含腐植酸土壤調(diào)理劑對酸性土壤改良蘋果產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

周 麗 高進(jìn)華，3 解學(xué)仕，3 王婷婷 吳文濤 胡承孝

1 史丹利農(nóng)業(yè)集團(tuán)股份有限公司 臨沂 276700

2 山東省綠色肥料技術(shù)創(chuàng)新中心 臨沂 276700

3 蚯蚓測土實(shí)驗(yàn)室（山東）有限公司 臨沂 276700

4 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 武漢 430070

土壤調(diào)理劑具有改良土壤結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)土壤酸堿度及修復(fù)污染土壤等功效[1～3]，施入土壤后可改善土壤的物理、化學(xué)和微生物反應(yīng)，提高土壤保肥保水，提高肥料利用率和減少對環(huán)境的污染[4，5]。如何控制土壤酸化，減輕土壤酸化引起的減產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降是目前農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨的關(guān)鍵問題之一。目前，常用的調(diào)酸型土壤調(diào)理劑主要有石灰類物質(zhì)、硅鈣礦物類、磷礦粉、堿渣和粉煤灰類等無機(jī)物以及腐植酸等有機(jī)物類，但有機(jī)無機(jī)復(fù)合改良技術(shù)比單施其中一種的效果更好。腐植酸能提高果樹產(chǎn)量和品質(zhì)，目前在果樹生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用[6]。

適宜的土壤pH（6.5 ～7.5）是蘋果優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的重要因素。以“紅富士（煙富3 號）”蘋果樹進(jìn)行應(yīng)用對比試驗(yàn)，探索由腐植酸、生石灰和鈣鎂磷肥等材料復(fù)配而成的含腐植酸土壤調(diào)理劑對酸性果園土壤改良、蘋果產(chǎn)量及品質(zhì)的影響效果，以期為腐植酸在果樹上更好的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)設(shè)在山東省臨沂市臨沭縣史丹利農(nóng)業(yè)集團(tuán)股份有限公司生態(tài)示范園的蘋果試驗(yàn)基地。施肥前進(jìn)行基礎(chǔ)土樣的采集并對供試土壤的有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、pH 值、交換性酸、容重等基礎(chǔ)指標(biāo)進(jìn)行了檢測，其土壤理化性狀見表1。

表1 試驗(yàn)地土壤理化性狀Tab.1 Physical and chemical properties of soil in the test site

1.2 試驗(yàn)材料

供試作物：蘋果，品種為“紅富士（煙富3號）”，采用M26 做為矮化砧木，樹齡5 年，樹形細(xì)長紡錘形，行株距3 m×2 m，每667 m2栽植110 株。

傳統(tǒng)土壤調(diào)理劑：生石灰粉，主要成分是CaO，CaO≥52%。

含腐植酸土壤調(diào)理劑：史丹利農(nóng)業(yè)集團(tuán)股份有限公司研制，主要由腐植酸、生石灰和鈣鎂磷肥等材料復(fù)配制成，其基本性質(zhì)如表2 所示。

表2 含腐植酸土壤調(diào)理劑基本性質(zhì)Tab.2 Basic properties of soil conditioner containing humic acid

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)4 個(gè)處理，重復(fù)3 次，隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)小區(qū)面積48 m2，每小區(qū)平均種植8 棵蘋果樹。

處理1：對照，常規(guī)施肥，不施用土壤調(diào)理劑；處理2：常規(guī)施肥+ 傳統(tǒng)土壤調(diào)理劑生石灰粉（600 kg/hm2）；處理3：常規(guī)施肥+含腐植酸土壤調(diào)理劑全量（600 kg/hm2）；處理4：常規(guī)施肥+含腐植酸土壤調(diào)理劑減量15%（510 kg/hm2）。

試驗(yàn)在當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥的基礎(chǔ)上進(jìn)行。常規(guī)施肥為2020 年11 月每667 m2基施45%硫酸鉀復(fù)合肥（15-15-15）60 kg+優(yōu)質(zhì)腐熟有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)含量60%）2000 kg。

生長期間追肥（土施）2 次，每次每667 m2施復(fù)合肥[45%硫酸鉀復(fù)合肥（15-15-15）]10 kg，第一次追肥時(shí)間是2021 年3 月蘋果萌芽前，第二次追肥時(shí)間為2021年6月。土壤調(diào)理劑每年1次性基施，施用時(shí)間與常規(guī)施肥基施時(shí)間一致，即2020 年11月。各小區(qū)除了土壤調(diào)理劑不同外，其他農(nóng)藝措施和果園管理均一致。每個(gè)處理常規(guī)施肥和土壤調(diào)理劑的施用方式按照在樹冠下距離果樹主干1 m 左右處挖穴，穴深約為20 cm，直徑約為25 cm，每株果樹挖穴8 個(gè)。

1.4 測定項(xiàng)目及方法

蘋果成熟收獲時(shí)，在每個(gè)處理區(qū)域以梅花取樣法各隨機(jī)摘取10 個(gè)果實(shí)作為樣品，將每個(gè)處理的果實(shí)混合，用于果實(shí)品質(zhì)的測定。果實(shí)硬度采用GY-1 型硬度儀測定；單果重量采用1/100 天平稱量；可溶性固形物采用折光儀法測定；Vc 含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測定；總糖量利用酸水解銅還原-直接滴定法測定；可滴定酸含量采用NaOH 滴定法測定。每小區(qū)分次采摘均分別計(jì)產(chǎn)，生物統(tǒng)計(jì)分析的產(chǎn)量按各小區(qū)的實(shí)產(chǎn)推算。

土樣的采集與測定：果實(shí)采收時(shí)，采集各處理區(qū)域0 ～60 cm 土樣（20 cm 為一層），每層隨機(jī)采3 個(gè)樣點(diǎn)，同層混合作為1 次重復(fù)，每個(gè)處理3 次重復(fù)，帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干過篩，用于土壤有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分含量的測定，同時(shí)用環(huán)刀法測定0 ～60 cm（20 cm 為一層）土壤容重。

根據(jù)土壤含水量和土壤容重計(jì)算土壤貯水量：土壤貯水量（mm）=土壤容重（g/cm3）×土層厚度（cm）×土壤重量含水率（%）×10。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對土壤容重和土壤貯水量的影響

土壤容重大小反映土壤結(jié)構(gòu)、透氣性、透水性以及保水能力的高低，土壤容重越小說明土壤結(jié)構(gòu)、透氣透水性能越好。不同處理下果園土壤容重變化如表3 所示。在土壤垂直剖面（0 ～60 cm）上，各處理土壤容重變化特征一致，均呈現(xiàn)依次遞增的規(guī)律，且0 ～20 cm 土層到20 ～40 cm 土層增幅最大，出現(xiàn)這種情況主要是該區(qū)果園表層土壤長期進(jìn)行耕作和施肥的緣故。與處理1（對照）相比，處理2、處理3、處理4 均顯著降低了0 ～20 cm 和20 ～40 cm 土層土壤容重；40 ～60 cm 土層，各處理間土壤容重?zé)o顯著差異。

表3 不同處理下果園土壤容重變化Tab.3 Changes of soil bulk density in orchard under different treatments g/cm3

不同處理下果園土壤貯水量變化如表4 所示。與處理1（對照）相比，處理2、處理3、處理4的0 ～20、20 ～40、40 ～60 cm 土層土壤貯水量均得到顯著提高，其中以處理3 的0 ～20 cm土層的土壤貯水量提升效果最好，比處理1（對照）增加30.03 mm，顯著提高了土壤貯水量，各處理在0 ～60 cm 土層的土壤平均貯水量以處理3為最高，處理4 與處理3 無顯著差異。由此可見，含腐植酸土壤調(diào)理劑處理對土壤貯水量的增加起到促進(jìn)作用。

表4 不同處理下果園土壤貯水量變化Tab.4 Changes of soil water storage in orchard under different treatments mm

2.2 不同處理對蘋果品質(zhì)的影響

蘋果果實(shí)的硬度、可溶性固形物含量、Vc 含量、總糖含量、可滴定酸含量均是衡量果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)。一級果的果實(shí)硬度在7.5 ～8.0 kg/cm2之間[7]。施用土壤調(diào)理劑處理的蘋果硬度均低于未施土壤調(diào)理劑處理（表5）。處理1（對照）蘋果果實(shí)硬度達(dá)到8.0 kg/cm2以上，口感較差，而施用含腐植酸土壤調(diào)理劑后的蘋果硬度低于其他處理，差異顯著?？扇苄怨绦挝锸窃u價(jià)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，其含量高有利于增強(qiáng)果實(shí)耐儲運(yùn)性。施用土壤調(diào)理劑處理的可溶性固形物含量均小于未施土壤調(diào)理劑處理，但各處理間差異不顯著。施用土壤調(diào)理劑處理的Vc 含量均顯著高于未施土壤調(diào)理劑處理，且處理3 和處理4 Vc 含量顯著高于處理2，但處理4和處理3 間Vc 含量差異不顯著。

表5 不同處理下的蘋果品質(zhì)因子Tab.5 Quality factors of apple under different treatments

處理3 和處理4 蘋果總糖含量顯著高于處理1（提高幅度8.89%～13.76%）和處理2（提高幅度6.12%～10.87%）。處理2 與處理1（對照）以及處理3 與處理4 間蘋果總糖含量差異不顯著。各處理中以處理3 蘋果可滴定酸含量最低，但各處理間差異不顯著。試驗(yàn)結(jié)果顯示，處理3 蘋果糖酸比比其他處理提高了8.19%～38.14%，且差異顯著。從整體指標(biāo)結(jié)果來看，處理3 蘋果品質(zhì)最好，而處理4 蘋果品質(zhì)較好。

2.3 不同處理對蘋果產(chǎn)量的影響

不同處理下的蘋果產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子見表6。由表中可以看出，處理3 蘋果單重顯著高于處理2，且處理3 和處理4 間蘋果單重差異不顯著，而處理2 和處理1 間蘋果單重?zé)o顯著差異。施用土壤調(diào)理劑能顯著增加蘋果單株個(gè)數(shù)，較處理1 相比，單株個(gè)數(shù)增加10.5 ～16.9 個(gè)，而處理3 和處理4 與處理2 間蘋果單株個(gè)數(shù)無顯著差異。較處理1 相比，施用土壤調(diào)理劑后蘋果產(chǎn)量提高6.27%～16.56%，其中以處理3 蘋果產(chǎn)量最高，并與處理2 差異顯著。施用含腐植酸土壤調(diào)理劑后，較處理1 增產(chǎn)14.15%～16.56%，較處理2 增產(chǎn)7.42%～9.68%，增產(chǎn)效果顯著；同時(shí)，處理3 與處理4 間蘋果產(chǎn)量差異不顯著。

表6 不同處理下的蘋果產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子Tab.6 Yield and yield composition of apple under different treatments

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果顯示，與處理1（對照）相比，土壤調(diào)理劑處理均顯著降低了0 ～20 cm 和20 ～40 cm土層容重；含腐植酸土壤調(diào)理劑處理對土壤貯水量的增加起促進(jìn)作用。含腐植酸土壤調(diào)理劑全量施用蘋果糖酸比比其他處理有所提高，含腐植酸土壤調(diào)理劑全量施用蘋果品質(zhì)最好，而含腐植酸土壤調(diào)理劑減量15%施用蘋果品質(zhì)較好。較未施土壤調(diào)理劑處理相比，施用土壤調(diào)理劑后蘋果產(chǎn)量提高6.27%～16.56%，以含腐植酸土壤調(diào)理劑全量施用蘋果產(chǎn)量最高，并與傳統(tǒng)土壤調(diào)理劑生石灰粉處理差異顯著。施用含腐植酸土壤調(diào)理劑后，較未施土壤調(diào)理劑處理增產(chǎn)14.15%～16.56%，較施用傳統(tǒng)土壤調(diào)理劑生石灰粉增產(chǎn)7.42%～9.68%，增產(chǎn)效果顯著；同時(shí)，含腐植酸土壤調(diào)理劑全量施用與含腐植酸土壤調(diào)理劑減量15%施用對蘋果產(chǎn)量影響不顯著。

合理使用土壤調(diào)理劑可以有效改善土壤理化性質(zhì)并提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)[8～10]。腐植酸具有吸水性、吸附性、離子交換性、絡(luò)合性等多種理化性質(zhì)[11]，其作為一種酸堿緩沖物質(zhì)，施入土壤后能夠改良土壤理化性質(zhì)（增加土壤有機(jī)質(zhì)，加速土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成等）、提高養(yǎng)分利用率、增強(qiáng)植株抗性[12～14]。施用傳統(tǒng)土壤調(diào)理劑生石灰雖然可以短時(shí)間提高土壤pH，但是長期施用會導(dǎo)致土壤礦化速率加快、土壤有機(jī)質(zhì)含量減少和“復(fù)酸化”等問題[15]；同時(shí)由于施用傳統(tǒng)土壤調(diào)理劑生石灰外，還得補(bǔ)充外源的磷素和鉀素。而含腐植酸土壤調(diào)理劑中腐植酸施到土壤中減少了土壤中磷的固定，同時(shí)可使土壤中難溶性鉀轉(zhuǎn)換為可溶性鉀，從而提高土壤磷、鉀的含量。試驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)土壤調(diào)理劑生石灰相比，含腐植酸土壤調(diào)理劑不但能夠改善土壤的理化性狀，還能改善蘋果品質(zhì)（提高蘋果糖酸比，顯著降低蘋果硬度，顯著提高蘋果總糖含量），顯著提高蘋果產(chǎn)量。