不同氮肥对酥梨品质及土壤养分的影响

张平，洪坚平，李娜

(山西农业大学 资源环境学院 山西 太谷 030801)



不同氮肥对酥梨品质及土壤养分的影响

张平，洪坚平，李娜

(山西农业大学 资源环境学院 山西 太谷 030801)

摘要：为了研究酥梨果园施肥过程中不同种类氮素肥料对酥梨品质及土壤养分的影响，以提高酥梨果品的品质。试验设计空白、硝酸铵钙、硝酸铵、硫酸铵、尿素五个不同的施肥处理。结果表明：(1)施用硝酸铵钙可以显著增加土壤铵态氮、硝态氮含量，在成熟期比硝酸铵高出15.42%，比硫酸铵高13.13%，在幼果期硝态氮含量比硫酸铵高25.61%；(2)施用硝酸铵钙可以增加梨树土壤有机质的含量，在成熟期比硫酸铵处理高10.48%，比硝酸铵处理高16.03%。(3)追施4种形态氮肥对梨果含糖量、含钙量和维生素C的含量均显著高于不施氮处理。果皮含钙量以硝酸铵钙效果最明显，分别比尿素、硫酸铵、硝酸铵三个施肥处理高出23.96%、24.45%、24.70%。；(4)硝酸铵钙对增加果实可溶固形物有显著效果，其中硝酸铵钙处理的比尿素高10.15%，比硝酸铵高10.43%，比硫酸铵高10.90%。

关键词：硝酸铵钙；硝酸铵；硫酸铵；尿素；土壤养分；梨果品质

早期有学者的研究表明，不同形态氮素肥料能显著影响作物的生长和养分吸收[1~4]。硝酸铵钙是一种同时含有氮和钙的农用硝酸铵化学肥料，目前在西方国家已被广泛使用。硝酸铵钙虽然含氮量比硝酸铵有所降低，但添加了钙，使养分更加丰富。有研究表明硝酸铵钙虽然含氮量低些, 但使用效果并不比尿素和硝酸铵差[5]，原因可能是化肥中的氮的形态分为铵态氮和硝态氮，硝态氮中含有高度氧化态氮，可以很容易被植物吸收，复合肥的速效性可以由硝态氮含量的高低反映出来，而铵态氮则需要微生物将之转化成硝态氮后才能被利用。

硝酸铵钙可以充分满足作物的养分所需，也可以满足环境的要求，有研究表明硝酸铵钙可以使土壤结构改良，提高土壤有机质含量[5]。目前对硝酸铵钙的研究还集中在甘蔗等一些含糖较高的植株上[6]，对梨树尚没有这方面的研究。

本论文主要通过大田试验和室内分析化验相结合的方法，以梨树土壤和果实为研究对象，研究不同种类氮肥对梨树土壤养分和果实品质的影响，以更好地了解在不同氮素肥料下梨树土壤养分利用以及梨树生长情况的变化趋势，得出最好的施肥处理方案，以期为建立合理施肥的指标体系，为提高肥料利用率提供依据。

1材料与方法

1.1　供试土壤

供试土壤取自山西太谷巨鑫梨树种植区0～20 cm，20～40 cm耕层土壤,试验区位于山西省太谷县，地处东经112°00′32″，北纬37°26′16″，属丘陵地带，平均海拔970 m，属暖温带大陆性季风气候；年平均气温9.5 ℃，年平均降水量532.8 mm，无霜期160 d。土壤基本理化性状见表1。

表1　试供土壤基本理化性状

1.2　供试作物

供试作物为梨树，品种为酥梨。

1.3　供试肥料

1硝酸铵钙：含氮量为27.00%，含钙量为18.54%。2硫酸铵：含氮量为21.21%。3硝酸铵：含氮量为35.00%；4尿素：含氮量为46.67%。

1.4　试验方案

试验于2014年5月～10月在山西太谷县巨鑫进行。肥料施用采用挖坑施肥，在试验每株树的东、南、西、北4个方向挖坑，小坑位置距主干约100 cm，施入肥料。具体的试验设计方案见表2，选取树势匀一的植株，分为5个处理，每个处理设3株重复。

表2　试验设计每株施肥量/kg

5月1日将硝酸铵钙、硝酸铵、硫酸铵、尿素作为肥料分别施入挖好的小坑中并与土壤混匀。施肥后，地面灌溉一次。6月初在每株树的东南、东北、西南、西北方向，位置距主干约100 cm挖坑追肥，两次追肥量都与第一次施肥量相同，追肥后地面灌溉一次。

1.5　土壤样品的采集与测定方法

自5月底，每个月采集0～20 cm，20～40 cm混合土样，经风干后磨碎，分别过20和100目筛。用于土壤铵态氮、硝态氮、有机质、脲酶、pH、有效磷、速效钾的测定。有效磷采用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法；速效钾用NH4OAc浸提-光焰光度法；有机质-重铬酸钾外加热法；pH用玻璃电极法：土壤硝态氮铵态氮采用酚二磺酸比色法：脲酶用次氯酸钠比色法测定。

1.6　植物及果实样品的采集与测定方法

果实样品采集于树体的同一方向的同一位置。果实重量以大样本处理统计, 理化分析每处理均测10 个果实，以碘滴定法测定维生素C含量。单果重：采用电子天平称重法。钙含量：采用湿灰化(HNO3∶HClO4=3∶1)方法进行果皮、果肉消煮，之后用原子吸收分光光度计测定钙含量。

1.7　统计分析

通过对试验数据的采集整理，使用Excel软件等工具对实验数据进行了处理与统计分析。

2结果与分析

2.1　不同处理对梨树土壤养分的影响

2.1.1不同处理对梨树土壤铵态氮含量的影响

从图1和2可知，梨园区0～20 cm，20～40 cm土层铵态氮含量年周期变化动态呈先下降后上升趋势，5个处理均显示出，从萌芽期至幼果期土壤铵态氮含量逐渐下降至年周期的最低点，幼果期至成熟期呈上升趋势。

图1　不同氮素肥料在不同时期对梨树土壤(0～20 cm)铵态氮含量的影响Fig.1　The different kinds of nitrogen fertilizer in different periods on the influence of ammonium nitrogen content in the 0～20 cm soil layer

图2　不同氮素肥料在不同时期对梨树土壤(20～40 cm)铵态氮含量的影响Fig.2　The different kinds of nitrogen fertilizer in different periods on the influence of ammonium nitrogen content in the 20～40 cm soil layer

从图1和图2还可以看出，硝酸铵钙，硝酸铵，硫酸铵，尿素4种肥料均可以显著增加土壤铵态氮的含量。

在0～20 cm梨树土层中，同一时期4个施肥处理之间的效果差异并不显著，梨树萌芽期，硝酸铵钙和尿素施肥处理分别比硫酸铵和硝酸铵施肥处理高出9.36%和10.71%。在梨树幼果期同时又是植物大量需氮期，土壤中铵态氮含量迅速降低。在梨树成熟期，硝酸铵钙比硫酸铵处理高出13.13%，比硝酸铵处理高15.42%。

在20～40 cm梨树土层中，同一时期各个施肥处理与0～20 cm土层情况相同，各处理差异并不显著。

2.1.2不同处理对梨树土壤硝态氮含量的影响

从图3～图4可看出，梨园区 0～20 cm，20～40 cm土层硝态氮的含量呈上升～下降趋势，5个处理均显示出，从萌芽期至幼果期土壤硝态氮含量逐渐上升至年周期的最高点，幼果期至成熟期呈下降趋势。

图3　不同氮素肥料在不同时期对梨树土壤(0～20 cm)硝态氮含量的影响Fig.3　The different kinds of nitrogen fertilizer in different periods on the influence of nitrate nitrogen content in the 0～20 cm soil layer

图4　不同氮素肥料在不同时期对梨树土壤(20～40 cm)硝态氮含量的影响Fig.4　The different kinds of nitrogen fertilizer in different periods on the influence of nitrate nitrogen content in the 20～40 cm soil layer

从图3～图4还可以看出，硝酸铵钙，硝酸铵，硫酸铵，尿素4种肥料均可以显著增加土壤硝态氮的含量。且在萌芽期和幼果期，梨树土壤中相同氮用量时，硝酸铵钙与尿素处理后的硝态氮高于硫酸铵和硝酸铵处理。

在0～20 cm梨树土壤中，在萌芽期硝酸铵钙处理的土壤硝态氮含量比硝酸铵高出13.41%，比硫酸铵高出30.99%，在幼果期硝酸铵钙比硫酸铵处理高出25.61%，且两个处理之间差异显著，但成熟期各处理之间差异并不显著。

在20～40 cm梨树土壤中，萌芽期硝酸铵钙与尿素处理的土壤硝态氮含量高于其他两个施肥处理。幼果期与萌芽期趋势一致，硝酸铵钙处理比硫酸铵处理高出26.25%。

2.1.3不同施肥处理对梨树土壤速效钾含量的影响

从图5～图6可看出，在梨园区0～20 cm，20～40 cm 土层速效钾的含量年周期变化动态呈先上升后下降趋势，5个处理均显示出，从萌芽期至幼果期土壤速效钾含量逐渐上升至年周期的最高点，幼果期至成熟期呈下降趋势。

图5　不同氮素肥料在不同时期对梨树土壤(0～20 cm)速效钾含量的影响Fig.5　The different kinds of nitrogen fertilizer in different periods on the influence of available potassium content in the 0～20 cm soil layer

图6　不同氮素肥料在不同时期对梨树土壤(20～40 cm)速效钾含量的影响Fig.6　The different kinds of nitrogen fertilizer in different periods on the influence of available potassium content in the 20～40 cm soil layer

从图5～图6也可看出，在0～20 cm土壤中，硝酸铵钙，硝酸铵，硫酸铵，尿素四种肥料均可以增加土壤速效钾的含量,降低钾的固定率。与张锡洲等人的研究一致[7]。

在0～20 cm梨树土层中，同一时期4个处理之间差异并不显著，在幼果期硫酸铵处理的土壤速效钾含量高于其他3个施氮处理，且分别比硝酸铵钙、硝酸铵、尿酸处理高9.49%，4.33%，7.81%。在成熟期趋势与幼果期一致，分别比硝酸铵钙高26.11%，比硝酸铵高18.58%，比尿素高19.70%。

在20～40 cm梨树土层中，萌芽期硫酸铵处理的土壤速效钾含量高于其他3个处理，幼果期硫酸铵处理比硝酸铵高出21.84%，比尿素高出22.73%。成熟期的趋势与萌芽期一致，硫酸铵处理比硝酸铵钙高出10.16%，比硝酸铵高出7.57%，比尿素高出21.64%。

2.1.4不同处理对梨树土壤有效磷含量的影响

由图7和图8可见，梨园区 0～20 cm，20～40 cm土层有效磷的含量年周期变化动态呈先上升后下降趋势，5个处理均显示出，从萌芽期至幼果期土壤有效磷含量逐渐上升至年周期的最高点，幼果期至成熟期呈下降趋势，基本恢复至原有水平。4种氮肥处理与空白相比土壤有效磷含量差异不显著，说明施用氮肥对土壤有效磷的影响较小。

图7　不同氮素肥料在不同时期对梨树土壤(0～20 cm)有效磷含量的影响Fig.7　The different kinds of nitrogen fertilizer in different periods on the influence of Available phosphorus content in the 0～20 cm soil layer

图8　不同氮素肥料在不同时期对梨树土壤(20～40 cm)有效磷含量的影响Fig.8　The different kinds of nitrogen fertilizer in different periods on the influence of Available phosphorus content in the 20～40 cm soil layer

2.1.5不同施肥处理对梨树土壤有机质含量的影响

从图9～图10可得知，梨园区0～20 cm，20～40 cm土层有机质含量年周期变化动态呈先上升再下降的趋势，5个处理均显示出，从萌芽期至幼果期土壤有机质含量逐渐上升至年周期的最高点，幼果期至成熟期呈下降趋势。

图9　不同氮素肥料在不同时期对梨树土壤(0～20 cm)有机质含量的影响Fig.9　The different kinds of nitrogen fertilizer in different periods on the influence of organic matter content in the 0～20 cm soil layer

图10　不同氮素肥料在不同时期对梨树土壤(20～40 cm)有机质含量的影响Fig.10　The different kinds of nitrogen fertilizer in different periods on the influence of organic matter content in the 20～40 cm soil layer

图11　不同氮素肥料在不同时期对梨树土壤(0～20 cm)脲酶含量的影响Fig.11　The different kinds of nitrogen fertilizer in different periods on the influence of Urea content in the 0～20 cm soil layer

由图9～图10可知，与空白相比施用氮肥后，不同施肥处理都能不同程度的提高梨树有机质的含量。

0～20 cm土层中，梨树萌芽期，有机质含量为硝酸铵钙>硫酸铵>硝酸铵>尿素，且硝酸铵钙和硫酸铵处理有机质含量显著高于硝酸铵与尿素处理。萌芽期硝酸铵钙处理有机质含量比硝酸铵高25.98%，比硫酸铵处理高15.87%，比尿素处理高29.95%。在成熟期硝酸铵钙比硫酸铵处理高10.48%，比硝酸铵处理高16.03%。

在20～40 cm土层中，萌芽期与幼果期趋势一致，分别为硝酸铵钙>尿素>硝酸铵>硫酸铵，且硝酸铵钙处理高于其他处理。幼果期土壤有机质含量硝酸铵钙比硫酸铵处理高31.90%，比硝酸铵处理高21.61%，比尿素处理高18.25%。成熟期硝酸铵钙处理显著高于硫酸铵和硝酸铵处理。

2.1.6不同施肥处理对梨树土壤脲酶含量的影响

从图11～图12可得知，梨园区0～20 cm，20～40 cm土层脲酶含量随生育进程的推进，年周期变化动态呈先上升再下降的趋势，5个处理均显示出，从萌芽期至幼果期土壤脲酶含量逐渐上升至年周期的最高点，幼果期至成熟期呈下降趋势。由图可见，施用氮肥增加了土壤脲酶含量，但是各个处理之间的差异并不显著。

图12　不同氮素肥料在不同时期对梨树土壤(20～40 cm)脲酶含量的影响Fig.12　The different kinds of nitrogen fertilizer in different periods on the influence of Urea content in the 20～40 cm soil layer

2.2　不同处理对梨树品质的影响

有研究表明，钙元素对影响果实成熟的关键物质乙烯的形成有重要调控作用[8,9]，在果实内起有平衡生理活性的作用。若成熟果实中钙的含量较高，可延长果实的储藏期，能有效防止果实在储藏过程中出现腐烂现象，而改善果实保藏品质。

由表3可以看出，4个施肥处理都可以提高梨果的钙含量和维生素C以及可溶性固形物，果皮含钙量的大小顺序硝酸铵钙>尿素>硫酸铵>硝酸铵>空白。其中硝酸铵钙效果最明显，分别比尿素、硫酸铵、硝酸铵3个施肥处理高出23.96%、24.45%、24.70%。但尿素、硫酸铵、硝酸铵三者之间的差异并不显著。试验表明硝酸铵钙在提高梨果钙含量方面有显著的效果。

各个施肥处理的可溶固形物大小顺序为硝酸铵钙>尿素>硝酸铵>硫酸铵>空白，其中硝酸铵钙比尿素高10.15%，比硝酸铵高10.43%，比硫酸铵高10.90%。可见硝酸铵钙在增加果实可溶性固形物方面也有显著效果。但是在对维生素C、单果重和果实硬度方面和其他三个施氮处理差距不大。

3讨论

(1) 硝态氮和铵态氮是土壤中氮的最活跃的成分，在土壤氮素循环中发挥着重要作用。张锡洲等研究表明土壤中施用不同形态氮肥显著增加了硝态氮含量，土壤硝态氮与铵态氮彼此互为消长[7]。冯波、孔令安等人的研究表明增施氮肥，土壤硝态氮铵态氮的含量会显著升高[10]。

表3　不同施肥处理对梨树品质的影响

注：同列数据后不同字母表示差异显著(P<0.05)

Note: Data under different letters in the same columnmeant significant difference at 0.05 level

本试验表明，施用硝酸铵钙后,提高了土壤中的铵态氮和硝态氮含量，改善了土壤质量，在成熟期0～20 cm土层中，铵态氮含量硝酸铵钙处理比空白高出102.53%，在0～20 cm土层中的硝态氮含量，硝酸铵钙处理比空白高出51.85%。表明施入硝酸铵钙后，把难溶态的氮转化为有效氮，促进植物对氮素的吸收和生长发育。而在不同生育期铵态氮含量在幼果期有所降低可能是因为这一时期是土壤需氮的高峰期，该时期梨果实迅速膨大，树体从土壤中需要吸收氮素养分较多。

(2) 土壤速效钾作为评价土壤钾素利用难易程度的重要指标之一[11]。张锡洲等人的研究表明，施用氮素肥料与未施相比可以显著增加土壤速效钾的含量[7]。

(3) 土壤有机质利用率低会使果树产量低、品质差[12]。有机质含量的高低是衡量果园土壤肥力的重要指标，也是保证果实品质的基本条件，吴忠红等人研究表明，土壤有机质的含量与种植年限呈二次多项式关系, 且相关性较为显著[13]。土壤有机质可提高作物产量[14,15]。秦承来等研究认为,施用有机肥可以提高土壤有机质，会增加套袋红富士苹果的单果重和产量[16]。

本试验研究表明，各个施肥处理都能不同程度的提高梨树土壤有机质的含量，且硝酸铵钙的效果最为显著，在成熟期分别比空白高出59.77%、64.62%。可能是施用硝酸铵钙可以促进土壤微生物的活动，使得微生物将土壤中的一些物质转化为有机质，提高土壤有机质的含量。

(4) 脲酶作为一种重要的酶[17]，施入土壤中的氮素需要在脲酶参与下水解，脲酶的活性可以表示土壤氮素状况。蒲改平和徐凤花等人的研究表明施用生物菌肥时，土壤中的微生物数量会大幅度增加，增强脲酶的活性[18]。

本试验表明同一生育期施用氮肥能显著提高土壤中脲酶的含量。同一生育期，各个处理中脲酶的活性有着不同的变化。在幼果期脲酶含量增加的原因可能是这一时期土壤对氮的需求量增加，导致脲酶中的底物浓度迅速升高，增加了氮素的释放和转化。

(5) 胡永刚等人研究表明硝酸铵钙能使作物增产增糖,因为硝酸铵钙不但含有氮,而且还含有钙元素，使用可以迅速被作物吸收利用，增强作物光合作用和植物的抗逆性, 会使甘蔗加快生长速度,既能提高甘蔗产量，又能提高甘蔗糖分，所以硝酸铵钙可替代硝酸铵成为新型氮肥[6]。

本试验研究表明，施用硝酸铵钙，梨果的可溶性固形物、含钙量和维生素C含量显著高于其他三个处理。可见施用硝酸铵钙可以显著改善梨果品质，增加果实含钙量。这可能与施用硝酸铵钙改善了根系生长的微域环境使得根系活力加强，使得根系中如有机酸等物质可以溶解难溶性微量元素养分，促使根系对养分的吸收利用，从而带动了地上部分增长，使得光合作用增强，提高了果实品质。

4结论

(1) 研究结果表明，梨树施用氮肥可以促进梨树土壤养分的增加，硝酸铵钙对增加土壤铵态氮、硝态氮和土壤有机质有很好的效果。施用氮肥特别是硫酸铵可以增加梨树土壤速效钾的含量。因此，农业生产中应注意氮肥与钾肥的配合施用。但而不同形态氮肥处理与空白之间土壤有效磷含量差异并不显著，说明单施氮肥对土壤有效磷含量影响不大。

(2) 试验结果及分析看出，梨树施用氮肥不仅可以促进梨树土壤养分的增加，而且可以促进梨树生长, 提高梨果含钙量和可溶性固形物, 有助于改善梨果品质。可见硝酸铵钙保证了梨果的质量，提高了果实含钙量，提高了氮肥利用效率, 可以推荐作为新型氮肥产品在梨果上应用。

虽然各个氮素处理对梨果品质有显著提高，但在果实硬度和重量方面的效果并不显著，试验表明仅仅单靠只施用氮肥并不能提高梨树产量，平均每株树产量为13 kg。卢俊良[19]等人的研究表明施用有机肥能明显提高梨树的产量和品质，株施有机肥10 kg梨树产量约为40 kg每株。因此可以将硝酸铵钙和有机肥配合起来在梨树种植区推广使用。

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(编辑：武英耀)

The effects of different nitrogen on pear quality and soil nutrients

Zhang Ping, Hong Jianping, Li na

(CollegeofResourcesandEnvironment,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China)

Abstract:In order to to improve the quality of pear fruit. We studied the pear orchard fertilization process, the effects of different types of nitrogen fertilizer on pear quality and soil nutrients.Experiment design CK, calcium ammonium nitrate, ammonium nitrate, ammonium sulfate, urea five different fertilizer treatments. The results showed: 1. Calcium ammonium nitrate could significantly increase soil ammonium nitrate content, After using calcium ammonium nitrate, at mature period the content of ammonium nitrogen was 15.42% higher than the ammonium nitrate, was 13.13% higher than the ammonium sulfate. In young fruit stage the nitrate nitrogen content was 25.61% higher than ammonium nitrate. 2. Using Calcium ammonium nitrate could increase soil organic. At mature period the content of ammonium nitrogen was 10.48% higher than the ammonium sulfate, was 16.03% higher than the ammonium nitrate. 3. Topdressing of four kinds of fertilizer on the content of different growth stages in Pear. The Pear sugar content, calcium and vitamin C were significantly higher than those without nitrogen application. In the pericarp, the most obvious effect was Calcium ammonium nitrate, respectively higher than the ammonium sulfate, ammonium nitrate and urea 23.96%、24.45%、24.70%. 4. The results indicated that the soluble solid material. Calcium ammonium nitrate high 10.15%than urea, high 10.43% than ammonium nitrate and high 10.90% than ammonium sulfate.

Key words:Calcium ammonium nitrate； Ammonium nitrate； Ammonium sulfate； Urea； Soil Nutrients； Pear quality

中图分类号：S154.3

文献标识码：A

文章编号：1671-8151(2016)02-0120-08

通讯作者：*洪坚平，教授，博士。Tel：0354-6288399；E-mail:hongjpsx@163.com

作者简介：张平(1990-)，女(汉)，山西祁县人，在读硕士，研究方向：微生物肥料的研发与应用

收稿日期：2015-08-12修回日期：2015-12-06