全 文 ：长期不同施肥处理对苹果产量、品质
及土壤肥力的影响*
赵佐平1,2 摇 同延安1**摇 刘摇 芬1 摇 王小英1
( 1西北农林科技大学资源环境学院, 陕西杨凌 712100; 2陕西理工学院, 陕西汉中 723001)
摘摇 要摇 通过连续 7 年(2003—2010 年)的田间定位试验,研究了不同施肥处理[不施肥对
照,CK;不施 N肥只施 PK肥,PK;不施 P 肥只施 NK 肥,NK;不施 K 肥只施 NP 肥,NP;单施
NPK化肥,NPK;单施有机肥(猪粪),M;化肥有机肥配施(化肥有机肥氮各占一半),NPKM]
对渭北旱塬富士苹果产量、品质及果园土壤养分含量变化的影响. 结果表明: 施肥可以提高
苹果产量,连续 7 年不同施肥处理苹果平均产量较对照提高 14. 4% ~ 63. 8% ,各处理苹果年
平均产量顺序为:NPKM>NPK逸M>NP逸NK>PK>CK. NPKM、M、NPK 处理随着试验时间的推
移,果实可溶性糖、维生素 C、可溶性固形物含量呈上升趋势,NPKM、M 处理不同年际间波动
相对较小;NPKM处理糖酸比 5 年较对照提高了 30. 9% ,维生素 C含量提高了 17. 5% .长期合
理施肥有利于提高土壤有机质,NPKM、M处理 0 ~ 20 cm土层有机质含量提高幅度最大,分别
提高了 28. 8%和 29. 3% . NPK、NPKM、M处理土壤各层速效氮、有效磷、速效钾含量较试验前
均有显著提高,NPK 处理 0 ~ 20 cm、20 ~ 40 cm 和 40 ~ 60 cm 土层速效氮含量分别提高了
22郾 7% 、37. 3%和 53. 4% .与 NPK处理相比,NPKM处理的土壤速效磷含量提高了 18. 7% ,且
不同处理土壤速效磷含量上层显著大于下层.
关键词摇 苹果摇 长期施肥摇 产量摇 品质摇 土壤肥力
*国际植物营养研究所项目(IPNI)资助.
**通讯作者. E鄄mail: tongyanan@ nwsuaf. edu. cn
2013鄄04鄄08 收稿,2013鄄08鄄23 接受.
文章编号摇 1001-9332(2013)11-3091-08摇 中图分类号摇 S661. 1, S606. 2摇 文献标识码摇 A
Effects of different long鄄term fertilization patterns on Fuji apple yield, quality, and soil fer鄄
tility on Weibei Dryland, Shaanxi Province of Northwest China. ZHAO Zuo鄄ping1,2, TONG
Yan鄄an1, LIU Fen1, WANG Xiao鄄ying1 ( 1College of Natural Resources and Environment, Northwest
A&F University, Yangling 712100, Shaanxi, China; 2 Shaanxi University of Technology, Hanzhong
723001, Shaanxi, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(11): 3091-3098.
Abstract: A 7鄄year (2003-2010) located field experiment was conducted to evaluate the effects of
different long鄄term fertilization patterns on the Fuji apple yield, quality, and soil fertility on the
Weibei Dryland, Shaanxi Province of Northwest China. Seven treatments were installed, i. e. , no
fertilization (CK), inorganic P and K fertilization (PK), inorganic N and K fertilization (NK),
inorganic N and P fertilization (NP), inorganic N, P, and K fertilization (NPK), swine manure
(M), and half inorganic N, P, and K combined with half swine manure (NPKM). Each treatment
had three replications. Fertilization increased the apple yield. The average yield in the 7 years un鄄
der fertilization was increased by 14. 4% -63. 8% , as compared to the CK. The average yield de鄄
creased in the order of NPKM>NPK逸M>NP逸NK>PK>CK. In treatments NPKM, M, and NPK,
the fruit sugar / acid (S:A) ratio, vitamin C, soluble solid, and hardness tended to be increased
with time, with a smaller yearly fluctuation in treatments NPKM and M. In treatment NPKM, the
S:A ratio and vitamin C increased by 30. 9% and 17. 5% , respectively after five years, as com鄄
pared to the CK. Long鄄term rational fertilization increased the soil organic matter (SOC) content in
0-20 cm layer, with the largest increment in treatments NPKM and M (28. 8% and 29. 3% , re鄄
spectively). The soil available N, P, and K contents in all layers in treatments NPK, NPKM, and
M increased significantly, and the soil available N content in 0-20, 20-40, and 40-60 cm layers
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 11 月摇 第 24 卷摇 第 11 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Nov. 2013,24(11): 3091-3098
in treatment NPK was increased by 22. 7% , 37. 3% , and 53. 4% , respectively. As compared to
treatment NPK, the soil available P content in treatment NPKM was increased by 18. 7% . In all
fertilization treatments, the soil available P content was significantly higher in upper layer than in
lower layer.
Key words: apple; long鄄term fertilization; yield; quality; soil fertility.
摇 摇 中国作为世界上最大的苹果生产国和消费国,
苹果种植面积和产量均占世界总量的 46%以上[1] .
陕西是中国水果生产第一大省,目前苹果产业已经
具有很大规模. 2011 年陕西苹果种植面积达到 66
万 hm2,苹果产量 960. 9 万 t,比 2010 年增长 5. 5% ,
继续稳居全国第一. 2011 年陕西果业总产值约达
200 亿元[2] .果业已成为陕西果农经济增收的重要
支柱性产业.由于经济利益的驱动,果农原来粗放式
的栽培管理模式逐渐向以市场为导向、以高投入高
产出为特征的生产方式转变. 果农对果园的化肥投
入越来越高,特别是氮肥的投入,而忽视了科学施肥
的重要作用.赵佐平等[3]通过连续 2 年的调查发现,
陕西渭北旱塬苹果园普遍存在施肥结构不合理、养
分不平衡、肥料利用率低等现象,这也是导致陕西苹
果产量不稳、品质较差的主要原因之一,同时不合理
施肥还可能造成土壤质量退化,甚至环境污染问题.
蔡泽江等[4]通过连续 18 年的长期定位田间试验研
究表明,长期单施氮肥造成红壤 pH 值明显下降,18
年降低了 1. 5. 张云贵等[5]通过长期定位试验研究
指出,农业生产中长期施用高量氮肥是造成地下水
硝酸盐污染的重要原因之一,而且氮肥所造成的氮
素径流流失是引起水体氮富营养化的重要原因[6] .
彭福田等[7]研究表明,随着苹果产量水平的提
高,果园土壤肥力呈增高趋势.然而由于陕西渭北旱
塬地区土层深厚,受人类长期不合理耕作的影响,土
壤养分的累积在不同土层存在较大差异[8-9] .苹果根
系在地下分布较深,不同土层的根系密度和养分吸收
量差别较大[10],且苹果等多年生果树的生长和结果
状况并不完全取决于当年土壤营养元素的有效
性[11],导致果树生长与施肥及土壤肥力水平的关系
远比普通作物复杂.为此,我们在陕西渭北旱塬苹果
优生区进行了多年不同施肥处理试验.旨在探明长期
不同施肥处理对苹果产量、品质及果园土壤肥力的影
响,为果园养分管理和可持续发展提供参考依据.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 试验地概况
试验于 2003—2010 年在陕西渭北旱塬苹果优
生区的合阳县休里村西北农林科技大学旱农试验站
进行. 该区位于 34毅59忆16义 N,109毅58忆33义 E,海拔
950 m,光照充足,年平均气温 11. 5 益,年均降水量
536. 5 mm,最大蒸发量 1005. 8 mm. 供试果园面积
10 hm2,地势平坦,可灌溉,果园土壤为黑塿土,供试
地块试验布置前土壤肥力状况见表 1.
1郾 2摇 试验设计
1郾 2郾 1 试验材料 摇 试验果园株行距 3 m伊4 m. 砧木
为八棱海棠(Mains micromalus Makino),主栽品种为
红富士,全部以 M26 为中间砧,树龄 15 年(至 2010
年),生长旺盛.
1郾 2郾 2 试验设计摇 试验于 2003 年苹果采收后布置,
至 2010 年苹果采收后结束.选树势基本一致无病虫
害的 6 棵树为一个处理小区,重复 3 次,小区随机排
列.根据果树的施肥种类和施肥量的不同,共设 7 个
处理.分别是:不施肥(CK)、不施 N 肥只施 PK 肥
(PK)、不施 P 肥只施 NK 肥(NK)、不施 K 肥只施
NP 肥 (NP)、单施 NPK 化肥 (NPK)、单施有机肥
(M)、化肥有机肥配施(化肥有机肥氮各占一半,
NPKM).根据果树专家[12-14]合理施肥推荐量:一般
苹果产量保持在 25000 ~ 45000 kg·hm-2之间比较
适宜,建议肥料施用量为 N 240 ~ 360 kg·hm-2,
P2O5 220 ~ 340 kg·hm-2,K2O 160 ~ 240 kg·hm-2,
有机肥 40000 ~ 60000 kg·hm-2 . 本研究施肥量:纯
N 330 kg·hm-2, P2O5 221 kg·hm-2,K2O 242. 5
kg·hm-2 .根据多年测得腐熟猪粪平均养分含量(含
N 0. 60% ,P2O5 0. 40% ,K2O 0. 44% )计算有机猪粪
用量为 55000 kg·hm-2;所有处理所用化肥为:氮肥
用尿素,磷肥用普通过磷酸钙,钾肥用氯化钾,磷、钾
肥作为基肥秋季一次施入,尿素 2 / 3 作为基肥施入,
表 1摇 供试果园土壤基础肥力
Table 1 摇 Soil properties of apple orchard before fertiliza鄄
tion
土层深度
Soil depth
(cm)
有机质
Organic matter
(g·kg-1)
速效氮
Available N
(mg·kg-1)
速效磷
Available P
(mg·kg-1)
速效钾
Available K
(mg·kg-1)
0 ~ 20 14. 6 55. 4 19. 8 187. 7
20 ~ 40 9. 1 39. 9 11. 6 112. 6
40 ~ 60 6. 2 29. 5 5. 9 54. 5
2003 年 10 月采样 Sampling in October 2003.
2903 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
1 / 3在春季作为追肥施入,施肥方式均为条状沟施.
供试果园剪枝、除虫、疏花疏果等管理措施同当地普
通果园一致.
1郾 3摇 测定项目与方法
果实在每年 10 月中旬成熟时采收,每株从东南
西北 4 个方向各采 16 个果,将每处理果实混合,按
小区收获,称量,计算产量,并对样品进行品质测定.
可溶性糖用铜还原鄄直接滴定法测定[15];可溶性固
形物用泉州光学仪器厂生产的 WYT鄄4 型糖量计测
定;Vc 用 2,6鄄二氯靛酚兰比色法测定;有机酸用
NaOH滴定法测定[15];硬度用 HP鄄230 型硬度仪测
定.苹果采收后于树冠下避开施肥点分层采集土样
(0 ~ 20 cm、20 ~ 40 cm和 40 ~ 60 cm),每小区取 10
个采样点混合为一个土样.土样风干后过 2 mm 筛,
采用 ASI法分析土壤样品的养分状况,其中土壤速
效 P和速效 K均采用 0. 25 mol·L-1 NaHCO3+0. 01
mol·L-1 EDTA+0. 01 mol·L-1 NH4F 浸提,浸提液
中有效磷用钼蓝比色法测定,有效钾用火焰光度计
测定;硝态氮和铵态氮采用 2 mol·L-1的 KCl浸提,
紫外分光光度计测定[15] .本文中所指速效氮为硝态
氮和铵态氮之和.土壤有机质用重铬酸钾鄄浓硫酸氧
化(外加热法),硫酸亚铁溶液滴定法测定.
1郾 4摇 数据处理
采用 Excel 2007 和 DPS 软件对试验数据进行
统计分析,并进行差异显著性检验,显著性水平设定
为 琢=0. 05.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 不同施肥处理对苹果产量及经济效益的影响
由表 2 可知,连续 7 年不同施肥处理苹果平均
产量较对照提高 14. 4% ~ 63. 8% . NPKM 处理苹果
平均产量最高,为 36. 88 t · hm-2,较对照提高
63郾 8%;NPK处理平均产量为 35. 88 t·hm-2,较对照
提高 59. 3%;M处理平均产量也较对照提高 54郾 9% .
本研究养分合适比例为 1 颐 0. 7 颐 0. 75,总体表现出
氮、磷、钾肥料配合施用,能发挥土地的生产潜力.其
他缺素(PK、NP、NK)处理较对照都显著提高了苹果
产量,但处理间差异不显著.不同肥料处理苹果产量
顺序为:NPKM>NPK逸M>NP逸NK>PK>CK.
不同处理经济效益见表 2,其中 NPKM 处理产
值为 18. 44 万元·hm-2,纯收益为 17. 51 万元·
hm-2,较对照纯收益净增 6. 26 万元·hm-2 . NPK 处
理产值仅次于 NPKM 处理,纯收益略高于其他处
理,为 17. 54 万元·hm-2 .尽管 CK 处理未有肥料成
本投入,但由于产量较低,纯收益也最小.由此可知,
合理施肥是提高苹果产量、增加收益的重要管理
模式.
2郾 2摇 不同施肥处理苹果产量年际变化
由图 1 可以看出,同一处理不同年际间苹果产
量存在较大波动,这可能受大小年、当年气候条件、
果园管理水平等因素的影响. 但从总体趋势来看,
NPKM、M、NPK处理随着试验时间的推移,产量呈上
升趋势, 年平均增幅分别为 2郾 1、 1郾 1 和 1郾 2
t·hm-2;与 NPKM、M相比,NPK 处理受外来因素的
影响年际波动幅度较大,其中 2005—2006 年波动幅
度最大,为 5. 45 t·hm-2 .缺素处理(PK、NP、NK)产
量则呈现缓慢下降趋势,年平均降幅分别为 0郾 5、
0郾 3 和 0郾 28 t·hm-2;其中减氮处理降幅波动最大,
2006—2007 年减产 4 t·hm-2 .上述结果说明合理施
肥能够提高果实产量,且随着时间的推移效果越来
越明显.从波动幅度来看,NPKM、M、NPK 处理随着
时间推移波动幅度逐年减小,特别是 NPKM、M处理
表 2摇 不同施肥处理对苹果平均产量及经济效益的影响(2004—2010 年平均)
Table 2摇 Effects of different fertilization on apple fruit yield and income (Average in 2004-2010)
处理
Treatment
N 颐 P2O5 颐 K2O 平均产量
Average yield
( t·hm-2)
增产
Increament
(% )
产值
Value
(伊104 yuan·hm-2)
肥料成本
Fertilizer cost
(伊104 yuan·hm-2)
纯收益
Net income
(伊104 yuan·hm-2)
CK 0 颐 0 颐 0 22. 52c - 11. 26 0 11. 26
PK 0 颐 0. 7 颐 0. 75 25. 77bc 14. 4 12. 88 0. 26 12. 62
NK 1 颐 0 颐 0. 75 28. 29b 25. 6 14. 15 0. 33 13. 82
NP 1 颐 0. 7 颐 0 28. 5b 26. 6 14. 25 0. 25 14. 00
NPK 1 颐 0. 7 颐 0. 75 35. 88a 59. 3 17. 94 0. 39 17. 54
M 1 颐 0. 7 颐 0. 75 35. 28a 54. 9 17. 44 2. 50 14. 94
NPKM 1 颐 0. 7 颐 0. 75 36. 88a 63. 8 18. 44 0. 93 17. 51
苹果价格 5 元·kg-1(2010);肥料价格 N 4. 78 元·kg-1,P2O5 4. 17 元·kg-1,K2O 6 元·kg-1,有机肥 0. 5 元·kg-1;该效益分析中不考虑肥料
以外的其他成本 Apple price: 5 yuan·kg-1(2010), price of N, P2O5, K2O and organic manure are 4. 78, 4. 17, 6 and 0. 5 yuan·kg-1 respectively,
and the net income analysis didn爷t include other cost except fertilizer. 同列不同字母表示差异显著(P<0. 05) Different letters in the same column
meant significant difference at 0. 05 level.下同 The same below.
390311 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 赵佐平等: 长期不同施肥处理对苹果产量、品质及土壤肥力的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
图 1摇 不同施肥处理苹果产量年际变化
Fig. 1摇 Annual changes of apple yield under different fertiliza鄄
tion.
后期波动更小.说明这 2 个处理一方面通过有机肥
直接补充了苹果园的土壤养分,同时又通过调节土
壤与化肥养分的释放强度和速率,使苹果各生育阶
段得到更为均衡的营养,从而提高了苹果产量,减小
了大小年和当年气候变化的影响.
不同处理间后期年际产量差异更为明显,特别
是平衡施肥(NPKM、NPK、M)处理产量均高于缺素
(PK、NP、NK)处理. 2009 年产量结果显示,NPKM处
理产量达到 42. 11 t·hm-2,与其他各处理差异均达
到显著水平. 2010 年, NPK 处理产量达到 41郾 3
t·hm-2,与试验初期的 2004 年相比,7 年平衡施肥
后产量提高了 26. 3% ,与对照相比提高了 59. 3% .
说明平衡施肥可促进苹果增产. 缺素(PK、NP、NK)
处理中 NP、NK 处理产量趋势线始终在 PK 处理之
上,说明减氮处理对苹果产量影响较大,其处理效果
仅略高于对照处理,均低于其他处理,可见氮肥对当
地苹果产量的贡献最大,这也是果农长期施肥管理
中“重氮偏磷轻钾冶的主要原因之一.
2郾 3摇 不同施肥处理对苹果品质的影响
2郾 3郾 1 可溶性糖含量摇 从不同施肥处理苹果品质分
析结果可以看出 (图 2),不同年际间,NPKM、M、
NPK处理随着试验时间的推移,可溶性糖含量呈上
升趋势. NPKM、M 处理不同年际间波动相对较小,
且可溶性糖含量分别由 2005 年的 13. 8% 、13. 0%
增加到 2009 年的 14. 5%和 14. 4% ;NPK 处理可溶
性糖含量由 2004 年的 12. 7% 增加到 2010 年的
14郾 4% . PK、NK、NP 处理可溶性糖含量逐年递减,
2004—2006 年降低幅度不大,2006 年以后递减幅度
开始增大,到 2008 年可溶性糖含量与 NPKM、NPK、
M 处理相比差异达到极显著水平;但 2009—2010
年,其可溶性糖含量又呈增加趋势,这可能与当年雨
水条件、光照时间、管理水平等因素有关.同年相比,
不同处理间差异明显,NPKM、NPK、M处理可溶性糖
含量始终高于 PK、NK、NP 处理,NP 处理的可溶性
糖含量最低,且试验时间越长降低越显著,这可能是
因为钾素能促进果实中的淀粉转化成糖,进而影响
苹果品质.
2郾 3郾 2 可滴定酸含量摇 所有处理苹果可滴定酸含量
在 2004—2008 年变化幅度不大,2009、2010 年其含
量显著下降(图 2),这可能与当年气候条件、光照时
间、苹果采收时间、采收后放置时间等因素有关,特
别是果实采收后随着放置时间的延长,其可滴定酸
含量逐渐降低.同年相比,PK、NK、NP处理可滴定酸
含量略高于其他处理.随着试验时间的推移,各处理
间差异增大.
2郾 3郾 3 糖酸比摇 苹果中可溶性糖含量增加、可滴定
酸含量降低时,糖酸比就会升高,进而改善果实的口
感风味[16-17] . NPKM、NPK、M 处理糖酸比有逐年增
加的趋势,特别是 NPKM 处理糖酸比由 2005 年的
36. 8 增加至 2009 年的 48. 2,提高了 30. 9% .而 PK、
NK、NP 处理糖酸比在 2004—2008 年逐年降低,尤
其是 NP处理糖酸比由 2004 年的 32. 7 降到 2008 年
的 20. 8,降低了 29. 1% .说明钾肥对苹果品质的贡
献较氮、磷肥大.而 2009、2010 年由于可滴定酸含量
显著下降(图 2),致使所有处理的糖酸比都显著高
于试验初期.
2郾 3郾 4 可溶性固形物摇 可溶性固形物在一定程度上
可以反映糖类物质的量,是确定苹果适收期和水果
品质的重要指标[18] . 由测定结果(图 2)可知,可溶
性固形物与可溶性糖含量趋势相似,均为 NPKM 处
理最高.
2郾 3郾 5 维生素 C含量摇 不同施肥处理果实中维生素
C含量不同. 同年比较发现,NPKM、NPK、M 处理维
生素 C含量较 PK、NK、NP 处理高,NPKM 处理维生
素 C 含量 2009 年达到 0. 14 mg·g-1 . 不同年份比
较,NPKM、NPK、M 处理果实中维生素 C 含量逐年
递增;PK、NK、NP 处理维生素 C 含量逐年降低,尽
管 2009 年的变化幅度较大,但总体呈下降趋势,其
中 NP处理降低幅度最大,降低了 13. 3% (图 2).由
不同施肥处理结果可知,化肥有机肥配施处理极大
地提高了果实中维生素 C含量.
2郾 3郾 6 硬度摇 随试验时间的推移,NPKM 和 M 处理
果实硬度有略微上升趋势,且保持在 6. 5 ~ 7. 5
kg·cm-2之间. 这是因为有机肥中含有作物所需的
Ca 、Mg等微量元素,这些元素不仅增加了果实的内
4903 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
图 2摇 不同施肥处理对苹果可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、可溶性固型物、维生素 C和硬度的影响
Fig. 2摇 Effects of different fertilization on soluble sugar, titratable acids, sugar鄄acids ratio, soluble solid, vitamin C and hardness of
apple fruits.
在品质,增强了口感,而且提高了果实的耐储性.
PK、NK、NP处理果实硬度平均在 6. 5 kg·cm-2以下
(图 2).可见增施有机肥可提高果实品质.
2郾 4摇 不同施肥处理对土壤养分含量的影响
2郾 4郾 1 土壤有机质摇 由图 3 可知,NPKM、M、NPK 处
理不同土层有机质含量均得到一定程度的提高.
NPKM、M处理 0 ~ 20 cm 土层有机质含量提高幅度
最大,分别提高了 28. 8%和 29. 3% ;而 NPK 处理仅
提高了 10. 1% . 20 ~ 40 cm、40 ~ 60 cm 土层 NPKM、
M处理土壤有机质含量也较试验前有不同程度提
高,但提高幅度与上层(0 ~ 20 cm)相比差异不大,
且两处理间差异均未达到显著水平. NPK 处理 20 ~
40 cm、40 ~ 60 cm土层土壤有机质含量分别提高了
1. 62 和 1. 43 g·kg-1,可能是果园采收后落叶、杂草
等翻埋腐烂增加了土壤有机质含量. PK、NK、NP 处
理不同土层土壤有机质含量几乎未改变. 可见施入
有机肥料及有机无机肥料配施有利于提高土壤有机
质含量,培肥地力.
2郾 4郾 2 土壤速效氮 摇 NPK、NPKM、M 处理土壤各层
速效氮含量较试验前(2003 年冬)均有显著提高.
NPK 处理 0 ~ 20 cm、20 ~ 40 cm和 40 ~ 60 cm土层 7
年后速效氮含量分别提高了 22. 7% 、37. 3% 和
53郾 4% ;NPKM处理则分别提高了 23. 5% 、39. 1%和
40. 5% . CK处理土壤速效氮含量显著下降,7 年后
不同土层速效氮含量分别降低了 48. 7% 、30. 8%和
41. 3% (图 3).上述试验结果表明,由于氮磷钾施肥
的累积果园土壤中的速效氮随着土层加深而增加.
CK处理的不同土层速效氮含量均呈逐年下降趋势,
这是由于长期不施肥使果园土壤养分缺乏,加之果
树对土壤养分的持续吸收利用,导致土壤速效氮累
积量逐年减少,且随着土层深度加深而减少.
2郾 4郾 3 土壤有效磷摇 长期不同施肥处理后,除 CK和
NK处理外,各层土壤有效磷含量均显著提高,其中
NPK处理增加幅度最大,在 0 ~ 20 cm、20 ~ 40 cm和
40 ~ 60 cm 土层较试验前(2003 年冬)分别增加了
133郾 7% 、134郾 4%和73郾 8% ;NPKM处理次之,分别
590311 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 赵佐平等: 长期不同施肥处理对苹果产量、品质及土壤肥力的影响摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
图 3摇 不同施肥处理土壤有机质、速效氮、有效磷和速效钾含量变化
Fig. 3摇 Changes of soil organic matter, available N, available P and available K under different fertilization.
增加了 96. 9% 、93. 9%和 87. 9% . CK 和 NK 处理各
层土壤有效磷含量均较试验前(2003 年冬)有所下
降.不同处理的果园土壤有效磷含量上层显著大于
下层(图 3).说明施肥使土壤有效磷累积主要集中
在 0 ~ 20 cm土层,其数量约为 20 ~ 60 cm土层累积
之和.
2郾 4郾 4 土壤速效钾摇 除 CK、NP 处理外,不同土层中
的土壤速效钾含量均大于试验前,且大于同时期的
CK处理.试验 7 年后,NPKM处理在 0 ~ 20 cm、20 ~
40 cm和 40 ~ 60 cm土层的土壤速效钾含量分别为
222. 3、162. 7 和 97. 8 mg·kg-1;与 CK相比,分别增
加了 90. 7% 、55. 7%和 107. 8% ;与试验前(2003 年
冬)相比,则分别增加了 18. 4% 、44. 6%和 79. 5% .
NPK处理次之,分别较 CK增加了 82. 1% 、45. 8%和
93. 2% . NP处理各层速效钾含量显著低于其他施肥
处理(图 3).
3摇 讨摇 摇 论
合理施用化肥和有机肥能明显改善土壤肥力状
况[19-20],有利于果树高产. 本研究通过连续 7 年田
间试验结果表明,苹果年平均产量顺序为 NPKM>
NPK逸M>NP逸NK>PK>CK,化肥有机肥配施处理苹
果产量较对照增加了 63. 8% ;NPK处理苹果产量较
对照增加了 59. 3% ;M 处理较对照提高了 54郾 9% .
各处理间差异随时间推移越来越显著. 这与李忠芳
等[21]的研究结论一致.本研究肥料养分投入比例为
1 颐 0. 7 颐 0. 75,在前人长期研究[13-14]建议合适范围
(N 颐 P2O5 颐 K2O为 1 颐 0. 5 ~ 1 颐 0. 6 ~ 0. 8)之内.有
机肥与化肥配施是维持系统可持续性的最优施肥模
式,有利于作物高产稳产,增产的原因可能是:一方
面通过有机肥直接补充了苹果园系统中的土壤养
分,同时又通过调节土壤与化肥养分的释放强度和
速率,使苹果各生育阶段得到更为均衡的矿质营养,
从而提高了苹果产量,进而减小了大小年、当年气候
变化的影响;另一方面,有机肥中腐解产生的有机酸
还可能增加了土壤中有机养分的矿化过程,从而促
进了难溶性养分的释放,增加了土壤中全效和速效
养分含量[22],即相当于施入了更多的矿质营养,进
而提高了苹果产量.除苹果产量外,果实品质也是人
们比较重视的一个方面,包括可溶性糖、Vc 含量、可
溶性固形物、糖酸比、硬度都直接影响了人们的消费
取向.可溶性糖和可滴定酸含量是苹果品质的重要
组成部分,当苹果中可溶性糖含量增加、可滴定酸含
量降低时,则苹果的糖酸比提高,进而改善了果实的
口感风味. 本试验中,NPKM 和 M 处理改善果实品
质的效果较其他处理显著,NPKM、M 处理随着试验
时间的推移可溶性糖含量呈上升趋势,分别由 2005
年的 13. 8%、13. 0% 增加到 2009 年的 14. 5% 和
14郾 4% . NPKM、M 处理维生素 C 含量也分别增加了
6903 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
17郾 5%和 24. 5% . 合理施肥使果实硬度维持在
6郾 5 ~7郾 5 kg·cm-2之间.因为有机肥中含有作物所需
的 Ca、Mg等微量元素,这些元素不仅增加了果实的
内在品质,增强了口感,而且提高了果实的耐储性.
土壤肥力变化和养分吸收是一个复杂的过程,
不仅关系到土壤养分含量和不同养分之间的相互作
用,还关系到作物生理特征的变化.反映土壤肥力高
低的指标有很多,目前评价土壤肥力的主要养分指
标有土壤有机质、有效氮、有效磷、有效钾含量
等[19] .其中土壤有机质是土壤肥力的重要基础物
质,有机肥中不仅含有植物所必需的大量和微量元
素,还含有丰富的有机养分,如蛋白质、氨基酸、纤维
素等,肥效持久,能促进土壤中微生物的繁殖,改善
土壤理化性状,从而提高土壤肥力.长期施肥结果显
示,无论施化肥还是有机肥对土壤养分都有提升作
用.本研究结果与前人研究结果[23-24]一致. NPKM、
NPK、M处理不同土层有机质含量均得到提高. 其
中,NPKM、M 处理 0 ~ 20 cm 土层有机质含量提高
幅度最大,分别提高了 28. 8%和 29. 3% ;而 NPK 处
理仅提高了 10. 1% .其他缺素处理土壤有机质含量
几乎未发生变化,长此以往,土壤中还可能出现镁、
硫、锌等中、微量元素的缺乏. NPK、NPKM、M处理土
壤各层速效氮、有效磷、速效钾含量较试验前均有显
著提高;NPK处理由上而下各土层 7 年后速效氮含
量分别提高了 22. 7% 、37. 3%和 53. 4% ,平均含量
下层增加幅度大于上层,这可能是由于速效氮容易
随土壤水分淋溶而下渗,导致速效氮的分布随着土
层深度增加而增加.这与古巧珍等[25]在农田作物上
的研究结果基本一致. 施用磷肥提高土壤有效磷含
量的效果高于施用有机肥,主要是因为磷肥在土壤
中易被固定为难利用态,移动性小,作物对磷的当季
利用率只有 10% ~25% [26],所以施化肥后大量的磷
在土壤中累积.杨学云等[27]通过长期定位试验研究
发现,化学磷肥施入土壤后,其累积主要集中在表
层.而有机肥中的磷主要以有机态存在,随着有机物
质的分解被逐渐释放出来成为速效磷被作物吸收利
用;另外,有机肥中的磷随有机肥在土壤中的分布相
对更广泛,与作物根系接触面积大,也是易被作物利
用的原因. CK处理不同土层的速效氮、有效磷、速效
钾含量均呈逐年下降趋势,这是由于长期不施肥使
果园土壤缺乏养分供应,加之果树对土壤养分的持
续吸收利用,导致土壤速效氮的累积量逐年减少,且
随着土层深度加深而减少,这与高义民等[28]的研究
结果一致.
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作者简介 摇 赵佐平,男,1982 年生,博士研究生,讲师. 主要
从事环境质量与果树营养研究. E鄄mail: zhaozuoping@ 126.
com
责任编辑摇 张凤丽
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