化肥配施有機(jī)肥對(duì)蘋(píng)果梨品質(zhì)、土壤性狀及其相關(guān)性的影響

徐小迪， 陳妍竹， 侯嘉琪， 田 良, 曹 麗*， 李 雄

(1.延邊大學(xué) 農(nóng)學(xué)院；2.延邊朝鮮族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院:吉林 延吉 133000)

蘋(píng)果梨(PyrusbretschneideriRehd.Pingguoli)風(fēng)味獨(dú)特，主產(chǎn)于延邊朝鮮族自治州，栽培總面積達(dá)5 500 hm2，年產(chǎn)量達(dá)10萬(wàn) t，是延邊優(yōu)質(zhì)農(nóng)特產(chǎn)品之一。近年來(lái)，不合理的施肥導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量降低、肥力下降、肥料利用率低[1-2]，同時(shí)蘋(píng)果梨也存在著口感差、單產(chǎn)低、大小不均勻等問(wèn)題，嚴(yán)重制約了延邊蘋(píng)果梨產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

土壤有機(jī)質(zhì)含量是評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)[3]，是土壤養(yǎng)分的主要來(lái)源，日本果園有機(jī)質(zhì)含量可達(dá)6.8%，而延邊地區(qū)蘋(píng)果梨園有機(jī)質(zhì)含量?jī)H為1.2%～1.7%[4]，提高有機(jī)質(zhì)含量是果園管理的重要環(huán)節(jié)。有機(jī)肥中含有豐富的有機(jī)質(zhì)和多種有機(jī)酸，養(yǎng)分豐富，能夠明顯增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，促進(jìn)微生物繁殖，改善土壤性狀[5-6]，以實(shí)現(xiàn)果樹(shù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，是綠色食品生產(chǎn)的主要養(yǎng)分。有機(jī)肥來(lái)源廣，畜禽糞便、秸稈等農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物是目前應(yīng)用較廣的有機(jī)肥源[7]，將其堆肥腐熟后施入農(nóng)田，有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物的資源利用?；首饔每於袡C(jī)肥肥效長(zhǎng)，兩者配合施用更能提高土壤肥力，提高肥料利用率，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)還能明顯提高果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)[8]，以實(shí)現(xiàn)果樹(shù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，是推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。

土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本的自然資源，土壤中的物質(zhì)為作物提供各種營(yíng)養(yǎng)、水分、能量等，以供其正常生長(zhǎng)[9-11]。劉科鵬等[12]人研究發(fā)現(xiàn)，土壤養(yǎng)分與獼猴桃果實(shí)品質(zhì)之間有一定關(guān)系，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量可提高獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)。土壤通過(guò)為果樹(shù)根系提供養(yǎng)分進(jìn)而影響果實(shí)生長(zhǎng)，土壤性質(zhì)與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)關(guān)系可以作為土壤管理的重要依據(jù)，根據(jù)不同果樹(shù)需肥特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)水肥管理，對(duì)推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展有重要意義[13]。

基于此，該試驗(yàn)通過(guò)研究化肥配施有機(jī)肥對(duì)蘋(píng)果梨產(chǎn)量品質(zhì)、土壤性狀的影響以及土壤性狀與果實(shí)品質(zhì)間的相關(guān)性，以期明確果園土壤管理的重點(diǎn)，為指導(dǎo)延邊地區(qū)蘋(píng)果梨園合理施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

該試驗(yàn)在延邊果樹(shù)6分場(chǎng)(42.77°N，129.42°E)進(jìn)行，年平均氣溫5.8 ℃，年平均降雨量550 mm左右，降水主要集中在6-8月，無(wú)灌溉條件，土壤類(lèi)型為砂性暗棕壤。試驗(yàn)地土壤基本性狀見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)地土壤基本性狀

1.2 材料

供試品種為樹(shù)齡30年的蘋(píng)果梨樹(shù)，栽植密度5 m×6 m，復(fù)合肥為倍豐牌復(fù)合肥料，其配比為N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15，有機(jī)肥為腐熟1年以上的牛糞，具體養(yǎng)分含量如表2所示。

表2 有機(jī)肥養(yǎng)分含量

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

該試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理，分別為CK(未施肥)、OF1(1 kg復(fù)合肥/株)、OF2(1 kg復(fù)合肥+20 kg有機(jī)肥/株)、OF3(1 kg復(fù)合肥+30 kg有機(jī)肥/株)、OF4(1 kg復(fù)合肥+40 kg有機(jī)肥/株)，每個(gè)處理10株蘋(píng)果梨樹(shù)，重復(fù)3次。施肥處理已連續(xù)進(jìn)行3年，施肥時(shí)期為土壤化凍以后，施肥時(shí)沿樹(shù)冠滴水線(xiàn)部位開(kāi)溝施肥[14]，其他田間管理與常規(guī)施肥一致。新梢生長(zhǎng)停止以前葉面噴施硝酸銨鈣(0.3%)+磷酸二氫鉀(0.1%)2次，8月中旬至采收前1個(gè)月噴施硝酸銨鈣(0.2%)+磷酸二氫鉀(0.3%)2次。其他田間管理與常規(guī)施肥一致。

1.4 方法

1.4.1 樣品采集

2021年7月在各處理樹(shù)冠滴水線(xiàn)附近挖取樹(shù)冠下方0～20 cm、20～40 cm層土樣，每個(gè)處理設(shè)5個(gè)重復(fù)采樣點(diǎn)，注意避開(kāi)施肥點(diǎn)，混勻后除去根系、石塊，用4分法留1 kg土樣帶回實(shí)驗(yàn)室，放置于陰涼處自然風(fēng)干，研磨后分別過(guò)篩。10月上旬，在蘋(píng)果梨樹(shù)的東、南、西、北方向各采摘5個(gè)大小適中無(wú)病害的果實(shí)，放入冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室，一部分用于測(cè)定果實(shí)品質(zhì)，一部分室溫貯藏30 d后分析其耐貯性。

1.4.2 相關(guān)指標(biāo)測(cè)定

土壤相關(guān)指標(biāo)測(cè)定參照《土壤農(nóng)化分析》[15]并稍作改動(dòng)。土壤pH值采用電位法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀—硫酸氧化法；全氮含量采用半微量凱氏法測(cè)定；速效磷含量采用鉬銻抗比色法測(cè)定；土壤速效鉀含量采用火焰光度法測(cè)定；交換性Ca、Mg采用EDTA滴定法測(cè)定。

果實(shí)相關(guān)指標(biāo)測(cè)定參照孫瑤、辜青青等[16-17]人并稍作改動(dòng)。單果重利用電子天平測(cè)定；果實(shí)縱徑和橫徑利用游標(biāo)卡尺測(cè)定；果實(shí)硬度利用GY-B型硬度計(jì)測(cè)定；可溶性固形物含量利用糖度儀測(cè)定；可滴定酸含量采用中和滴定法測(cè)定；Vc含量用鉬藍(lán)比色法測(cè)定。

果實(shí)軟化率/%=(采后果實(shí)硬度-貯藏后果實(shí)硬度)/采后果實(shí)硬度×100；

壞果率/%=壞果數(shù)/總果數(shù)×100。

1.5 數(shù)據(jù)分析

該試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Excel 2007和 SPSS Statistics 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 化肥配施有機(jī)肥對(duì)蘋(píng)果梨產(chǎn)量及外在品質(zhì)的影響

由表3可知，經(jīng)過(guò)連續(xù)3年的處理，化肥配施有機(jī)肥顯著影響了果實(shí)產(chǎn)量，OF3處理產(chǎn)量最高，達(dá)26.76 t/hm2，較未施肥和僅施復(fù)合肥處理的產(chǎn)量分別高11.3%和10.3%，且OF2、OF4也都高于CK、OF1，差異顯著。各處理間單果重、果實(shí)縱橫經(jīng)及果型指數(shù)均差異不大，說(shuō)明化肥配施有機(jī)肥對(duì)蘋(píng)果梨外在品質(zhì)沒(méi)有顯著影響。

表3 化肥配施有機(jī)肥對(duì)果實(shí)產(chǎn)量及外在品質(zhì)的影響

2.2 化肥配施有機(jī)肥對(duì)蘋(píng)果梨內(nèi)在品質(zhì)的影響

由表4可知，化肥配施有機(jī)肥對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響較顯著。硬度是果實(shí)品質(zhì)的衡量指標(biāo)之一，硬度過(guò)大影響口感，過(guò)小則不耐貯存，4個(gè)施肥處理的硬度均顯著低于CK，OF4硬度最小，OF3果實(shí)硬度低于OF1且高于OF2、OF4，處于中間水平。OF3可溶性固形物含量最高，達(dá)14.15%，施有機(jī)肥的處理較CK高10.0%～12.3%，較OF1高0.6%～2.0%，施用有機(jī)肥可以明顯提高梨的含糖量。施肥的4個(gè)處理可滴定酸含量顯著低于CK處理，且處理間差異不大。果實(shí)固酸比可以反映綜合反映果實(shí)糖酸度，OF3處理固酸比顯著高于其他處理，達(dá)45.62，OF1、OF2、OF4處理間無(wú)顯著性差異但均顯著高于CK。維生素含量隨有機(jī)肥施入量的增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，在OF3處理達(dá)到最高值，與OF2處理無(wú)顯著差異。

表4 化肥配施有機(jī)肥對(duì)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響Table 4 Effect of combining chemical fertilizers with organic fertilizers on the internal quality of fruit

2.3 化肥配施有機(jī)肥對(duì)蘋(píng)果梨耐貯性的影響

果實(shí)軟化率和壞果率是反映果實(shí)耐貯性的重要指標(biāo)。由圖1可知，貯藏后果實(shí)腐爛率隨施用有機(jī)肥量的增加而減少，CK處理均顯著高于其他處理，OF4處理腐爛率最低，僅為7.5%。貯藏后OF3處理軟化率最低，僅為2.46%，其次為OF1處理，軟化率為2.51%，CK、OF2、OF4處理分別為4.97%、3.17%和3.76%。這說(shuō)明化肥配施有機(jī)肥能明顯降低果實(shí)軟化率和腐爛率，延長(zhǎng)果實(shí)貯藏期，降低壞果帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，二者綜合來(lái)看，以O(shè)F3處理整體效果最佳。

圖1 化肥配施有機(jī)肥對(duì)果實(shí)耐貯性的影響

2.4 化肥配施有機(jī)肥對(duì)果園土壤性狀的影響

土壤性狀決定土壤肥力，化肥配施有機(jī)肥后果園0～20 cm，20～40 cm土層土壤性狀如表5、6所示。OF1處理pH值最高，達(dá)5.84，與OF3處理無(wú)顯著差異，但均顯著高于其他處理。不同處理間土壤有機(jī)質(zhì)、全氮及全鉀含量均與施肥量呈正比，OF4處理最高，OF3處理次之，且處理間達(dá)到顯著性差異。OF2、OF3、OF4處理有效磷含量差異不大，CK、OF1處理顯著低于其他處理。OF1處理交換性鈣含量最高，達(dá)13.77 g/kg，OF3處理次之，達(dá)12.17 g/kg。OF2處理交換性鎂含量最低，其他處理間交換性鎂含量差異不大。20～40 cm土層土壤養(yǎng)分含量整體來(lái)看略低于表層。OF3處理pH值最高，其次為OF1，CK處理最低。OF4處理下土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷及速效鉀含量最高，且均顯著高于其他處理，且OF2、OF3處理的有效磷、速效鉀含量均高于OF1、CK，OF1、OF2、OF3全氮含量無(wú)顯著性差異，但OF3略高于OF2處理。CK、OF1處理交換性鈣含量顯著高于施用有機(jī)肥的處理，OF1處理交換性鎂含量顯著高于其他處理，但OF1、OF2、OF3處理間無(wú)差異?？傮w來(lái)看，化肥配施有機(jī)肥能有效改善土壤性狀，以O(shè)F3、OF4處理改善效果更為明顯。

表5 化肥配施有機(jī)肥對(duì)0～20 cm土層土壤化學(xué)性狀的影響

表6 化肥配施有機(jī)肥對(duì)20～40 cm土層土壤化學(xué)性狀的影響

2.5 蘋(píng)果梨果實(shí)品質(zhì)之間的Pearson相關(guān)性

由表7可知，果實(shí)可滴定酸含量與果實(shí)橫徑、縱徑、硬度均呈顯著正相關(guān)；可溶性固形物與可滴定酸、硬度呈極顯著負(fù)相關(guān)；維生素C含量與硬度、橫徑呈顯著負(fù)相關(guān)，與可滴定酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與可溶性固形物呈極顯著正相關(guān)。整體來(lái)看，蘋(píng)果梨果實(shí)品質(zhì)之間存在顯著性相關(guān)關(guān)系，且內(nèi)在品質(zhì)之間的相關(guān)性較強(qiáng)，各指標(biāo)之間均達(dá)到顯著或極顯著相關(guān)，外在品質(zhì)之間均沒(méi)達(dá)到顯著性相關(guān)。

表7 蘋(píng)果梨果實(shí)品質(zhì)之間的Pearson相關(guān)系數(shù)

2.6 蘋(píng)果梨園土壤性狀與果實(shí)品質(zhì)之間的Pearson相關(guān)性

由表8可知，果實(shí)單果重與土壤pH值、交換性鎂含量呈極顯著正相關(guān)，與交換性鈣含量呈顯著正相關(guān)；果實(shí)縱橫徑與土壤性狀間的相關(guān)性均未達(dá)到顯著性相關(guān)；果實(shí)硬度和土壤性狀間的相關(guān)性較強(qiáng)，與土壤交換性鈣、鎂含量呈顯著正相關(guān)，與有機(jī)質(zhì)、有效P、速效K含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與全氮呈顯著負(fù)相關(guān)；可溶性固形物、維生素C含量均與有機(jī)質(zhì)、全氮速效鉀含量呈極顯著正相關(guān)，可溶性固形物與有效P呈極顯著正相關(guān)而維生素C與有效P呈顯著正相關(guān)；可滴定酸與土壤全N、有效P、速效K均呈極顯著負(fù)相關(guān)；其他指標(biāo)間相關(guān)性均為達(dá)到顯著。綜合分析，土壤性狀對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響較大，且有機(jī)質(zhì)、全N、有效P、速效K對(duì)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的相關(guān)性較強(qiáng)。

表8 蘋(píng)果梨園土壤性狀與果實(shí)品質(zhì)之間的Pearson相關(guān)系數(shù)

3 討論與結(jié)論

蘋(píng)果梨作為延邊地區(qū)的主栽果樹(shù)[18]，其生產(chǎn)關(guān)乎延邊農(nóng)業(yè)的發(fā)展。施肥是提高果樹(shù)產(chǎn)量的農(nóng)業(yè)措施之一，有調(diào)查表明，目前延邊蘋(píng)果梨園化肥施用量高、有機(jī)肥施用較少，農(nóng)戶(hù)盲目依靠化肥補(bǔ)充土壤養(yǎng)分，忽視對(duì)土壤的培肥，嚴(yán)重制約了蘋(píng)果梨產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[19]。有機(jī)肥中富含有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分，將化肥和有機(jī)肥配合施用能夠在減少化肥施用量的基礎(chǔ)上補(bǔ)充作物所需養(yǎng)分，在滿(mǎn)足果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育的同時(shí)改善土壤性質(zhì)，對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[20-21]。

謝凱等[22]人對(duì)皇冠梨進(jìn)行了不同有機(jī)肥處理后，均增加了果實(shí)可溶性固形物和糖酸比，且生物有機(jī)肥效果最好，產(chǎn)量較CK增加了33.9%。該試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，化肥配施有機(jī)肥對(duì)果實(shí)產(chǎn)量影響較大，OF3產(chǎn)量達(dá)26.76 t/hm2，增產(chǎn)11.3%，且各處理組果實(shí)品質(zhì)較對(duì)照組都有明顯改善，但對(duì)外在品質(zhì)沒(méi)有顯著影響。趙佐平等[23]人研究發(fā)現(xiàn)，化肥配施有機(jī)肥處理后果實(shí)產(chǎn)量顯著增加，貯藏后果實(shí)軟化率降低，貯藏性最好，這在該試驗(yàn)中也得到了驗(yàn)證。有機(jī)肥能改善土壤性狀，增強(qiáng)土壤緩沖性[24]，緩解目前所面臨的土壤問(wèn)題。該試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，配施有機(jī)肥能有效改善土壤性狀，使土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀含量顯著增加，且與有機(jī)肥施用量呈正比，化肥配施有機(jī)肥有益于培肥土壤，這也證實(shí)了前人研究結(jié)果[25-26]。該試驗(yàn)研究結(jié)果表明，蘋(píng)果梨果實(shí)品質(zhì)之間存在顯著性相關(guān)關(guān)系，且內(nèi)在品質(zhì)各指標(biāo)之間均達(dá)到顯著或極顯著相關(guān)，土壤性狀尤其養(yǎng)分含量對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響較大，有機(jī)質(zhì)、全N、有效P、速效K對(duì)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的相關(guān)性較強(qiáng)。因此，應(yīng)重視果園土壤管理，通過(guò)合理施肥來(lái)平衡果園土壤性狀，進(jìn)而改善果實(shí)品質(zhì)，這與前人研究結(jié)果一致[27-28]。

土壤管理是果園管理的重要環(huán)節(jié)之一，合理施肥是推動(dòng)果園可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。化肥配施有機(jī)肥不僅能夠降低化肥投入，更能提高土壤中有效養(yǎng)分的含量，改善果實(shí)品質(zhì)，推動(dòng)發(fā)展蘋(píng)果梨綠色生產(chǎn)。綜合分析表明，以O(shè)F3(1 kg復(fù)合肥+30 kg有機(jī)肥/株)效果最好，可用于實(shí)際生產(chǎn)。