有机肥施用量对‘富士’苹果树体生长及果实产质量的影响
2018-07-27弓萌萌张雪梅郭素萍齐国辉
弓萌萌,王 红,张雪梅,2,刘 洋,郭素萍,2,齐国辉,2
(1.河北农业大学 林学院,河北 保定 071000;2.河北省核桃工程技术研究中心,河北 邢台 054000)
我国是世界最大苹果生产国,据FAO数据统计,2016年我国苹果总产量4 444.86万t,占世界苹果总产量的49.76%,收获面积238.390 5万hm2,占世界苹果总收获面积的45.04%,我国苹果产量和收获面积均居世界首位。其中,‘富士’苹果是我国苹果的主要栽培品种,约占我国苹果种植面积的70%以上[1]。‘富士’苹果果实汁多,酸甜可口,品质极佳[2],深受广大消费者青睐。
目前,苹果主产区果园普遍存在肥料利用率低、重施氮肥、施肥不平衡多种问题,造成土壤酸化现象严重,产量变幅大,果实品质差等,严重制约了苹果产业的可持续发展[3],这种重产量轻质量的发展模式严重背离了现阶段人们对高质量果品的需求特点。大量研究结果表明,施用肥料的种类、时间、数量与方式,不仅对树体生长而且对果实产量和品质均有影响[4-7]。金会翠[8]研究发现,施钾肥对红富士苹果叶片营养及果实品质均有促进作用;赵佐平[9]等人的研究结果表明,施肥可以提高苹果产量,随着试验时间的推移,果实中可溶性糖、维生素C、可溶性固形物含量均呈上升趋势;孙瑶、王一鸣[10]等人的研究结果表明,酸性土壤施用有机肥能获得增产效果,其中生物有机肥处理下的产量较高,比对照增产8.92%。在日前倡导绿色健康果品的形势下,有机肥不仅具有其它肥料不可替代的优势,而且有机肥养分全面、肥效长,能够充分改善土壤养分状况[11-12]。为了探寻苹果园有机肥的适宜施用量,避免盲目施肥,研究了不同有机肥施用量对‘富士’苹果树体生长及果实产质量的影响情况,以期为当地‘富士’苹果园有机肥的科学施用提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于河北省唐山市滦县杨柳庄镇梁家庄村,属暖温带半湿润季风型大陆性气候,四季分明,春季干燥多风,夏季闷热多雨,秋季昼暖夜寒,冬季寒冷少雪,全年平均气温10.5 ℃,无霜期175 d,平均降水量680.4 mm。
1.2 试验材料
供试品种为10年生‘富士’苹果,树形为主干疏层形,株行距为3 m×4 m。供试肥料由河北滦牧农业开发股份有限公司提供。
1.3 试验设计
试验共设4个处理,各处理的施肥量分别为25、50、75和100 kg·株-1,以不施有机肥为对照(CK),施肥方式为地面撒施,单株小区,3次重复。
1.4 测定与分析方法
2017年10月下旬在果实成熟期进行取样调查。新梢生长量,用钢卷尺测量;果实横纵径,用游标卡尺测量,并计算果形指数(纵径/横径);单株产量用下式计算:
单株产量=平均单果质量×单株果实数量。
可溶性固形物含量,用WYT-4型糖量计测定;硬度,用GY-1型硬度仪测定;可溶性总糖含量,用铁氰盐法测定[13];可滴定酸含量,采用标准NaOH溶液中和滴定法测定[14]。叶片全N含量,用凯氏定氮法测定[15];叶片全P含量,用钼锑抗比色法测定[15];叶片中的K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn含量,用电感耦合等离子体发射光谱法测定[16]。
采用Dancan新复极差法进行数据统计与分析。
2 结果与分析
2.1 不同有机肥施用量对新梢生长量的影响
不同有机肥施用量对新梢生长量的影响情况如图1所示。由图1可知,各施肥处理的新梢生长量由大到小依次为56.44 cm(100 kg·株-1)>55.11 cm(75 kg·株-1)>54.78 cm(50 kg·株-1)>53.33 cm(25 kg·株-1)>48.22 cm(0 kg·株-1即CK处理),各施肥处理的苹果新梢生长量均显著高于对照,与对照处理的相比,各施肥处理的新梢生长量依次增加10.6%、13.6%、14.29%、17.05%,但各处理间的差异不显著。
图1 不同有机肥施用量对新梢生长量的影响Fig. 1 Effects of different organic fertilizer amounts on growth of new shoot
2.2 不同有机肥施用量对果实外观品质的影响
不同有机肥施用量对果实外观品质的影响情况如表1所示。由表1可知,与对照相比,各施肥处理对果实的单果质量、纵径、果形指数均无显著影响。施肥量分别为0、25、50、75、 100 kg·株-1各处理的果实单果质量均大于200 g,较对照分别增加12.21%、11.78%、12.39%、12.8%,施肥量为100 kg·株-1处理的单果质量达到最大值,为220.96 g;施肥量分别为0、25、50、75、100 kg·株-1各处理的果实横径分别为76.44、80.63、80.04、80.22、80.81 mm,均显著高于对照,但各施肥处理之间无显著差异,表明不同施肥处理均可显著提高果实横径;施肥量为100 kg·株-1处理的果形指数最大,为0.84。
2.3 不同有机肥施用量对果实内在品质的影响
不同有机肥施用量对果实内在品质的影响情况如表2所示。由表2可知,各施肥处理的果实硬度和可滴定酸含量随着施肥量的增加均呈下降趋势,施肥量为100 kg·株-1处理的果实硬度显著低于对照,但各施肥处理的果实硬度却无显著差异,各施肥处理对果实可滴定酸含量的影响均不显著。各施肥处理的果实可溶性固形物含量均随着施肥量的增加而增加,施肥量分别为50、75、100 kg·株-1各处理的果实可溶性固形物含量分别为14.23%、14.37%、14.57%,三者均显著高于对照,施肥量为25 kg·株-1处理的果实可溶性固形物含量为13.8%,与对照间无显著差异。各施肥处理的苹果可溶性糖含量和糖酸比均显著高于对照,但各施肥处理间均无显著差异,施肥量为50 kg·株-1处理的苹果可溶性糖含量和糖酸比均达到最大值,分别为25.77%和69.49。
表1 不同有机肥施用量对果实外观品质的影响Table 1 Effects of different organic fertilizer amount on fruit appearance quality
表2 不同有机肥施用量对果实内在品质的影响Table 2 Effects of different organic fertilizer amount on fruit intrinsic quality
2.4 不同有机肥施用量对叶片各矿质营养元素的影响
不同有机肥施用量对叶片各矿质营养元素含量的影响情况如表3。由表3可知,不同施肥量处理下叶片中的N、P、K、Ca、Mg含量均显著高于对照,且叶片中的N、P、K、Ca、Mg含量均随着有机肥施用量的增加而增加。与对照相比,随着施肥量的增加,叶片中的N含量分别增加5.53%、7.97%、11.89%、15.51%,P含量分别增加4.73%、9.46%、15.54%、19.93%,K含量分别增加8.33%、16.66%、22.97%、32.57%,Ca含量分别增加2.89%、6.29%、14.91%、21.67%,Mg含量分别增加4.56%、8.24%、9.76%、14.97%。
表3 不同有机肥施用量对叶片各大量元素含量的影响Table 3 Effects of different organic fertilizer amount on macroelement of leaves
2.5 不同有机肥施用量对叶片各微量元素的影响
不同有机肥施用量对叶片各微量营养元素含量的影响情况如表4。由表4可知,不同施肥量处理下叶片中的Fe、Mn、Cu、Zn含量均显著高于对照,且叶片中的Fe、Mn、Cu、Zn含量均随着有机肥施用量的增加而增加,其含量的大小表现为100 kg·株-1>75 kg·株-1>50 kg·株-1> 25 kg·株-1> 0 kg·株-1(CK)。与对照相比,施肥量分别为25、50、75、100 kg·株-1各处理叶片中的Fe含量分别增加13.43%、26.31%、41.02%、52.37%,Mn含量分别增加5.68%、10.28%、11.77%、13.27%,Cu含量分别增加7.5%、9.15%、10.3%、13.24%,Zn含量分别增加5.82%、14.13%、18.82%、31.31%。
表4 不同有机肥施用量对叶片微量元素的影响Table 4 Effects of different organic fertilizer amount on microelement in leaves
2.6 不同有机肥施用量对单株产量和经济收益的影响
不同有机肥施用量对单株产量和经济收益的影响情况如表5。由表5可知,各施肥处理的果实单株产量均高于对照,施肥量分别为25、50、75、100 kg·株-1各处理的单株产量较对照依次增加15.95%、29.39%、37.18%、41.66%,这表明随着施肥量的增加,单株产量的增长逐渐趋于平缓。其中,施肥量分别为50、75、100 kg·株-1各处理的单株产量分别为65.87、69.84、72.12 kg·株-1,均显著高于对照,但三者之间无显著差异;施肥量为25 kg·株-1处理的单株产量为59.03 kg·株-1,其与对照和施肥量为50 kg·株-1处理的单株产量间均无显著差异。各施肥处理的经济效益均高于对照,各施肥处理经济效益的大小顺序为100 kg·株-1>75 kg·株-1>50 kg·株-1>25 kg·株-1>0 kg·株-1(CK),较对照分别增加26 124、46 872、55 566、57 162元/hm2。
表5 不同有机肥施用量对单株产量和经济收益的影响†Table 5 Effects of different organic fertilizer amount on individual yield and economic benefits
3 结论与讨论
大量研究结果表明,施肥不仅影响果树树体生长,而且对果实品质的改善也有一定的促进作用。李楠[17]等人的研究结果表明,施用有机肥能够明显促进库尔勒香梨的枝叶生长,并且这种促进作用随着树体的生长发育而愈发明显。试验研究中发现,与对照相比,各施肥处理下新梢的平均生长量均有所提高,说明施用有机肥对恢复树势有很大的促进作用,这与韩传明[18]等人的研究结果相似。新梢生长过旺不但会抑制结果,还会增加果树的修剪量,实际生产过程中应对新梢加以利用,避免造成徒长。果实中可滴定酸、可溶性固形物、可溶性糖含量都是评价果实内在品质的重要指标[18]。褚长杉等人[19]研究发现,施用有机肥可改善柑橘的果实品质,增加其可溶性固形物含量;程杰山等人[6]的研究结果表明,施肥量在300 kg·hm-2左右时,果实含糖量较高,随着施肥量的增加,果实含糖量缓慢下降。本研究结果表明,可溶性糖含量随着施肥量的增加呈现先增加后减少的变化趋势,说明过量施用有机肥对果实品质可能有负面影响;施用有机肥有利于提高果实中的可溶性固形物含量,降低果实硬度和可滴定酸含量,提升果实品质,这可能因为,有机肥的主体腐植酸,激化了果树体内的合成酶,促进了果实中干物质和糖的积累,调节了果实的糖酸比。这与南雄雄[20]、焦蕊[21]、郭洁[22]、史祥斌[23]的研究结果一致。但是,周昌杰[24]等人的研究结果表明,施用有机肥会升高‘里扎马特’葡萄果粒的可滴定酸含量,这可能与果树种类、栽培环境、有机肥来源等因素的不同有关。王劲[25]的研究结果表明,随着精制有机肥用量的不断增加,甜石榴的产量和经济效益也在不断增加。李双双[26]等的研究结果表明,不同施肥处理对蓝莓单果质量无显著影响,这与本研究结果一致。陈家法[27]等研究发现,与不施肥的相比,不同施肥处理均能显著提高油茶果的产量。本试验研究结果表明,施用有机肥能显著提高苹果产量,增加果园的经济效益,这可能因为,有机肥养分全面,能有效改善土壤,培肥地力,提高果品质量,降低成本,增加经济效益。
叶片是整个树体上对土壤矿质营养反应最为敏感的器官,它的矿质营养状况可以反映树体对土壤矿质营养的吸收利用状况,它既是地下运输来的矿质营养的贮存库,又是果实生长发育所需矿质营养的供给源[28]。孔芬[29]等的研究结果表明,施肥能显著提高核桃叶片的营养元素含量;郭洁[22]等人研究发现,随着生物有机肥施用量的增加植株叶片中氮、磷、钾等养分的含量也有提高。本试验结果表明,叶片中各种矿质元素的含量随着有机肥施用量的增加均有不同程度的提高,这与前人的研究结果一致。综合考虑各处理对‘富士’
苹果新梢生长、果实产量与质量及经济收益的影响情况认为,施肥量为75 kg·株-1的处理效果较优。苹果属于多年生经济林树种,果实产质量和树体状况受树龄、肥料种类、环境、栽培技术多种因素的影响。本试验仅对10年生‘富士’苹果进行1年肥效的试验研究,具有一定的局限性,还应在多方面开展施肥试验,从而为苹果树的科学施肥提供参考依据和指导作用。