張秀志, 郭甜麗, 焦學(xué)藝, 劉晨露,李宇星, 馬鋒旺, 符軒暢, 李翠英

旱區(qū)作物逆境生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/陜西省蘋果重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/西北農(nóng)林科技大學(xué) 園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100

蘋果是我國重要的水果，但蘋果園普遍不科學(xué)施用氮肥，磷肥施用過量，鉀肥和有機(jī)肥投入不足[1-2]，導(dǎo)致果園有機(jī)質(zhì)含量下降，土壤板結(jié)，影響樹體生長和果實(shí)的品質(zhì)及產(chǎn)量[3]．土壤肥力是土壤各方面特性的整體反映，對于果樹至關(guān)重要，所以如何通過提高土壤肥力來提高產(chǎn)量顯得尤為重要．研究表明，有機(jī)肥中含有豐富的有機(jī)質(zhì)和微量元素，通過添加有機(jī)肥，能夠促進(jìn)土壤修復(fù)和保育，提高土壤的肥力[4]．菌肥含有微生物菌群、活性酶、有機(jī)質(zhì)和多種微量元素，主要通過微生物菌群的活動，間接或直接分解、合成等方式來改善植物生長環(huán)境及營養(yǎng)條件，促進(jìn)植物生長，提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)[5]．黃腐酸能夠溶于酸、堿和水中，在植物生長發(fā)育及生理生化等方面發(fā)揮作用，促進(jìn)根系發(fā)育，提高作物的抗旱能力[6]； 同時，也可以促進(jìn)植物的光合作用，從而提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量[7]．硅肥“融地美”是一種土壤改良劑，能夠改良土壤理化性質(zhì)和促進(jìn)農(nóng)作物生長，還可以緩解重金屬毒害[8]。

有機(jī)肥配施不僅能夠節(jié)約成本，還能通過改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的持水能力，為果樹的生長提供更多的土壤水分[9]，從而增強(qiáng)樹體吸收來促進(jìn)果樹的生長，提高果實(shí)品質(zhì)[10]．研究有機(jī)肥不同配施方案的效應(yīng)，對于研發(fā)蘋果化肥減施增效技術(shù)、促進(jìn)蘋果產(chǎn)業(yè)高效綠色安全發(fā)展具有重要的意義．因此，本試驗(yàn)研究商品有機(jī)肥與菌肥、黃腐酸、硅肥配施對果園土壤肥力和“蜜脆”蘋果果實(shí)品質(zhì)的影響，以期為蘋果化肥減施增效和土壤改良提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地位于陜西省咸陽市武功縣代家鄉(xiāng)金果子合作社，地處東經(jīng)108°20′，北緯34°27′，海拔500～600 m，年均氣溫9.1 ℃，日均溫差10.5 ℃，年溫差29 ℃，年降水量550 mm．土壤為黃墡土．以“蜜脆”蘋果為材料，基砧為八棱海棠，中間砧為M26．于2016年春季定植，株行距為1.5 m×4 m，樹形為高紡錘形。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)共設(shè)計(jì)4個處理(表1)，施肥方式為基肥溝施．每組處理20株樹，4個重復(fù)(5株樹為一個重復(fù))。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)的施肥方案

1.3 測定內(nèi)容及方法

1.3.1 葉片相關(guān)指標(biāo)測定

2019年和2020年的6-10月上旬，使用SPAD 502葉綠素儀測量成熟期葉片SPAD值(葉綠素相對含量)，每株樹測定2片成熟葉，5株的葉片為一個重復(fù)，測定百葉厚、百葉鮮質(zhì)量、百葉干質(zhì)量．2019年和2020年8月葉片烘干后測定葉片N，P，K，Ca，Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

采用H2SO4加H2O2方法消煮葉片干樣，用高分辨自動化學(xué)分析儀(AA303040487，德國SEAL)測定N，P質(zhì)量分?jǐn)?shù)； 用火焰光度計(jì)(M410 blue notes，深圳市偉峰儀器儀表有限公司，英國)測定K含量．采用HNO3加H2O2方法消煮葉片干樣，用原子吸收分析儀(PinAAcle500，珀金埃爾默儀器有限公司，美國)測定Ca，Mg質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3.2 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)測定

2019年、2020年果實(shí)成熟期采集果實(shí)，每個處理隨機(jī)選擇30個果實(shí)，測定單果質(zhì)量、果實(shí)縱徑和橫徑．采用便攜數(shù)顯折光儀(AL-1，ATAGO中國分公司，日本)測定可溶性固形物(TSS)比例； 將果汁稀釋50倍后，采用便攜式酸度計(jì)(GMK-855，G-WON，Korea)測定可滴定酸比例，計(jì)算糖酸比； 采用手持色差儀(CR-400，東莞承泰電子儀器有限公司，日本)，測定果實(shí)4個不同點(diǎn)的果面L*，a*，b*值，以4次測定的平均值作為該果實(shí)相應(yīng)著色指標(biāo)的值，并計(jì)算CI值，CI=1 000a*/(L*b*)。

1.3.3 土壤相關(guān)指標(biāo)測定

于2019年、2020年在距離樹干50～60 cm范圍內(nèi)選擇取樣點(diǎn)，用土鉆取0～20 cm，20～40 cm，40～60 cm的土樣，每個處理取5個點(diǎn)，分層混勻土樣．取一部分土樣用pH計(jì)(奧豪斯ST2100，奧豪斯儀器有限公司，美國)測定pH值，另一部分風(fēng)干后過目篩，測定土壤的速效氮、磷、鉀以及有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．用總有機(jī)碳分析儀(TOC-L，島津制作所，日本)測定土壤有機(jī)質(zhì)； 用高分辨自動化學(xué)分析儀(AA303040487，SEAL，德國)測定速效氮和速效磷； 用火焰光度計(jì)(M410 blue notes，深圳市偉峰儀器儀表有限公司，英國)測定速效鉀。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2010和SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，并運(yùn)用 one-way ANOVA方法對每個變量進(jìn)行Tukey檢驗(yàn)(p<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 商品有機(jī)肥配施對果園土壤的影響

2.1.1 土壤pH值

3個處理中，2020年各土層土壤pH值整體上較2019年有所下降，并且，商品有機(jī)肥配施后，各土層土壤pH值比對照有不同程度的降低．兩年間，T1，T2處理后20～40 cm土層的pH值均低于對照且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而0～20 cm降低與對照相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義； T3處理各土層pH值均低于對照且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，降低幅度1.91%～4.38%(表2)．可見，商品有機(jī)肥配施能夠整體上降低土壤pH值，以20～40 cm土層變化較明顯，且T3(商品有機(jī)肥+黃腐酸+1/2化肥)處理后各土層pH值降低幅度較大； 這可能是因?yàn)辄S腐酸呈強(qiáng)酸性，降低土壤pH值的能力更強(qiáng)。

表2 商品有機(jī)肥配施對土壤pH值的影響

2.1.2 土壤有機(jī)質(zhì)

3個處理對0～40 cm土層中有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響不同，而對40～60 cm土層影響不大．與對照相比，T1，T2，T3處理兩年間20～40 cm土層的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均明顯增加，且2019年3個處理0～20 cm土層有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)也都高于對照且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，3個處理間整體差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表3)．總體來看，商品有機(jī)肥配施能夠改善淺層(0～20 cm和20～40 cm)土壤中有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

表3 商品有機(jī)肥配施對土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響 g/kg

2.1.3 土壤速效氮、磷、鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)

兩年間，3個處理土壤速效氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)均不同程度高于對照，且與2019年相比，2020年0～40 cm土層中土壤速效氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)有所增加，而40～60 cm土層中兩年間差異不明顯．2019年3個處理各土層速效氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于對照且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，增加幅度8.63%～25.91%，且T3顯著高于T1和T2．2020年，T3處理各土層速效氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于對照且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，增加幅度6.37%～44.00%，并且也顯著高于T1和T2處理(表4)．說明商品有機(jī)肥配施可以明顯提高土壤速效氮水平，以T3處理效果較好。

表4 商品有機(jī)肥配施對土壤速效氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響 mg/kg

兩年間，3個處理的土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于對照，各處理間整體差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義．2019年，與對照相比，T1，T2，T3處理0～20 cm土層中速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了40.48%，9.75%和30.05%； T1處理20～40 cm、T2處理40～60 cm土層也高于對照且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義．2020年，T1，T3處理各土層速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于對照，增加幅度分別為21.81%～34.06%，16.26%～57.58%； 而T2處理20～40 cm和40～60 cm土層也高于對照且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表5)．說明商品有機(jī)肥配施也能提高土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)，不同配施處理間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表5 商品有機(jī)肥配施對土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響 mg/kg

兩年間，3個處理土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同程度高于對照，T1處理在0～20 cm，40～60 cm土層中速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于對照，T2處理20～40 cm土層也高于對照，T3處理在兩年間各土層中速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于對照，增加幅度6.24%～30.87%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表6)．說明商品有機(jī)肥配施提高了土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)，T3處理效果更好。

表6 商品有機(jī)肥配施對土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響 mg/kg

綜上，商品有機(jī)肥配施能夠增加土壤中的速效氮、磷、鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以T3(商品有機(jī)肥+黃腐酸+1/2化肥)處理綜合效果更好。

2.2 商品有機(jī)肥配施對“蜜脆”蘋果葉片的影響

2.2.1 葉片SPAD值

在3個處理間，兩年的葉片SPAD值在整體上差異不明顯．T1處理在2019年7-8月、2020年7月時葉片SPAD值高于對照，T2處理在2019年7-9月、2020年7月時葉片SPAD值高于對照，且差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義； 而T3處理除2020年9月葉片SPAD值略高于對照外，兩年間其余時間葉片SPAD值均高于對照，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，增加幅度2.61%～8.69%(圖1)．說明商品有機(jī)肥配施有助于提高葉片SPAD值，整體上以T3處理表現(xiàn)更好。

相同月份不同小寫字母表示差異在5%水平有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義．圖1 商品有機(jī)肥配施對“蜜脆”蘋果葉片SPAD值變化的影響

2.2.2 葉片生長

2019年，與對照相比，6月和9月時3個處理的百葉厚均高于對照且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，增加幅度4.41%～26.70%．2020年，除T1處理8月時百葉厚略高于對照外，其余時間各處理均高于對照且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，增加幅度7.12%～18.91%．3個處理間百葉厚整體差異不大，但以T3處理整體增加幅度稍高(表7)。

表7 商品有機(jī)肥配施對“蜜脆”蘋果葉片百葉厚的影響 mm

兩年間，3個處理百葉鮮質(zhì)量、百葉干質(zhì)量較之對照均有不同程度的增加，且2020年增加幅度整體高于2019年．兩年間T3處理百葉鮮質(zhì)量和百葉干質(zhì)量始終高于對照(百葉鮮質(zhì)量增加7.76%～22.22%，百葉干質(zhì)量增加12.63%～32.38%)，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義； T1處理百葉鮮質(zhì)量除2019年8月、百葉干質(zhì)量除2019年9月外，其余時間均與對照差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義； T2處理除在2019年6-8月百葉鮮質(zhì)量、2019年7-8月百葉干質(zhì)量外，其余時間均與對照差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義．3個處理間整體差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表8)。

表8 商品有機(jī)肥配施對“蜜脆”蘋果葉片百葉鮮質(zhì)量和百葉干質(zhì)量的影響 g

2.2.3 葉片營養(yǎng)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)

3個處理中，兩年間葉片N，P，K，Ca，Mg元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)與對照相比均有不同程度的增加．2019年，T3處理葉片N，P質(zhì)量分?jǐn)?shù)都高于其他處理，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，分別比對照高5.26%，9.14%，但其他處理與對照差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義； T1，T2和T3處理葉片K，Mg質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于對照，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義； 3個處理Ca質(zhì)量分?jǐn)?shù)均有所增加，但僅T1處理與對照差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義．2020年，3個處理葉片N，P，Ca，Mg質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于對照，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義； K質(zhì)量分?jǐn)?shù)除T1處理外，其余處理與對照差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義．整體而言，3個處理間大量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，T1處理微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加更明顯(表9)。

表9 商品有機(jī)肥配施對“蜜脆”蘋果葉片營養(yǎng)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響 mg/g

2.3 商品有機(jī)肥配施對“蜜脆”蘋果果實(shí)的影響

2.3.1 果實(shí)外觀品質(zhì)

與對照相比，3個處理對蘋果外觀品質(zhì)產(chǎn)生了一定影響，表現(xiàn)為單果質(zhì)量增加，橫徑增大，顏色指數(shù)(CI)更高，并且處理對果實(shí)大小的影響相對較為明顯，而對果形指數(shù)無明顯影響，且整體而言兩年間以T2處理對蘋果果實(shí)外觀的影響較明顯．2019年，T2處理單果質(zhì)量、橫徑均高于對照且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，分別增加了12.94%，9.16%和5.16%，且單果質(zhì)量和橫徑高于T1，T3處理且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義； T2，T3處理各指標(biāo)比對照雖略有增加，但與對照之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義．2020年，3個處理對果實(shí)外觀品質(zhì)的影響較2019年更明顯，其中T2處理果實(shí)大小、著色均優(yōu)于對照，單果質(zhì)量、橫徑、顏色指數(shù)分別增加了12.63%，8.93%，6.62%和40.04%，T1和T3處理對果實(shí)部分指標(biāo)也產(chǎn)生了明顯的影響(表10)．說明商品有機(jī)肥配施能夠促進(jìn)果實(shí)增大和果實(shí)著色。

表10 商品有機(jī)肥配施對“蜜脆”蘋果果實(shí)外在品質(zhì)的影響

2.3.2 果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)

兩年間，3個處理均一定程度上影響了蘋果果實(shí)的內(nèi)在品質(zhì)，與對照相比，整體表現(xiàn)為可溶性固形物比例增加，可滴定酸比例下降，固酸比增大，果實(shí)脆度增加，但處理間整體差異不明顯．2019年，3個處理可溶性固性物比例與對照差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但可滴定酸顯著降低(變化幅度27.08%～47.92%，T1處理含量最低)，因此固酸比顯著增大； 硬度無顯著變化，但脆度有所增加，且T2處理高于對照，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義．2020年，T3處理可溶性固形物比例比對照提高，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但可滴定酸略增加； T1，T2處理可滴定酸比例低于對照，而固酸比高于對照，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義； 各處理脆度略有增加，硬度變化不明顯(表11)．綜上，商品有機(jī)肥配施能夠改善蘋果果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)，主要表現(xiàn)為降低可滴定酸從而增大固酸比。

表11 商品有機(jī)肥配施對“蜜脆”蘋果果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響

2.3.3 果實(shí)Ca和Mg質(zhì)量分?jǐn)?shù)

兩年間，3個處理蘋果果實(shí)果皮和果肉中Ca，Mg質(zhì)量分?jǐn)?shù)均有不同程度增加．T1處理蘋果果肉中Ca質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于對照且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，果皮和果肉Mg質(zhì)量分?jǐn)?shù)也有增加趨勢； T2處理在2019年果皮、果肉中的Ca和Mg質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于對照，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，2020年雖有增加但與對照差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義； T3處理2019年果肉Ca、果皮Mg質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于對照且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表12)．說明商品有機(jī)肥配施有助于提高果實(shí)Ca，Mg質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

表12 商品有機(jī)肥配施對“蜜脆”蘋果果實(shí)鈣鎂元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響 mg/g

3 討論

3.1 商品有機(jī)肥配施對果園土壤肥力的影響

目前果園以施用化肥為主，導(dǎo)致土壤肥力嚴(yán)重下降．長期施用有機(jī)肥在增加有機(jī)質(zhì)含量的同時，可降低土壤次生鹽漬化狀況的發(fā)生[11]和促進(jìn)土壤微生物增加及土壤的酶活性的提高[12]，也可提高土壤養(yǎng)分的有效性[13]．有機(jī)肥與氮、磷、鉀肥配施是較好的施肥模式，有機(jī)肥中的有機(jī)酸可以增加土壤中的有機(jī)成分，從而增加土壤的養(yǎng)分含量[14]．土壤改良劑能夠在一定程度上改變土壤的理化性質(zhì)，提高土壤保肥力，促進(jìn)土壤營養(yǎng)均衡[15-16]．因此，施用有機(jī)肥和土壤改良劑來改良土壤對蘋果的生產(chǎn)特別重要．本研究也證明，施加有機(jī)肥和菌肥、黃腐酸或硅肥，降低了各土層中的土壤pH值，增加了土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，提高了土壤速效氮、磷和鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

3.2 商品有機(jī)肥配施對“蜜脆”蘋果植株葉片生長和營養(yǎng)元素的影響

植物葉片的SPAD值是評價植物長勢的有效手段[17-18]．研究發(fā)現(xiàn)施加黃腐酸水溶肥和有機(jī)肥配施能夠提高葉片SPAD值、葉面積、百葉干質(zhì)量和百葉鮮質(zhì)量[19]； 施加有機(jī)肥、有機(jī)肥與化肥配施能顯著增加梨樹葉片的葉綠素含量以及大量元素和微量元素的含量[20]．在本研究中發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥與菌肥、黃腐酸或硅肥配施后，葉綠素含量有所增加，同時也促進(jìn)了葉片生長，這與趙佐平等[21]研究結(jié)果一致．本研究也發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥配施能夠增加葉片的營養(yǎng)元素含量，這可能由于土壤中的有機(jī)肥、菌肥、黃腐酸或硅肥促進(jìn)了土壤中營養(yǎng)元素的釋放和樹體的吸收，從而促進(jìn)了葉片中元素的增加。

3.3 商品有機(jī)肥配施對“蜜脆”蘋果果實(shí)品質(zhì)的影響

有研究發(fā)現(xiàn)，通過增加土壤有機(jī)質(zhì)含量可以促進(jìn)果實(shí)的可溶性固形物含量，改善果實(shí)的品質(zhì)，從而提高產(chǎn)量[22-24]； 本研究在配施有機(jī)肥并減施化肥后發(fā)現(xiàn)果實(shí)的品質(zhì)有所提高．果實(shí)中鈣含量的高低直接影響果實(shí)的硬度和果實(shí)品質(zhì)，缺鈣可能會出現(xiàn)苦痘病、水心病等生理病害[25]．有研究發(fā)現(xiàn)，生物有機(jī)肥可以提高富士蘋果果實(shí)的商品率，而且合理的氮、磷、鉀配比也能夠平衡蘋果的礦質(zhì)元素含量[26]．本研究表明，通過施加有機(jī)肥和菌肥、黃腐酸或硅肥，蘋果果肉和果皮中的鈣元素有所增加，這有益于降低“蜜脆”蘋果果實(shí)苦痘病的發(fā)生，提高果實(shí)品質(zhì)。

4 結(jié)論

本研究通過分析不同施肥處理后蘋果園土壤肥力、蘋果葉片生長與養(yǎng)分、果實(shí)品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)的變化，研究了有機(jī)肥配施的效應(yīng)．結(jié)果表明，增施商品有機(jī)肥并配施菌肥、黃腐酸或硅肥，各處理明顯降低了土壤pH值，增加了有機(jī)質(zhì)和土壤營養(yǎng)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從而提高了土壤肥力．并且，各處理促進(jìn)了“蜜脆”蘋果葉片的生長與營養(yǎng)元素的積累，增加了果實(shí)可溶性固形物比例，降低了可滴定酸比例，增大了固酸比，且果實(shí)Ca，Mg質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，從而提高了果實(shí)品質(zhì)．兩年研究結(jié)果顯示，T3處理“商品有機(jī)肥+黃腐酸+1/2化肥”綜合效果更好。