有機肥替代部分化肥對黃金梨產量和品質的影響

尹雯靖，何偉，田艷領，齊海季，王會*，諸葛玉平

(1.山東農業(yè)大學資源與環(huán)境學院/土肥高效利用國家工程研究中心，山東泰安 271018；2.山東省東營市河口區(qū)行政審批服務局，山東東營 257200)

施肥是梨生產中最重要的管理措施之一，合理施肥不但可以改善果園土壤質量、提高梨樹產量，還能有效提升果實品質進而增加農民經(jīng)濟效益[1]。但目前中國大部分梨園存在化肥過量施用的現(xiàn)象，由此引發(fā)梨園土壤酸化、有機質含量降低、土壤養(yǎng)分失衡等諸多問題[2，3]。有機肥料是利用各種有機物質發(fā)酵或直接耕埋施用的一種自然肥料，除含有有機質及氮、磷、鉀養(yǎng)分外，還有中微量元素及氨基酸、維生素等活性物質[4]。有機肥和化肥配合施用，能在全面提供作物生長必需營養(yǎng)元素、保證產量的同時改善土壤環(huán)境條件，提高農產品品質[5]。2017年農業(yè)部制定了《開展果菜茶有機肥替代化肥行動方案》，將有機肥替代化肥作為加快推進農業(yè)綠色發(fā)展的關鍵技術。但有研究顯示有機肥與化肥的不同配比對土壤理化性狀、作物產量品質的影響存在較大差異[6]，目前有關梨樹化肥減量及有機肥替代比例的研究相對較少，需進一步探索。

黃金梨(PyruspyrifoliNakaicv.Whangkeumbae)屬砂梨系統(tǒng)，是從韓國引進的優(yōu)良中晚熟梨品種，具有抗逆性強、高產優(yōu)質等特點，在中國種植廣泛。本研究在優(yōu)化氮磷鉀配比前提下，探索梨果產量品質不降低條件下的化肥減量比例，以期為“一控兩減三基本”要求下的梨樹產業(yè)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019—2020年在山東省泰安市寧陽縣東莊鎮(zhèn)西谷堆村進行(北緯35°76′，東經(jīng)116°80′)。該區(qū)域地處魯西南平原和魯中山區(qū)交接地帶，屬溫帶季風氣候，光照充足，年均氣溫13 ℃，年均降雨量690 mm，無霜期192 d。土壤類型為棕壤，0～20 cm土壤pH 5.55，有機質14.02 g/kg，全氮0.80 g/kg，有效磷80.6 mg/kg，速效鉀157.7 mg/kg。

1.2 供試材料

供試梨品種為黃金梨，2016年11月定植2年生的梨苗定植，株行距為1 m× 4 m。

供試化肥為“奧磷丹”15-15-15復合肥(硫酸鉀型，金正大生態(tài)工程集團股份有限公司生產)和“云農沃”15-5-23高鉀肥(山東云農公社現(xiàn)代農業(yè)有限公司)；商品有機肥為“酶多力”生物有機肥(有機質含量≥60%，有效活菌數(shù)≥6億/g，咸陽潤源生物科技有限公司)。

1.3 試驗方案

試驗設5個處理：不施肥(CK)、常規(guī)施肥(CF)、化肥減量25%+低量有機肥(RCF1+M1)、化肥減量50%+中量有機肥(RCF2+M2)、高量有機肥(M3)，其中常規(guī)施肥(CF)為當?shù)剞r民習慣施肥，中量有機肥(M2)用量(6 000 kg/hm2)為商品有機肥建議用量。具體施肥方案見表1，每處理3個重復，采用隨機區(qū)組設計，共15個小區(qū)，小區(qū)面積120 m2。2019年11月初在梨樹行間挖深30～40 cm、寬20～30 cm的施肥溝，深施基肥(生物有機肥、土雜肥的100%，15-15-15復合肥的50%)并覆土；2020年3月中旬在梨樹株間及距樹干0.5～1 m行間挖深約20 cm施肥穴，追施萌芽肥(15-15-15復合肥的50%)并覆土；2020年6月底在梨樹行間距樹干約1 m處行間挖深約20 cm施肥穴，追施膨果肥(15-5-23高鉀肥的100%)并覆土。梨園全年不噴除草劑，果園生草以自然生草為主，草長高至約40 cm后刈割。施用農藥、葉面肥、中微量元素肥料等其他管理措施與當?shù)亓晳T一致。

1.4 測定指標

2020年9月1日，收獲期采集梨果和0～20 cm、20～40 cm土壤樣品。每處理隨機選15株梨樹(5株/重復)人工計測果個數(shù)，每棵樹采集5個果實帶回實驗室稱量單果重并測定可溶性固形物含量、可溶性蛋白、Vc含量?？扇苄怨绦挝锖坎捎谜酃饴蕛x測定；可溶性蛋白采用BCA蛋白定量試劑盒測定；Vc含量采用2,6-二氯靛酚滴定法測定[7]。土壤有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀含量分別采用重鉻酸鉀外加熱法、堿解擴散法、鉬藍比色法和火焰光度法測定[8]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

運用SPSS 18.0軟件進行數(shù)據(jù)處理，采用單因素方差分析對比各個處理之間的效應差異，采用LSD法(P=0.05)進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對黃金梨產量的影響

各施肥處理中化肥減量25%+低量有機肥處理(RCF1+M1)產量最高，為38 068.5 kg/hm2，與常規(guī)施肥處理(CF)差異不顯著(圖1)。在增施有機肥條件下，化肥減量超過50%在減肥當年表現(xiàn)出黃金梨產量降低的趨勢。

圖1 不同施肥處理黃金梨的產量

2.2 不同施肥處理對黃金梨品質的影響

與常規(guī)施肥處理(CF)相比，化肥減量處理(RCF1+M1、RCF2+M2、M3)的黃金梨單果重及可溶性固形物、可溶性蛋白含量均無顯著變化(P>0.05)(表2)，高量有機肥處理(M3)可溶性固形物和可溶性蛋白含量有明顯的增加趨勢。

表2 不同施肥處理黃金梨的品質

2.3 不同施肥處理對土壤有機質含量的影響

土壤有機質含量整體上隨有機肥施用量的增加而增加，高量有機肥(M3)處理最高(圖2)。RCF1+M1、RCF2+M2、M3處理土壤有機質含量分別比CF高12.1%、15.9%、19.5%(P<0.05)。常規(guī)施肥(CF)處理土壤有機質含量與CK差異不明顯。由此可知化肥減量并增施有機肥可以顯著提高土壤中有機質含量。

圖2 不同施肥處理土壤有機質含量

2.4 不同施肥處理對土壤養(yǎng)分含量的影響

分析0～20 cm和20～40 cm土壤速效養(yǎng)分含量可知，試驗地土壤肥力水平整體較高，參考全國土壤養(yǎng)分含量分級標準，空白不施肥處理(CK)的堿解氮、有效磷、速效鉀含量也均達到中上水平，其中有效磷含量達到了極高水平(>40 mg/kg)。施肥增加土壤養(yǎng)分含量，其中堿解氮和速效鉀含量以CF處理增幅最大，有效磷含量以RCF1+M1處理增幅最大。

2.5 不同施肥處理對生產經(jīng)濟效益的影響

經(jīng)濟效益分析表明，RCF1+M1處理總利潤較CF處理增長了3.3%；而RCF2+M2、M3處理總利潤較CF處理減少了7.2%～16.0%(表3)。化肥減量25%并適當配施有機肥較單施有機肥或單施化肥能更有效增加黃金梨的經(jīng)濟效益(表4)。

表3 不同施肥處理對土壤養(yǎng)分含量的影響

表4 不同處理黃金梨每公頃經(jīng)濟效益比較 萬元

3 結論與討論

本研究表明化肥減量25%配施商品有機肥3 000 kg/hm2較常規(guī)施肥可一定程度上提高黃金梨產量，這與謝凱[9]、范學山[10]、劉秀春[11]的發(fā)現(xiàn)即施用有機肥或枝條堆肥增加梨單果重和產量的結果一致。相較于化肥，有機肥對水果品質的提高效果已得到廣泛認可，可能與其含更全面的中微量元素及氨基酸、維生素等活性物質有關。彭程等[12]發(fā)現(xiàn)有機無機肥配施后顯著提升杏花銀梨果實品質，果實總糖含量提升10.8%，總酸含量下降12.1%，可溶性固形物含量提升13.7%。本研究發(fā)現(xiàn)與常規(guī)施肥處理相比，高量有機肥處理梨果可溶性蛋白、可溶性固形物含量有明顯的增加趨勢，也進一步證實了有機肥對梨品質的改善效果。

前期研究發(fā)現(xiàn)有機肥部分替代化肥可以提高土壤肥力、改善土壤質量[13]。李水祥[14]的研究表明有機肥替代部分化肥可改善蜜柚果園土壤環(huán)境，提高部分土壤有效養(yǎng)分含量，有利于調節(jié)土壤養(yǎng)分平衡。鞏慶利[15]也發(fā)現(xiàn)有機無機配施促進了果樹的生長發(fā)育，改善了果園土壤質量，提高了果實產量和品質。本實驗研究結果也表明土壤有機質含量整體上隨有機肥施用量的增加而增加。

綜合考慮黃金梨產量、品質情況及土壤增碳效果，推薦化肥減量25%(N-P2O5-K2O：630-337.5-525 kg/hm2)并配施商品有機肥3 000 kg/hm2方案。后期需基于經(jīng)濟、環(huán)境和生態(tài)效益的綜合評價進一步探索減肥閾值及有機無機優(yōu)化配施方案。