1.1 试验区概况
研究地点为山东省威海市文登区泽头镇峰山 村 文 登 德 丰 农 业 有 限 公 司(37 ° 08 ′ N,121° 86′ E)苹果试验田,该地气候特点为暖温带季风气候,年平均降雨量为 585 mm,年平均气温为 8.4 ℃。土壤为褐土,其供试土壤基本理化性质如表 1 所示。
1.2 供试材料
供试苹果:选用 5 年生的“富士”品种,嫁接于 M26 砧木上。供试肥料:尿素(N 46%),磷酸二铵(N 18%,P2O5 46%), 硫 酸 钾(K2O 50%), 腐 植酸 硅 钙 肥( 总 腐 植 酸 含 量 3%,SiO2 20%,CaO 20%)。
1.3 试验设计
田间试验为完全随机区组设计,设 3 个施肥处理,每个处理一行,每行选连续 10 棵长势均匀一致的苹果树,重复 3 次。苹果树行距为 4.0 m,行间树距为 1.25 m,平均 1995 株 / 公顷。在苹果树种植上管理方法(包括杂草控制、病虫害控制、土壤管理和灌溉等)相同。试验时间为 2020 年 10 月25 日至 2021 年 11 月 10 日。
3 个施肥处理如下:(1)常规施肥(CK),整个生长时期施 N-P-K 养分分别为 420-300- 375 kg/hm2,施肥量根据调查确定。(2)优化施肥(F),整个生长时期施 N-P-K 养分分别为 330-225-330 kg/hm2,该施肥量根据苹果产量目标和施肥前土壤肥力水平确定。(3)优化施肥同时增施腐植酸硅钙肥(FC),N-P-K 养分用量与 F 处理相同,增施 Si 养分 300 kg/hm2,Ca 养分 135 kg /hm2。
具体施肥方法如表 2 所示。
施肥阶段,每年 3 月按辐射沟施肥法施基肥。按南北方向分别布置 2 个辐射沟,分别位于躯干中部和冠状突起外缘。施肥沟深 25 cm、宽 15 cm。施肥沟数为 2 个对称施肥沟,施肥后填土。此外,还将腐植酸硅钙肥施于土壤上,并在耕作后均匀地混入表土中。每年 7 月以相同的施肥方式进行追肥。
1.4 样品采集与测定
苹果收获期取土壤样品,经预处理后采用 pH计测定土壤 pH,采用凯氏定氮法测定土壤全氮,采用重铬酸钾外加热法测定土壤有机质,采用自动分析仪测定土壤无机氮,采用钼蓝法测定土壤有效磷,采用火焰光度法测定土壤速效钾。
苹果产量:整株采摘用电子秤测量称重。随机采 10 个苹果样品,用数字天平测定单果重;用GY-1 水果硬度计测定果肉硬度。用游标卡尺测定苹果长度和直径,计算果形指数。采用蒽酮比色法测定可溶性糖的含量。用 GMK-835F 水果酸含量测定仪测定苹果酸度。
1.5 数据统计分析
使用 Microsoft Office 2019 对数据进行整理,使用 SPSS 22.0 软件进行统计分析。
2.1 不同施肥处理对苹果产量的影响
表 3 为不同施肥处理对苹果产量的影响。由表中可以看出,F 处理和 FC 处理均能显著提高苹果产量。从增产效果上来看,FC 处理具有稳步增加的效果,能增产 29.53%。从 2021 年的产量上来看,FC 处理能增加苹果产量的效果最为明显,其亩产达到 2625.42 kg。
2.2 不同施肥处理对苹果品质的影响
表 4 为不同施肥处理对苹果品质的影响。由表中可以看出,FC 处理能够明显改善苹果品质。
与 CK 比,F 处理和 FC 处理均能显著提高苹果的单果重;FC 处理单果重值最高,达到 247.35 g。
与 CK 相比,F 处理和 FC 处理对改善苹果外观形状均有促进作用,但三者之间差异不显著。硬度适当提高可以使果实耐储存,增加过多也会降低口感。就苹果硬度而言,与 CK 相比,F 处理和 FC 处理苹果硬度均稍有所降低,但三者间差异不显著。含糖量高、可滴定酸含量低、糖酸比高的苹果具有更好的口感。与 CK 和 F 处理相比,FC 处理明显提高了苹果的可溶性糖含量,但 CK 和 F 处理间差异不显著;F 处理和 FC 处理的苹果可滴定酸含量相较于 CK 显著增加,FC 处理的苹果可滴定酸含量相较于 F 处理显著降低;F 处理和 FC 处理的糖酸比相较于 CK 均有所降低,但 FC 处理和 CK 处理间差异不显著,FC 处理和 F 处理间差异显著。
2.3 不同施肥处理对土壤性状的影响
表 5 为不同施肥处理对土壤 pH、有机质和全氮的影响。由表中可以看出,不同施肥处理对土壤pH、有机质和全氮含量的影响存在差异。不同施肥处理对土壤 pH 影响明显,3 种施肥处理土壤 pH差异显著,与 CK 相比,F 处理土壤 pH 显著增加,为 6.85;FC 处理土壤 pH 显著降低,为 6.52。不同施肥处理对土壤有机质含量影响不显著,但是与CK 相比,F 处理和 FC 处理均略有降低。与 CK(土壤全氮含量较高,为 1.22 g/kg)相比,F 处理和 FC 处理土壤全氮含量显著降低,但二者间差异不显著。
表 6 为不同施肥处理对土壤速效养分的影响。由表中可以看出,不同施肥处理对土壤中氮、磷、钾含量的影响不同。FC 处理土壤铵态氮含量最高,为 5.3 mg/kg,显著高于 CK 和 F 处理,而 CK 和 F处理铵态氮含量分别为 3.7、3.8 mg/kg,且二者间差异不显著。F 处理硝态氮含量最高,为 12.6 mg/kg;FC 处理硝态氮含量次之,为 11.1 mg/kg;CK 硝态氮含量最低,为 9.3 mg/kg,3 种不同施肥处理间硝态氮含量差异显著。不同施肥处理对土壤中有效磷和速效钾含量影响显著。FC处理土壤有效磷含量最高,为 129.47 mg/kg;CK 含量次之,为 121.47 mg/kg,均显著高于 F 处理(75.62 mg/kg)。FC 处理土壤速效钾含量最高,为 357.67 mg/kg;CK 次之,为286.00 mg/kg,均显著高于 F 处理(213.33 mg/kg)。
由此可见,FC 处理能够显著提高土壤中的铵态氮、有效磷、速效钾含量。
苹果作为高产作物,生长过程需要消耗大量的肥料养分,针对作物养分吸收规律科学施肥对苹果树生长发育十分有利,能够提高苹果产量和养分效率,提升果实品质,实现苹果产业绿色可持续发展 [7]。梁敬等 [8] 研究表明,化肥减量 25%,苹果产量依旧可以提高 6.17%,苹果的单果重提高 18.53 g,可溶性固形物和 Vc 含量相较于常规施肥高出 0.97%和 0.42%,果形指数、硬度、可滴定酸和糖酸比指标均无显著差异。王贺等 [9] 的研究表明化肥减施30% 对土壤养分、树体生长、苹果产量和品质等无显著影响。硅、钙元素是苹果果实生长的必要元素,温映红 [10] 研究表明,施用硅钙钾肥 4 千克 / 株,苹果的座果率增加 9.6%,果实糖分提高,裂果率降低。
张学勇等 [11] 研究表明,硅肥处理可使苹果单果重增加 13.6 g,果实硬度增加 0.89 kg/cm2,可溶性固形物增加 0.71%,可溶性糖增加 1.44%。本研究也表现出相同的结果,优化施肥表现出了较大的增产效果,F 处理和 FC 处理分别能增加产量 5.91% 和 29.53%。FC 处理能显著提高苹果单果重,达到 247.35 g;和 CK 相比,F 处理和 FC处理均增加了苹果单果重、果形指数和可滴定酸含量,FC 处理显著提高了果实可溶性糖含量;F 处理和 FC 处理的糖酸比相较于 CK 均有所降低,但FC 处理相较于 CK 差异不显著,FC 处理相较于 F处理糖酸比显著提高。在各处理的土壤养分分析中,FC 处理的土壤铵态氮、有效磷和速效钾含量均显著高于 CK 和 F 处理,含量分别 5.3 mg/kg、129.47 mg/kg、357.67 mg/kg。总之,优化施肥同时增施腐植酸硅钙肥能够提高苹果树生产力、改善果实品质、提高土壤肥力。