刘玉婷，宋淑玲，宋诚亮，高丽萍，高燕春

（1.淄博市数字农业农村发展中心，山东淄博 255000；2.沂源县农业技术服务中心，山东淄博 256100）

1 引言

肥料是用来调节植物营养与培肥改土的一类物质，有“植物的粮食”之称。山东省既是我国农业大省也是化肥生产和使用大省，在果树种植的实际生产过程中，为了追求产量和效益，过于依赖化肥，普遍存在着氮肥施用量较高，磷肥与钾肥的施用量不足或者过量的现象，对果园生产产生负面影响[1-3]。化肥的过量使用甚至滥施滥用不仅带来农业生产成本的增加，同时也会造成土壤板结、土壤养分结构失衡[3]、肥料利用率较低、农产品品质下降[4]及农业面源污染[5]等一系列问题。有机肥料是一类含有有机物质的肥料，主要是由农业废弃物、畜禽粪便等制备而成[6]。它不仅含有植物生长发育所必需的氮、磷、钾和各种微量元素，还含有丰富的有机养分[6]，不但能直接为作物提供营养[2]，而且能改良土壤[7]、提高土壤肥力[8]，增加土壤有机质和养分含量[9-11]，提高微生物数量以及酶活性[12]，促进物质转化，增加作物产量[13]，改善作物品质[14-15]，提高肥料的利用率[7-8]等。

2017年，农业农村部启动了农业绿色发展五大行动，将果菜茶有机肥替代化肥作为一项重要内容，山东省淄博市沂源县作为全国首批果菜茶有机肥替代化肥示范点，承担了农业农村部种植业管理司有机肥替代化肥示范县创建项目。本研究以5年生的“沂源红”苹果为试验材料，进行了优化施肥和减量施肥梯度试验，同时采用不同用量的有机肥部分替代化肥，进行对比试验，通过对苹果产量、生物学性状及果实品质的影响分析，筛选出最佳的施肥方案，以期实现“一减两提”的目标，为鲁中地区果园绿色发展，建设资源节约型、环境友好型社会和美丽乡村建设起到积极的推动作用，为科学施肥提供理论依据。

2 材料与方法

2.1 试验地概况

2019年11月15日开始在山东省淄博市沂源县南鲁山镇北流水村沂源润民公司果园进行试验。试验地块属近山阶地，土壤为褐土土类，褐土亚类，淋溶褐土土属，轻壤质均质钙质岩坡积洪积淋溶褐土土种；水浇条件好，井水灌溉，肥力中等。土壤平均养分情况[16]见表1。

表1 试验地块土壤养分含量

2.2 供试材料

供试材料为沂源红苹果，密植园栽培，行距4m，株距1.25m，每亩133株，树龄5年。供试肥料有：商品有机肥（有机质≥4 5%，N+P5O2+K2O≥5%）；尿素（N≥46%）；磷酸二铵（N≥18%、P2O5≥46%）；硫酸钾（K2O≥50%）。

2.3 试验设计

试验共设置8个处理组，3次重复，小区种植面积为30m2。其中，优化施肥处理为根据施肥前土壤化验结果，参照有机质、有效磷、速效钾含量分别确定氮磷钾肥料施肥量。试验采用行间侧施肥法，商品有机肥全部基施，施肥沟按照行间方向布置，位于树干中部与树冠投影外缘中间部位，施肥沟深25cm，宽15cm，其数量为2条对称施肥沟，施入肥料后覆土填平，追肥在7月份中旬前后施入，2条对称施肥沟。其他浇水、病虫防治等管理措施按照当地农户生产习惯方式管理，试验采用随机区组设计，各处理组有机肥替代化肥试验方案见表2。

表2 有机肥替代化肥试验方案

2.4 测定指标和方法

在果实成熟期取样，并测定相应的指标，主要包括果树产量、生物学性状和果实品质。

（1）果树产量：在果实成熟后，采取每个处理的第4棵和第5棵树的所有果实后称重，然后计算每个处理的亩产量。

（2）生物学性状和果实品质的测定：每个处理随机采取6个苹果，测定指标包括单果重、果形指数、硬度、可溶性糖、可滴定酸度等。

平均单果重：用百分之一天平称量苹果质量，计算其平均值；

果形指数：测定果实纵径与横径之比，用游标卡尺测定；

硬度：由 GY-1 型果实硬度计在每个果实赤道部位去皮后分别测量；

可溶性糖：用蒽酮比色法测定果实可溶性糖质量分数；

可滴定酸度：用 GMK-835F 型苹果酸度计测量酸度。

2.5 数据处理

采用WPS统计数据，dps数据处理软件和3414田间试验设计与数据分析管理系统软件进行统计分析，采用最小显著极差法（LSR-SSR）进行差异性显著分析。

3 结果与分析

3.1 有机肥替代化肥各处理对沂源红苹果产量影响

由表3可知，与CK常规施肥相比，各有机肥替代的处理组亩产均有所提高，说明施用有机肥能够相对提高果树产量，产量由高到低依次为：T1＞T6＞T2＞T7＞T3＞T5＞T4。其中，T1优化施肥产量最高，为2894.08kg/亩，增产率为49.54%，因此，根据土壤养分化验结果所确定的优化施肥处理可以显著提高果树产量。产量提高最少的两组为T4（70%常规施肥用量+商品有机肥300kg/亩）和T5（90%常规施肥用量+商品有机肥500kg/亩），产量分别为2046.34和2129.38kg/亩，增产率分别为5.74%和10.03%。说明采用高量化肥配施高量有机肥和低量化肥配施低量有机肥可以提高果树的产量，但是作用效果不佳。

表3 有机肥替代化肥对沂源红苹果产量影响

在施用300kg/亩低量有机肥作为基肥时，果树苹果产量随着化肥用量的增多而提高，产量由高到低依次为T2＞T3＞T4，与CK常规施肥相比，分别提高35.45%、22.16%和5.74%。这是因为所选试验地块基础地力相对较弱，土壤有机质、N、P、K等含量较本区县的平均值低（沂源县土壤养分平均值为有机质15.5g/kg、全氮0.999g/kg、有效磷75mg/kg、速效钾233mg/kg），加之前期未栽种果树进行施肥处理，土壤比较贫瘠，因此施用300kg/亩的低量有机肥无法满足果树的生长需求，需要施用高量的化肥来作为营养补充；在施用500kg/亩高量有机肥作为基肥时，产量由高到低依次为T6＞T7＞T5，与CK常规施肥相比，T6苹果的产量提高最显著，增产率为44.41%，且T6最接近优化施肥养分配比。因此，在鲁中地区沂源红苹果上采用减少20%化肥用量，并用500kg/亩的商品有机肥进行替代，可以实现最大幅度的增产，为最佳替代配比。

3.2 有机肥替代化肥各处理对沂源红苹果生物学性状影响

3.2.1 不同处理对苹果单果重的影响

如表4所示，不同有机肥替代化肥处理下苹果的单果重存在一定的差异性。与CK常规施肥相比，对单果重提高作用最明显的是T1，单果重提高38.89%，T2、T6和T7处理也均有极显著差异性，说明优化施肥在促进单重作用上有显著效果，而80%常规施肥+商品有机肥500kg/亩、70%常规施肥+商品有机肥500kg/亩和90%常规施肥+商品有机肥300kg/亩处理对促进单果重也有一定的作用。不同的施肥方式T3-T5对单果重影响差异性不明显。

表4 有机肥替代化肥对沂源红苹果生物学性状影响

3.2.2 不同处理对苹果果形指数和硬度的影响

如表4所示，不同有机肥替代化肥处理对苹果的果形指数和硬度的影响存在一定差异，总体来说，与CK常规施肥相比较，T1在果型指数上具有显著差异性，苹果外形周正，卖相好，从而可以提高苹果售价和经济效益，其他处理与对照组差异性不明显。硬度方面，各有机肥替代化肥处理T1-T3，T6-T7与CK常规施肥相比差异性显著，并且以T1优化施肥硬度最高，说明施用有机肥有利于提高苹果的硬度，增加硬脆口感，同时增加抗挤压能力，利于提高苹果的耐储存性和耐运输性。

3.3 有机肥替代化肥各处理对沂源红苹果果实品质影响

如表5所示，不同施肥处理对苹果果品实品质影响也存在较大差异。总体来说，与CK常规施肥相比较，T1、T3、T6均能提高苹果的可溶性固形物、可溶性糖和糖酸比（见图1），并且T1、T6与CK差异性显著，T1-T3、T6-T7均可以降低可滴定酸含量，并且T1和T6可滴定酸含量降低最显著（见表5）。与CK处理相比，T1可溶性固形物含量、可溶性糖含量及糖酸比分别提高8.59%、13.16%和35.49%，可滴定酸含量降低28.89%；T6可溶性固形物含量、可溶性糖含量及糖酸比分别提高7.52%、11.37%和33.87%，可滴定酸含量降低26.67%。说明优化施肥和高量有机肥替代20%的化肥促进了果实可溶性糖的转化，对改善苹果的酸甜口感具有明显的作用效果，且以T1优化施肥的苹果口感最佳，从而提高了苹果的食用性和商品性。

图1 有机肥替代化肥处理对沂源红苹果糖酸比影响

表5 有机肥替代化肥对沂源红苹果果实品质影响

4 讨论

有机肥替代化肥对苹果的产量和果实品质具有明显的提高作用。纯粹的化肥减量不能很好地满足果树对肥料的持续需求，有机肥可以在有限范围内部分替代化肥[4]，其主要原因有两点。一是有机肥中含有一定的速效无机养分、微生物与腐殖酸，在与化肥一定配比施肥时，基肥、追肥都可以显著提高本年叶片的鲜重、干重以及叶绿素含量[17]，从而提高光合作用和自身养分供应，促进果树的营养生长和生殖生长。二是有机肥与化肥配施可以改善土壤结构，提高土壤大团聚体比例和稳定性，以及提高土壤有益微生物含量[18]和土壤酶活性[19]，给植物提供较好的根系微环境，减少养分流失，增加作物的抗逆性[20-21]，有效促进作物根系的发育和对养分的吸收[22]，使果树具有良好树势。针对山东地区氮肥施用量较高，磷肥与钾肥的施用量不足的现状，有机肥与化肥配施可以提高土壤中氮的利用率，扩大土壤中的有机氮库、磷库，提高土壤的供氮、供磷的能力[23]，从而避免了化肥过量使用，为提高果实产量及品质打下了良好的基础。

5 结论

综上所述，根据鲁中地区苹果园推荐施肥用量及试验结果可知，高量化肥配施高量有机肥和低量化肥配施低量有机肥对提高果树产量和果品品质作用效果不佳，高量化肥配施高量有机肥会降低化肥利用率，低量化肥配施低量有机肥则无法满足果树生长需求。在化肥减量20%的条件下，采用500kg/亩有机肥进行替代，可以有效提高沂源红苹果的产量和品质。根据土壤养分情况及上述减量施肥和有机肥替代用量，参照土壤有机质、有效磷、速效钾等含量进行优化施肥，可以确定该区域最优施肥配比（折纯）为全年施用氮肥22kg/亩，磷肥15kg/亩，钾肥22kg/亩，商品有机肥500kg/亩；即最佳的施肥处理技术模式为：11月底苹果收获完成后，基施有机肥500kg/亩，尿素21.04kg/亩、磷酸二铵19.57kg/亩、硫酸钾13.20kg/亩，追肥于来年7月中旬施入，分别追施尿素14.03kg/亩、磷酸二铵13.04kg/亩、硫酸钾30.80kg/亩。在此施肥模式下能够有效提高沂源红苹果的产量、果品品质和商品性，并且有利于鲁中地区苹果园的绿色、健康、可持续发展。