曹貴壽，柴曉芳，楊曉華，王賢萍，尹蓉，張倩茹，段澤敏

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，山西太原030031；2.洪桐縣果樹蠶桑站，山西洪桐041600）

施肥對紅星蘋果樹體生長發(fā)育、營養(yǎng)狀況及產(chǎn)量的影響

曹貴壽1，柴曉芳2，楊曉華1，王賢萍1，尹蓉1，張倩茹1，段澤敏1

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，山西太原030031；2.洪桐縣果樹蠶桑站，山西洪桐041600）

為研究晉東南地區(qū)施肥對紅星蘋果樹體生長發(fā)育、樹體營養(yǎng)及產(chǎn)量的影響，并為土壤管理與施肥技術(shù)提供依據(jù)，在土壤養(yǎng)分測定和設(shè)計施用專用型肥料的基礎(chǔ)上，通過田間試驗，調(diào)查研究不同施肥量處理對紅星蘋果春-秋梢長度、總花序數(shù)量、花序坐果率及葉片N，P，K，Ca，Mg含量和單株產(chǎn)量的影響，并對田間調(diào)查結(jié)果進行了統(tǒng)計分析。結(jié)果表明，紅星蘋果花序坐果率隨著施肥量的增加而增加，而花序總數(shù)量呈現(xiàn)降低趨勢；隨著化肥施用量的增加，春梢生長發(fā)育長度減少，秋梢發(fā)育長度呈現(xiàn)顯著的起伏變化趨勢；不同施肥量處理之間對蘋果葉片中的N，P，K，Ca，Mg營養(yǎng)元素含量產(chǎn)生的影響未達到統(tǒng)計學(xué)差異顯著水平；紅星蘋果的產(chǎn)量隨施肥量的增加而增加，肥料—產(chǎn)量之間的響應(yīng)為拋物線形式，當(dāng)施肥量增加至25 kg/株時，蘋果平均產(chǎn)量達到442.00 kg/株?；ㄐ蜃蕦t星蘋果產(chǎn)量形成的影響最大，其次依次為葉片N含量和施肥量，其他因素對產(chǎn)量影響較小。

蘋果；施肥；產(chǎn)量；坐果率；春-秋梢長度；葉片營養(yǎng)

元帥系紅星蘋果，色澤濃紅、風(fēng)味濃郁芳香、品質(zhì)上乘，在我國蘋果種植栽培歷史上具有重要地位。隨著市場消費結(jié)構(gòu)的變化，紅星蘋果在許多地區(qū)再次受到種植戶的青睞。

施肥是果園管理的重要基礎(chǔ)。我國學(xué)者大量研究表明，礦質(zhì)營養(yǎng)元素及其施用肥料的種類、形態(tài)、數(shù)量、時期與方法，不僅對蘋果、梨的產(chǎn)量與品質(zhì)產(chǎn)生作用，而且對樹體的生長發(fā)育具有重要的影響[1-11]。晉東南地區(qū)是山西省傳統(tǒng)的紅星蘋果種植區(qū)域，曾是外銷果品生產(chǎn)基地，因果園多是山地沖積土壤和盆地平原的黃土質(zhì)褐土性土壤，經(jīng)多年種植，果園土壤肥力退化明顯。諸多研究者對果園土壤營養(yǎng)狀況與施肥管理進行了調(diào)查研究，分析了果園土壤退化的原因，提出了開發(fā)專用肥、培肥土壤、果園平衡施肥等相應(yīng)的施肥管理對策[12-15]，為指導(dǎo)果園生產(chǎn)實踐發(fā)揮了作用。由于晉東南地區(qū)獨特的土壤條件使果園土壤營養(yǎng)含量水平復(fù)雜多變，不同品種、不同果園適宜的N，P，K比例不盡相同，對紅星蘋果的需肥規(guī)律以及施肥效果的研究較為缺乏。

本研究擬在土壤養(yǎng)分測定和設(shè)計施用專用型肥料的基礎(chǔ)上，通過田間試驗，研究專用型肥料對紅星蘋果的產(chǎn)量、樹體生長發(fā)育和樹體營養(yǎng)的影響，旨在為土壤管理與施肥管理提供相應(yīng)的參考。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗于2004—2005年在長治市果樹場進行，供試蘋果品種為20年生紅星，株行距為3 m×5 m。試驗地土壤為淡褐土，0～40 cm土壤的基礎(chǔ)理化性質(zhì)列于表1。

1.2 供試肥料

太原磷肥廠根據(jù)使用方提供的N∶P2O5∶K2O＝2.2∶2∶1要求，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 15063—1994（2001，2009）生產(chǎn)提供有效養(yǎng)分含量≥25%的三元混合肥料。

表1 供試果園土壤理化性質(zhì)

1.3 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)5個處理，即施肥量為0，10，20，25，30 kg/hm2，單株小區(qū)，重復(fù)7次，試驗處理共計5× 7＝35株，隨機排列，供試植株間設(shè)保護株和保護行。試驗采用環(huán)狀施肥方法，以試驗株為中心，在距離樹體1 m處開挖施肥溝，施肥溝寬30～35 cm，深35～40 cm，將供試肥料與20 kg有機肥混合均勻后于春季樹體萌動前一次性施入。調(diào)查不同施肥處理的春梢和秋梢長度、總花序數(shù)量、花序坐果率、單株產(chǎn)量。

1.4 測定項目及方法

春梢和秋梢長度：落葉后用卷尺測量樹冠外圍延長頭春梢和秋梢長度，計算其平均值；總花序數(shù)量：初花期調(diào)查有代表性的3個主枝的花序數(shù)，計算其平均值，將其他枝組折合為有代表性主枝，有代表性主枝個數(shù)×平均值即為單株總花序數(shù)；花序坐果率：于花期至生理落果后調(diào)查，花期每株樹標(biāo)記樹冠外圍100個花序，生理落果后調(diào)查這100個花序坐果總數(shù)，計算每個花序平均坐果率（以%表示，精確到0.1%）；單株產(chǎn)量：果實成熟后，調(diào)查單株全部果實質(zhì)量，計算其平均質(zhì)量（精確到0.01 kg）。

土壤有機質(zhì)的測定采用油浴加熱-K2Cr2O7容量法，土壤pH采用pH電位法（土∶水＝1∶1）測定，土壤全氮的測定采用半微量開氏法，土壤有效磷的測定采用為0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法，土壤有效鉀的測定采用1 mol/LNH4OAc浸提-火焰光度法。

果樹葉片的灰化分別采用H2SO4-H2O2和干灰化法進行。葉片全氮的測定采用半微量開氏法，全磷的測定采用鉬銻抗比色法，全鉀的測定采用火焰光度法，鈣、鎂的測定采用EDTA絡(luò)合滴定法。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗結(jié)果的相關(guān)分析、方差分析等統(tǒng)計計算，均使用DPS14軟件進行；部分圖表由Excel生成。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥量處理對樹體生長發(fā)育的影響

分別調(diào)查不同施肥量處理對花序坐果率、總花序數(shù)量、春梢長度、秋梢長度的影響，結(jié)果列于表2。由表2可知，不同施肥量處理對紅星蘋果樹體生長發(fā)育有不同程度的影響。

表2 不同施肥量對紅星蘋果樹生長發(fā)育的影響（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，n＝7）

由表2可知，花序坐果率隨著施肥量的增加而增加，當(dāng)施肥量達25 kg/株時，花序坐果率達到最大，為44.02%，當(dāng)施肥量繼續(xù)提高時，花序坐果率趨于降低；除最大施肥量（30 kg/株）比對照的花序坐果率提高6.31%，達到95%差異顯著水平之外，其余施肥量對紅星蘋果花序坐果率的影響均未達95%及99%統(tǒng)計學(xué)差異顯著或極顯著水平。

總體上分析，除10 kg/株施肥量處理外，隨著施肥量的增加，紅星蘋果總花序數(shù)量呈現(xiàn)降低趨勢，最大施肥量比對照降低21.43%；并且，不同施肥量處理對紅星蘋果總花序數(shù)量之間的影響未達到統(tǒng)計學(xué)差異顯著水平。

就不同施肥量處理對紅星蘋果春梢發(fā)育長度的影響分析可知，與對照相比，除最大施肥量外，春梢發(fā)育長度隨施肥量增加總體上呈現(xiàn)降低趨勢，當(dāng)化肥使用量達到25 kg/株時，春梢發(fā)育長度比對照降低8.66 cm；并且，僅對照處理的春梢發(fā)育長度（50.96 cm）與最大施肥量處理的春梢發(fā)育長度（45.84 cm）之間的差異達到95%差異顯著水平，其余處理與對照間均未達統(tǒng)計學(xué)差異顯著水平。

不同施肥量處理對紅星蘋果秋梢發(fā)育長度的影響，隨施肥量的增加呈現(xiàn)顯著的起伏變化趨勢，當(dāng)增施化肥10 kg/株時，可以增加秋梢的生長發(fā)育長度；當(dāng)化肥施用量繼續(xù)增加時，秋梢生長發(fā)育顯著減少；當(dāng)化肥施用量增加到最大量（30 kg/株），秋梢生長發(fā)育增加至與對照（有機肥）相同的長度。

2.2 不同施肥量處理對葉片營養(yǎng)狀況的影響

分別調(diào)查不同施肥量處理對葉片N，P，K，Ca，Mg營養(yǎng)元素含量的影響，結(jié)果列于表3。

從表3可以看出：不同施肥量處理，對蘋果葉片中的N，P，K，Ca，Mg營養(yǎng)元素含量均未產(chǎn)生明顯影響，且未達到統(tǒng)計學(xué)差異顯著水平；各施肥處理葉片中的N，K營養(yǎng)元素含量處于適宜水平，而P，Ca，Mg營養(yǎng)元素含量處于不足或缺乏水平。

表3 不同施肥處理對紅星蘋果葉片營養(yǎng)狀況的影響（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，n＝7）

2.3 不同施肥量處理對產(chǎn)量的影響

分別調(diào)查不同施肥量處理對產(chǎn)量的影響，結(jié)果的統(tǒng)計參數(shù)列于表4。由表4可知，不同施肥量處理對紅星蘋果樹產(chǎn)量水平具有明顯的影響。

從不同施肥量處理對紅星蘋果產(chǎn)量影響的統(tǒng)計分析結(jié)果（表4，5）和不同施肥量處理對紅星蘋果產(chǎn)量的影響（圖1）可以看出，在本試驗條件下，紅星蘋果的產(chǎn)量隨施肥量的增加而增加，肥料—產(chǎn)量之間的響應(yīng)，可近似地視為拋物線形式。

表4 不同施肥處理對紅星蘋果產(chǎn)量影響的統(tǒng)計分析

表5 不同施肥處理對紅星蘋果產(chǎn)量影響的方差分析

不同施肥量處理的產(chǎn)量增加的平均幅度不同，當(dāng)施肥量增加至25 kg/株時，紅星蘋果平均產(chǎn)量達到442.00 kg/株的水平，為本試驗條件下紅星蘋果的最大產(chǎn)量；相同施肥量處理對紅星蘋果產(chǎn)量增加變化的影響速率不同，其中，施肥量25 kg/株時，產(chǎn)量增加的速率達到相同施肥量的最大值，為42.86 kg/株；而當(dāng)施肥量繼續(xù)增加至30 kg/株時，產(chǎn)量增加的速率表現(xiàn)為負(fù)值，為-30.00 kg/株。

對照（有機肥）處理間，其產(chǎn)量的標(biāo)準(zhǔn)差、標(biāo)準(zhǔn)誤和變異系數(shù)最大；最大施肥量（30 kg/株）處理的產(chǎn)量標(biāo)準(zhǔn)差、標(biāo)準(zhǔn)誤和變異系數(shù)僅次于對照處理；對照（有機肥）處理和最大施肥量（30 kg/株）處理的平均產(chǎn)量95%置信區(qū)間，交叉重疊明顯。說明在本試驗條件下，施肥量的增加，不是引起蘋果產(chǎn)量提高的唯一因素，即其他因素（如樹體發(fā)育、整形修剪、栽培管理等）的變化亦可以導(dǎo)致蘋果產(chǎn)量的提高或減少，因而，果園栽培管理的最優(yōu)化，不宜僅僅局限于施肥管理的優(yōu)化。盡管隨著施肥量的增加，不同施肥量處理的平均產(chǎn)量由350.43 kg/株增加到442.00 kg/株，平均產(chǎn)量提高26.13%，但是，不同施肥處理平均產(chǎn)量之間的差異，并未達到統(tǒng)計學(xué)的差異顯著性水平。

2.4 紅星蘋果產(chǎn)量形成因子的分析

施肥水平、樹體生長發(fā)育狀況和樹體葉片營養(yǎng)狀況等產(chǎn)量形成因子對紅星蘋果產(chǎn)量的影響分析如表7、圖2所示。

表7 各因子對紅星蘋果產(chǎn)量形成的影響

從表7、圖2可以看出，各產(chǎn)量形成因子對于紅星蘋果產(chǎn)量的形成均存在不同程度與不同方向的影響，總體上分析可知，各因子對產(chǎn)量形成的直接效應(yīng)，按直接通徑系數(shù)排序為葉片N含量＞坐果率＞春梢長度＞葉片Ca含量＞施肥量＞秋梢長度＞總花序數(shù)量＞葉片K含量＞葉片Mg含量＞葉片P含量；各因子對產(chǎn)量形成的重要性按決策系數(shù)排序，樹體生長發(fā)育指標(biāo)中，坐果率對產(chǎn)量影響最強，而樹體葉片營養(yǎng)指標(biāo)中，葉片N含量對產(chǎn)量形成的影響最強，葉片P含量的影響次之，施肥量對產(chǎn)量形成的影響一般；各因子對產(chǎn)量形成的直接效應(yīng)主要通過葉片N、坐果率、施肥量的間接正效應(yīng)加強，而主要通過葉片Mg的間接負(fù)效應(yīng)減弱；通徑分析計算的剩余通徑系數(shù)較大，表示系統(tǒng)的閉合性較差，說明本研究條件下存在影響蘋果產(chǎn)量的其他因素。

3 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，施用定制的化學(xué)肥料，花序坐果率隨著施肥量的增加而增加，而總花序數(shù)量降低；春梢發(fā)育長度總體上降低，但秋梢發(fā)育長度呈現(xiàn)顯著的起伏變化趨勢；不同施肥量處理對蘋果葉片中的N，P，K，Ca，Mg營養(yǎng)元素含量的變化影響不明顯，除N，K營養(yǎng)元素含量外，P，Ca，Mg營養(yǎng)元素含量處于不足或缺乏水平；紅星蘋果的產(chǎn)量隨施肥量的增加而增加，施肥量25 kg/株時，平均產(chǎn)量最高，為本試驗條件下紅星蘋果最大產(chǎn)量的施肥量；坐果率對產(chǎn)量形成的直接效應(yīng)最大，其次為葉片N含量的效應(yīng)，施肥量對產(chǎn)量形成的直接效應(yīng)一般；其他因素的存在對蘋果產(chǎn)量的形成亦有一定影響。

4 討論

施肥是果園管理的重要環(huán)節(jié)，我國在20世紀(jì)持續(xù)多年進行了果樹施肥的多點試驗，提出蘋果等主要樹種的N，P，K肥適宜比例，奠定了果樹的施肥管理實踐基礎(chǔ)。近年來，果樹施肥的種類、數(shù)量、時期、方法對果樹生長發(fā)育、產(chǎn)量、品質(zhì)等影響為諸多研究者所關(guān)注，蘋果的施肥研究不僅涉及到N，P，K配合比例[9，16]，而且包括施肥水平[4，17]，果園土壤養(yǎng)分的有效性，長期施肥的效果[18]及N，P，K肥料與有機肥、菌肥的配合[7，19]，控施氮肥[6]等，為蘋果的施肥管理實踐提供依據(jù)。然而，與大田作物的施肥相比，果樹施肥管理的基礎(chǔ)很薄弱。首先，以歸還學(xué)說為核心的最小養(yǎng)分率、限制因子率、最適因子率、報酬遞減率等理論，隨著農(nóng)作物施肥技術(shù)的發(fā)展不斷完善，而果樹施肥的理論體系尚未建立；其次，果樹施肥試驗的基礎(chǔ)研究積累較少，果樹施肥的實踐體系尚不完善。

與1年生集群性農(nóng)作物相比，果樹為多年生個體植物，不僅存在顯著的植物學(xué)特征及生物學(xué)特性的差異，而且存在管理技術(shù)措施（如整形修剪）等方面的個體差異；另外，隨著樹體的生長發(fā)育，其營養(yǎng)生長與生殖生長存在明顯的年份差異。正是這三大差異的存在，使得果樹的施肥不能以大田作物施肥的理論為基礎(chǔ)。作為多年生個體植物的果樹，與農(nóng)作物顯著的植物學(xué)差異在于隨著栽植時間的延續(xù)，果樹自身建立了地上樹冠與地下根系龐大的養(yǎng)分存儲系統(tǒng)，使得樹體對于施肥的響應(yīng)遲緩且不易觀察；就田間試驗而言，果樹的施肥研究不可能采用與農(nóng)作物相似的集群研究方式，即使是在有限的單株或小區(qū)重復(fù)條件下，果園土壤差異引起的使用誤差亦難以控制或估計；以營養(yǎng)生長為主的初結(jié)果期和以生殖生長為主的盛果期，果樹的結(jié)果習(xí)性具有明顯的階段性特征，短期的施肥試驗難以得出可靠的結(jié)論，并且，多年試驗時間效應(yīng)的分析亦不可回避。

田間試驗設(shè)計與統(tǒng)計方法，一般多采用正交設(shè)計、均勻設(shè)計與旋轉(zhuǎn)設(shè)計，試驗結(jié)果的統(tǒng)計分析多采用方差分析、協(xié)方差分析、回歸分析等模型，而這些試驗設(shè)計與統(tǒng)計分析模型均以除控制因子以外其他試驗條件保持一致為基本前提，而這一基本前提對果樹施肥試驗則難以保證，雖然協(xié)方差分析可以估計果樹的個體差異對試驗結(jié)果的影響，但僅可對施肥種類和施肥數(shù)量做出統(tǒng)計學(xué)上的點估計。

國內(nèi)學(xué)者[10，16，20-21]將二次旋轉(zhuǎn)設(shè)計與D-飽和最優(yōu)設(shè)計方法應(yīng)用于木本植物的施肥效應(yīng)研究，其中，秦偉等[16]以6年生紅富士蘋果樹為試材，采用3因子5水平二次回歸正交試驗設(shè)計，研究了N，P，K配比施肥對果實外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)的影響，但是未指出肥料對產(chǎn)量的效應(yīng)；梁智等[10]按照3因素4水平二次多項式組合方案，采用3株小區(qū)，3次重復(fù)設(shè)計方法，研究了新疆12年生庫爾勒香梨N，P，K的肥料效應(yīng)，建立了香梨N，P，K肥的產(chǎn)量效應(yīng)回歸分析模型，并指出產(chǎn)量之間的年度差異，盡管試驗小區(qū)的田間管理與大田生產(chǎn)果園相同，供試果樹的長勢和樹體大小較為一致，但因缺乏試驗實施前的樹體生長發(fā)育及產(chǎn)量資料，因而無法衡量試驗基礎(chǔ)的一致性，同時，也不易估計其對后續(xù)試驗效應(yīng)的影響，即二次多項式旋轉(zhuǎn)設(shè)計方案本身無法融合協(xié)方差分析的優(yōu)勢。由此可見，果樹施肥理論體系和實踐體系的建立與創(chuàng)新，依賴于基礎(chǔ)數(shù)學(xué)學(xué)科的發(fā)展與創(chuàng)新。

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The Influence of Fertilization on Production，Tree Growth and Nutrients of Starking Delicious Apple

CAOGuishou1，CHAI Xiaofang2，YANGXiaohua1，WANGXianping1，YINRong1，ZHANGQianru1，DUANZemin1
（1.Institute of Pomology，Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Taiyuan 030031，China；2.Hongtong Station Bureau of Pomology and Sericulture，Hongtong041600，China）

The effect of different fertilizer quantity on spring-autumn shoot length,total number of inflorescence,inflorescence fruit rate,N,P,K,Ca,Mg content of leaf and per tree yield of Starking Delicious apple in Southeast Shanxi province were investigated through field to provide a basis for soil and fertilization management.The results showed that the inflorescence fruit rate increased while the total number of inflorescence decreased,and the growth length of spring shoot decreased but the autumn shoot significantly fluctuated with the increasing of fertilizer quantity.Besides,the impact on N,P,K,Ca and Mg content in leaves of apple under different fertilizer quantity did not reach the statistically significant level.The yield also increased with the increasing of fertilizer quantity showing a parabola response with a yield peak of442.00 kg per plant when fertilizer quantity reached 25 kg per plant.It was demonstrated that inflorescence fruit rate played the most important role in the yield of Starking Delicious apple with N content of leaf and fertilizer quantity followed,but there were some other impacting factors.

apple;fertilization;yield;fruit rate;spring-autumn shoot length;leaf nutrients

S661.106＋.2

A

1002-2481（2016）11-1638-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.11.15

2016-06-12

曹貴壽（1968-），男，山西太谷人，副研究員，主要從事果樹栽培與育種研究工作。段澤敏為通信作者。