HPS生物有机肥显著提升阿克苏地区苹果园土壤和叶片养分含量及果实品质

摘要：以苹果（Malus pumila Mill.）为试验材料，以HPS生物有机肥为研究对象，设置2个HPS生物有机肥处理，施肥量分别为24、15 kg/株，并减施50%的化肥，同时以常规施肥管理为对照（CK），考察了HPS生物有机肥对苹果园土壤养分及苹果叶片养分和果实品质的影响。结果表明，与CK相比，2个HPS生物有机肥处理土壤养分含量、苹果叶片养分含量及果实品质均有提升，且以施用24 kg/株HPS生物有机肥处理最高，其土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量及叶片全氮、全磷、全钾含量显著增加（P<0.05），果实单果重和纵径显著增加（P<0.05），可溶性固形物、可溶性糖含量和维生素C含量也显著增加（P<0.05）。这说明在化肥减施下施用HPS生物有机肥可提升土壤养分、叶片养分含量及果实品质，且以24 kg/株的施用量较佳。

关键词：HPS生物有机肥；土壤养分；苹果（Malus pumila Mill.）；叶片养分；果实品质；阿克苏地区

中图分类号：S661.1；S141 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2024）09-0047-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.09.009&ah2Ne4GvDYCkHmRfSqWtVA==nbsp; 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

HPS bio-organic fertilizer significantly increased soil nutrient content in apple orchards， apple leaf nutrient content and fruit quality in Aksu region

WEI Zhi-bo， ZHOU Gao-xing， LI Xin， WANG Xin-jian

（College of Horticulture and Forestry， Tarim University/National and Local Joint Engineering Laboratory of High Efficiency and High Quality Cultivation and Deep Processing Technology for Characteristic Fruit Trees in Southern Xinjiang， Alar 843300， Xinjiang， China）

Abstract： Taking apple （Malus pumila Mill.） as material and HPS bio-organic fertilizer as the research object， two treatments of HPS bio-organic fertilizer were set up， with application rates of 24 and 15 kg per plant， respectively， a 50% reduction in chemical fertilizer was conducted， and conventional fertilization was used as the control （CK）. The effects of HPS bio-organic fertilizer on soil nutrients in apple orchard， apple leaf nutrients and fruit quality were investigated. The results showed that， compared to CK， the soil nutrient content， apple leaf nutrient content and fruit quality of the two HPS bio-organic fertilizer treatments were improved. The treatment with 24 kg per plant of HPS bio-organic fertilizer showed the highest improvements， with significantly increased levels of soil available nitrogen， soil available phosphorus， soil available potassium， leaf total nitrogen， leaf total phosphorus， leaf total potassium， single fruit weight and longitudinal diameter， soluble solids， soluble sugar content， and vitamin C content （P<0.05）. This indicated that applying HPS bio-organic fertilizer under reduced chemical fertilizer conditions could enhance soil nutrients， leaf nutrients， and fruit quality， with 24 kg per plant being the optimal application rate.

Key words： HPS bio-organic fertilizer； soil nutrient； apple（Malus pumila Mill.）； leaf nutrient； fruit quality； Aksu region

苹果（Malus pumila Mill.）为蔷薇科植物，维生素含量较高、口感脆甜，在世界四大水果（苹果、葡萄、柑橘和香蕉）中排名第一，受到大多数人的喜爱［1］。中国作为世界上最大的苹果生产国和消费国，在苹果产业中占有重要地位，中国苹果栽培面积和产量占世界总数的40%以上［2］。统计结果表明，2021年中国苹果总产量达4 597.34万t，与2020年相比增长4.33%［3］。阿克苏为中国苹果主产区，位于塔里木盆地西北部，光照充足，热量丰富，气候干旱，属于温带大陆性气候［4］；盆地边缘绿洲区斜坡地形有利于充分吸收光热资源，适宜种植苹果；绿洲和浅山区主要以灌溉农业为主，当地的光热水资源有利于晚熟和中晚熟品种的种植。加之新疆年平均光照时间长达2 600 h，对苹果品质的提高有显著作用［5］。

中国化肥使用量持续上升，1979—2015年中国果树施肥量不断增长，从1 086.0万t增长至6 022.6万t，年平均增长4.6%［6］。2000年，中国化肥使用量占全球总量的25%，2016年更高达35%，但中国化肥利用率明显低于发达国家，在投入大量化肥的同时，不合理的施肥不仅增加了种植成本，还对环境、土壤、果实品质和植株发育产生了影响［7］。随着苹果种植面积的增加，在生产过程中许多问题逐渐暴露出来，例如大量无机肥料的投入对果园土壤、树体以及果实品质产生影响，从而制约了苹果产业的发展。在生产过程中合理的施用肥料对提高果实品质、改善土壤具有重要意义。

因此，本研究以HPS生物有机肥为对象，考察该肥料对阿克苏地区苹果园土壤养分和苹果叶片养分和果实品质的改善作用，以期为生产过程中果园施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

阿克苏地区依干其乡十五大队属大陆性气候，其特点是光照时间长，干燥少雨，日照强烈，温差变化大和多风沙等特点，年平均无霜期188～207 d，年平均降水量45 mm。试验地土壤类型主要为沙土，有板结现象。

1.2 供试材料

试验作物为苹果烟富2号，18年树龄，株行距为4 m×5 m。供试肥料为HPS生物有机肥，是由上海环垦生态科技股份有限公司生产的型号为DYL-I-010的地养力HPS生物有机肥（有效活菌数≥10亿/g，有机质≥75%，腐殖酸≥20%）。

1.3 试验设计

试验设置T1、T2共2个HPS生物有机肥施用处理，施肥量分别为24、15 kg/株，并减施50%的化肥（对应HPS生物有机肥折合用量分别为12 000 kg/hm2和7 500 kg/hm2，化肥均减施50%），施肥时间为4月15日，同时以常规管理为对照（CK），试验区除所施肥料的种类和用量，其他管理措施与当地常规管理做法相同。当地常规管理施肥时间及施肥量：4月15日每株树施入腐熟羊粪20 kg，并分别在3月萌芽前、6月果实膨大期、9月果实转化期共施3次复合肥（N、P2O5、K2O含量均为18%），每次每株施复合肥约2 kg。施肥方式为沟施，即行间撒肥，旋耕机浅旋，旋耕深度20 cm。

各处理田间以HPS生物有机肥施用量为主区，周边常规施肥地块为CK。试验区每30株作为1个重复试验小区，每个处理设3组重复。小区根据实际施用情况进行调查统计。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 叶片养分含量测定 每个处理分别于5月7日、7月7日、9月7日采取30片叶，测定叶片全氮、全磷、全钾含量。叶片全氮含量使用碳氮分析仪测定；叶片全磷、全钾含量采用电感耦合等离子发射光谱仪进行测定。

1.4.2 土壤养分含量测定 生物有机肥施入前（4月10日）测定土壤养分状况，施入后每60 d左右取1次土样，共计3次。在树冠垂直投影内外20 cm范围内选样点，用土钻在样点处采取0～20 cm（去除5 cm表层土）土壤。每个处理采集6个样点，鲜土样自然风干后，分别过100目筛，用于测定全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量。土壤全氮含量采用碳氮分析仪测定；土壤全磷、全钾含量采用电感耦合等离子发射光谱仪测定；碱解氮含量采用碱解扩散法测定；土壤速效磷含量采用0.5 mol/L NaHCO3比色法测定；土壤速效钾含量采用NH4OAc浸提火焰光度计法测定。

1.4.3 果实品质指标测定 在果实成熟期采收样品并测定其纵径、横径、单果重、硬度、维生素C含量、可溶性固形物含量和可滴定酸含量。果形、单果重分别采用游标卡尺和电子天平测定；果实硬度采用GYG-3手握式果实硬度计测定；果实维生素C含量采用钼蓝比色法测定；果实可溶性固形物含量采用PAL-1数显糖度计测定；果实可溶性糖含量使用蒽酮比色法测定。

1.5 数据统计与分析

采用DPS软件进行数据分析，采用Excle软件进行数据统计、绘图。

2 结果与分析

2.1 HPS生物有机肥对土壤养分含量的影响

2.1.1 对土壤氮含量的影响 由图1可知，土壤全氮含量随时间整体呈先上升后下降趋势，8月20日土壤全氮含量高于施肥前期（4月10日）。在土壤施肥前土壤全氮含量各处理间差异不明显，都相对较低，最高为T1，全氮含量仅为1.14 g/kg；6月20日，2个HPS生物有机肥处理均高于CK，都与CK间存在显著差异（P<0.05），从高到低依次为T2、T1、CK，说明施肥后土壤全氮含量在一定时间内得到释放，与CK相比，T1、T2分别提高80.75%、84.81%，施肥可以有效提高土壤中全氮含量；8月20日，T1土壤全氮含量高于T2及CK，说明T1土壤全氮含量下降缓慢，但HPS生物有机肥处理与CK间差异不显著。

由图2可知，土壤碱解氮含量随时间整体呈先上升后下降的趋势，且在施肥后的2个时期均高于施肥前，说明施肥对土壤碱解氮含量有提升作用，且施肥量越大，效果越明显。4月10日，土壤碱解氮处理间差异不明显，但T1、T2均低于CK；6月20日，T1、T2及CK相较施肥前均有所提高，且T1与T2、CK差异显著（P<0.05），T1土壤碱解氮含量最高，为26.61 mg/kg；8月20日，土壤碱解氮含量下降，但降低后的碱解氮含量仍高于施肥前含量，且3个处理间差异均达显著水平（P<0.05），其中碱解氮含量最高的仍为T1，为23.64 mg/kg，比CK提升34.58%。

2.1.2 对土壤磷含量的影响 由图3可以看出，在整个生长周期内，土壤全磷含量6月20日含量最高，4月10日含量最低。与施肥前相比，施肥后6月20日土壤全磷含量整体呈上升趋势，T1土壤全磷含量高于CK，T2低于CK，但三者间均无显著差异，其中T1土壤全磷含量为1.84 g/kg，比CK增加12.79%；8月20日，T1土壤全磷含量仍为最高，为1.65 g/kg，且T1、T2与CK均呈下降趋势，CK与T2相较于6月20日下降较为明显，分别降低0.76、0.27 g/kg，同时T1、T2均高于CK，但三者间均无显著差异。

由图4可知，施用HPS生物有机肥可以改善土壤速效磷含量。在施肥前（4月10日）各处理土壤条件一致，土壤速效磷含量各处理间无明显差异，都低于60 mg/kg；6月20日，速效磷含量有所提升，2个HPS生物有机肥处理均高于CK，且T1速效磷含量显著高于T2和CK（P<0.05），比CK提升19.65 mg/kg；8月20日，T1仍为最高，为64.80 mg/kg，且与CK间存在显著差异（P<0.05）。施肥处理前后土壤速效磷含量先上升后下降。

2.1.3 对土壤钾含量的影响 由图5可知，土壤全钾含量随时间延长呈先下降后缓慢上升趋势，施肥前各处理间均无显著差异；6月20日，增施HPS有机肥对土壤全钾含量影响不大，但T1高于T2和CK，其中T1全钾含量为1.06 g/kg；8月20日T1土壤全钾含量仍为最高，为1.27 g/kg，且2个施用HPS处理均高于CK。

由图6可知，施用HPS生物有机肥可以有效提升土壤速效钾含量。T1和T2土壤速效钾含量随时间呈先上升后下降趋势，而CK呈逐渐下降趋势。4月10日施肥前土壤速效钾含量3个处理间无显著差异；施肥后6月20日T1土壤速效钾含量最大，为290.00 mg/kg，T2次之，为244.33 mg/kg，T1、T2、CK间均存在显著差异（P<0.05）；8月20日，各处理间仍存在显著差异（P<0.05），且T1仍为最高，为265.33 mg/kg，比CK提高51.33%。这说明HPS生物有机肥可以增加土壤速效钾含量，且施肥量为24 kg/株时对速效钾含量提升最为明显。

2.2 HPS生物有机肥对苹果叶片养分含量的影响

2.2.1 对苹果叶片全氮含量的影响 由图7可得，施用HPS生物有机肥对苹果叶片全氮含量有一定提升作用。相比施肥前期（5月7日），叶片全氮含量在7月7日除T1增加外，T2与CK均呈减少趋势，且2个施用HPS生物有机肥处理叶片全氮含量均高于CK，其中T1叶片全氮含量最高，为48.42 g/kg，比CK提高16.27 g/kg，增幅为50.59%，达显著水平（P<0.05）；9月7日，各处理叶片全氮含量与5月7日、7月7日相比均有所下降，且各处理间差异不明显，但CK全氮含量仍为最低，为24.42 g/kg。

2.2.2 对苹果叶片全磷含量的影响 由图8可知， 5月7日，苹果叶片全磷含量各处理间无显著差异； 7月7日，叶片全磷含量由高到低依次为T1、T2、CK，3个处理叶片全磷含量分别为3.34、3.15、2.40 g/kg，且2个施用HPS生物有机肥处理与CK间均存在显著差异（P<0.05）；9月7日，T1全磷含量仍为最高，且显著高于T2和CK（P<0.05）。

2.2.3 对苹果叶片全钾含量的影响 由图9可知， 5月7日，各处理苹果叶片全钾含量无显著差异；7月7日，2个施用生物有机肥处理叶片全钾含量均比CK有不同程度的提升，T1叶片全钾含量达最高，为26.43 g/kg，且与T2、CK间存在显著差异（P<0.05），T1和T2都高于CK，说明施用生物有机肥对苹果叶片全钾含量的提升具有一定效果；9月7日，各处理全钾含量较前2个时期都有所降低，但全钾含量最高的仍为T1，比CK高37.86%（P<0.05）。由此可见，T1对土壤和叶片全钾含量的提升效果最好。

2.3 HPS生物有机肥对苹果果实品质的影响

2.3.1 对苹果果实外观品质的影响 由表1可知，施用HPS生物有机肥对苹果单果重增加有一定的促进作用，T1对果实单果重增加最明显，比CK显著增加8.07 g，且与T2和CK存在显著差异（P<0.05）；T2对果实单果重影响不明显。与CK相比，施用生物有机肥处理果实纵径显著增加（P<0.05），纵径由大到小依次为T1、T2、CK，说明随着施肥量的增加果实纵径也随之增加。果实横径最大的仍为T1，为75.87 mm，但与CK间无显著差异。综合分析得出，在施用24 kg/株的HPS生物有机肥时可以有效提高果实单果重、纵径等外观指标。

2.3.2 对苹果果实内在品质的影响 从表2可以看出，不同施肥量对果实的硬度无明显提升，但T2、T1相比于CK硬度均有不同程度增加；2个施用HPS生物有机肥处理可显著提高果实可溶性固形物含量（P<0.05），其中T1果实可溶性固形物含量最高，为14.37%，T2为14.00%，CK为12.20%；施用HPS生物有机肥处理对果实可溶性糖含量提升有一定效果，其中T1可溶性糖含量显著高于CK和T2（P<0.05），而T2与CK间差异不显著；与CK相比，2个施用HPS生物有机肥处理果实可滴定酸含量有所下降，T1和T2果实可滴定酸含量均低于CK，但差异均不显著。施用HPS生物有机肥可一定程度提高维生素C含量，其中T1和T2维生素C含量均显著高于CK（P<0.05），表明不同施肥处理对苹果的维生素C含量产生了显著影响。

表1 HPS生物有机肥对苹果果实外观品质的影响

[处理 单果重//g 果实纵径//mm 果实横径//mm CK 211.08±0.49 b 74.95±0.39 b 75.82±0.97 a T1 219.15±0.67 a 80.67±0.66 a 75.87±0.78 a T2 210.27±0.94 b 79.38±0.62 a 70.82±0.82 b ]

注：同列数据后不同小写字母表示差异达显著水平（P<0.05）。表2同

3 小结与讨论

3.1 HPS生物有机肥对土壤和叶片养分含量的影响

研究发现，生物有机肥和化肥配施可有效促进生菜生长，在提升生菜品质的同时改善土壤养分含量［8］。有机肥配合化肥减施也可有效改善蜜柚果园土壤环境，提高土壤中有效养分的含量［9］。巩庆利［10］的研究表明，有机肥与化肥配施不仅能促进果树生长发育，还能改善果园土壤环境，提高果实产量和品质。李永杰等［11］的研究表明，使用生物有机肥可以促进蜜柑树体生长，提升叶片对养分的吸收，促进树枝生长和树冠扩张。叶片质量的改善有助于叶绿素含量的增加，改善叶片光合作用，促进营养素的合成，这不仅可提高植物抵御疾病和虫害的能力，而且可促进果实的生长、发育，因此氨基酸肥料的使用对植物生长的调节和抗性的提高也有一定的影响。魏宝融等［12］研究了生物有机肥对苹果幼苗生长及生理特性的影响，结果表明，与CK相比，在增施微生物菌肥和生物有机肥后，苹果幼苗叶片养分含量均有不同的变化。本试验施用HPS生物有机肥处理均可显著提高土壤和苹果叶片养分含量，在施用量为24 kg/株时能够明显增加土壤和叶片中氮、磷、钾的含量，其中6月20日土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量比CK分别提升29.11%、26.78%、41.0%，且均达显著水平，苹果叶片全氮、全磷、全钾含量7月7日比CK分别提升16.27、0.94、2.34 g/kg，且均达显著水平。

3.2 HPS生物有机肥对果实品质的影响

本研究表明，在化肥减施下配施HPS生物有机肥能够促进果实产量和品质的提升，果实单果重增加8.07 g，T1的可溶性固形物含量最高，为14.37%，且T1单果重、可溶性固形物含量均显著高于CK，可溶性糖含量也达最大，为10.06%，比CK提升0.85个百分点，而可滴定酸含量有所降低。有研究发现，施用生物有机肥对其相应作物产量以及品质均有所提升［13-15］。毕静静等［16］的研究表明，生物有机肥配施化肥可增加番茄产量，且在化肥减量15%同时配施生物有机肥的番茄产量比CK提高34.4%，效果达最好。在番茄生长过程中施入生物有机肥，对其营养生长和番茄品质都有所提高，同时降低了病虫害发生几率［17］。徐超等［18］在研究不同施肥处理对库尔勒香梨产量及品质的影响中发现；施用生物有机肥能够在提高库尔勒香梨产量的同时提高果实品质。肖雪［19］的研究发现，施用生物有机肥后在一定程度上能提高香梨果实的内外品质，主要表现在对香梨果型指数、可溶性固形物含量、可滴定酸都有显著的影响，同时也提高了库尔勒香梨的单果质量和结果数。杜少平等［20］研究了施用生物有机肥对西瓜品质的影响，结果总糖含量提高了11.6%，着色率也有显著提高。

本研究结果表明，在化肥减施下配施HPS生物有机肥可对土壤养分含量、苹果叶片养分含量和果实品质有所提升。在施用24 kg/株HPS生物有机肥时，效果最为明显，土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量与CK相比均显著提升，且果实除可滴定酸含量降低外，果实单果重、可溶性糖含量、维生素C含量等指标均有所上升。

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收稿日期：2023-07-04

基金项目：苹果矮化省力优质高效栽培技术集成与示范项目（2016jb03-1）

作者简介：魏智博（1995-），男，陕西宝鸡人，在读硕士研究生，研究方向为园艺，（电话）18729512796（电子信箱）2332231410@qq.com；通信作者，王新建（1963-），男，教授，硕士生导师，主要从事果树遗传育种及果树优质高效栽培生理研究，（电子信箱）1499815219@qq.com。