不同施肥处理对苹果产量、品质及土壤养分的影响

邵俊飞 李贵杰 赵成雷 刘新荣 张金军 陈士更

1 威海市文登区农业农村局 威海 264400

2 山东农大肥业科技有限公司 泰安 271000

3 威海爱田农业科技有限公司 威海 264400

我国是世界上最大的苹果生产国和消费国，在世界苹果产业中占有重要地位[1]。据联合国粮食及农业组织（FAO）统计，2018年我国苹果总收获面积为207.2万公顷，总产量为3923.3万吨，分别占全球苹果总收获面积和总产量的42.2%和45.5%。我国苹果主要分布在环渤海湾和黄土高原2个优势产区，环渤海地区苹果种植面积70.3万公顷，产量为1600万吨，分别占全国总种植面积和总产量的29.5%和36.4%，其中山东省是主要苹果种植大省[2，3]。目前，苹果生产中依然存在着肥料利用率低、施肥不合理的问题，过量氮肥不但不能增加产量，还会影响苹果的品质，同时还会降低土壤质量，引起环境问题[4，5]。根据养分平衡法优化施肥是促进苹果增产提质、健康可持续发展的重要方式，硅钙元素作为重要的品质元素，在苹果提质方面发挥着重要作用[6]。本研究通过基于产量施肥和增施腐植酸硅钙肥，探究其对苹果产量、品质及土壤养分的影响，为推进化肥减量增效，完善果树推荐施肥指标建设，促进果树绿色可持续发展提供一定的理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

研究地点为山东省威海市文登区泽头镇峰山村文登德丰农业有限公司（37°08′N，121°86′E）苹果试验田，该地气候特点为暖温带季风气候，年平均降雨量为585 mm，年平均气温为8.4 ℃。土壤为褐土，其供试土壤基本理化性质如表1所示。

表1 供试土壤基本理化性质Tab.1 Basic physical and chemical properties of the tested soil

1.2 供试材料

供试苹果：选用5年生的“富士”品种，嫁接于M26砧木上。

供试肥料：尿素（N 46%），磷酸二铵（N 18%，P2O546%），硫 酸 钾（K2O 50%），腐 植酸硅钙肥（总腐植酸含量3%，SiO220%，CaO 20%）。

1.3 试验设计

田间试验为完全随机区组设计，设3个施肥处理，每个处理一行，每行选连续10棵长势均匀一致的苹果树，重复3次。苹果树行距为4.0 m，行间树距为1.25 m，平均1995株/公顷。在苹果树种植上管理方法（包括杂草控制、病虫害控制、土壤管理和灌溉等）相同。试验时间为2020年10月25日至2021年11月10日。

3个施肥处理如下：（1）常规施肥（CK），整个生长时期施N-P-K养分分别为420-300- 375 kg/hm2，施肥量根据调查确定。（2）优化施肥（F），整个生长时期施N-P-K养分分别为330-225-330 kg/hm2，该施肥量根据苹果产量目标和施肥前土壤肥力水平确定。（3）优化施肥同时增施腐植酸硅钙肥（FC），N-P-K养分用量与F处理相同，增施Si养分300 kg/hm2，Ca养分135 kg /hm2。具体施肥方法如表2所示。

表2 试验施肥处理Tab.2 Experimental fertilization treatments kg/hm2

施肥阶段，每年3月按辐射沟施肥法施基肥。按南北方向分别布置2个辐射沟，分别位于躯干中部和冠状突起外缘。施肥沟深25 cm、宽15 cm。施肥沟数为2个对称施肥沟，施肥后填土。此外，还将腐植酸硅钙肥施于土壤上，并在耕作后均匀地混入表土中。每年7月以相同的施肥方式进行追肥。

1.4 样品采集与测定

苹果收获期取土壤样品，经预处理后采用pH计测定土壤pH，采用凯氏定氮法测定土壤全氮，采用重铬酸钾外加热法测定土壤有机质，采用自动分析仪测定土壤无机氮，采用钼蓝法测定土壤有效磷，采用火焰光度法测定土壤速效钾。

苹果产量：整株采摘用电子秤测量称重。随机采10个苹果样品，用数字天平测定单果重；用GY-1水果硬度计测定果肉硬度。用游标卡尺测定苹果长度和直径，计算果形指数。采用蒽酮比色法测定可溶性糖的含量。用GMK-835F水果酸含量测定仪测定苹果酸度。

1.5 数据统计分析

使用Microsoft Office 2019对数据进行整理，使用SPSS 22.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对苹果产量的影响

表3为不同施肥处理对苹果产量的影响。由表中可以看出，F处理和FC处理均能显著提高苹果产量。从增产效果上来看，FC处理具有稳步增加的效果，能增产29.53%。从2021年的产量上来看，FC处理能增加苹果产量的效果最为明显，其亩产达到2625.42 kg。

表3 不同施肥处理对苹果产量的影响Tab.3 Effects of different fertilization treatments on yield of apple

2.2 不同施肥处理对苹果品质的影响

表4为不同施肥处理对苹果品质的影响。由表中可以看出，FC处理能够明显改善苹果品质。与CK比，F处理和FC处理均能显著提高苹果的单果重；FC处理单果重值最高，达到247.35 g。与CK相比，F处理和FC处理对改善苹果外观形状均有促进作用，但三者之间差异不显著。硬度适当提高可以使果实耐储存，增加过多也会降低口感。就苹果硬度而言，与CK相比，F处理和FC处理苹果硬度均稍有所降低，但三者间差异不显著。含糖量高、可滴定酸含量低、糖酸比高的苹果具有更好的口感。与CK和F处理相比，FC处理明显提高了苹果的可溶性糖含量，但CK和F处理间差异不显著；F处理和FC处理的苹果可滴定酸含量相较于CK显著增加，FC处理的苹果可滴定酸含量相较于F处理显著降低；F处理和FC处理的糖酸比相较于CK均有所降低，但FC处理和CK处理间差异不显著，FC处理和F处理间差异显著。

表4 不同施肥处理对苹果品质的影响Tab.4 Effects of different fertilization treatments on quality of apple

2.3 不同施肥处理对土壤性状的影响

表5 为不同施肥处理对土壤pH、有机质和全氮的影响。由表中可以看出，不同施肥处理对土壤pH、有机质和全氮含量的影响存在差异。不同施肥处理对土壤pH影响明显，3种施肥处理土壤pH差异显著，与CK相比，F处理土壤pH显著增加，为6.85；FC处理土壤pH显著降低，为6.52。不同施肥处理对土壤有机质含量影响不显著，但是与CK相比，F处理和FC处理均略有降低。与CK（土壤全氮含量较高，为1.22 g/kg）相比，F处理和FC处理土壤全氮含量显著降低，但二者间差异不显著。

表5 不同施肥处理对土壤pH、有机质和全氮的影响Tab.5 Effects of different fertilization treatments on pH, organic matter and total nitrogen of soil

表6为不同施肥处理对土壤速效养分的影响。由表中可以看出，不同施肥处理对土壤中氮、磷、钾含量的影响不同。FC处理土壤铵态氮含量最高，为5.3 mg/kg，显著高于CK和F处理，而CK和F处理铵态氮含量分别为3.7、3.8 mg/kg，且二者间差异不显著。F处理硝态氮含量最高，为12.6 mg/kg；FC处理硝态氮含量次之，为11.1 mg/kg；CK硝态氮含量最低，为9.3 mg/kg，3种不同施肥处理间硝态氮含量差异显著。不同施肥处理对土壤中有效磷和速效钾含量影响显著。FC处理土壤有效磷含量最高，为129.47 mg/kg；CK含量次之，为121.47 mg/kg，均显著高于F处理（75.62 mg/kg）。FC处理土壤速效钾含量最高，为357.67 mg/kg；CK次之，为286.00 mg/kg，均显著高于F处理（213.33 mg/kg）。由此可见，FC处理能够显著提高土壤中的铵态氮、有效磷、速效钾含量。

表6 不同施肥处理对土壤速效养分的影响Tab.6 Effects of different fertilization treatments on soil available nutrients of soil mg/kg

3 讨论与结论

苹果作为高产作物，生长过程需要消耗大量的肥料养分，针对作物养分吸收规律科学施肥对苹果树生长发育十分有利，能够提高苹果产量和养分效率，提升果实品质，实现苹果产业绿色可持续发展[7]。梁敬等[8]研究表明，化肥减量25%，苹果产量依旧可以提高6.17%，苹果的单果重提高18.53 g，可溶性固形物和Vc含量相较于常规施肥高出0.97%和0.42%，果形指数、硬度、可滴定酸和糖酸比指标均无显著差异。王贺等[9]的研究表明化肥减施30%对土壤养分、树体生长、苹果产量和品质等无显著影响。硅、钙元素是苹果果实生长的必要元素，温映红[10]研究表明，施用硅钙钾肥4千克/株，苹果的座果率增加9.6%，果实糖分提高，裂果率降低。张学勇等[11]研究表明，硅肥处理可使苹果单果重增加13.6 g，果实硬度增加0.89 kg/cm2，可溶性固形物增加0.71%，可溶性糖增加1.44%。

本研究也表现出相同的结果，优化施肥表现出了较大的增产效果，F处理和FC处理分别能增加产量5.91%和29.53%。FC处理能显著提高苹果单果重，达到247.35 g；和CK相比，F处理和FC处理均增加了苹果单果重、果形指数和可滴定酸含量，FC处理显著提高了果实可溶性糖含量；F处理和FC处理的糖酸比相较于CK均有所降低，但FC处理相较于CK差异不显著，FC处理相较于F处理糖酸比显著提高。在各处理的土壤养分分析中，FC处理的土壤铵态氮、有效磷和速效钾含量均显著高于CK和F处理，含量分别5.3 mg/kg、129.47 mg/kg、357.67 mg/kg。总之，优化施肥同时增施腐植酸硅钙肥能够提高苹果树生产力、改善果实品质、提高土壤肥力。