HPS 微生物菌肥对阿克苏冰糖心苹果品质及产量的影响

刘政典，任 珂，卢瑜珺，孙鹏程，封明军，郭彩萍，江 峰，王新建,2

（1 塔里木大学园艺与林学学院，新疆阿拉尔 843300；2 新疆生产建设兵团南疆特色果树生产工程实验室，新疆阿拉尔 843300；3 上海国环生态科技股份有限公司，上海 200000）

近年来，新疆维吾尔自治区和甘肃省苹果产区产量增长较快，年均增长9%以上[2]。2018 年新疆苹果栽培面积和产量分别占西北产区的73.50%和89.75%。说明在西北产区中新疆苹果生产占绝对优势。周江涛等[3]在2021 年利用规模比较优势指数（SAI）等统计方法分析了中国苹果主产区的变动规律，当产区SAI 大于1 时，说明该产区苹果产业的生产规模要大于全国平均水平，在国内苹果主产区生产规模上处于优势，反之则相反。新疆经过不断发展，2018 年SAI 达到1.1。

阿克苏苹果作为新疆阿克苏地区果农致富的重要树种，其冰糖心苹果品牌国内知名。随着国家乡村振兴战略的实施，阿克苏苹果产业作为实现本地区产业振兴的重要支柱产业之一，其提质增效显得尤为重要。目前我国仍是以化肥为主、有机肥为辅的施肥模式，而且地处偏远地区的农民由于受到栽培技术和专业知识的限制，往往一味追求果树的生长而过多使用化学肥料。而在农业生产上大量使用化学肥料会使土壤板结、土壤微生物区系发生变化、土壤养分流失、土壤质量严重退化，环境受到严重的污染[4]。随着环境污染带来的压迫感和农业科学技术的进步，利用化学肥料来满足果树的养分需求早已不是果树栽培管理的唯一手段，在当今农业发展大环境下，我国农业发展重点更多的是保护现有资源与环境不受破坏，倡导可持续发展。在这样的背景下，具有广泛应用性、减少环境污染、改善土壤理化性质、均衡土壤营养成分、改善土壤微生物群落等多种优势的微生物菌肥应运而生[5]。HPS 微生物菌肥通过HPS 技术有效地处理厨余垃圾和粪便、秸秆等有机废物，有效地消灭有害细菌后，添加能够达成微生物菌肥预期使用效果的有益微生物，从而生产出能够对改良土壤、促进植物生长起到特殊效果的新型肥料[6]。微生物菌肥可以实现大幅降低化学肥料的使用量，在减少有机垃圾污染环境的前提下，再次减少化学肥料对环境和土壤资源的污染[7]。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验从2021 年开始，试验地位于阿克苏地区依干其乡十五大队尤喀克科克巴什村。地处80.345607°E、41.057502°N，属于暖温带大陆性气候，海拔为1034m，气候干燥，降雨量较少，年平均降雨量为45mm左右，日照长，昼夜温差大。试验地土壤类型为沙土和黏土，土壤pH 值8.4。供试品种为烟富3 号，17 年树龄，株行距为4m×5m，试验区定植34 株/667m2。

1.2 试验材料

供试品种为烟富3 号。上海环垦生态科技股份有限公司生产DYL-Ⅰ-010 地养力HPS 法小分子微生物菌肥（有效活菌数≥10 亿/g，有机质≥75%，腐殖酸≥20%）；住商肥料（青岛）有限公司生产高浓度硫酸钾型复合肥料（N∶P2O5∶K2O=16∶16∶16）。

1.3 试验设计

微生物菌肥施肥时间：4 月20 日一次性施入。采取行间撒施、旋耕机旋施，旋耕深度15cm。试验区除所施肥料的种类和用量不同外，其他管理措施与当地常规做法相同。

当地常规施肥时间及施肥量：2 月份施入一次腐熟的羊粪，施入量为每株30kg。共施入3 次复合肥，第1 次在3 月份萌芽期施入，第2 次在6 月份新梢停长时施入，第3 次在9 月份果实转化期施入，每次平均株施复合肥约1.2kg。

试验地设2 个因素，因素一为HPS 微生物菌肥施用量（A），因素二为化肥减施量（B），微生物菌肥施用量设置3 个水平，化肥减施量设置4 个水平。

A 水平分别为：HPS 微生物菌肥750kg/667m2（A1），HPS 微生物菌肥500kg/667m2（A2），HPS 微生物菌肥250kg/667m2（A3）；B 水平分别为：化肥减施100%（B1），化肥减施75%（B2），化肥减施50%（B3），化肥减施25%（B4）。因素一和因素二用完全组合设计，以常规施肥（CK）为对照，共计12 个施肥处理（见表1）、1个对照。

表1 HPS 微生物菌肥试验处理设计

各处理田间布置以菌肥施用量为主区，化肥减施量为副区，周边常规施肥地块为对照。试验区每11 株作为一个重复试验小区，每个处理小区重复3 次。根据实际施用情况进行调查统计。

1.4 取样方法及测定指标

在果实成熟期（10 月10 日全树有50%果实从色泽、品质等具备了该品种成熟的特征），每个处理以“S”型采集5 个样点，每个采样点从树冠外围中部东南西北各随机采取6 个，共24 个大小均匀、着色及成熟度大体一致、无病虫害和机械损伤的成熟果实，并保留完整果柄。将果实样品及时带回实验室用自来水、去离子水冲洗干净后，测定果实纵、横径，单果重，果实硬度，可溶性固形物，果实糖心率等果实指标。

果实纵、横径使用0-150mm 电子数显卡尺进行测量，单果重使用菁海JA21002 电子天平进行称量，果实硬度使用思为GY-4 数显水果硬度计测定，可溶性固形物（Total Soluble Sol-id，TSS）采用日本Atago 爱宕PAL-1 数显糖度计进行测定，每个处理重复3 次。

1.5 数据分析

采用SPSS 19.0 进行数据分析，Excel2018 进行数据统计及制表绘图。

2 结果与分析

2.1 HPS 微生物菌肥对苹果坐果率的影响

由表2 可知，在施入HPS 微生物菌肥后，花序坐果率A1 为68%、A2 为62%、A3 为65%，花朵坐果率A1 为49%、A2 为59%、A3 为46%，与对照地的苹果花序坐果率（58%）和花朵坐果率（42%）相比，花序坐果率最高增加10 个百分点、花朵坐果率最高增加17 个百分点。而各HPS 微生物菌肥处理间在花序坐果率上差异不明显。说明施用不同梯度的微生物菌肥对苹果的花序坐果率差异影响不大，对花朵坐果率有明显提升效果的HPS 微生物菌肥施用量为500kg/667m2。

表2 不同施肥处理花序坐果率和花朵坐果率的关系

2.2 HPS 微生物菌肥对苹果单果重的影响

由图1 可知，在增施HPS 微生物菌肥和减施化肥的情况下，各试验处理与对照组（CK）果实平均单果重没有显著差异，而试验处理A3B1 与A2B3、A2B4 和A3B 之间在0.05 水平存在显著差异，说明在每667m2施用250kg HPS 微生物菌肥、不施化肥时，苹果单果重最小，但总体来看，不同施肥组合对苹果单果重没有显著影响。

图1 不同施肥处理对苹果单果重的影响

2.3 HPS 微生物菌肥对苹果产量的影响

产量（t）=株产（kg）×每667m2株数（株）/1000

结合图2、表3，经产量计算结果初步可知，在适量增施HPS 微生物菌肥和减施化肥的情况下，部分试验处理667m2产量与对照组（CK）的667m2产量在0.05水平存在显著差异。产量前三的处理分别是A2B2、A2B3 和A3B2，分别比CK 增产了47.24%、44.76%和22.08%，且A2 大区平均产量最高。A3B3、A3B1、A3B4处理产量最低，与CK 相比，分别减产了1.29%、7.9%、14.52%。说明667m2增施500kg HPS 微生物菌肥，可达到最好的增产效果，在增施HPS 微生物菌肥的同时减少50%～75%化肥的施用，均有明显增产效果；而增施250kg HPS 微生物菌肥并减施化肥时，可能会造成减产。

表3 不同施肥处理产量与CK 产量间的关系

图2 不同施肥处理对苹果产量的影响

2.4 HPS 微生物菌肥对苹果硬度及可溶性固形物含量的影响

由图3 可知，试验区各处理果实硬度平均值均在8～9 之间，且各小区之间无明显差异，说明增施HPS 微生物菌肥对苹果果实硬度没有显著影响。

图3 不同施肥处理对苹果硬度的影响

由图4 可知，可溶性固形物含量最高的3 个处理分别是A2B2（14.71% ）、A2B4（14.08% ）、A2B1（13.73%），均为每667m2施用500kg HPS 微生物菌肥试验区。说明当HPS 微生物菌肥施用量为500kg/667m2，化肥减量为75%时，果实可溶性固形物提升幅度较大。

图4 不同施肥处理对苹果可溶性固形物的影响

3 讨论与结论

肥料是果树栽培生产中最重要的基础物质之一，科学合理的施肥模式不仅对树体生长的调节、果实品质的提高以及经济效益的提升有着重要的影响，还对改良果园土壤和减少环境污染有着深远的意义。国内大量研究表明，在农业栽培种植过程中合理施用微生物菌肥，有提高肥料利用率、改良土壤性质及环境、减少土壤板结、调节作物的生长发育、提高果实产量、提升果实品质等多项优点[8-12]。除了在苹果[13-15]的栽培管理过程中采用微生物菌肥和其他肥料配合混施的栽培方法，来实现苹果产量增产、提高养分吸收率、提升果品品质、减少病害等，另外，在桃[16]、猕猴桃[17]、烟草[18]、设施蔬菜[19]等领域均有研究表明配施或增施微生物菌肥可以有效改善果树及作物的栽培环境和提升产品品质。

目前，阿克苏地区当地果农为了追求产量和实际收益，在栽培生产过程中往往较多地使用化肥，尤其是氮肥的施用量居多。但化肥过量或没有科学、合理地使用肥料，反而可能会造成土壤性质恶化、污染环境等不良影响。本研究通过对阿克苏地区苹果试验区进行增施HPS 微生物菌肥、减施化学肥料的试验发现，增施HPS 微生物菌肥，有提高坐果率和苹果产量以及可溶性固形物含量的效果，但过量或少量使用HPS 微生物菌肥不但达不到好的改善效果，反而可能会造成减产或果实品质降低等。试验结果表明，微生物菌肥和化学肥料配施量为每667m2增施500kg HPS 微生物菌肥的同时减少50%～75%的化肥使用量时，可以明显提升阿克苏地区当地冰糖心苹果产量及可溶性固形物含量。证明可以通过增施微生物菌肥和减施化肥来促进果园土壤改良、实现化肥减量，从而有效提高苹果果品的产量和品质，为当地林果业提质增效提供技术支持。