而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上大量使用化學肥料會使土壤板結、土壤微生物區(qū)系發(fā)生變化、土壤養(yǎng)分流失、土壤質量嚴重退化，環(huán)境受到嚴重的污染[4]。隨著環(huán)境污染帶來的壓迫感和農(nóng)業(yè)科學技術的進步，利用化學肥料來滿足果樹的養(yǎng)分需求早已不是果樹栽培管理的唯一手段，在當今農(nóng)業(yè)發(fā)展大環(huán)境下，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展重點更多的是保護現(xiàn)有資源與環(huán)境不受破壞，倡導可持續(xù)發(fā)展。在這樣的背景下，具有廣泛應用性、減少環(huán)境污染、改善土壤理化性質、均衡土壤營養(yǎng)成分、改善土壤微生物群落等多種優(yōu)勢的微生物菌肥應運而生[5]。HPS 微生物菌肥通過HPS 技術有效地處理廚余垃圾和糞便、秸稈等有機廢物，有效地消滅有害細菌后，添加能夠達成微生物菌肥預期使用效果的有益微生物，從而生產(chǎn)出能夠對改良土壤、促進植物生長起到特殊效果的新型肥料[6]。微生物菌肥可以實現(xiàn)大幅降低化學肥料的使用量，在減少有機垃圾污染環(huán)境的前提下，再次減少化學肥料對環(huán)境和土壤資源的污染[7]。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗從2021 年開始，試驗地位于阿克蘇地區(qū)依干其鄉(xiāng)十五大隊尤喀克科克巴什村。地處80.345607°E、41.057502°N，屬于暖溫帶大陸性氣候，海拔為1034m，氣候干燥，降雨量較少，年平均降雨量為45mm左右，日照長，晝夜溫差大。試驗地土壤類型為沙土和黏土，土壤pH 值8.4。供試品種為煙富3 號，17 年樹齡，株行距為4m×5m，試驗區(qū)定植34 株/667m2。

1.2 試驗材料

供試品種為煙富3 號。上海環(huán)墾生態(tài)科技股份有限公司生產(chǎn)DYL-Ⅰ-010 地養(yǎng)力HPS 法小分子微生物菌肥（有效活菌數(shù)≥10 億/g，有機質≥75%，腐殖酸≥20%）；住商肥料（青島）有限公司生產(chǎn)高濃度硫酸鉀型復合肥料（N∶P2O5∶K2O=16∶16∶16）。

1.3 試驗設計

微生物菌肥施肥時間：4 月20 日一次性施入。采取行間撒施、旋耕機旋施，旋耕深度15cm。試驗區(qū)除所施肥料的種類和用量不同外，其他管理措施與當?shù)爻Ｒ?guī)做法相同。

當?shù)爻Ｒ?guī)施肥時間及施肥量：2 月份施入一次腐熟的羊糞，施入量為每株30kg。共施入3 次復合肥，第1 次在3 月份萌芽期施入，第2 次在6 月份新梢停長時施入，第3 次在9 月份果實轉化期施入，每次平均株施復合肥約1.2kg。

試驗地設2 個因素，因素一為HPS 微生物菌肥施用量（A），因素二為化肥減施量（B），微生物菌肥施用量設置3 個水平，化肥減施量設置4 個水平。

A 水平分別為：HPS 微生物菌肥750kg/667m2（A1），HPS 微生物菌肥500kg/667m2（A2），HPS 微生物菌肥250kg/667m2（A3）；B 水平分別為：化肥減施100%（B1），化肥減施75%（B2），化肥減施50%（B3），化肥減施25%（B4）。因素一和因素二用完全組合設計，以常規(guī)施肥（CK）為對照，共計12 個施肥處理（見表1）、1個對照。

表1 HPS 微生物菌肥試驗處理設計

各處理田間布置以菌肥施用量為主區(qū)，化肥減施量為副區(qū)，周邊常規(guī)施肥地塊為對照。試驗區(qū)每11 株作為一個重復試驗小區(qū)，每個處理小區(qū)重復3 次。根據(jù)實際施用情況進行調查統(tǒng)計。

1.4 取樣方法及測定指標

在果實成熟期（10 月10 日全樹有50%果實從色澤、品質等具備了該品種成熟的特征），每個處理以“S”型采集5 個樣點，每個采樣點從樹冠外圍中部東南西北各隨機采取6 個，共24 個大小均勻、著色及成熟度大體一致、無病蟲害和機械損傷的成熟果實，并保留完整果柄。將果實樣品及時帶回實驗室用自來水、去離子水沖洗干凈后，測定果實縱、橫徑，單果重，果實硬度，可溶性固形物，果實糖心率等果實指標。

果實縱、橫徑使用0-150mm 電子數(shù)顯卡尺進行測量，單果重使用菁海JA21002 電子天平進行稱量，果實硬度使用思為GY-4 數(shù)顯水果硬度計測定，可溶性固形物（Total Soluble Sol-id，TSS）采用日本Atago 愛宕PAL-1 數(shù)顯糖度計進行測定，每個處理重復3 次。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0 進行數(shù)據(jù)分析，Excel2018 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計及制表繪圖。

2 結果與分析

2.1 HPS 微生物菌肥對蘋果坐果率的影響

由表2 可知，在施入HPS 微生物菌肥后，花序坐果率A1 為68%、A2 為62%、A3 為65%，花朵坐果率A1 為49%、A2 為59%、A3 為46%，與對照地的蘋果花序坐果率（58%）和花朵坐果率（42%）相比，花序坐果率最高增加10 個百分點、花朵坐果率最高增加17 個百分點。而各HPS 微生物菌肥處理間在花序坐果率上差異不明顯。說明施用不同梯度的微生物菌肥對蘋果的花序坐果率差異影響不大，對花朵坐果率有明顯提升效果的HPS 微生物菌肥施用量為500kg/667m2。

表2 不同施肥處理花序坐果率和花朵坐果率的關系

2.2 HPS 微生物菌肥對蘋果單果重的影響

由圖1 可知，在增施HPS 微生物菌肥和減施化肥的情況下，各試驗處理與對照組（CK）果實平均單果重沒有顯著差異，而試驗處理A3B1 與A2B3、A2B4 和A3B 之間在0.05 水平存在顯著差異，說明在每667m2施用250kg HPS 微生物菌肥、不施化肥時，蘋果單果重最小，但總體來看，不同施肥組合對蘋果單果重沒有顯著影響。

圖1 不同施肥處理對蘋果單果重的影響

2.3 HPS 微生物菌肥對蘋果產(chǎn)量的影響

產(chǎn)量（t）=株產(chǎn)（kg）×每667m2株數(shù)（株）/1000

結合圖2、表3，經(jīng)產(chǎn)量計算結果初步可知，在適量增施HPS 微生物菌肥和減施化肥的情況下，部分試驗處理667m2產(chǎn)量與對照組（CK）的667m2產(chǎn)量在0.05水平存在顯著差異。產(chǎn)量前三的處理分別是A2B2、A2B3 和A3B2，分別比CK 增產(chǎn)了47.24%、44.76%和22.08%，且A2 大區(qū)平均產(chǎn)量最高。A3B3、A3B1、A3B4處理產(chǎn)量最低，與CK 相比，分別減產(chǎn)了1.29%、7.9%、14.52%。說明667m2增施500kg HPS 微生物菌肥，可達到最好的增產(chǎn)效果，在增施HPS 微生物菌肥的同時減少50%～75%化肥的施用，均有明顯增產(chǎn)效果；而增施250kg HPS 微生物菌肥并減施化肥時，可能會造成減產(chǎn)。

表3 不同施肥處理產(chǎn)量與CK 產(chǎn)量間的關系

圖2 不同施肥處理對蘋果產(chǎn)量的影響

2.4 HPS 微生物菌肥對蘋果硬度及可溶性固形物含量的影響

由圖3 可知，試驗區(qū)各處理果實硬度平均值均在8～9 之間，且各小區(qū)之間無明顯差異，說明增施HPS 微生物菌肥對蘋果果實硬度沒有顯著影響。

圖3 不同施肥處理對蘋果硬度的影響

由圖4 可知，可溶性固形物含量最高的3 個處理分別是A2B2（14.71% ）、A2B4（14.08% ）、A2B1（13.73%），均為每667m2施用500kg HPS 微生物菌肥試驗區(qū)。說明當HPS 微生物菌肥施用量為500kg/667m2，化肥減量為75%時，果實可溶性固形物提升幅度較大。

圖4 不同施肥處理對蘋果可溶性固形物的影響

3 討論與結論

肥料是果樹栽培生產(chǎn)中最重要的基礎物質之一，科學合理的施肥模式不僅對樹體生長的調節(jié)、果實品質的提高以及經(jīng)濟效益的提升有著重要的影響，還對改良果園土壤和減少環(huán)境污染有著深遠的意義。國內大量研究表明，在農(nóng)業(yè)栽培種植過程中合理施用微生物菌肥，有提高肥料利用率、改良土壤性質及環(huán)境、減少土壤板結、調節(jié)作物的生長發(fā)育、提高果實產(chǎn)量、提升果實品質等多項優(yōu)點[8-12]。除了在蘋果[13-15]的栽培管理過程中采用微生物菌肥和其他肥料配合混施的栽培方法，來實現(xiàn)蘋果產(chǎn)量增產(chǎn)、提高養(yǎng)分吸收率、提升果品品質、減少病害等，另外，在桃[16]、獼猴桃[17]、煙草[18]、設施蔬菜[19]等領域均有研究表明配施或增施微生物菌肥可以有效改善果樹及作物的栽培環(huán)境和提升產(chǎn)品品質。

目前，阿克蘇地區(qū)當?shù)毓r(nóng)為了追求產(chǎn)量和實際收益，在栽培生產(chǎn)過程中往往較多地使用化肥，尤其是氮肥的施用量居多。但化肥過量或沒有科學、合理地使用肥料，反而可能會造成土壤性質惡化、污染環(huán)境等不良影響。本研究通過對阿克蘇地區(qū)蘋果試驗區(qū)進行增施HPS 微生物菌肥、減施化學肥料的試驗發(fā)現(xiàn)，增施HPS 微生物菌肥，有提高坐果率和蘋果產(chǎn)量以及可溶性固形物含量的效果，但過量或少量使用HPS 微生物菌肥不但達不到好的改善效果，反而可能會造成減產(chǎn)或果實品質降低等。試驗結果表明，微生物菌肥和化學肥料配施量為每667m2增施500kg HPS 微生物菌肥的同時減少50%～75%的化肥使用量時，可以明顯提升阿克蘇地區(qū)當?shù)乇切奶O果產(chǎn)量及可溶性固形物含量。證明可以通過增施微生物菌肥和減施化肥來促進果園土壤改良、實現(xiàn)化肥減量，從而有效提高蘋果果品的產(chǎn)量和品質，為當?shù)亓止麡I(yè)提質增效提供技術支持。