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化肥减施对‘烟富3’苹果叶片功能和果实产量与品质的影响*

2021-05-23陈海宁沈彦辉齐英杰侯广军

中国果树 2021年4期
关键词:烟富糖酸单果

陈海宁,张 强,沈彦辉,王 敏,齐英杰,侯广军

(1烟台市农业科学研究院,山东265500)(2 金正大生态工程集团股份有限公司)

2018年,我国苹果种植面积达253万hm2,产量4 500万t,居世界第1[1-2]。化肥在我国苹果生产中发挥了举足轻重的作用,多数果农凭经验施肥,化肥过量施用严重[3]。统计资料显示,我国苹果园化肥消费量高达217.3万t,氮肥施用量是美国的2.5倍,而单产仅为美国的一半左右[4]。山东省是我国苹果种植第2大省,2019年苹果种植面积达26万hm2[5]。近年来,以烟台、威海等地为主的胶东地区逐渐成为山东省苹果的优势产区聚集地。山东省苹果园的氮肥施用量300~620 kg/hm2,是国外的3.0~4.5倍[6]。化肥的不合理施用主要体现在重视氮磷钾等大量元素的投入,忽视中微量元素等。化肥施用过多会造成土壤酸化和板结,降低土壤的缓冲性和抗逆性,植株根际微生态失衡,导致苹果苦痘病、苹果树腐烂病、苹果粗皮病、苹果小叶病等病害大面积发生[7],产量和品质逐年下降。过量施用化肥,不仅造成了资源浪费和生产成本增加,还造成土壤质量下降、水体污染、食品安全等问题[8]。

近年来,已有部分研究表明,一定范围内实施苹果化肥减量技术,不仅可以满足树体的正常生长发育,还可改良土壤,提高苹果产量,改善果实品质[8-13]。但是,目前大部分减施技术仍以单项施肥技术为主,缺乏苹果周年施肥技术的集成。本研究围绕国家化肥零增长的目标,以农民传统施肥为对照,探究化肥减量套餐施肥对果树生长发育的影响,以期为苹果化肥减施提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2016—2019年连续4年在山东省栖霞市谢家沟村(东经120.89°,北纬37.31°)试验基地进行,当地年平均气温11.3 ℃,平均年降水量650 mm,无霜期约207 d,四季分明,光照充足。试验园地势平坦,土壤为棕壤,有机质含量12.9 g/kg,pH值4.98,碱解氮含量128.3 mg/kg,速效磷含量74.9 mg/kg,速效钾含量165.1 mg/kg。果园修剪、疏花疏果、病虫害防治等措施与习惯施肥果园一致。

供试苹果品种为烟富3/M26/平邑甜茶,10年生(2016年),行株距为4 m×3 m。

1.2 试验方法

选取无病虫害、生长基本一致的苹果树,设肥料减施和习惯施肥2个处理,每个处理30株树,10株为1个小区,小区间设保护行。各处理施肥时期、肥料种类、株施肥量见表1。其中习惯施肥每株投入纯氮1.385 kg、五氧化二磷0.685 kg、氧化钾1.125 kg。肥料减施每株施入纯氮0.836 kg、五氧化二磷0.349 kg、氧化钾0.902 kg。氮、磷、钾分别减施39.6%、49.1%、19.8%,综合减肥30%以上。

表1 ‘烟富3’肥料减施试验施肥方案

1.3 测定方法

(1)叶面积指数和叶绿素含量。每株树在东西南北4个方位选取树冠外围新梢中部叶10片,测定叶绿素含量和叶面积。叶面积用LI-3000C便携式叶面积仪测定,叶绿素用SPAD-502 Plus叶绿素测量仪测定。

(2)产量和品质。果实成熟期,每株树在东西南北4个方位随机采取果实30个,测定单果重和可溶性固形物含量、可滴定酸含量、硬度等。单果重用百分之一电子天平称量,果实硬度采用GY-1型手持硬度计测定,蒽酮比色法测定果实可溶性糖含量,氢氧化钠中和滴定法测量果实可滴定酸含量,2,6-二氯酚靛酚法测定维生素C含量[14]。

2 结果与分析

2.1 肥料减施对‘烟富3’叶面积、叶绿素的影响

由表2可知,经过3年的连续试验,肥料减施显著影响了‘烟富3’的叶面积和叶绿素含量,叶面积和叶绿素含量分别较习惯施肥提高了8.9%和6.4%。试验第1年,肥料减施处理的叶面积和叶绿素含量与习惯施肥差异不显著。第2年,肥料减施处理叶面积较习惯施肥提高了8.2%,差异显著;叶片叶绿素含量较习惯施肥略有提高。

表2 ‘烟富3’不同施肥处理叶面积和叶绿素含量

2.2 肥料减施对‘烟富3’株产的影响

由表3可知,试验第1年和第2年,肥料减施处理的单果重、单株结果数和单株产量较习惯施肥均提高,但无显著差异。第3年,肥料减施处理的单果重和株产较习惯施肥提高了8.9%和19.1%,差异显著;肥料减施处理的单株结果数比习惯施肥提高,但差异不显著。

表3 ‘烟富3’不同施肥处理单果重与株产

2.3 肥料减施对‘烟富3’果实品质的影响

由表4可知,试验第1年和第2年,肥料减施处理果实可滴定酸含量与习惯施肥相比略有降低,糖酸比、维生素C含量和硬度较习惯施肥略有增加,但差异均不显著。试验第3年,肥料减施处理果实可溶性糖含量、糖酸比和硬度均较习惯施肥提高,差异显著,可滴定酸含量显著低于习惯施肥,维生素C含量与习惯施肥差异不显著。

表4 ‘烟富3’不同施肥处理果实品质

3 讨论与小结

科学施肥,提高化肥利用率,减少由于过量施肥带来的生态环境问题是关系到苹果产业能否实现绿色可持续发展的重大科研问题[7]。王贺等[8]发现减施化肥有促进果树花芽形成的效应,对果树新梢生长和叶绿素没有产生显著影响。侯广军等[9,12]研究表明,化肥减量30%,果树叶片叶绿素含量均增加,果树单株结果数、单果重、单株产量和优果率均提高。梁敬等[11]研究表明,减量施肥可以提高苹果产量和纯收益。本试验结果表明,经过3年的连续试验,减施化肥可显著提高叶面积及叶绿素含量,单株结果数、单果重和单株产量显著高于习惯施肥,与侯广军等研究结果一致。优良的营养器官是果树生长发育的关键,其中叶片的生长状况尤为重要,叶绿素含量可反映叶片的生长状况以及合成有机物质的能力[15]。减量施肥方案能够改良酸化土壤,改善果树根际周围的微生态环境,促进根系生长发育,增强吸收能力,果树负载能力增强,为苹果产量提供更好的物质基础。

减量施肥对果实内在品质的影响主要表现在可溶性糖含量、可滴定酸含量、糖酸比等方面。糖酸比是决定水果风味的关键因素[16]。据报道[8-9,11-12],减施化肥有助于提高果实可溶性糖含量和糖酸比,降低可滴定酸含量,同时,也有助于提高果实硬度。本研究发现,减施化肥与习惯施肥相比,果实糖酸比显著提高,风味明显改善,品质显著提高。

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