郭志剛，胡山鷹，金 涌，喻永強(qiáng)，龔 碩，高 振，李冬蓮，陳怡彤

(1.清華大學(xué)化工系 北京 100084； 2.浙江清華長(zhǎng)三角研究院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究所 浙江嘉興 314000; 3.北京市平谷區(qū)人民政府果品辦公室 北京 101200)

桃(AmygdaluspersicaL.)，桃屬，薔薇科，在我國(guó)已有4 000年的栽培歷史[1]。桃的栽培區(qū)域非常廣，遍布我國(guó)大江南北，品種豐富多樣，風(fēng)味各異。目前，國(guó)內(nèi)桃子的主要栽培品種有白肉鮮食桃、黃肉加工桃、油桃和蟠桃等四大類(lèi)，其中以普通白肉鮮食桃為主[2]。桃屬于呼吸躍變型果實(shí)，采收期多集中在高溫高濕的夏季，采收后具有雙呼吸高峰和乙烯釋放高峰，皮薄肉軟，后熟迅速，不耐貯運(yùn)[3]。在種植過(guò)程中，施肥對(duì)提高桃的產(chǎn)量和品質(zhì)有重要作用，但是在肥料生產(chǎn)、運(yùn)輸及田間施用過(guò)程中會(huì)帶來(lái)溫室氣體排放、水體富營(yíng)養(yǎng)化及土壤板結(jié)等生態(tài)問(wèn)題[4]。由于追求高產(chǎn)，過(guò)量施肥會(huì)導(dǎo)致桃子品質(zhì)下降，同時(shí)造成土質(zhì)硬化，桃樹(shù)病蟲(chóng)害加重、壽命縮短。

桃的果肉中富含蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸、維生素B、維生素C和黃酮等，對(duì)慢性支氣管炎、支氣管擴(kuò)張癥、肺纖維化、肺不張、矽肺、肺結(jié)核等疾病引發(fā)的干咳、咳血、慢性發(fā)熱、盜汗等癥有緩解作用，能起到養(yǎng)陰生津、補(bǔ)氣潤(rùn)肺的保健功能，是一種養(yǎng)顏美容、健康長(zhǎng)壽的果品。

平谷大桃是北京市平谷區(qū)的特產(chǎn)，也是我國(guó)國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品[5]。平谷大桃生產(chǎn)栽培歷史悠久，明清時(shí)期即擁有皇家貢桃的榮耀，中華人民共和國(guó)成立前已有成片桃園栽培[6]。同時(shí)，平谷區(qū)是我國(guó)大桃生產(chǎn)第一區(qū)，平谷區(qū)桃園面積占北京市桃樹(shù)種植面積的65%，是北京市桃子生產(chǎn)的主要區(qū)縣[7]。根據(jù)實(shí)地考察與調(diào)研發(fā)現(xiàn)，平谷區(qū)有20余萬(wàn)畝(1畝=667 m2，下同)大桃，是北京地區(qū)水果最集中的種植區(qū)之一。通過(guò)分析平谷桃園土壤養(yǎng)分狀況，發(fā)現(xiàn)平谷桃園土壤養(yǎng)分背景值處于較高水平，由于連年大量使用有機(jī)肥和化肥，桃園土壤鹽漬化嚴(yán)重，桃樹(shù)樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)狀況較差，病蟲(chóng)滋生，大桃產(chǎn)量、品質(zhì)下降，農(nóng)民收入難以提高。針對(duì)過(guò)量、不科學(xué)、不規(guī)范施肥問(wèn)題，根據(jù)大桃的營(yíng)養(yǎng)需求，設(shè)計(jì)大桃專(zhuān)用均衡營(yíng)養(yǎng)肥，進(jìn)行科學(xué)精準(zhǔn)施肥，目標(biāo)是減少施肥量，降低生產(chǎn)成本，提高大桃品質(zhì)，增加農(nóng)民收入，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。大桃專(zhuān)用均衡營(yíng)養(yǎng)肥不僅能滿(mǎn)足桃子在不同生長(zhǎng)發(fā)育階段對(duì)養(yǎng)分的需求，還能促進(jìn)桃子的光合作用和二次代謝產(chǎn)物合成，大幅提高肥料的利用率，減少土壤中養(yǎng)分殘留，降低農(nóng)業(yè)面源污染，同時(shí)增強(qiáng)桃子的抗病能力，減少農(nóng)藥噴灑次數(shù)和使用量，無(wú)需噴灑生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等激素類(lèi)物質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)在北京市平谷區(qū)峪口鎮(zhèn)西營(yíng)村金果豐合作社、山東莊鎮(zhèn)山東莊村果品協(xié)會(huì)基地和金海湖鎮(zhèn)郭家屯村等3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行。金果豐合作社的供試大桃品種為“中秋王桃”，果品協(xié)會(huì)基地的供試品種為“北京24號(hào)”，郭家屯村的供試品種為“紅美人”“永蓮蜜桃5號(hào)”和“富島紅”。供試大桃均衡營(yíng)養(yǎng)肥由清華大學(xué)化工系課題組設(shè)計(jì)，委托北京水木沃土生物科技有限公司配制并提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

果品協(xié)會(huì)基地供試面積為2.66 hm2，試驗(yàn)田和對(duì)照田各1.33 hm2；試驗(yàn)田施用桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥，施肥量為600 kg/hm2，N+P2O5+K2O(63.0+18.0+61.5)為142.5 kg/hm2；對(duì)照田施用自配有機(jī)肥(馬蹄甲)，w(總養(yǎng)分)≥10.0%，施肥量為4 500 kg/hm2，N+P2O5+K2O為450 kg/hm2。金果豐合作社的供試面積為3.34 hm2，試驗(yàn)田和對(duì)照田各1.67 hm2；試驗(yàn)田施用桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥，施肥量為600 kg/hm2，N+P2O5+K2O為142.5 kg/hm2；對(duì)照田施用有機(jī)肥，w(總養(yǎng)分)≥5%，施用量為15 000 kg/hm2，N+P2O5+K2O為750 kg/hm2。郭家屯村的供試面積為1.07 hm2，試驗(yàn)田面積為0.67 hm2，對(duì)照田面積為0.40 hm2；試驗(yàn)田施用桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥600 kg/hm2，N+P2O5+K2O為142.5 kg/hm2，對(duì)照田施用羊糞等有機(jī)肥，w(總養(yǎng)分)≥1.5%，施用量約為30 000 kg/hm2，N+P2O5+K2O為450 kg/hm2。

1.3 樣品采集和預(yù)處理

1.3.1 土壤樣品采集

分別取試驗(yàn)田施肥前后的土樣測(cè)定其基本養(yǎng)分狀況。在每棵桃樹(shù)的樹(shù)冠垂直部位附近確定采樣位置，注意避開(kāi)施肥溝和根系，以免對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。用取土器通過(guò)垂直取樣法取深度0～30 cm的土壤樣本，將土樣混勻后放入取樣袋并做好標(biāo)記，每個(gè)處理取3份土樣。土樣取回后放置自然風(fēng)干，篩出根系、石子等雜物，采用四分法處理，分別取適量土樣再過(guò)篩，用于測(cè)定各項(xiàng)考察指標(biāo)的含量。

1.3.2 大桃果實(shí)樣品采集

用于品質(zhì)檢測(cè)的大桃樣品于成熟前期進(jìn)行取樣。在果園試驗(yàn)區(qū)隨機(jī)選取5棵桃樹(shù)，采收其全部桃子，稱(chēng)量后計(jì)算出平均單果質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)取出30個(gè)桃子進(jìn)行可溶性固形物含量檢測(cè)，另取20個(gè)桃子標(biāo)記后帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行可溶性總糖、有機(jī)酸等相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)的檢測(cè)。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

桃子品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定參照文獻(xiàn)[8-9]。

可溶性總糖含量的測(cè)定采用蒽酮比色法；游離氨基酸總量的測(cè)定采用茚三酮比色法；黃酮含量的測(cè)定采用三氯化鋁法；維生素C含量的測(cè)定采用2，6-二氯酚靛酚滴定法；有機(jī)酸含量的測(cè)定采用酸堿中和滴定法；可溶性固形物含量采用LB32T型手持糖度計(jì)測(cè)定。

土壤養(yǎng)分采用JN-QYF型全項(xiàng)目土壤肥料養(yǎng)分檢測(cè)儀進(jìn)行測(cè)定，各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定均采用該儀器配套的快速檢測(cè)方法包。

1.5 數(shù)據(jù)分析處理

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥對(duì)桃樹(shù)長(zhǎng)勢(shì)的影響

從田間桃樹(shù)長(zhǎng)勢(shì)的觀察結(jié)果來(lái)看，無(wú)論是果品協(xié)會(huì)基地、金果豐合作社還是郭家屯村的桃樹(shù)，施用桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥后，樹(shù)勢(shì)健壯，葉色翠綠，枝條粗壯，花芽分化正常，無(wú)缺肥現(xiàn)象。這說(shuō)明桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥中的養(yǎng)分元素配比合理，能滿(mǎn)足樹(shù)體的新陳代謝過(guò)程，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)可協(xié)調(diào)進(jìn)行；同時(shí)也表明施用600 kg/hm2均衡營(yíng)養(yǎng)肥完全滿(mǎn)足5～8年生盛果期桃樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育需求。因平谷大桃在栽培過(guò)程中進(jìn)行疏果、套袋管理，每株桃樹(shù)留果數(shù)基本相同，故單產(chǎn)不作調(diào)查評(píng)價(jià)。

2.2 桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥對(duì)桃子品質(zhì)的影響

果實(shí)品質(zhì)包括外觀和內(nèi)在品質(zhì)兩部分，外觀品質(zhì)指果實(shí)大小、形狀、色澤等，內(nèi)在品質(zhì)主要包括糖酸含量及糖酸比、維生素C含量、可溶性固形物含量、黃酮含量、氨基酸含量和香氣等，這些都直接影響了消費(fèi)者的消費(fèi)取向[10]?？扇苄钥偺呛陀袡C(jī)酸含量是桃子品質(zhì)的重要組成部分，當(dāng)桃子中可溶性總糖含量增加、有機(jī)酸含量下降時(shí)，糖酸比提高，能夠改善桃子的口感風(fēng)味。

桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥對(duì)果品協(xié)會(huì)基地“北京24號(hào)”品質(zhì)的影響見(jiàn)表1。與對(duì)照田相比，施用桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥的單果質(zhì)量增加了6%，可溶性固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了3%，維生素C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了70%；可溶性總糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了19%，有機(jī)酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低了16%，糖酸比增大，桃子口感風(fēng)味提升；黃酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了10%，氨基酸含量有所下降。

表1 桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥對(duì)“北京24號(hào)”品質(zhì)的影響

桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥對(duì)金果豐合作社“中秋王桃”品質(zhì)的影響見(jiàn)表2。與對(duì)照田相比，施用桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥的單果質(zhì)量增加了15%，維生素C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了8%，氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了28%，黃酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了53%；可溶性總糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低了9%，有機(jī)酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低了14%，糖酸比增大；可溶性固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低了11%。

表2 桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥對(duì)“中秋王桃”品質(zhì)的影響

由于果樹(shù)自身具有儲(chǔ)藏營(yíng)養(yǎng)的特性，有很強(qiáng)的養(yǎng)分調(diào)節(jié)能力，對(duì)肥料的反應(yīng)不敏感，一年試驗(yàn)很難得到準(zhǔn)確的結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)，不同施肥處理的單果質(zhì)量和果實(shí)硬度雖然出現(xiàn)明顯差異，但是對(duì)于單產(chǎn)、果形指數(shù)、可溶性固形物含量、有機(jī)酸含量的影響不明顯。因此需要進(jìn)行連續(xù)試驗(yàn)，才能探明不同肥料處理對(duì)桃子的真正影響。

第2年在同一塊試驗(yàn)田對(duì)金果豐合作社“中秋王桃”開(kāi)展了第2次施肥試驗(yàn)，試驗(yàn)方法同第1年，結(jié)果見(jiàn)表3。與對(duì)照田相比，施用桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥的桃子單果質(zhì)量增加了5%，可溶性固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了10%，維生素C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了4%；可溶性總糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了2%，有機(jī)酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低了8%，糖酸比增大；氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了4%，黃酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了55%。結(jié)果表明施用桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥后，“中秋桃王”的品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得到了較大的提升。

第2年施用桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥后，不同品種桃子的單果質(zhì)量和可溶性總糖含量見(jiàn)表4。結(jié)果表明，只有“紅美人”施用均衡營(yíng)養(yǎng)肥后的單果質(zhì)量和可溶性總糖含量低于對(duì)照田的，其余品種桃子的單果質(zhì)量和可溶性總糖含量均高于對(duì)照田的，其中“富島紅”“北京24號(hào)”的單果質(zhì)量和可溶性總糖含量皆顯著高于對(duì)照田的?！凹t美人”因試驗(yàn)區(qū)域地勢(shì)低洼，積水影響了果實(shí)膨大和可溶性總糖含量。與對(duì)照田相比，施用桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥后“富島紅”“北京24號(hào)”“中秋王桃”“永蓮蜜桃5號(hào)”的單果質(zhì)量依次增加了26%、18%、4%、5%，可溶性總糖含量依次增加了9%、23%、7%、4%。

表3 桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥對(duì)“中秋王桃”第2年品質(zhì)的影響

表4 桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥對(duì)不同品種大桃第2年品質(zhì)的影響

2.3 不同施肥處理對(duì)桃園土壤養(yǎng)分狀況的影響

土壤肥力變化和養(yǎng)分吸收是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，不僅關(guān)系到土壤養(yǎng)分含量和不同養(yǎng)分之間的相互作用，還關(guān)系到作物生理特征的變化。評(píng)價(jià)土壤肥力的主要養(yǎng)分指標(biāo)包括有機(jī)質(zhì)、總氮、有效磷(P2O5)、有效鉀(K2O)等。桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥含有植物所必需的大量和中微量元素，雖然不含有機(jī)質(zhì)，但將桃樹(shù)修剪下來(lái)的枝葉粉碎后覆蓋在桃樹(shù)下，即可滿(mǎn)足桃樹(shù)生長(zhǎng)所需，且大量的有機(jī)質(zhì)也能夠改善表層土壤的理化性質(zhì)，提高表層土壤的保水和保肥能力。

一般的植物在中性、弱酸性、弱堿性土壤中均能良好生長(zhǎng)，即pH在6.0～7.0范圍內(nèi)，植物對(duì)養(yǎng)分的吸收率最高。研究表明，桃子適宜的土壤pH區(qū)間為6.0～8.0，而平谷地區(qū)的土壤屬于微酸-中性且富含有機(jī)質(zhì)的沙壤土，非常適宜大桃的生長(zhǎng)，有利于大桃糖分和養(yǎng)分的積累[11]。桃子適宜的土壤可溶性鹽濃度(EC值)區(qū)間為270～590 μS/cm，超過(guò)1 050 μS/cm會(huì)發(fā)生鹽害。從施肥前后果品協(xié)會(huì)基地土壤養(yǎng)分變化情況(見(jiàn)表5)可看出：施用桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥前后,土壤的pH和EC值均處在適宜桃子生長(zhǎng)的區(qū)間，而對(duì)照田施肥后土壤的pH低于適宜桃子生長(zhǎng)的區(qū)間。施用桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥后，土壤中的總氮、P2O5含量均低于施肥前，說(shuō)明施入的肥料得到了充分利用，減少了土壤中肥料的殘留；對(duì)照田施肥后的土壤總氮含量高于施肥前，表明有部分養(yǎng)分殘留在土壤中，循環(huán)累積必然會(huì)造成土壤中養(yǎng)分過(guò)剩，影響桃子的產(chǎn)量及品質(zhì)。對(duì)照田施肥后土壤中的有效鈣、硫和有機(jī)質(zhì)的含量均下降，有效鎂含量增加，桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥施用后土壤中的有效鈣含量降低，有效鎂、硫和有機(jī)質(zhì)的含量均增加。

表5 施肥前后果品協(xié)會(huì)基地土壤養(yǎng)分變化情況

從施肥前后金果豐合作社土壤養(yǎng)分變化情況(見(jiàn)表6)可看出：對(duì)照田和試驗(yàn)田施肥前后土壤的pH均處在適宜桃子生長(zhǎng)的區(qū)間，施肥前土壤的EC值偏高，施肥后土壤的EC值均達(dá)到了適宜水平；施用桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥后，土壤中的P2O5、K2O含量均低于施肥前的，說(shuō)明施入的肥料得到了充分利用，減少了土壤中的肥料殘留量；施用桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥后，土壤中的總氮含量略高于施肥前的，說(shuō)明可以降低桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥配方中氮的含量；對(duì)照田施肥后土壤中的總氮、K2O含量高于施肥前的，P2O5含量低于施肥前的，說(shuō)明施入的養(yǎng)分除了被桃子吸收帶走外，還有一部分殘留在土壤中；對(duì)照田施肥后土壤中的有效鈣和硫含量降低，有效鎂和有機(jī)質(zhì)含量增加；施用桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥后土壤中的有效鈣、有效鎂、硫和有機(jī)質(zhì)含量均有所增加。

表6 施肥前后金果豐合作社土壤養(yǎng)分變化情況

3 結(jié)語(yǔ)

桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥是根據(jù)桃子在一年內(nèi)的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中對(duì)各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求量而設(shè)計(jì)的一種配方肥，具有調(diào)節(jié)土壤酸堿度、提高肥料利用率、促進(jìn)作物營(yíng)養(yǎng)吸收的功能。與常規(guī)施肥相比，在大幅度減少氮、磷、鉀施用量的情況下，多數(shù)品種的大桃均表現(xiàn)出單果質(zhì)量和甜度增加，維生素C、可溶性總糖、氨基酸和黃酮類(lèi)化合物的含量提高。因此，桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥可顯著改善大桃的品質(zhì)，并提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。試驗(yàn)結(jié)果表明，施用桃子均衡營(yíng)養(yǎng)肥不但可以大幅減少氮、磷、鉀的用量，降低施肥成本，還可以提高桃子產(chǎn)量，改善大桃品質(zhì)。由于大幅減少了施肥量，可以降低多余肥料對(duì)土壤和地下水的污染，修復(fù)已硬化或鹽漬化的土壤，減少多余的氨態(tài)氮揮發(fā)到空氣中，對(duì)全面修復(fù)和恢復(fù)土壤生態(tài)具有重要意義。