不同有机无机肥配施对陇中旱农区山楂产量的影响

［摘 要］ 为研究不同有机无机肥配施对陇中旱农区山楂产量的影响，2018—2020年在甘肃省定西市通渭县常河镇的福兴德田园综合体千亩山楂园，以3年生大金星山楂为试验材料，进行了3 a田间试验。共设计9个氮素投入量和有机无机肥配比处理，其中N1：不施氮肥；N2至N6：施氮量均为378.00 kg/hm2，其中商品有机肥氮的替代比例依次为50.0%、37.5%、25.0%、12.5%、0%；N7的施氮量和商品有机肥氮替代比例分别为425.25 kg/hm2，22.2%；N8为472.50 kg/hm2，40.0%；N9为519.75 kg/hm2，54.5%。在山楂成熟后测定产量及其营养成分。结果表明，相同施氮量下，提高有机氮比例，山楂产量较单施化肥处理显著增加，其中N2、N3处理效果最好，较单施化肥处理分别提高了34.8%、13.0%。在化肥减量增效背景下，陇中旱农区增加有机肥施用比例，增加了山楂对氮素的总吸收量，有利于减少氮素在土壤中的残留，减少氮素的损失。增施有机肥提高了山楂的果实品质，其中37.5%、25.0%替代比例较无机肥处理（N6）显著提高了山楂可溶性糖、黄酮、维生素C含量，分别提高了22.3%、29.7%、29.7%和18.4%、23.1%、23.1%。

［关键词］ 山楂；有机肥；产量；营养成分

［中图分类号］ S513 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1674-7909（2022）06--4

0 引言

山楂是蔷薇科落叶乔木，广泛分布于亚洲、美洲、欧洲等地，栽植历史悠久［1-2］。山楂果实中含有大量胡萝卜素、解脂酶、果胶等成分［3-5］，而这些物质具有很高的营养、保健价值。山楂树主根不发达，但生长能力极强，在瘠薄土地上也能生长，易于栽培管理，也可作为绿化和观赏树种［6］。杨朝选等［7］研究表明，氮肥对山楂的增产效果明显，然而，长期过量施用氮肥易导致土壤板结，养分失衡，作物品质降低，氮肥利用效率逐年下降。徐明岗等［8］研究表明，有机肥能够改善土壤结构和理化性质，提高土壤肥力，但有机肥相对于化肥存在肥效缓慢、养分含量低等问题。多位学者就有机肥与无机肥对果树生长发育及果园土壤理化性质的影响做了大量的研究［7-9］。然而在陇中旱农区，少有学者研究关于有机无机肥配施对该地山楂产量的影响。如果能以适宜的比例和用量将有机肥与无机肥配施，就可能既满足山楂养分需求，维持陇中旱作区山楂持续高产，又避免大量使用无机氮肥造成的一系列问题。为此，笔者设计了不同的山楂氮素配施投入量及有机无机肥配施的适宜比例，以期为甘肃省通渭县山楂园可持续生产提供重要理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

选取甘肃省通渭县常河镇山楂园为试验地。通渭县常河镇平均海拔1 590 m，区内大部分为黄土岭、河谷阶地。当地年平均气温7.4 ℃，≥10 ℃积温为3 080 ℃，全年无霜期150 d左右，降雨主要集中在7—9月，年平均降水量为444.2 mm。常河镇土壤为黄绵土，土壤有机质含量为5.43 g/kg、全氮量为0.66 g/kg、有效磷6.7 mg/kg、全钾为5 g/kg，土壤pH值为8.4。

1.2 试验材料

供试材料为3年生大金星山楂树。参试有机肥用通渭县常河镇福兴德农牧林专业合作社研制的以枯枝落叶、锯木屑、秸秆、豆粕、牛羊粪为主要原料的果树专用有机肥［m（N）∶m（P）∶m（K）=3∶1∶2］；供试无机肥为通渭县振兴农资有限责任公司生产的化肥［m（N）∶m（P）∶m（K）=46∶20∶52］。

1.3 试验设计

于2018—2020年在通渭县常河镇山楂园进行试验，采用随机区组排列，单因素设计，9个处理，重复3次，27小区。9个处理，分别为N1（不施氮肥）、N2（50.0%有机氮占比）、N3（37.5%有机氮占比）、N4（25.0%有机氮占比）、N5（12.5%有机氮占比）、N6（0%有机氮占比）、N7（22.2%有机氮占比）、N8（40.0%有机氮占比）和N9（54.5%有机氮占比），详见表1。除了对照N1处理不施肥，各处理均施磷肥（P2O5）150 g/株、钾肥（K2O）240 g/株。小区面积60 m2（20 m×3 m），种植密度1 260株/hm2。有机肥全部作基肥深施；在开花前和果实膨大前期进行追肥。

1.4 测定方法

1.4.1 产量测定。于2018年、2019年和2020年9月山楂果实收获后测产，按每个小区面积比例测定山楂果实的667 m2产量（单位：kg）。

1.4.2 果实营养成分测定

果实可溶性糖含量用蒽酮比色法测定，维生素C含量用2，6-二氯靛酚滴定法测定，总酸含量用氢氧化钠滴定法测定，黄酮含量用紫外分光光度法测定。

1.4.3 氮肥农学利用效率和氮肥偏生产力的计算

氮肥农学利用效率（kg/kg）=（施氮区果实产量-不施氮区果实产量）/施氮量；氮肥偏生产力（kg/kg）=施氮区果实产量/施氮量。

2 结果与分析

2.1 有机肥与山楂产量的关系

由表2可知，2018—2020年的N1至N9处理的667 m2平均产量分别为151.2、520.8、436.8、369.6、319.2、386.4、344.4、420.0 kg和428.4 kg。其中，N2处理显著高于其他8个处理，N3、N8、N9 3个处理间差异不显著，N2至N9处理显著高于N1处理。这表明在陇中旱作区50%有机肥（N2）处理下山楂产量最高。

2.2 不同施肥处理下山楂氮肥偏生产力和农学效率分析

由表3可知，3年各施肥处理的氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率的差异显著，2020年的氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率最高，2019年次之。2018—2020年，N2处理的氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率平均最高，N3处理次之，N7处理最低。随着有机氮比例增加，氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率基本呈增加趋势，以有机氮占比为50.0%的N2最高；以有机氮占比为22.2%的N7最低，但N4、N6间差异不显著，N2、N3显著高于其他各处理（P＜0.05）。提高总氮量的处理N7至N9氮肥偏生产力和氮肥农学利用效率显著低于N2和N3（P＜0.05）。

2.3 不同施肥处理下山楂果实营养成分分析

由图1可知，9个施肥处理的可溶性糖、维生素C、总黄酮、总酸等营养成分含量差异明显。由图1（a）可知，N1至N9处理的可溶性糖含量分别为6.5%、12.6%、12.2%、9.5%、7.9%、10.3%、8.3%、11.2%、11.8%，N2至N9处理的可溶性糖含量均比N1处理高。由图1（b）可知，各施氮肥处理维生素C含量差异很大，N1处理的维生素C含量仅为0.2 mg/g，在所测定的9个处理当中是最低的；N4与N6差异不显著（P＞0.05），显著低于N2和N3；提高总氮量的处理N7至N9维生素C含量显著低于N2和N3，但N2、N3处理间差异不显著（P＞0.05）；N2（50.0%有机肥氮）、N3（37.5%有机肥氮）处理维生素C含量均在0.3 mg/g以上，是不施氮肥处理N1的1.5倍。由图1（c）可知，N1的可滴定酸含量最高，为1.86%，其次是N5为1.82%，N2最低只有1.25%；N1、N4、N5、N7处理的可滴定酸含量差异不显著（P＞0.05）。由图1（d）可知，9个处理中N2处理黄酮含量最高为0.71%，N1处理最低为0.43%；与N1处理相比，N2和N3的黄酮含量显著提高了64.7%、34.2%。总体而言，50.0%有机肥氮（N2）和37.5%有机肥氮（N3）水平下山楂可溶性糖、维生素C、总黄酮等成分显著高于N1、N4至N9处理。

3 讨论

3.1 有机肥与山楂产量的关系

氮肥管理对果树产量形成和养分利用效率有重要影响［7］。徐明岗等［8］研究表明，配施有机肥不仅可以满足作物的营养需求，而且可使氮肥用量减少70%，提高土壤有机质含量，改善土壤肥力，减少肥料施用中的不必要浪费和肥料损失。王宝申等［9］研究表明，施加发酵有机肥一般能使山楂增产10%～30%，在减少化肥用量的条件下仍具有稳产甚至增加山楂产量的效果。潘宝晖等［10］研究表明，配施有机肥增加了山楂树新梢长度，促进了叶片的生长，同时可增加山楂单果质量。本研究表明，氮素投入量超过300 g/株后，以有机肥形式增加施氮量不能显著提升果实产量，但与单施化肥处理相比，山楂果实产量和氮肥农学利用效率的增减与基肥当中有机肥比例呈正比关系。这是因为：与无机肥相比，有机肥营养元素齐全，包括N、P、K、S、Mn等多种元素，能够改良土壤理化性质［11-12］，提高果实品质，提高化肥利用率［13］。

3.2 不同施肥处理对山楂果实营养成分影响分析

本研究表明，在378 kg/hm2的施氮水平下，随着有机肥比例的增加，山楂的可溶性糖、总黄酮、维生素C含量显著增加，其中有机肥占比50.0%和37.5%处理最为显著。这主要是因为有机肥中腐解产生的有机酸可能增加了土壤中有机养分的矿化过程［14］，从而直接促进了有机养分的释放，使农田土壤中氮元素、有效磷、速效钾等养分含量明显增加，从而对山楂糖酸百分比的提升可能起到一定促进作用［15］。N2和N3处理的可溶性糖和维生素C含量较N6处理分别提高了22.3%、18.4%和29.7%、23.1%，单施化肥处理的山楂果实酸度显著高于N2、N3处理。这主要是因为该有机肥所含养分全面。配合施用这种有机肥不仅有效提高了植物叶片和果实中多种养分含量［16］，而且提升了山楂果实香度、亮度、红度及适口性。杜春燕［17］研究表明，50%有机肥替代无机肥可显著提高果实可溶性糖含量和糖酸比。本试验与前人研究结果较为一致。

4 结论

通过3 a的田间试验发现，通渭县山楂园增加有机肥比例，可以保持现有产量不降低，但增加总氮投入量山楂果实产量没有显著增加。氮素投入量在300 g/株左右，有机肥占比50.0%和37.5%左右，山楂的产量、可溶性糖含量、黄酮等成分高于其余几个处理。这表明在通渭县常河镇有机肥配施化肥能有效提高山楂产量。

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