趙佐平，段　敏，同延安

(1.陜西理工大學化學與環(huán)境科學學院， 陜西 漢中 723001； 2.西北農(nóng)林科技大學資源環(huán)境學院， 陜西 楊凌 712100；3.陜南秦巴山區(qū)生物資源綜合開發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心， 陜西 漢中 723001)

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不同施肥技術(shù)對不同生態(tài)區(qū)蘋果產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

趙佐平1,2,3，段敏1,3，同延安2

(1.陜西理工大學化學與環(huán)境科學學院， 陜西 漢中 723001； 2.西北農(nóng)林科技大學資源環(huán)境學院， 陜西 楊凌 712100；3.陜南秦巴山區(qū)生物資源綜合開發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心， 陜西 漢中 723001)

連續(xù)3年在渭北和關中蘋果園進行了水肥施肥技術(shù)研究。結(jié)果表明：因不同生態(tài)區(qū)環(huán)境條件和果園自身土壤及肥力等存在差異, 水肥施用技術(shù)對蘋果生產(chǎn)的影響差異較大。渭北旱塬NPK(W)水肥處理平均產(chǎn)量為41.14 t·hm-2，較傳統(tǒng)NPK施肥處理，增產(chǎn)7.7%。純收益為22.2萬元·hm-2，產(chǎn)值凈增1.13萬元·hm-2。外觀品質(zhì)分析，單果重達244.4 g，果徑大于80 mm以上占71.64%，糖酸比為43.96。果實N、P、K累積量分別增加35.9%，74.4%和43.9%。1/2NPK(W)水肥處理對蘋果生產(chǎn)的影響基本不顯著。關中試驗園1/2NPK(W)水肥處理產(chǎn)量高達78.5 t·hm-2，較NPK傳統(tǒng)施肥增產(chǎn)11.01%。純收益為53.71萬元·hm-2，產(chǎn)值凈增5.24萬元·hm-2。外觀品質(zhì)分析，1/2NPK(W)水肥處理單果重高達367.7 g，果徑大于80 mm以上占89.95%，糖酸比為24.57。果實N、P、K累積量分別增加42.1%，97.7%和59.1%。其他缺素施肥處理(PK，NK，NP), 產(chǎn)量和品質(zhì)均顯著低于水肥處理。渭北旱塬區(qū)和關中平原區(qū)果園水肥施用技術(shù)均能顯著提高蘋果產(chǎn)量和改善品質(zhì), 但其效果存在明顯差異，實踐中需因地制宜，根據(jù)果園實際情況, 采用適宜的水肥用量以求達到高產(chǎn)、高效和優(yōu)質(zhì)的目標。

蘋果；施肥技術(shù)；產(chǎn)量；品質(zhì)；水肥一體化

蘋果是我國的第一大水果，也是我國的優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品之一，種植分布范圍廣。從1993年開始，我國的蘋果在栽培面積和產(chǎn)量上就已經(jīng)位居世界的首位。2013年統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國的蘋果種植面積已達到了223萬hm2，年增長率為7%，目前我國蘋果種植面積占世界面積的46.34%。2014年中國蘋果產(chǎn)量達3849.1萬t，同比增長6.96%。我國用了60余年的時間，將蘋果產(chǎn)量從1952年僅11萬t提高到了3850萬t，產(chǎn)量增加了350倍。陜西作為中國果樹生產(chǎn)第一大省，自2010年后蘋果栽培面積已經(jīng)超過60萬hm2，蘋果產(chǎn)量已超過960萬t以上[1]。2015年蘋果面積達69萬hm2，產(chǎn)量1000萬t[2]。然而，陜西地處西北地區(qū)，年蒸發(fā)量大，降雨偏少且年內(nèi)分配不均，同時果園灌溉受限。如何在黃土高原果園生產(chǎn)實踐中提高水肥利用率，提高優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的果實是亟待解決的重大問題。

水肥一體化施肥技術(shù)是滴灌系統(tǒng)發(fā)展而成的節(jié)水、節(jié)肥、高產(chǎn)、高效的農(nóng)業(yè)工程技術(shù)[3]，可以實現(xiàn)水分和養(yǎng)分的時空匹配，在作物增產(chǎn)和節(jié)水等方面效果顯著[4]。水肥一體化技術(shù)已經(jīng)在提高作物肥料利用率和水分利用率等方面有了較為深入的研究[5-7],該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)水分和肥料在時間的同步，空間上的耦合。也取得了良好的試驗結(jié)果，利用水肥一體化技術(shù)可使水分利用效率高達88%～90%，節(jié)肥30%～50%。另外，水肥一體化技術(shù)在改善果樹光合特性，提高果實品質(zhì)，促進果樹幼苗和新生枝條生長等方面也均有重要意義[8-9]。為探明該技術(shù)在陜西果園中的實踐效果，特選取陜西渭北旱塬和關中平原北部兩個生態(tài)區(qū)蘋果園，連續(xù)3年較為系統(tǒng)地研究了水肥一體化施肥技術(shù)對蘋果產(chǎn)量、品質(zhì)、肥料效率及果實養(yǎng)分吸收等方面的影響，旨在為該技術(shù)進一步較大范圍推行和應用提供實踐基礎。

1　材料和方法

1.1試驗地概況

試驗于2010年9月—2013年11月在陜西渭北旱塬和關中平原北部同時進行。

以紅富士蘋果為研究對象，渭北旱塬試驗園位于蒲城縣罕井鎮(zhèn)中山村(109.55°E，35.14°N)，自然環(huán)境現(xiàn)狀為：年均降水量540 mm，最大蒸發(fā)量1 005.8 mm。平均溫度10.5℃，晝夜溫差大，光照充足，果園面積0.3 hm2，主栽品種為紅富士，砧木為八棱海棠(M.micromalus. Makino)，樹齡6年，株行距3.5 m×2.5 m。試驗布置前果園土壤基本理化性狀為：0～20、20～40 cm和40～60 cm土層有機質(zhì)含量分別為10.8、8.5 g·kg-1和6.2 g·kg-1，速效氮含量分別53.5、40.8 mg·kg-1和27.6 mg·kg-1，速效磷含量分別為19.5、12.3 mg·kg-1和4.8 mg·kg-1，速效鉀含量分別為159.6、112.0 mg·kg-1和57.4 mg·kg-1。

關中平原區(qū)試驗園位于鳳翔縣蕭史宮村(107.42°E，34.64°N)，年均氣溫12.5℃，年均降水650 mm。果園面積0.8 hm2，主栽品種為矮化紅富士，砧木為八棱海棠(M.micromalus. Makino)，樹齡10年，株行距3 m×2 m。供試土壤為褐土，試驗布置前果園土壤基本理化性狀為：0～20、20～40 cm和40～60 cm土層有機質(zhì)含量分別為12.1、9.2 g·kg-1和7.2 g·kg-1，速效氮含量分別79.6、54.8 mg·kg-1和49.6 mg·kg-1，速效磷含量分別為43.2、21 mg·kg-1和8.7 mg·kg-1，速效鉀含量分別為197、144.0 mg·kg-1和62.4 mg·kg-1。

1.2試驗設計

試驗前選長勢一致且無明顯病蟲害的紅富士蘋果樹為試驗材料。共設6個處理，分別是水肥處理(NPK(W))、1/2NPK水肥(1/2NPK(W))、化肥氮磷鉀(NPK)、磷鉀肥處理(PK)、氮鉀肥處理(NK)、氮磷肥處理(NP)。每個處理6棵樹，3次重復，采用完全隨機排列。施肥量見表1。NPK 處理施肥和 NPK(W) 水肥處理的肥料用量相同,1/2NPK(W) 水肥處理的肥料用量是NPK施肥處理的一半。水肥處理NPK(W)和1/2NPK(W)均采用簡易的水肥一體化施肥技術(shù)，即每次施肥前先將肥料溶于水，然后緩慢滴入根冠下四周土壤(滴孔設置在樹冠兩側(cè)滴水線以內(nèi)0.5 m處)；NPK、PK、NK、NP傳統(tǒng)施肥處理采用農(nóng)民常規(guī)施肥方式-溝施后覆土。水肥處理水量分別為渭北旱塬和關中平原每次灌水量分別約為58～75 L·株-1和100～130 L·株-1。水肥處理磷、鉀肥源于水溶性較高的磷酸二氫鉀，鉀肥不足部分以水溶性氯化鉀補充。其他處理肥料：氮素為尿素，磷肥為過磷酸鈣，鉀素為氯化鉀。肥料分四次施入：基肥(10月底，20%)；催芽肥(3月初，30%)；促果肥(5月初，30%)；壯果肥(6月初，20%)，施肥方式溝施。連續(xù)3年施肥量、施肥時間一致，其它同農(nóng)戶常規(guī)管理。

因兩個不同生態(tài)區(qū)試驗園果樹株行距不同，為保證單位面積施肥量基本一致，因此不同生態(tài)區(qū)單株果樹施肥量不同。具體施肥量見表1。

表1　不同試驗區(qū)肥料用量

1.3測定項目及方法

單株果數(shù)、產(chǎn)量、單果重在成熟期(10月下旬)按處理分別對每株果樹進行采摘、分級、稱重并統(tǒng)計計算。

可溶性固形物用WYT-4型糖量計測定[10]；果實硬度用GY-1型硬度儀測定；維生素C用2，6-二氯靛酚法測定[10]；可溶性糖含量用蒽銅比色法測定[10]；可滴定酸用酸堿滴定法測定[10]。葉片和果實樣品切片后烘干至恒重，粉碎過篩(0.25 mm)備用。采用H2SO4/H2O2消煮，全自動間斷化學分析儀(Cleverchem200)測實N、P含量，火焰光度計測定K含量。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007和DPS軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并進行差異顯著性檢驗，顯著性水平設定為α=0.05.

2　結(jié)果與分析

2.1不同生態(tài)區(qū)蘋果產(chǎn)量及經(jīng)濟效益分析

2.1.1渭北旱塬蘋果園產(chǎn)量及經(jīng)濟效益分析由連續(xù)3年試驗結(jié)果可知(表2)，不同施肥技術(shù)對兩個生態(tài)區(qū)蘋果生產(chǎn)均有顯著的增產(chǎn)效果，但因不同生態(tài)區(qū)果園管理水平，土壤肥力狀況的差異，其效果也不同。渭北旱塬區(qū)，3年平均產(chǎn)量顯示，NPK(W)水肥處理產(chǎn)量達41.14 t·hm-2，較傳統(tǒng)NPK施肥蘋果產(chǎn)量增產(chǎn)7.7%。1/2NPK(W)水肥處理蘋果產(chǎn)量有下降的趨勢，較傳統(tǒng)NPK施肥處理下降了4.97%，這可能是由于果園本身肥力低，較低的施肥量限制了產(chǎn)量的提高。3年來，同一處理不同年際間蘋果產(chǎn)量存在較大波動，特別在2012年因受當年“倒春寒”的影響，各個處理產(chǎn)量較其他兩年均低。但從總體趨勢來看，NPK(W)水肥處理和NPK處理產(chǎn)量始終高于其他處理。而1/2NPK(W)水肥處理對渭北旱塬蘋果園土壤肥力相對較低的果園并不能起到較好的增產(chǎn)增效作用。不同施肥處理蘋果產(chǎn)量順序為：NPK(W)>NPK>NP≥ 1/2NPK(W)>NK>PK。

不同施肥處理經(jīng)濟效益分析可知，其中NPK(W)水肥處理收益最高，以2013年當?shù)靥O果價格估算為23.87萬元·hm-2，除去肥料投入(不考慮肥料以外的成本)純收益為22.2萬元·hm-2，較傳統(tǒng)NPK施肥處理純收益凈增1.13萬元·hm-2，較1/2NPK水肥處理純收益凈增2.31萬元·hm-2。其他各處理間產(chǎn)量無差異，因此產(chǎn)值也無差異。

表2　渭北旱塬蘋果產(chǎn)量和經(jīng)濟效益分析

注：當?shù)靥O果價格5.8元·kg-1(2013)；肥料價格N 4.78元·kg-1，P2O54.17元·kg-1，K2O 6元·kg-1；該效益分析中不考慮肥料以外的其他成本。同一列中不同字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Note: Apple price is 5.8 yuan·kg-1(2013)； Fertilizer price of N, P2O5, K2O are 4.78, 4.17 yuan·kg-1and 6 yuan·kg-1respectively； The net income analysis doesn’t include other cost except for fertilizer. Different letters in the same column meant significant difference at 0.05 level. Hereinafter.

2.1.2關中北部鳳翔蘋果園產(chǎn)量及經(jīng)濟效益分析由表3可知，同樣的施肥技術(shù)在關中鳳翔試驗區(qū)與渭北旱塬蒲城試驗區(qū)相比，差異較大。與傳統(tǒng)NPK施肥相比，NPK(W)水肥處理3年平均產(chǎn)量為72.46 t·hm-2，較傳統(tǒng)NPK施肥處理增產(chǎn)2.48%，未達到顯著差異。而當肥料用量減少50%時(1/2NPK(W))時，蘋果產(chǎn)量不但沒有減產(chǎn)，反而有增產(chǎn)趨勢，平均產(chǎn)量增加了11.01%，這可能與果園基礎肥力較高有關，加之水肥技術(shù)促使肥料利用率不斷提高，進而提高了產(chǎn)量。同樣，同一處理不同年際間蘋果產(chǎn)量存在較大波動，受當年氣候影響(倒春寒)2012年產(chǎn)量較其他年份較低，這與渭北旱塬試驗區(qū)結(jié)果相似。但從總體趨勢來看，1/2NPK(W)水肥處理始終高于其他處理。PK處理在試驗初期2011年其產(chǎn)量與1/2NPK(W)水肥處理產(chǎn)量幾乎相當，說明當年雖然減少氮肥投入，但是由于土壤本身儲藏了豐富的養(yǎng)分能夠滿足作物吸收利用。但是隨著時間的推移，持續(xù)減氮3年，蘋果產(chǎn)量減產(chǎn)較大。說明氮肥仍是果實增產(chǎn)增收的最主要因素。不同施肥處理3年蘋果平均產(chǎn)量順序為：1/2NPK(W)>NPK>NPK(W)>NK≥PK>NP。

表3　關中北部鳳翔試驗園蘋果產(chǎn)量和經(jīng)濟效益分析

注：當?shù)靥O果價格7元·kg-1(2013)；肥料價格N 4.78元·kg-1，P2O54.17元·kg-1，K2O 6元·kg-1；該效益分析中不考慮肥料以外的其他成本。同一列中不同字母表示差異顯著(P<0.05)

Note: Apple price: 7 yuan·kg-1(2013), price of N, P2O5, K2O are 4.78, 4.17, 6 yuan·kg-1respectively，and the net income analysis doesn’t include other cost except fertilizer. Different letters in the same column meant significant difference at 0.05 level.

不同施肥處理經(jīng)濟效益分析可知，其中1/2NPK(W)水肥處理產(chǎn)量最高，以2013年當?shù)靥O果價格估算其產(chǎn)值高達54.95萬元·hm-2，純收益為53.71萬元·hm-2，較傳統(tǒng)NPK施肥純收益凈增5.24萬元·hm-2。NPK(W)水肥處理產(chǎn)值50.72萬元·hm-2，除去肥料投入(不考慮肥料以外的成本)純收益為49.05萬元·hm-2，較傳統(tǒng)NPK施肥處理純收益凈增0.58萬元·hm-2。因NP處理產(chǎn)量最低其產(chǎn)值也最低，其他缺素處理間產(chǎn)量差異較小，因此產(chǎn)值差異也較小。

2.1.3不同生態(tài)區(qū)蘋果產(chǎn)量及經(jīng)濟效益對比分析結(jié)合兩個不同生態(tài)區(qū)域連續(xù)3年試驗結(jié)果可知(表2，3)，水肥施肥技術(shù)對兩個生態(tài)區(qū)蘋果生產(chǎn)均有顯著的增產(chǎn)效果，但因不同生態(tài)區(qū)果園管理水平，栽植密度及果園土壤肥力狀況的差異較大，其效果也不同。渭北旱塬區(qū)，3年平均產(chǎn)量顯示，NPK(W)水肥處理產(chǎn)量平均達41.14 t·hm-2，較NPK傳統(tǒng)施肥蘋果產(chǎn)量增加7.7%。關中試驗區(qū)，與傳統(tǒng)NPK施肥相比，NPK(W)水肥3年平均產(chǎn)量為72.46 t·hm-2，增產(chǎn)2.48%，未達到差異顯著水平。同為NPK水肥處理，關中鳳翔果園平均產(chǎn)量較渭北蒲城果園高31.35 t·hm-2，這主要與當?shù)毓麍@土壤基礎肥力有一定關系；其次，兩不同生態(tài)區(qū)雖都是富士品種，但栽培密度也不同，關中鳳翔果園栽培密度高于渭北旱塬區(qū)，也是促成產(chǎn)量不同的原因。最后，由于兩地的管理水平不同，關中北部鳳翔果園可以灌溉，對氣候條件影響較小，而渭北旱塬主要靠天氣養(yǎng)地，氣候影響較大。因此從試驗效果上來講，在渭北旱塬試驗效果更為明顯。

2.2不同生態(tài)區(qū)蘋果外觀品質(zhì)比較分析

蘋果外觀品質(zhì)包括果形指數(shù)、果個大小、單果重等，這些都會影響人們的消費價值取向[11]，也是影響其市場價格的重要因素，普遍受到廣大果農(nóng)的重視。不同施肥處理對蘋果果形指數(shù)、單果重和果徑大小的影響見表4。在渭北旱塬試驗區(qū)NPK(W)水肥處理對果實單果重和果形指數(shù)產(chǎn)生了顯著的影響，其中NPK(W)水肥處理，平均單果重達244.4 g·個-1。對果徑分級也有較大影響，NPK(W)水肥處理、1/2NPK(W)水肥處理、傳統(tǒng)NPK處理其果經(jīng)大于80 mm的均占采收果70%以上。而減素處理(PK，NK，NP)果經(jīng)大于80 mm以上所占比例均小于70%，且有10%以上果實果經(jīng)小于75 mm。

關中試驗園，水肥施肥技術(shù)較傳統(tǒng)施肥處理對果實單果重和果形指數(shù)幾乎未產(chǎn)生顯著的影響。但兩個不同生態(tài)區(qū)相比，關中北部試驗果園單果重均在300 g·個-1以上，其中1/2NPK(W)水肥處理，單果重達367.7 g·個-1。較渭北旱塬平均重60～70 g·個-1。這與上一節(jié)果實產(chǎn)量相一致，由于本身果實單果重大，因此在產(chǎn)量上也較渭北旱塬高。水肥施肥處理技術(shù)對果經(jīng)分級有較大影響，其中NPK(W)水肥處理與NPK施肥處理其優(yōu)質(zhì)果(>80 mm)的比例無差異，而當肥料用量減少50%1/2NPK(W)水肥處理時，優(yōu)級商品果比例卻提高了3.93%。關中試驗園果經(jīng)小于75 mm的果實比例均小于5%，特別是1/2NPK(W)水肥處理果經(jīng)小于75 mm的果實所占比例不到1%。僅為0.34%?？梢娫陉P中試驗園1/2NPK(W)水肥處理對果實外在品質(zhì)有較大影響。

表4　不同生態(tài)區(qū)蘋果單果重和果徑大小分析(3年平均值)

注：各處理定級用100個樣品；果形指數(shù)=果實縱徑/果實橫徑。同一列中不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

Note: Fruit grading use 100 apples as sample; Index of fruit shape=Horizontal diameter/Vertical diameter. Different letters in the same column meant significant difference at 0.05 level.

2.3不同生態(tài)區(qū)蘋果內(nèi)在品質(zhì)的比較分析

反映蘋果品質(zhì)的主要指標有內(nèi)在品質(zhì)，其中內(nèi)在品質(zhì)包括可溶性固形物、可滴定酸、維生素C、糖含量、硬度等[12]。連續(xù)3年成熟期蘋果品質(zhì)分析結(jié)果見表5。不同施肥處理對果實品質(zhì)均有一定影響，不同生態(tài)區(qū)影響程度不同。

硬度是果實耐儲存性的重要指標之一，不論在關中試驗園還是渭北旱塬試驗園，缺素處理蘋果硬度均小于其他處理。特別是NP處理其硬度最低。這可能是因為鉀肥能夠促進果實對Ca、Mg等微量元素的吸收，這些元素不僅增加了果實的內(nèi)在品質(zhì)，增強了口感，而且提高了果實的耐儲性。

可溶性糖含量在同一生態(tài)區(qū)，不同施肥處理結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在渭北旱塬NPK(W)水肥可溶性糖含量為13.87%，顯著高于其他處理。而在關中試驗園，傳統(tǒng)NPK施肥處理可溶性糖含量顯著高于其他處理，為10.23%。不同生態(tài)區(qū)可溶性糖含量差異更大，同一施肥處理在渭北旱塬其可溶性糖含量顯著高于關中試驗園。這可能與當?shù)氐臍夂驐l件、海拔高度、晝夜溫差等因素有關。

可溶性固形物在一定程度上可以反映糖類物質(zhì)的量，是確定蘋果適收期和水果品質(zhì)的重要指標[13]。由結(jié)果可知，可溶性固形物與可溶性糖含量趨勢相似。不同處理可溶性固形物含量有所差異，縱向比較發(fā)現(xiàn)，不論是水肥NPK(W)還是傳統(tǒng)NPK施肥處理均能夠提高果實可溶性固形物的含量，6個不同施肥處理結(jié)果可知(表5)，在渭北試驗園，NPK(W)水肥和NPK施肥處理，在采收時可溶性固形物含量分別為15.95%和14.65%。而NP處理在采收時可溶性固形物含量最低，為12.91%。在關中試驗園發(fā)現(xiàn)1/2NPK(W)水肥和NPK(W)施肥處理顯著高于其他處理，在采收時可溶性固形物含量分別為13.14%和12.75%。而NP處理在采收時可溶性固形物含量最低，為11.04%。這可能與不施鉀肥有關，黃顯淦等[14]2000年研究發(fā)現(xiàn)，鉀肥在改善果實品質(zhì)方面有顯著效果。

表5　不同生態(tài)區(qū)蘋果內(nèi)在品質(zhì)分析

注：同一列中不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

Note: Different letters in the same column meant significant difference at 0.05 level.

不同生態(tài)區(qū)不同施肥處理果實在采收時可滴定酸含量差異較大。不同生態(tài)區(qū)比較可知，同一試驗處理在渭北旱塬其可滴定酸含量顯著低于關中試驗園，在關中試驗園NPK(W)水肥處理可滴定酸含量0.41%，而同樣處理在渭北旱塬可滴定酸含量為0.23%。其他處理同樣呈現(xiàn)關中試驗園高于渭北旱塬試驗園的現(xiàn)象。而同一試驗園相比發(fā)現(xiàn)，NPK(W)和NPK施肥處理果實可滴定酸含量低于其他處理，在渭北旱塬果實采收時分別為0.23%和0.35%，1/2NPK(W)水肥處理在采收時可滴定酸含量最高，為0.31%。在關中試驗園NPK(W)和NPK施肥處理果實可滴定酸含量顯著低于其他處理。其中PK處理可滴定酸含量最高為0.47%。

蘋果中可溶性固形物含量增加、可滴定酸含量降低時，糖酸比就會升高，進而改善果實的口感風味[12]。由于在渭北旱塬可溶性糖含量高于關中試驗園，而可滴定酸含量又低于關中試驗園。因此，在糖酸比指標中渭北旱塬NPK(W)水肥處理其值達到43.96，而關中試驗區(qū)1/2NPK(W)水肥處理糖酸比最高，為24.57。

維生素C(Vc)是果實的營養(yǎng)成分，不同處理果實中均含有Vc。不同施肥處理果實中維生素C含量不同。試驗結(jié)果顯示在渭北旱塬區(qū)Vc含量在數(shù)值上有一定差異，但均未達到顯著水平。而在關中試驗區(qū)，其1/2NPK水肥處理其含量為0.145 mg·g-1，顯著高于其他處理。

2.4不同生態(tài)區(qū)蘋果果實養(yǎng)分累積量比較分析

不同施肥技術(shù)對不同生態(tài)區(qū)蘋果果實養(yǎng)分累積量結(jié)果見表6。由表可知，不同生態(tài)區(qū)各處理果實含水量無顯著差異，而果實中N、P、K養(yǎng)分累積量有差異顯著。渭北旱塬區(qū)果園，NPK(W)水肥處理較傳統(tǒng)NPK施肥處理，果實中N、P、K養(yǎng)分積累分別增加了35.9%，74.4%和43.9%。除N累積量外，P、K累積量均達到了5%的顯著性水平。而當肥料用量減少50%時，即1/2NPK(W)水肥處理果實養(yǎng)分累積量與傳統(tǒng)NPK施肥處理果實中N累積量無顯著差異，而P和K累積量均達到顯著水平。減素處理間差異并不顯著。

關中試驗園結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)NPK施肥處理相比，NPK(W)水肥果實養(yǎng)分累積量均呈現(xiàn)增加趨勢，其果實中N、P、K養(yǎng)分積累分別增加了19.3%，27.7%和10.5%，除果實中P累積量達到顯著水平，N和K累積量差異不顯著。而當肥料用量減少50%時即1/2NPK(W)水肥處理，果實中N、P、K累積量卻分別增加了42.1%，97.7%和59.1%。

表6　不同生態(tài)區(qū)蘋果果實養(yǎng)分累積量分析

注：同一列中不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

Note: Different letters in the same column meant significant difference at 0.05 level.

3　討論與結(jié)論

同一施肥技術(shù)在不同生態(tài)區(qū)試驗結(jié)果結(jié)果大不相同。渭北旱塬區(qū)，NPK(W)水肥處理產(chǎn)量平均達41.14 t·hm-2，較傳統(tǒng)NPK施肥增產(chǎn)7.7%。而同樣是NPK(W)水肥在關中北部鳳翔試驗園結(jié)果顯示，3年平均產(chǎn)量高達72.46 t·hm-2，但是與傳統(tǒng)NPK施肥處理相比，增產(chǎn)2.48%，未達到差異顯著水平。相同施肥技術(shù)方案，關中鳳翔果園產(chǎn)量較渭北蒲城果園高出31.35 t·hm-2，這主要與當?shù)毓麍@土壤肥力有一定關系；其次，兩不同生態(tài)區(qū)雖都是富士品種，但栽培密度也不同，關中鳳翔果園栽培密度高于渭北旱塬區(qū)，也是促成產(chǎn)量不同的原因。最后，由于兩地的管理水平不同，關中北部鳳翔果園可以灌溉，受氣候條件影響較小，而渭北旱塬主要靠天氣養(yǎng)地，氣候影響較大。但不論是哪個生態(tài)區(qū)，NPK(W)水肥或者1/2NPK(W)水肥均利用果實增產(chǎn)增收。這主要是因為該施肥技術(shù)水分和養(yǎng)分在時間上的同步和空間上的耦合，有效地解決傳統(tǒng)施肥方式下水肥供應不協(xié)調(diào)和耦合效應差的弊端，可以明顯提高養(yǎng)分和水分的利用效率，同時也有助于降低果園的養(yǎng)分流失量[3,15]。Klein等[16]報道, 果園采用水肥一體化技術(shù)可以節(jié)省氮肥約30%。黃麗華等[17]指出, 應用水肥一體化技術(shù)可以使梨單位產(chǎn)量的總氮流失量較常規(guī)施肥減少45.2%～56.4%。本研究結(jié)論與其相一致。本研究中, 在相同肥料用量的前提下,采用水肥技術(shù)顯著提高了蘋果產(chǎn)量，渭北旱塬區(qū)果園和關中平原區(qū)果園增幅分別為7.77%和2.48%。

當肥料用量減半時，1/2NPK(W)水肥處理在渭北旱塬區(qū)并未表現(xiàn)出增產(chǎn)效果，甚至有減產(chǎn)的風險，而在關中平原區(qū)蘋果產(chǎn)量卻顯著增加了11.01%?？梢?，水肥一體化施肥技術(shù)有增產(chǎn)增效的優(yōu)越性，但因不同生態(tài)區(qū)自然環(huán)境條件、水熱狀況和果園土壤肥力的差異，導致水肥一體化技術(shù)節(jié)肥增效潛力的不同。沈榮開等[18-19]研究均表明，水肥耦合的增產(chǎn)效應存在一個閾值，低于閾值，增加水肥投入增產(chǎn)效果明顯；高于閾值，增加水肥互作增產(chǎn)效應不明顯，且造成水肥投入的浪費。這與本研究結(jié)果相一致，在果園肥力水平較高的關中平原區(qū)加之試驗開始前果園養(yǎng)分投入較大(調(diào)查發(fā)現(xiàn)前期氮肥投入高達900 kg·hm-2)，水肥一體化技術(shù)在肥料用量減少50%時，短時間內(nèi)并未影響到果園的養(yǎng)分供應和蘋果的生產(chǎn)。一定程度上海顯現(xiàn)出可以提高產(chǎn)量，而且有利于果實品質(zhì)的改善，達到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的效果。渭北旱塬區(qū)因土壤較為貧瘠，供肥能力弱, 蘋果生產(chǎn)對外源化肥投入的依賴性強, 所以肥料用量的大幅下降很可能會影響蘋果產(chǎn)量。在肥料用量減半時，存在減產(chǎn)的風險。不同生態(tài)區(qū)蘋果生產(chǎn)對水肥一體化響應的差異與二者水熱條件、土壤肥力水平等方面的差異密切相關。

水肥施肥技術(shù)對蘋果光合速率、氣孔導度、蒸騰速率等光合特性均有一定影響[20-21]，從而影響果實的外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)，如果實硬度、果型指數(shù)、果實酸度等，但研究結(jié)論目前尚不統(tǒng)一。本研究結(jié)果顯示，渭北旱塬蘋果中可溶性糖含量顯著高于關中平原區(qū)，渭北旱塬試驗區(qū)NPK(W)水肥處理可溶性糖含量最高為13.87%。而在關中試驗區(qū)NPK(W)水肥處理最高為10.23%?？傻味ㄋ岷颗c可溶性糖含量有相反的趨勢，在關中試驗區(qū)可滴定酸含量顯著高于渭北旱塬。因此，在糖酸比指標中渭北旱塬NPK(W)水肥處理其值達到43.96，而關中鳳翔試驗區(qū)1/2NPK(W)水肥處理最高，僅為24.57?？梢?，果實品質(zhì)不僅和土壤水分、養(yǎng)分的協(xié)調(diào)供應有關，還可能與產(chǎn)地環(huán)境條件、土壤類型、微氣候特征等有密切關系，其內(nèi)在機理還需進一步研究。

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Effects of different fertilizations on yield and fruit quality of Fuji apple in different ecological regions

ZHAO Zuo-ping1,2,3, Duan Min1,3, TONG Yan-an2

(1.College of Chemical and Environment Science, Shaanxi Sci-Tech University, Hanzhong, Shaanxi 723001, China;2.CollegeofNaturalResourcesandEnvironment,NorthwestA&FUniversity,Yangling,Shaanxi712100,China;3.QinbaMountainsofBio-ResourceCollaborativeInnovationCenterofSouthernShaanxiProvince,Hanzhong,Shaanxi723001,China)

In order to ascertain the similarities and differences in effects of fertigation on apple production in orchards of diffrent ecological regions, two field experiments with six treatments were selected for orchard in different ecological regions. NPK tradition, NPK fertigation, 1/2NPK fertigation, PK, NK and NP were used to explore the effects of fertigation on apple production, quality and fruit nutrient absorption. The results showed that due to the differences in ecological conditions, soil types and fertility levels of orchards in different ecological regions, the fertigation effects on apple production were obviously distinct. In the Weibei dry-land, compared to NPK (traditional fertilization), the yield by NPK fertigation treatment was 41.14 t·hm-2, increased by 7.7%, and the net income was increased by 11.3 thousand yuan per hectare. Sugar acid ratio was increased by 15.1%, the N, P and K uptakes of fruit were increased by 35.9%, 74.4% and 43.9%, respectively. However, no significant increases were noted in apple yield, fruitquality and fruit nutrient uptake under 1/2NPK (W) treatment in Weibei Dry-land. In the Guanzhong plain, compared with traditional NPK fertilization, the yield of 1/2NPK fertigation treatment was 78.5 t·hm-2, increased by 11.01%, and the net income was increased by 52.4 thousand yuan per hectare. The N, P and K uptakes of fruit were increased by 42.1%, 97.7% and 59.1%, respectively. However, NPK fertigation merely increased the yield by 2.48%, and nutrient uptake of fruit was not significantly increased. In conclusion, fertigation management significantly increased yield and fruit quality of apple orchards in different ecological regions in Shaanxi Province. However, the effectiveness of fertigation management differed apparently due to differences in ecological conditions in different regions. Therefore, the use of optimal fertilizer application rates in fertigation management was strongly recommended. The specific conditions of orchards formed the basis of optimal fertilizer application rates for high yields, fruit qualities, fertilizer use efficiencies and economic benefits.

apple; fertilizer application technology; quality; yield; soil fertility; integration of water and fertilizer

1000-7601(2016)05-0158-08

10.7606/j.issn.1000-7601.2016.05.24

2015-09-19

國家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201203045)；農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室開放基金(NO.201501) ；陜西省2011協(xié)同創(chuàng)新中心項目(QBXT-Z(P)-15-5)

趙佐平(1982—)，男，陜西旬陽人，博士，主要從事環(huán)境質(zhì)量與果樹營養(yǎng)研究。 E-mail:zhaozuoping@126.com。

同延安，E-mail:tongyanan@nwsuaf.edu.cn。

S147.21

A