李百云，李 慧，許澤華

（寧夏農(nóng)林科學(xué)院園藝研究所，寧夏 銀川 750002）

靈武長棗是寧夏特色棗產(chǎn)業(yè)中具有地理標(biāo)志的優(yōu)質(zhì)鮮食棗之一［1］，靈武市因獨(dú)特的地理位置、環(huán)境氣候、土壤等優(yōu)越的條件，加上該區(qū)棗農(nóng)較高的管理水平和投入水平，確立了其在靈武長棗種植方面的優(yōu)勢地位［2］，成為寧夏的第一產(chǎn)棗大縣，具有一定的品牌效應(yīng)。近年來，越來越多的棗農(nóng)以產(chǎn)量作為增加經(jīng)濟(jì)效益的主要手段，施肥是目前提高產(chǎn)量的最重要的措施。隨著化肥施用量和年限不斷增加，對土壤生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，直接造成土壤酸堿化、土壤板結(jié)、通氣性不好、養(yǎng)分比例失衡，降低了肥料利用率，導(dǎo)致棗果品質(zhì)和產(chǎn)量下降，進(jìn)而造成資源浪費(fèi)和生產(chǎn)成本增加，還帶來了水體污染等環(huán)境和食品安全問題［3-5］。

隨著我國農(nóng)業(yè)部‘兩減’行動的推行，人民對無污染、安全、高品質(zhì)綠色食品需求量日益增加，因此傳統(tǒng)的化肥依賴型農(nóng)作方法亟需改變，而化肥減施有機(jī)肥替代對減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對化肥的過度依賴，推動我國綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展有顯著作用［6-7］。研究表明：有機(jī)肥料和無機(jī)化學(xué)肥料配合施用能夠改善作物生長狀況，改善果實(shí)品質(zhì)，降低化肥使用量，并通過施用有機(jī)肥，有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展和土壤質(zhì)量的提升［8-9］，在施肥的基礎(chǔ)上，添加微生物菌劑，可以進(jìn)一步改善土壤肥力，調(diào)節(jié)土壤微生物生長環(huán)境［5，10］。目前，很多學(xué)者在化肥減施配施有機(jī)肥方面，對釀酒葡萄［7］、蘋果［11］、三紅蜜柚［12］、芒果［13］等果樹開展了大量試驗(yàn)研究，一致認(rèn)為，化肥減施合理比例配施有機(jī)肥是提升土壤肥力、提高產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的有效措施。方成等［14］發(fā)現(xiàn)減施化肥配施EM菌劑可顯著提高玉米品質(zhì)、改善土壤肥力、提高土壤微生物菌群數(shù)量。關(guān)于化肥減施配施有機(jī)肥在紅棗上已開展相關(guān)研究，主要集中在陜西產(chǎn)區(qū)［8］、新疆產(chǎn)區(qū)［15-16］；并且過量和不合理施用化肥，已經(jīng)成為威脅靈武長棗產(chǎn)業(yè)的重要問題［2］。因此，本研究以靈武長棗為研究對象，通過研究黃河流域化肥減施替代技術(shù)對土壤肥力、產(chǎn)量、果實(shí)品質(zhì)的影響，旨在為指導(dǎo)有機(jī)肥替代部分化肥在田間的施用提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地位于寧夏回族自治區(qū)靈武市園藝場基地，該地位于寧夏中部，屬大陸性季風(fēng)氣候，海拔1 120 m，全年日照時(shí)數(shù)3 080.2 h，平均無霜期157 d，年平均氣溫8.8℃，年均降水量206.2～255.2 mm，土壤質(zhì)地為灌淤土［17-18］。0～40 cm耕層土壤pH 為7.65，含有機(jī)質(zhì)21.38 g/kg、全氮0.68 g/kg、速 效 氮 14.00 mg/kg、速 效 磷33.52 mg/kg，速效鉀168.07 mg/kg。

1.2 供試材料

供試棗樹為16 a生的靈武長棗樹，砧木為酸棗，栽植密度為4 m×2 m，長勢基本一致，田間管理一致。供試商品有機(jī)肥由寧夏伊品生物科技股份有限公司提供，總養(yǎng)分N＋P2O5＋K2O≥10%，有機(jī)質(zhì)≥45%；復(fù)合肥由山東黑松土農(nóng)業(yè)高新技術(shù)有限公司提供，N-P2O-K2O＝17-17-17，總養(yǎng)分≥51%，腐植酸≥3%；枯草芽孢桿菌由北海強(qiáng)興生物科技有限公司提供，有效活菌數(shù)≥1 000億/g。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置6個(gè)處理，每個(gè)處理選取3株樹，3次重復(fù)，采用單株施肥處理。以施全量復(fù)合肥為對照（T1，依據(jù)當(dāng)?shù)厥┯昧浚?.5 kg/株），75%復(fù)合肥＋5 kg有機(jī)肥（T2），50%復(fù)合肥＋10 kg有機(jī)肥（T3），75%復(fù)合肥＋5 kg有機(jī)肥＋菌劑（T4，按有機(jī)肥1%加入），50%復(fù)合肥＋10 kg有機(jī)肥＋菌劑（T5，按有機(jī)肥1%加入）。將肥料作為基肥一次性施入，于2020年5月24日，在樹冠投影外兩側(cè)機(jī)械開溝，離主干70 cm，溝深35 cm、寬50 cm，均勻地將試驗(yàn)所用的肥料施入溝內(nèi)，然后覆土、灌水。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

土壤肥力測定：在10月施肥前和采收后，于樹冠下，按照五點(diǎn)混合取樣法，采集施肥點(diǎn)周邊0～40 cm的土壤。全氮采用凱氏蒸餾法，有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀以土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品作為參考，采用蘇州科銘生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的試劑盒測定。

產(chǎn)量調(diào)查：于9月中下旬，田間統(tǒng)計(jì)單株坐果量，根據(jù)單株產(chǎn)量＝單果質(zhì)量×單株坐果量，計(jì)算單株產(chǎn)量。

果實(shí)品質(zhì)：于果實(shí)脆熟期，采集棗樹四周正常果實(shí)30個(gè)，利用游標(biāo)卡尺測定果實(shí)縱橫徑，利用百分之一天平測定單果質(zhì)量，利用色差儀測定果實(shí)色澤指標(biāo)，采用折糖儀測定可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用酸堿滴定法測定，維生素C質(zhì)量分?jǐn)?shù)采用二氯酚靛酚滴定法測定，采用可溶性糖蒽酮-濃硫酸比色法測定糖酸比，以可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)與其對應(yīng)可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比值［18］表示。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010和SPSS 20對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和方差分析，利用Duncan方法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)（P＜0.05表示差異顯著），結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同化肥減施處理對土壤肥力的影響

2.1.1 不同化肥減施處理對土壤有機(jī)質(zhì)和全氮的影響

不同施肥處理對土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量造成了不同程度的影響（圖1-圖2）。不同施肥處理對土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量有顯著性影響（P＜0.05）。其中常規(guī)施肥處理（T1）土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量最高，分別為16.13 g/kg、0.67 g/kg；T2～T5處理有機(jī)質(zhì)、全氮含量 較 T1 降幅在6.8%～17.4%、26.9%～40.3%；T3處理有機(jī)質(zhì)、全氮含量最低，分別為13.32 g/kg、0.40 g/kg。與T3相比，T5處理有機(jī)質(zhì)、全氮含量顯著提高了12.8%、22.5%，T2、T4處理有機(jī)質(zhì)、全氮含量差異不顯著。試驗(yàn)結(jié)果說明在化肥減施25%、50%基礎(chǔ)上，對應(yīng)配施有機(jī)肥和微生物菌劑處理對土壤有機(jī)質(zhì)、全氮含量有提升作用。

圖1 不同化肥減施處理對土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

圖2 不同化肥減施處理對土壤全氮含量的影響

2.1.2 化肥減施對土壤速效養(yǎng)分的影響

由圖3-圖5可知，不同施肥處理較常規(guī)施肥（T1）顯著降低了土壤速效氮、速效磷、速效鉀含量（P＜0.05），其中常規(guī)施肥處理（T1）土壤速效氮、速效磷、速效鉀含量最高，分別為 8.40 mg/kg、34.39 mg/kg、163.42 mg/kg。T2～T5處理速效氮、速效磷、速效鉀含量降幅分別在12.1%～36.1%、43.4%～54.1%、16.1%～27.9%。T3處理速效氮、速效磷、速效鉀含量最低，分別為5.37 mg/kg、15.77 mg/kg、117.89 mg/kg。與 T3相比，T5處理速效氮、速效磷、速效鉀含量顯著提高了32.6%、14.4%、14.0%，T2、T4處理速效磷、速效鉀含量差異不顯著。

圖3 化肥減施對土壤速效氮含量的影響

圖4 化肥減施對土壤速效磷含量的影響

圖5 化肥減施對土壤速效鉀含量的影響

2.2 化肥減施對靈武長棗產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表1可知，不同施肥處理較常規(guī)施肥（T1）降低了靈武長棗果實(shí)縱徑、橫徑及單果質(zhì)量，降幅分別在0.7%～4.5%、1.7%～7.0%、4.2%～11.2%，T2處理果實(shí)縱徑最小，T5處理果實(shí)橫徑和單果質(zhì)量最小。不同施肥處理的果形指數(shù)進(jìn)行比較，T4處理果形指數(shù)最高，為1.95，其他施肥處理果形指數(shù)差異不顯著。不同施肥處理較常規(guī)施肥（T1）降低了靈武長棗單株產(chǎn)量，降幅在4.3%～46.9%，T2、T4與T1差異不顯著，T3、T5與T1存在顯著差異。因此化肥減施25%以上，果實(shí)縱橫徑、單果質(zhì)量有減小趨勢，化肥減施在50%基礎(chǔ)上，配施有機(jī)肥和生物菌劑，單株產(chǎn)量顯著下降。

表1 化肥減施對靈武長棗產(chǎn)量構(gòu)成的影響

2.3 化肥減施對靈武長棗果實(shí)品質(zhì)的影響

果實(shí)色澤是果實(shí)外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)，而色度是色澤在果實(shí)表面的直觀體現(xiàn)［19］。明度L*表示果實(shí)的明暗程度，a*（紅/綠色）代表紅綠偏向，b*（黃/藍(lán)色）代表黃藍(lán)偏向［20］。由表2可知，不同施肥處理對果皮L*值、a*值、b*值有不同程度影響，變化范圍分別為31.02～32.00、17.72～19.18、15.22～17.20，各處理間L*值、a*值、b*值間差異不顯著。因此，在化肥減施基礎(chǔ)上，配施有機(jī)肥和生物菌劑對果實(shí)色澤影響不顯著。

表2 化肥減施對靈武長棗果實(shí)果皮色澤的影響

由表3可知，不同施肥處理靈武長棗果實(shí)維生素C含量在244.41～259.14 mg/100 g之間，T4處理果實(shí)維生素C含量最低，與T1處理存在顯著差異，其他處理與T1差異不顯著。T1果實(shí)可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，為0.397%，其他處理較T1降低了6.5%～10.6%。與T1相比，T2～T5果實(shí)可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高了2.3%～4.8%，均與T1差異不顯著；T2～T5果實(shí)可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高了3.4%～11.5%，只有T3與T1差異不顯著。不同施肥處理較常規(guī)施肥（T1）果實(shí)糖酸比增加了14.4%～20.5%，達(dá)到顯著差異。因此化肥減施25%配施有機(jī)肥和生物菌劑，果實(shí)可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比增加，可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低。

表3 化肥減施對靈武長棗果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響

3 討論

3.1 化肥減施處理對土壤肥力的影響

土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)是土壤有機(jī)質(zhì)，有機(jī)質(zhì)含量的增加可以有效地改善土壤理化性能，調(diào)節(jié)土壤的酸堿平衡，能協(xié)調(diào)有機(jī)與無機(jī)養(yǎng)分的平衡供應(yīng)，增加土壤養(yǎng)分含量［21-22］。何浩等［23］研究表明，氮肥減量10%配施有機(jī)肥可以提高玉米生育期內(nèi)的土壤速效養(yǎng)分的含量。馮大蘭等［24］報(bào)道，50%化肥＋50%有機(jī)肥能夠提高梁平柚土壤有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量，對土壤pH無顯著影響。趙滿興等［8］通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與單施化肥比較，化肥減量40%～60%配施腐殖酸肥，能夠提升棗園土壤有機(jī)質(zhì)含量，降低土壤堿解氮、速效磷含量。吳長昊［25］研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)施肥相比，在無機(jī)肥減施20%～40%的基礎(chǔ)上，配施有機(jī)肥可降低土壤有機(jī)質(zhì)含量。本研究表明，與常規(guī)施肥2.5 kg/株比較，化肥減施25%～50%，配施有機(jī)肥和微生物菌劑的處理其土壤養(yǎng)分含量下降比較顯著，有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、速效磷、速效鉀含量降幅分別在 11.7%～17.4%、26.9%～40.3%、14.5%～36.1%、19.4%～49.68%、16.1%～27.9%，與馮大蘭等［24］研究存在不一致，首先可能是試驗(yàn)土壤條件存在差異，其次是馮大蘭等［24］各施肥處理氮、磷、鉀用量相等，本研究施肥處理依據(jù)當(dāng)?shù)貤椶r(nóng)使用量，未對處理的氮、磷、鉀含量進(jìn)行比較。上述研究表明，化肥減量在一定范圍內(nèi)，配施適合的有機(jī)肥能夠提升土壤肥力水平，但超過一定閾值后，配施有機(jī)肥對土壤肥力沒有顯著提升作用，說明化肥的施用是影響土壤肥力水平的重要因素。

微生物菌劑是一種含有大量有益活菌的新型肥料，能夠改善土壤環(huán)境，提高化肥利用效率，減少肥料使用量，減少肥料浪費(fèi)和潛在環(huán)境污染［26-27］。近年來，化肥減施與配施生物菌劑對土壤肥力的影響已成為研究熱點(diǎn)［5，13］。岳明燦、方成等［5，13］在鮮食玉米和櫻桃番茄上研究發(fā)現(xiàn)，在減施40%化肥基礎(chǔ)上，灌施加噴施EM菌劑液體肥處理，土壤pH、有機(jī)質(zhì)、速效養(yǎng)分和微生物生物量碳氮含量均高于全量化肥處理。張雅楠［28］報(bào)道，與常規(guī)施肥相比，減氮30%配施復(fù)合菌劑S、B可以使得有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮含量增加，有效鉀和速效磷也略有提高。本研究表明，在化肥減施25%基礎(chǔ)上，配施枯草芽孢桿菌，能夠提高土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效養(yǎng)分的含量。綜合上述研究成果，生物菌劑對土壤肥力有一定的提升作用。

3.2 化肥減施處理對靈武長棗果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

果實(shí)品質(zhì)的優(yōu)劣受到多種因素的影響，施肥方式是主要影響因素之一，且施肥是作物增產(chǎn)的有效措施，作物產(chǎn)量是評價(jià)施肥效果的重要指標(biāo)之一［30］。相關(guān)研究表明，化肥減施增施有機(jī)肥和微生物菌劑能夠改善果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)，但作物產(chǎn)量受有機(jī)肥替代化肥比例的影響［31］。馮煥德等［13］研究表明，化肥氮減施30%增施羊糞發(fā)酵肥，芒果果實(shí)中的可溶性固形物、固酸比都有升高，可滴定酸含量與對照相比，有所降低，不同比例的有機(jī)肥替代化肥對芒果產(chǎn)量有一定的提高，但未達(dá)到顯著差異。岳明燦等［5］研究發(fā)現(xiàn)，減施40%化肥基礎(chǔ)上，并灌施加噴施EM菌劑液體肥處理番茄可溶性固形物、可溶性蛋白和可溶性糖含量顯著高于全量化肥處理，產(chǎn)量與全量化肥處理無顯著差異。盧合全等［29］通過試驗(yàn)表明，以施化肥為對照，化肥減施30%配施有機(jī)肥對籽棉產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素均無顯著差異。楊忠贊等［32］研究發(fā)現(xiàn)，在玉米產(chǎn)量上，有機(jī)肥替代處理（OM70、OM50）產(chǎn)量與單施化肥處理NPK無顯著性差異。本研究發(fā)現(xiàn)，化肥減施25%配施有機(jī)肥和生物菌劑，降低了靈武長棗果實(shí)可滴定酸含量，增加可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比，對產(chǎn)量影響不顯著，與上述研究結(jié)果類似。

在靈武長棗生產(chǎn)中，中等偏上肥力的棗園大多存在速效化肥過量使用的情況，對果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量沒有顯著的提升作用，還造成土壤肥力下降等一系列問題。因此，化肥減施勢在必行。經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對于土壤養(yǎng)分豐富的土壤，化肥減施25%以上配施有機(jī)肥和生物菌劑，直接導(dǎo)致棗園土壤養(yǎng)分含量顯著降低，對產(chǎn)量影響不明顯，能夠提升果實(shí)品質(zhì)。綜上，對于靈武長棗產(chǎn)區(qū)土壤養(yǎng)分豐富的棗園，短期內(nèi)化肥減施25%配施有機(jī)肥和生物菌劑是可行的，但土壤要實(shí)現(xiàn)的可持續(xù)發(fā)展，連續(xù)化肥減施50%不可行，因此化肥減施比例還需進(jìn)一步探討，以達(dá)到培肥地力、穩(wěn)產(chǎn)、提升果實(shí)品質(zhì)的目標(biāo)。

4 結(jié)論

在靈武長棗產(chǎn)區(qū)土壤養(yǎng)分豐富的棗園，化肥減施25%配施有機(jī)肥和生物菌劑對產(chǎn)量影響不顯著，可提升果實(shí)品質(zhì)，具有一定的可行性。