张 杰，尹 兴，霍增起，张丽娟，吉艳芝，韩 建

（1河北农业大学资源与环境学院，河北省农田生态环境重点实验室，河北农业大学邸洪杰土壤与环境实验室，保定071000）（2河北经贸大学）（3邢台市信都区农业农村局）

我国是世界苹果第一生产大国，截至2016年底，苹果种植面积为195万hm2，总产量达4 400万t。河北省是我国苹果主要产地之一，种植面积和产量分别占全国的8.41%和10.43%[1]。太行山与燕山是贯穿河北省的两大主要山系，因其独有的地质地貌以及自然气候，被视为天然的苹果生产基地，目前苹果种植已成为当地农民增收的重要支柱产业。农田施肥是保持土壤肥力、提高作物产量、改善果实品质的重要环节之一[2-7]，赵佐平等[8]连续7年的不同施肥试验表明，苹果平均产量较不施肥处理提高了14.4%～63.8%。但随着果农对化肥重要性认识的提高，对化肥的依赖性亦随之加深，从而造成果园养分投入量逐年增加，目前我国苹果园肥料投入总量为国外的3～5倍，效率则不足国外的1/4[9-12]。过量施肥除了导致土壤盐渍化、地下水污染、温室效应等环境问题外[13-14]，还容易造成果树产量及品质下降[15]，进一步导致果农收入降低[16]。薛瑞等[17]调查发现，苹果园产量随氮肥、磷肥及钾肥投入量的增加呈现出先增高而后降低的趋势；张杰等[18]对产量差分析表明，苹果园氮肥、磷肥及钾肥高于适宜投入量后产量均呈现降低趋势；此外，在品质方面，过量施用化肥还会导致果实硬度降低、水分含量增加、外观品质降低，从而不利于果实贮藏[19]，而增施有机肥可以显著提高果实单果重、硬度及维生素C含量[20-21]。河北省苹果园主要分布于土壤养分含量较低的山地及丘陵区，同时农户由于长期缺乏科学施肥指导，多依据管理经验进行施肥，果园施肥水平参差不齐。因地制宜是科学指导施肥的重要基础，故明确不同施肥水平下果园产量的表征有利于制定适宜该地区的施肥策略。然而，目前关于河北省苹果园养分投入现状及不同养分投入水平下果园产量的表征研究仍鲜有报道。基于此，本文以河北省太行山和燕山苹果产区为研究区域，通过实地走访调查了苹果园肥料种类、投入量及果实产量，分析了不同养分投入水平下果园产量表征值，以期为河北省苹果园合理施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 调研区域概况

河北省地处华北平原，地域辽阔，西依太行山，北靠燕山；地势西北高、东南低。地貌复杂多样，兼具高原、山地、丘陵及平原。其中燕山地区海拔600～1 500 m，年平均气温为6～10 ℃，平均年降水量约700 mm，属于典型的温带大陆性气候，光照充足，昼夜温差大；太行山地区平均海拔高于1 200 m，年平均气温为13.5 ℃，平均年降水量513.3 mm，属于温带半干旱地区，光照充足，昼夜温差大。

1.2 调研内容及方法

2016年，我们在河北省太行山地区与燕山地区的6个苹果主产区（邢台、石家庄、保定、张家口、唐山、秦皇岛）进行问卷调查。共发放问卷123份，去除无效问卷后最终获得118份有效问卷，调查主要内容：苹果产量、肥料种类及施肥量等。每个调研市区选取2～5个典型乡镇，每个乡镇选取2～3个典型村庄，每个村庄选取2～3个典型园地进行实地调查，调查地点分布及样本数如表1所示。调研园地苹果品种均为‘富士’，均处于盛果期。

表1 调查地点及样本数

1.3 养分投入量计算及评价标准

化肥养分的单质肥料按各肥料养分含量标准计算，复合肥与专用肥按实际调查记录值计算；调查过程中投入有机粪肥所含有效养分按照文献［22］计算，没有记录的按调查多数平均值计算。

采用朱占玲[23]于2019年所设立的河北省苹果园养分推荐投入量作为评价指标，其中N、P2O5、K2O推荐投入量范围分别为 238.28～357.42、119.14～178.71、238.28～357.42 kg/hm2，高于上限视为过量，低于下限则视为不足。

1.4 数据分析

对于一些逻辑上不匹配的数据，电话回访果农，核实有关信息。采用Excel 2003和SPSS等软件进行数据处理及方差分析。

2 结果与分析

2.1 肥料投入现状及评价

2.1.1有机肥投入现状

河北省苹果园施用有机肥较为普遍，不同地区间有机肥施用种类存在较大差异。从表2可以看出，河北省苹果园施用有机肥均为1年1次，79.17%的苹果园施用有机肥，其中太行山地区89.61%的果园施用有机肥，显著高于燕山地区的60.47%。其中，石家庄、张家口地区有机肥施用率达到了100%，而唐山、秦皇岛地区仅有63.64%和57.14%。河北省苹果园施用的有机肥以羊粪、鸡粪和牛粪为主，总占比达65.84%，商品有机肥仅占5.83%。其中，太行山地区以鸡粪、羊粪和牛粪为主，总占比为79.12%；燕山地区以羊粪、猪粪为主，总占比为34.19%。具体到市，邢台、张家口、唐山主要为羊粪，占比分别为31.82%、66.67%和45.45%，石家庄、保定、秦皇岛地区则多为鸡粪、牛粪和猪粪，占比分别为37.50%、40.00%和33.33%。

表2 河北省不同苹果产区主要有机肥施用种类及其所占比率

2.1.2无机肥投入现状

河北省苹果园施用的化肥以三元复合肥为主，单质肥占比较低，不同地区间单质肥比例存在较大差异。从表3可以看出，河北省苹果园化肥平均施用频率为3次/年，其中，石家庄、张家口为4次/年，其他地区均为3次/年。三元复合肥施用率达100%，增施N、P、K等单质肥料占比分别为23.33%、10.00%、11.67%。太行山与燕山地区在增施单质肥料方面存在一定差异，太行山地区主要为N、K，占比分别为25.00%、14.47%，而燕山地区以N、P单质肥料为主，占比分别为20.45%、18.18%。对比市级产区可以发现，保定和秦皇岛地区增施单质肥料占比较低，分别为16.00%和18.19%；石家庄、保定、张家口地区增施磷肥比例均为0。

表3 河北省不同苹果产区无机肥施用种类及其所占比率

2.1.3养分投入总量

河北省苹果园不同产区间有机、无机养分投入比例及投入总量差异较大。由表4可以看出，河北省苹果园N、P2O5、K2O投入总量分别为1 106.87、689.88、902.47 kg/hm2，无机养分形态与有机养分投入比例分别为2.73∶1、3.32∶1、2.68∶1，燕山山区无机N、P2O5、K2O投入量整体高于太行山区，但有机肥养分投入量较低，导致无机养分与有机养分投入量比例远高于太行山区。保定市苹果产区有机肥与无机肥养分投入量最高，但其比例氮素投入量为1.88∶1；张家口P2O5、K2O有机肥投入量高于无机肥投入量；秦皇岛N、P2O5、K2O无机肥投入量远高于有机肥养分投入。

表4 河北省不同苹果产区无机有机养分投入量及其比率

2.1.4养分投入评价

从表5看出，河北省苹果园N、P2O5、K2O投入量处于适宜水平分别占11.02%、16.95%、13.56%，而高达83.05%、76.27%、65.25%农户处于过量水平。太行山区、燕山山区与河北省呈现出相同的趋势，即N、P2O5、K2O养分处于过量级别农户占比远高于适宜级别，但存在一定差异，燕山产区N、P2O5、K2O养分处于过量级别农户占比均低于太行山区，而适宜级别农户占比均高于太行山区。

表5 河北省不同苹果产区养分投入等级及其比率 %

2.2 施肥水平对苹果产量的影响

2.2.1苹果产量分布

河北省苹果产量地区间分布不均衡，各产区内变幅较大。由图1可以看出，太行山产区与燕山产区苹果产量变化区间分别为15.00～64.35、15～60 t/hm2，平均产量分别为47.25、43.83 t/hm2，无显著差异。对比不同地区产量可以发现，张家口市最高，产量变化区间较为集中（50.00～60.00 t/hm2），平均产量为53.33 t/hm2；保定、秦皇岛市产量较低，分别为44.72、41.29 t/hm2，保定市产量变化区间最大（22.50～59.00 t/hm2），张家口市较保定、秦皇岛地区分别高出了19.25%、29.16%，邢台、石家庄、唐山产量水平处于中等，与其他产区无显著差异。

图1 河北省不同地区苹果产量分布

2.2.2不同苹果产区施肥量与产量的关系

图2 太行山区N、P2O5、K2O投入量投入水平下农户数和产量

图3 燕山山区N、P2O5、K2O投入量投入水平下农户数和产量

图4 河北省N、P2O5、K2O投入量投入水平下农户数和产量

从图2、图3、图4可以看出，河北省苹果产量随施肥量的增加，总体呈现先增长后趋于缓慢降低的趋势，N、P2O5、K2O投入量分别处于600～900、300～600、300～600 kg/hm2区间时苹果产量处于较高水平，为51.22、52.43、48.22 t/hm2，农户占比分别为27.97%、27.97%、27.12%，而50.00%、46.61%、55.08%的农户养分投入量超出了该范围。不同产区产量与肥料投入量的关系与河北省表现关系一致，在太行山产区，N、P2O5、K2O投入量分别处于600～900、600～900、300～600 kg/hm2区间时苹果产量最高，为52.76、52.01、49.34 t/hm2，农户占比为22.37%、31.58%、22.37%，而56.58%、19.74%、36.84%的农户高于该范围；燕山产区投入量分别处于900～1 200、900～1 200、600～900 kg/hm2区间时苹果产量最高，为55.25、48.70、54.75 t/hm2，仅7.14%、2.83%、23.81%的农户投入处于该范围内，而61.90%、83.33%、52.83%的农户投入高于该范围。

3 讨论

施用有机肥可以有效改善土壤理化性质，提高土壤养分供应能力[24]。从本研究调查结果可以看出，河北省苹果园有机肥投入占比达79.17%，但有机氮、磷、钾分别占总养分投入比重的29.92%、22.60%、26.19%，可见该地果农虽然具有一定的施用有机肥的意识，但养分投入占比较低，对化肥仍存在较大的依赖性。不同地区有机肥种类存在较大差异，这可能与不同地区间畜牧养殖业存在差异有关，邢台、唐山地区多山地丘陵，张家口地区地广人稀，适宜畜牧养羊，故有机肥种类主要以羊粪为主；而石家庄、保定及秦皇岛地区平原居多，个体小型养殖户较多，因此有机肥种类分别以鸡粪、牛粪和猪粪为主。

苹果不同生育时期对养分侧重不同[25]，因此应根据苹果生育期养分需求特性合理施肥，相比于有机肥，化肥能够快速被果树根系吸收，因此应根据果树实际生长状况合理投入，但河北省苹果园果农普遍只施用三元复合肥，增施单质肥的比率不足45%，施肥存在一定的盲目性。此外，河北省苹果园N、P2O5、K2O平均投入总量分别达到了1 106.87、689.88、902.47 kg/hm2，高达83.05%、76.27%、65.25%的农户处于严重过量水平[23]。过量的养分投入不仅会加重果园管理成本，而且还会导致养分损失，破坏土壤环境。因此，建议当地在实际生产中应合理降低化肥投入量。

氮、磷、钾能够参与并有效调节果树体内生长代谢活动[26-30]，从而影响苹果产量形成。适宜范围内增加3种养分投入量能够有效提高果实产量，但过量施用则会抑制产量形成[27,31-33]，因此，河北省苹果产量随氮、磷、钾肥量的增高呈现先增高后降低的整体趋势。由于本研究所涉及的调研区域普遍位于山区及丘陵区，土壤养分含量较低，养分供应能力较差[34-35]，增添化肥用量是快速、有效提高土壤养分供应最直接的途径，本研究呈现出河北省苹果园最高产量所需氮、磷、钾养分投入量普遍高于前人研究结果[23,36-37]。而通过比较不同产区间最高产量养分投入量发现，燕山产区氮磷钾均高于太行山产区，这可能是由于燕山产区土壤肥力低于太行山产区[38]。进一步分析不同养分投入量区间农户占比发现，农户养分投入量较为分散，可能是果农长期依据自身习惯施肥，缺乏科学合理的指导。

综上所述，针对河北省苹果园实际生产现状提出以下建议：一是降低化肥投入量，增加有机肥施用量；二是不同产区应根据当地畜牧养殖特征合理选择有机肥类别；三是果农应当通过各种途径学习、了解并掌握果树生长规律，明确不同生育期果树的需肥特性，降低不必要的化肥投入，适时、适宜施肥。

4 结论

（1）河北省苹果园有机肥投入农户占比达79.17%，种类以羊粪、牛粪及鸡粪为主，三元无机复合肥投入农户占比达100%，增施单质化肥比率仅为55%；其中太行山产区有机肥投入占比远高于燕山产区，而化肥投入占比相同。

（2）河北省苹果园氮、磷、钾平均投入量达1 106.87、689.88、902.47 kg/hm2，处于严重过量水平，高达83.05%、76.27%、65.25%的农户氮、磷、钾养分投入过量，建议合理降低化肥投入量。

（3）河北省主产区苹果产量随氮、磷、钾肥投入量增高呈现先增高后降低的趋势，当氮、磷、钾投入量分别为600～900、300～600、300～600 kg/hm2时苹果产量处于较高水平，仅有27.97%、27.97%、27.12%的农户处于该养分投入范围内。