崔佳偉 任佳偉 李著帥 馮曉琳 張欣然 閆雨陽(yáng) 耿增超

DOI：10.13925/j.cnki.gsxb.20230242

摘? ? 要：【目的】通過對(duì)3年生蘋果幼樹進(jìn)行水分調(diào)控和有機(jī)肥替代耦合試驗(yàn)，探尋一種促進(jìn)黃土高原地區(qū)蘋果樹生長(zhǎng)、提升果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)，并能提升土壤肥力的果園灌溉施肥模式?！痉椒ā坑?020—2022年在陜西省渭南市白水縣蘋果試驗(yàn)站進(jìn)行，供試材料為3年生瑞雪蘋果幼樹，試驗(yàn)設(shè)置水分和施肥2因素，其中水分設(shè)置3個(gè)處理，分別為田間持水量的80%（W1）、田間持水量的60%（W2）、田間持水量的40%（W3）；施肥設(shè)置3個(gè)處理，分別為常規(guī)施肥（F1）、有機(jī)肥替代氮肥20%（F2）、有機(jī)肥替代氮肥40%（F3），并設(shè)置一個(gè)對(duì)照組（CK，田間持水量的80%，不施肥），測(cè)定兩年的果樹生長(zhǎng)量、果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)，以及土壤養(yǎng)分含量?！窘Y(jié)果】（1）合理的有機(jī)肥替代量（F3、F2）及高、中灌水量（W1、W2）促進(jìn)了兩年蘋果幼樹株高和莖粗的生長(zhǎng)。（2）兩年果實(shí)最大產(chǎn)量均出現(xiàn)在F3W1處理，分別為0.74、4.84 kg。（3）合理的有機(jī)肥替代量（F3、F2）及高、中灌水量（W1、W2）促進(jìn)了果實(shí)橫徑和縱徑的提升，水肥耦合對(duì)兩年果實(shí)的果形指數(shù)影響均不顯著；合理的水肥耦合促進(jìn)了兩年果實(shí)可溶性固形物含量、固酸比的提升和可滴定酸含量的降低，有機(jī)肥替代氮肥40%及高灌水量（F3W1）效果最佳，該處理下兩年可溶性固形物含量（w，后同）分別為19.26%、22.20%，固酸比分別為41.33、62.82，可滴定酸含量分別為0.473%、0.265%；低灌水量（W3）也可以促進(jìn)可溶性固形物含量的提升。（4）合理的水肥耦合整體上促進(jìn)了兩年土壤各項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)的提升。（5）根據(jù)相關(guān)性分析，2021年果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)與土壤養(yǎng)分顯現(xiàn)出不同程度的顯著負(fù)相關(guān)；2022年果實(shí)產(chǎn)量以及果實(shí)橫徑、縱徑、固酸比與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)（p＜0.05），可溶性固形物含量、可滴定酸含量與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)（p＜0.05），固酸比與土壤全氮含量呈顯著正相關(guān)（p＜0.05）?！窘Y(jié)論】合理的有機(jī)肥替代化肥及水分調(diào)控可以促進(jìn)果樹生長(zhǎng)，提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)以及土壤肥力，有機(jī)肥替代氮肥40%（F3）配合土壤80%田間持水量（W1）為當(dāng)?shù)毓麍@較好的控水施肥模式。

關(guān)鍵詞：蘋果；水肥耦合；有機(jī)肥替代；果樹生長(zhǎng)；產(chǎn)量；品質(zhì)；土壤養(yǎng)分

中圖分類號(hào)：S66 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1009-9980（2023）10-2098-14

Effects of water and fertilizer coupling on growth， fruit yield and quality and soil nutrient characteristics of apple saplings

CUI Jiawei， REN Jiawei， LI Zhushuai， FENG Xiaolin， ZHANG Xinran， YAN Yuyang， GENG Zengchang*

（College of Natural Resources and Environment， Northwest A & F University， Yangling 712100， Shaanxi， China）

Abstract： 【Objective】In agricultural production， the implementation of water regulation is the key to water-saving irrigation technology. Reasonable water regulation can not only reduce the amount of irrigation， but also improve the quality of fruits and other agricultural products. The application of organic fertilizer combined with reduced chemical fertilizer can increase fruit yield， reduce acidity， improve quality indexes such as soluble solids， and promote soil nutrient release and soil fertility. In this experiment， the coupling test of water regulation and organic fertilizer was carried out on 3-year-old apple saplings to explore an orchard irrigation and fertilization model that promotes the growth of apple fruit trees， improves fruit yield and quality， and improves soil fertility in the Loess Plateau. 【Methods】 This experiment was conducted at the apple experimental station in Baishui County， Weinan City， Shaanxi Province from 2020 to 2022. The test materials were 3-year-old Ruixue apple saplings. The test set two factors of irrigation and fertilization. Irrigation was set at three levels， 80% （W1）， 60% （W2）， and 40% （W3） of field capacity; three levels of fertilization were conventional chemical fertilizer （F1）， organic fertilizer replacing 20% nitrogen fertilizer （F2）， and 40% nitrogen fertilizer （F3）， and the control （CK， 80% of field capacity， no fertilization）. The growth of fruit trees， fruit yield and quality， and the content of soil nutrients were measured for two seasons. 【Results】 （1） Reasonable organic fertilizer substitution （F3， F2） and irrigation （W1， W2） promoted the growth of plant height and stem diameter of apple saplings in two years. （2） The highest fruit yield in 2021 and 2022 was in F3W1 treatment and 0.74 kg and 4.84 kg， respectively， which was 10.45% and 51.52% higher than that of conventional fertilization， and 12.12% and 49.85% higher than that of the control group in 2021 and 2022， respectively. （3） Reasonable organic fertilizer substitution amount （F3， F2） and irrigation amount （W1， W2） increased fruit transverse and longitudinal diameters， and the coupling of water and fertilizer had no significant effect on fruit shape index in the two seasons. F3 treatment promoted the decrease of titratable acid content of fruit in two years. The lowest values in 2021 and 2022 were 0.473% and 0.265%， respectively， which were 5.34% and 27.74% lower than the lowest values of conventional fertilization in the same year， and 14.56% and 24.57% lower than the control group， respectively. F3 increased fruit soluble solids in the two years; the maximum values of the two years were 19.26% and 22.20%， respectively， which were 2.85% and 19% higher than in conventional fertilization in the same year， and 23.24% and 37.04% higher than in the control group， respectively. Low irrigation （W3） also increased soluble solids; F3 and high irrigation （W1） treatments increased solid to acid ratio in the two years. The highest values in the two years were 41.33 and 62.82， respectively， which were 31.64% and 24.3% higher than the highest values in conventional fertilization treatment in the same year， and 42.80% and 30.33% higher than in the control group， respectively. （4） The reasonable coupling of water and fertilizer improved soil nutrient indexes in two years. （5） According to the correlation analysis， in 2021， fruit yield was significantly negatively correlated with soil available phosphorus content and available potassium content （p＜0.05）; fruit diameters were significantly negatively correlated with soil available phosphorus content （p＜0.05）; fruit titratable acid content was significantly positively correlated with soil organic matter content and soil pH; and solid to acid ratio was significantly negatively correlated with soil pH （p＜0.01）. In 2022， fruit yield， fruit diameters and solid to acid ratio were significantly positively correlated with soil organic matter content （p＜0.05）; soluble solids content and titratable acid content were significantly negatively correlated with soil organic matter content （p＜0.05）; and solid to acid ratio was significantly positively correlated with soil total nitrogen content （p＜0.05）. 【Conclusion】 Organic fertilizer replacing chemical fertilizer and reasonable water regulation can promote the growth of fruit trees and improve fruit yield and quality and soil fertility. Combined with the growth of fruit trees， fruit yield， fruit quality， soil fertility improvement effect， organic fertilizer replacing 40% nitrogen fertilizer （F3） combined with 80% soil field water holding capacity （W1） is a optimal irrigation and fertilization mode for local orchards.

Key words： Apple; Water and fertilizer coupling; Organic fertilizer substitution; Fruit tree growth; Yield; Quality; Soil nutrients

我國(guó)是蘋果生產(chǎn)大國(guó)，2020年全國(guó)總產(chǎn)量4 406.61萬(wàn)t[1]，占當(dāng)年全球產(chǎn)量的47%[2]。陜西省所在的西北高原地區(qū)是我國(guó)重要的優(yōu)產(chǎn)區(qū)、主產(chǎn)區(qū)[3]，但是該地區(qū)屬于半干旱地區(qū)，水分的不足是限制該地區(qū)發(fā)展果業(yè)的關(guān)鍵因素，且果園大水漫灌等農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)現(xiàn)象較為普遍。在該地區(qū)果園中，重施化肥、過量施肥的現(xiàn)象十分突出，有機(jī)肥配合化肥施用、替代化肥施用較少[4-5]，整體水肥利用效率較低。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，實(shí)施水分調(diào)控是節(jié)水灌溉技術(shù)的關(guān)鍵，適度的水分脅迫既可以降低灌溉量、節(jié)約用水，又可以提升水果等農(nóng)產(chǎn)品的儲(chǔ)存性[6]。有機(jī)肥配合或替代化肥施用可以提高果實(shí)產(chǎn)量，降低酸度、促進(jìn)可溶性固形物含量等品質(zhì)指標(biāo)的提升[7]，并有利于土壤養(yǎng)分釋放、培肥地力[8-9]。當(dāng)前關(guān)于蘋果果園水分調(diào)控和有機(jī)肥施用的研究報(bào)道較多，但主要集中于單獨(dú)進(jìn)行的水分脅迫或有機(jī)肥配施試驗(yàn)[6，10-13]，而對(duì)蘋果樹進(jìn)行水肥耦合試驗(yàn)的研究較少。因此筆者在本文中以連續(xù)2 a（年）的水分調(diào)控和有機(jī)肥替代試驗(yàn)為基礎(chǔ)，探討水分調(diào)控和有機(jī)肥替代耦合對(duì)蘋果樹生長(zhǎng)、果實(shí)產(chǎn)量品質(zhì)及土壤養(yǎng)分特征的影響，探尋更加合理的果園灌溉施肥模式，以期為黃土高原地區(qū)蘋果優(yōu)質(zhì)栽培提供一定參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)在西北農(nóng)林科技大學(xué)白水蘋果試驗(yàn)站進(jìn)行，試驗(yàn)站位于陜西省渭南市白水縣杜康鎮(zhèn)，地理坐標(biāo)在東經(jīng)109°16′～109°45′，北緯35°04′～35°27′之間，是典型的渭北黃土高原溝壑丘陵區(qū)，平均海拔1000 m，屬于溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同季，光照充足，年降水量578 mm左右，日夜溫差較大，年均溫度11.4 ℃，無(wú)霜期210 d，年日照時(shí)數(shù)平均2500 h[14]，供試果樹為3年生瑞雪蘋果幼樹，砧木為M26，供試有機(jī)肥為腐植酸有機(jī)水溶碳肥（河南晶碳農(nóng)業(yè)科技有限公司，含N 12%、P2O5 3%、K2O 5%，有機(jī)質(zhì)含量（ρ，后同）≥300 g·L-1、鈣鎂硫含量≥30 g·L-1、鐵鋅銅鉬硼含量≥5 g·L-1、水不溶物含量≤50 g·L-1，pH為6～8（1∶250倍稀釋），供試化肥為尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O5 16%）、硫酸鉀（含K2O 50%），果樹種植于遮雨棚內(nèi)的根箱，根箱長(zhǎng)為120 cm、寬為120 cm、高為60 cm。每個(gè)根箱內(nèi)裝800 kg土壤，試驗(yàn)所用土壤基本理化性質(zhì)如表1所示，試驗(yàn)時(shí)間為2020年10月至2022年10月。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)設(shè)置水分和施肥2因素，其中水分設(shè)置3個(gè)處理，分別為田間持水量的80%（W1）、田間持水量的60%（W2）、田間持水量的40%（W3）；施肥設(shè)置3個(gè)處理，分別為常規(guī)施肥（F1）、有機(jī)肥替代20%氮肥（F2）、有機(jī)肥替代40%氮肥（F3）。試驗(yàn)設(shè)置一個(gè)絕對(duì)對(duì)照（CK），絕對(duì)對(duì)照組不施肥，水分調(diào)控設(shè)置為田間持水量的80%。每次控水前測(cè)定每株樹所在土壤含水量，通過與設(shè)定的不同田間持水量的差值進(jìn)行計(jì)算得出所需灌水量（kg），準(zhǔn)確稱質(zhì)量后將水灌入根箱，每15 d進(jìn)行一次水分調(diào)控。試驗(yàn)進(jìn)行完全區(qū)組設(shè)計(jì)，共10個(gè)處理（包括對(duì)照組），每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，共30株樹。

試驗(yàn)具體施肥及控水方案如表2所示，化肥在每年的4月、5月、6月通過穴施施入土壤。有機(jī)肥在每次施化肥后的第一次控水時(shí)隨水施入。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及測(cè)定方法

1.3.1? ? 果樹生長(zhǎng)量測(cè)定? ? 2021年、2022年的6—9月的每個(gè)月固定時(shí)間測(cè)定果樹株高、莖粗，采用差值計(jì)算得到2021年和2022年的果樹生長(zhǎng)期（6—7月）、果實(shí)膨大期（7—8月）、果實(shí)著色期（8—9月）的株高和莖粗生長(zhǎng)量。

1.3.2? ? 果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定? ? 2021年、2022年10月蘋果成熟后采回全部果實(shí)測(cè)定產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)。采用電子秤稱質(zhì)量和計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)總產(chǎn)量、單果質(zhì)量和結(jié)果數(shù)；采用游標(biāo)卡尺測(cè)定果實(shí)縱徑和橫徑；采用氫氧化鈉中和滴定法測(cè)定可滴定酸含量；采用數(shù)顯糖度計(jì)（日本Atago PAL-1）測(cè)定可溶性固形物含量；采用計(jì)算法計(jì)算固酸比、果形指數(shù)。試驗(yàn)采用混樣的方法對(duì)每個(gè)處理所有的果實(shí)樣品進(jìn)行測(cè)定，即測(cè)定品質(zhì)指標(biāo)時(shí)將每株果樹的混合果樣測(cè)定3次（每次隨機(jī)取樣），取3次重復(fù)的平均值作為單株數(shù)據(jù)。

1.3.3? ? 土壤養(yǎng)分指標(biāo)測(cè)定? ? 2021年、2022年10月采收果實(shí)后，在距離果樹基徑40 cm處環(huán)形取0～20 cm土樣，每個(gè)處理取五個(gè)點(diǎn)（避開施肥點(diǎn)），土樣混勻后四分法保留1 kg。土樣自然風(fēng)干后過篩，用于測(cè)定土壤養(yǎng)分指標(biāo)。采用pH計(jì)測(cè)定水浸土壤的pH；采用消煮法、全自動(dòng)定氮儀測(cè)定土壤全氮含量；采用鉬銻抗比色法測(cè)定土壤有效磷含量；采用火焰光度法測(cè)定土壤速效鉀含量；采用重鉻酸鉀外加熱法-濃硫酸外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量；采用連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定土壤硝態(tài)氮、銨態(tài)氮含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用IBM SPSS Statistics 25軟件進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)，多重比較采用Duncans法，檢驗(yàn)0.05水平上的顯著性差異；采用Microsoft Excel 2016、GraphPad Prism 9.5軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 水肥耦合效應(yīng)對(duì)蘋果幼樹不同時(shí)期株高生長(zhǎng)量的影響

水肥耦合效應(yīng)對(duì)蘋果幼樹株高生長(zhǎng)量的影響如表3所示，水肥耦合效應(yīng)僅對(duì)2021年果樹生長(zhǎng)期蘋果幼樹株高生長(zhǎng)量影響顯著（p＜0.05），對(duì)其他時(shí)期影響均不顯著。在相同施肥條件下，隨灌水量的減少，除2022年F2施肥組外，兩年株高生長(zhǎng)量整體呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，表現(xiàn)為W1＞W(wǎng)2＞W(wǎng)3，這說明相同的施肥條件下，灌水量的減少不利于株高生長(zhǎng)量的增加。在相同水分條件下，2年幼樹株高生長(zhǎng)量并未隨有機(jī)肥替代量的增大而出現(xiàn)明顯的變化。2年株高生長(zhǎng)量對(duì)比發(fā)現(xiàn)，2年果樹生長(zhǎng)期株高最大生長(zhǎng)量均出現(xiàn)在F3W1，2022年較2021年下降57.8%；果實(shí)膨大期株高最大生長(zhǎng)量2021年出現(xiàn)在F2W1，2022年出現(xiàn)在F1W1和F3W1，2022年較2021年下降32.79%，果實(shí)著色期2021年最大株高生長(zhǎng)量出現(xiàn)在F1W1，2022年出現(xiàn)在F2W1，2022年較2021年下降84.34%，以上結(jié)果說明合理的有機(jī)肥替代及高灌水量促進(jìn)了蘋果幼樹株高的生長(zhǎng)。

2.2 水肥耦合效應(yīng)對(duì)蘋果幼樹不同時(shí)期莖粗生長(zhǎng)量的影響

水肥耦合效應(yīng)對(duì)蘋果幼樹莖粗生長(zhǎng)量的影響如表4所示，水肥耦合效應(yīng)對(duì)2021年、2022年各個(gè)時(shí)期的莖粗生長(zhǎng)量影響均不顯著。相同施肥條件下，隨灌水量的減少，除果實(shí)著色期外，兩年莖粗生長(zhǎng)量整體呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，表現(xiàn)為W1＞W(wǎng)2＞W(wǎng)3，這說明相同施肥條件下，灌水量的減少不利于莖粗生長(zhǎng)量的增加。在相同水分條件下，兩年莖粗生長(zhǎng)量并未隨有機(jī)肥替代量的增大而出現(xiàn)明顯的變化。兩年莖粗生長(zhǎng)量對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩年果樹生長(zhǎng)期莖粗最大生長(zhǎng)量分別出現(xiàn)在F3W1（2021年）、F2W1（2022年），2022年最大值較2021年提升11.45%，兩年果實(shí)膨大期莖粗最大生長(zhǎng)量最大值出現(xiàn)在F3W1（2021年）、F2W1（2022年），2022年較2021年提升58.54%，兩年果實(shí)著色期莖粗最大生長(zhǎng)量最大值出現(xiàn)在F2W2（2021年）、F3W2（2022年），2022年較2021年提升16.05%。以上結(jié)果說明合理的有機(jī)肥替代量及高、中灌水量促進(jìn)了蘋果幼樹莖粗的生長(zhǎng)。

2.3 水肥耦合效應(yīng)對(duì)蘋果幼樹果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

2.3.1 水肥耦合效應(yīng)對(duì)蘋果幼樹果實(shí)產(chǎn)量的影響 水肥耦合效應(yīng)對(duì)蘋果幼樹產(chǎn)量的影響如表5所示，水肥耦合效應(yīng)對(duì)2021年果實(shí)單果質(zhì)量影響極顯著（p＜0.01），對(duì)2022年單果質(zhì)量影響顯著（p＜0.05）。

如表5所示，2021年、2022年F3W1處理的單果質(zhì)量均高于同年其他水肥處理及對(duì)照組，2021年較常規(guī)施肥組（F1）、20%替代組（F2）最大值及對(duì)照組分別提升5.8%、7.9%、14.35%，2022年分別提升36.09%、27.31%、18.84%。2021年結(jié)果數(shù)未隨施肥和水分條件的改變而呈現(xiàn)明顯的變化，最大結(jié)果數(shù)為對(duì)照組。2022年總結(jié)果數(shù)表現(xiàn)為隨灌水量的增大而增加，不同施肥條件下W1、W2水分處理均有較高的結(jié)果數(shù)。2021年、2022年F3W1處理的總產(chǎn)量均高于同年其他水肥處理及對(duì)照組，兩年最大產(chǎn)量分別為0.74 kg、4.84 kg，2021年較常規(guī)施肥組（F1）、20%替代組（F2）最大產(chǎn)量及對(duì)照組分別提升10.45%、45.1%、7.25%，2022年分別提升23.47%、76.64%、49.85%。以上結(jié)果說明有機(jī)肥替代及高灌水量促進(jìn)了兩年果實(shí)產(chǎn)量的提升。

2.3.2? ? 水肥耦合效應(yīng)對(duì)蘋果幼樹果實(shí)品質(zhì)的影響 水肥耦合效應(yīng)對(duì)蘋果幼樹在不同年份的果實(shí)品質(zhì)的影響如圖1和圖2所示。如圖1-a所示，水肥耦合效應(yīng)對(duì)兩年果實(shí)橫徑影響均顯著（p＜0.05）。2021年、2022年F3W1處理的果實(shí)橫徑均高于其他水肥處理及對(duì)照組，2021年較常規(guī)施肥組（F1）、20%替代組（F2）最大值及對(duì)照組分別提升0.08%、3.04%、2.08%，2022年分別提升11.66%、0.88%、5.06%。如圖1-b所示，水肥耦合效應(yīng)對(duì)2年果實(shí)縱徑影響均顯著（p＜0.05）。2021年、2022年F3W1處理的果實(shí)縱徑也均高于其他水肥處理及對(duì)照組，2021年較常規(guī)施肥組（F1）、20%替代組（F2）最大值及對(duì)照組分別提升3.53%、8.84%、7.14%，2022年分別提升11.51%、0.61%、6.51%。以上結(jié)果說明有機(jī)肥替代及高灌水量促進(jìn)了2年果實(shí)橫徑和縱徑的提升，果實(shí)的外觀品質(zhì)得到了提升。

如圖2-a所示，水肥耦合效應(yīng)對(duì)兩年果實(shí)果形指數(shù)影響均不顯著。2021年F3W1處理及2022年F2W3處理的果實(shí)果形指數(shù)高于同年其他水肥處理及對(duì)照組，這說明有機(jī)肥替代促進(jìn)了果實(shí)果形指數(shù)的提升，且2022年果實(shí)果形指數(shù)整體高于2021年，這說明第二年蘋果果實(shí)的商品價(jià)值有所提升。

如圖2-b所示，水肥耦合效應(yīng)對(duì)2021年果實(shí)可溶性固形物含量影響顯著（p＜0.05），對(duì)2022年果實(shí)可溶性固形物含量影響不顯著。2021年F3W1處理的果實(shí)可溶性固形物含量高于其他水肥處理及對(duì)照組，較常規(guī)施肥組（F1）、20%替代組（F2）最大值及對(duì)照組分別提升1.37%、9.05%、23.29%。2022年F3W3處理的果實(shí)可溶性固形物含量高于其他水肥處理及對(duì)照組，較常規(guī)施肥組（F1）、20%替代組（F2）最大值及對(duì)照組分別提升19.03%、16.35%、37.04%。以上結(jié)果說明，有機(jī)肥替代有利于果實(shí)可溶性固形物含量的提升，灌水量對(duì)兩年果實(shí)可溶性固形物含量影響不同，高、低灌水量均促進(jìn)了2年果實(shí)可溶性固形物含量的提升。

如圖2-c所示，水肥耦合效應(yīng)對(duì)兩年果實(shí)可滴定酸含量影響均不顯著。兩年的果實(shí)中可滴定酸含量變化趨勢(shì)相同，均為隨著灌水量和有機(jī)肥替代量的增大，可滴定酸的含量逐漸降低。2021年、2022年F3W1處理的果實(shí)可滴定酸含量均低于同年其他水肥處理及對(duì)照組，2021年較常規(guī)施肥組（F1）、20%替代組（F2）最低值及對(duì)照組分別降低5.34%、13.95%、14.46%，2022年分別降低25.20%、25.14%、24.57%。以上結(jié)果說明，有機(jī)肥替代和高灌水量均有利于果實(shí)中可滴定酸的降低，且水分調(diào)控在第二年的效果更為明顯，第二年果實(shí)酸度品質(zhì)較第一年有所提升。

如圖2-d所示，水肥耦合效應(yīng)對(duì)2021年果實(shí)固酸比影響顯著（p＜0.05），對(duì)2022年果實(shí)固酸比影響不顯著。2021年、2022年F3W1處理的果實(shí)固酸比均高于同年其他水肥處理及對(duì)照組，2021年較常規(guī)施肥組（F1）、20%替代組（F2）最大值及對(duì)照組分別提升25.02%、28.23%、42.81%，2022年分別提升24.3%、30.04%、30.33%。以上結(jié)果說明，有機(jī)肥替代及高灌水量有利于果實(shí)固酸比的提升，且2022年各水肥處理的果實(shí)固酸比均高于2021年，這說明第2年果實(shí)綜合品質(zhì)較第1年具有較大提升。

2.4 水肥耦合效應(yīng)對(duì)土壤養(yǎng)分特征的影響

水肥耦合效應(yīng)對(duì)土壤養(yǎng)分特征的影響如表6所示。水肥耦合效應(yīng)對(duì)2021年土壤全氮含量影響顯著（p＜0.05），對(duì)2022年土壤全氮含量影響不顯著。在相同施肥條件下，隨灌水量的減少，兩年土壤全氮含量均整體呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)；在相同水分條件下，隨著有機(jī)肥替代量的增大，兩年土壤全氮含量變化不同，2021年整體呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，2022年呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)。相較之下，兩年常規(guī)施肥組F1W1處理的土壤含氮量最高，但隨有機(jī)肥替代量的增大，土壤全氮含量仍可以達(dá)到較高水平。

如表6所示，水肥耦合效應(yīng)對(duì)2021年土壤有效磷含量的影響極顯著（p＜0.01），對(duì)2022年土壤有效磷含量的影響不顯著。在相同施肥條件下，隨灌水量的減少，兩年土壤有效磷含量均整體呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)。在相同水分條件下，隨著有機(jī)肥替代量的增大，兩年土壤有效磷含量變化不同，2021年呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，2022年呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)。2021年F2W3處理的土壤有效磷含量高于其他水肥處理及對(duì)照組，較常規(guī)施肥組（F1）、40%替代組（F3）最大值及對(duì)照組分別提升了37.59%、19.7%、131.2%。2022年F3W3處理的土壤有效磷含量高于其他水肥處理及對(duì)照組，較常規(guī)施肥組（F1）、20%替代組（F2）最大值及對(duì)照組分別提升了1.67%、12.78%、125.22%。以上結(jié)果說明，有機(jī)肥替代和低灌水量有利于提升土壤有效磷含量。

如表6所示，水肥耦合效應(yīng)對(duì)2021年土壤速效鉀含量的影響極顯著（p＜0.01），對(duì)2022年土壤速效鉀含量的影響不顯著。在相同施肥條件下，隨灌水量的減少，兩年土壤速效鉀含量變化不同，2021年呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，2022年整體呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)；在相同水分條件下，隨著有機(jī)肥替代量的增大，兩年土壤速效鉀含量變化也不同，2021年呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，2022年整體呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)。2021年F2W1處理的土壤速效鉀含量高于其他水肥處理及對(duì)照組，較常規(guī)施肥組（F1）、40%替代組（F3）最大值及對(duì)照組分別提升了9.03%、1.4%、97.39%，2022年F1W3處理的土壤速效鉀含量高于其他水肥處理及對(duì)照組，較20%替代組（F2）、40%替代組（F3）最大值及對(duì)照組分別提升了30.91%、25.95%、263.24%。以上結(jié)果說明有機(jī)肥替代促進(jìn)了第一年土壤速效鉀含量的提升，但對(duì)第二年影響不明顯。

如表6所示，水肥耦合效應(yīng)對(duì)2021年土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響極顯著（p＜0.01），對(duì)2022年的影響顯著（p＜0.05）。在相同施肥條件下，隨灌水量的減少，兩年土壤有機(jī)質(zhì)含量變化不同，2021年呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，2022年則相反；在相同水分條件下，隨著有機(jī)肥替代量的增大，兩年土壤有機(jī)質(zhì)含量變化也不同，2021年呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，2022年則相反。2021年F1W3處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量高于其他水肥處理及對(duì)照組，較20%替代組（F2）、40%替代組（F3）最大值及對(duì)照組分別提升16.46%、60.03%、75.91%，2022年F2W2處理土壤有機(jī)質(zhì)含量高于其他水肥處理及對(duì)照組，較常規(guī)施肥組（F1）、40%替代組（F3）最大值及對(duì)照組分別提升了4.22%、1.64%、8.44%。以上結(jié)果說明，有機(jī)肥替代對(duì)第一年土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響不明顯，但有利于第二年有機(jī)質(zhì)含量的提升，且中、低灌水量有利于土壤有機(jī)質(zhì)含量的提升。

如表6所示，水肥耦合效應(yīng)對(duì)2021年土壤硝態(tài)氮含量的影響極顯著（p＜0.01），對(duì)2022年土壤硝態(tài)氮含量的影響不顯著。在相同施肥條件下，隨灌水量的減少，兩年土壤硝態(tài)氮含量均整體呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)；在相同水分條件下，隨著有機(jī)肥替代量的增大，兩年土壤硝態(tài)氮含量變化不同，2021年整體呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，2022年整體呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)。2021年F2W3處理的土壤硝態(tài)氮含量高于其他水肥處理及對(duì)照組，較常規(guī)施肥組（F1）、40%替代組（F3）最大值和對(duì)照組分別提升了2.6%、0.75%、107.55%。2022年F3W1處理的土壤硝態(tài)氮含量高于其他水肥處理及對(duì)照組，較常規(guī)施肥組（F1）、20%替代組（F2）最大值及對(duì)照組分別提升了0.28%、4.85%、165.51%。以上結(jié)果說明，有機(jī)肥替代有利提升土壤硝態(tài)氮含量。

如表6所示，水肥耦合效應(yīng)對(duì)2021年土壤銨態(tài)氮含量的影響不顯著，對(duì)2022年土壤銨態(tài)氮含量的影響極顯著（p＜0.01）。在相同施肥條件下，隨灌水量的減少，兩年土壤銨態(tài)氮含量變化不同，2021年呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，2022年則相反；在相同水分條件下，隨有機(jī)肥替代量的增大，兩年土壤銨態(tài)氮含量變化也不同，2021年呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，2022年則相反。2021年對(duì)照組土壤銨態(tài)氮含量高于所有水肥處理組。2022年F1W1處理的土壤硝態(tài)氮含量高于其他水肥處理及對(duì)照組，較20%替代組（F2）、40%替代組（F3）最大值及對(duì)照組分別提升97.23%、77.56%、223.73%。以上結(jié)果說明有機(jī)肥替代對(duì)土壤銨態(tài)氮含量的提升作用不明顯。

如表6所示，水肥耦合效應(yīng)對(duì)2021年土壤pH的影響極顯著（p＜0.01），對(duì)2022年土壤pH的影響不顯著。在相同施肥條件下，隨灌水量的減少，兩年土壤pH變化不同，2021年呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，2022年則呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。在相同水分條件下，隨著有機(jī)肥替代量的增大，2021年整體呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，2022年整體呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)。2022年土壤pH整體高于2021年，兩年pH最大值均出現(xiàn)在對(duì)照組，這說明實(shí)施水肥耦合會(huì)降低土壤pH。

2.5 果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)與土壤養(yǎng)分特征相關(guān)性分析

果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)與土壤養(yǎng)分特征相關(guān)性分析的結(jié)果如圖3所示，2021年和2022年果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)與土壤養(yǎng)分特征表現(xiàn)出不同程度的相關(guān)性。如圖3-a所示，2021年果實(shí)產(chǎn)量與土壤有效磷含量、硝態(tài)氮含量呈顯著負(fù)相關(guān)（p＜0.05），果實(shí)橫徑、縱徑與土壤有效磷含量呈顯著負(fù)相關(guān)（p＜0.05），果實(shí)可滴定酸含量與土壤有機(jī)質(zhì)含量及土壤pH呈顯著正相關(guān)，可溶性固形物含量和固酸比與土壤pH呈極顯著負(fù)相關(guān)（p＜0.01）。土壤養(yǎng)分的增加可以促進(jìn)果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)的提升，但以上結(jié)果表明，2021年土壤有效磷、硝態(tài)氮、有機(jī)質(zhì)含量的增加對(duì)果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)提升作用不明顯。如圖3-b所示，2022年果實(shí)產(chǎn)量與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)（p＜0.05），果實(shí)橫徑、縱徑與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)（p＜0.05），可溶性固形物含量、可滴定酸含量與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)（p＜0.05），固酸比與土壤全氮含量、土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)（p＜0.05）。這說明2022年土壤有機(jī)質(zhì)含量的增加促進(jìn)了果實(shí)產(chǎn)量的提升，提升了果實(shí)橫徑、縱徑和固酸比，降低了果實(shí)可溶性固形物和可滴定酸含量，土壤全氮含量的增加有利于果實(shí)固酸比的提升。

3 討 論

3.1 水肥耦合效應(yīng)對(duì)果樹生長(zhǎng)的影響

水分和施肥是影響作物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵因素[15-16]，合理的灌溉和施肥可以提高作物產(chǎn)量、提升作物品質(zhì)[17]，對(duì)于蘋果樹，實(shí)施合理的水分調(diào)控[18]和有機(jī)肥替代化肥可以促進(jìn)果樹生長(zhǎng)，提升果實(shí)產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)[19]。筆者在本研究中發(fā)現(xiàn)，兩年果樹生長(zhǎng)期株高最大生長(zhǎng)量均出現(xiàn)在F3W1；2021年果實(shí)膨大期株高最大生長(zhǎng)量出現(xiàn)在F2W1，2022年出現(xiàn)在F1W1和F3W1；2021年果實(shí)著色期最大株高生長(zhǎng)量出現(xiàn)在F1W1，2022年出現(xiàn)在F2W1。兩年果樹生長(zhǎng)期莖粗最大生長(zhǎng)量分別出現(xiàn)在F3W1（2021年）、F2W1（2022年），兩年果實(shí)膨大期莖粗最大生長(zhǎng)量分別出現(xiàn)在F3W1（2021年）、F2W1（2022年）；兩年果實(shí)著色期莖粗最大生長(zhǎng)量出現(xiàn)在F2W2（2021年）、F3W2（2022年）。這說明在本試驗(yàn)中合理的有機(jī)肥替代量和中、高灌水量可以促進(jìn)蘋果幼樹株高和莖粗的生長(zhǎng)。劉小剛等[20]研究發(fā)現(xiàn)，在水肥耦合條件下，增加灌水量可以提升小?？Х让缒局旮叩纳L(zhǎng)量。于浩等[21]研究表明，在施肥量一定時(shí)，高水或者中水的灌溉條件有利于枸杞植株基徑和株高生長(zhǎng)量的增大。高文瑞等[22]研究發(fā)現(xiàn)，在一定程度上增大灌水量和減少化肥施用量可以促進(jìn)辣椒植株的生長(zhǎng)量，本試驗(yàn)結(jié)果與他們的結(jié)果一致。

3.2 水肥耦合效應(yīng)對(duì)果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

水分和土壤養(yǎng)分對(duì)果實(shí)果肉細(xì)胞的形成和生長(zhǎng)具有重要作用，灌溉量的增大有利于大果的產(chǎn)生[23]，從而提升果實(shí)產(chǎn)量。梁敬等[24]研究發(fā)現(xiàn)，化肥減施并增施生物有機(jī)肥處理的蘋果產(chǎn)量顯著高于傳統(tǒng)施肥。陳平等[6]研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫后蘋果單株產(chǎn)量較正常灌溉產(chǎn)量減少了22.98%，其主要原因?yàn)閱喂|(zhì)量的降低。筆者在本研究中發(fā)現(xiàn)，兩年果實(shí)最大產(chǎn)量均出現(xiàn)在F3W1水肥處理，有機(jī)肥替代和高灌水量可以促進(jìn)果實(shí)產(chǎn)量的提升，這與前人研究結(jié)果一致。而鐘韻等[11]認(rèn)為，在一定時(shí)期實(shí)施水分虧缺調(diào)控可提高蘋果果實(shí)產(chǎn)量，這與本研究結(jié)果不同，其原因可能是該試驗(yàn)是在開花坐果期實(shí)施的水分虧缺調(diào)控，有效抑制了新梢與葉片的生長(zhǎng)，有利于果實(shí)的形成，而筆者在本試驗(yàn)中進(jìn)行的是全生育期水分調(diào)控試驗(yàn)，果實(shí)形成、膨大時(shí)期的水分虧缺抑制了果實(shí)的生長(zhǎng)，致使低灌水量處理的果實(shí)最終產(chǎn)量較低。

在果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過程中，細(xì)胞數(shù)量的增加和體積的增大，以及糖、酸等有機(jī)化合物的合成均有水分和養(yǎng)分的參與，這些過程影響著果實(shí)最終的外在、內(nèi)在品質(zhì)。筆者在本研究中發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥替代和高灌水量促進(jìn)了兩年的果樹果實(shí)的橫徑、縱徑的提升，但水肥耦合效應(yīng)對(duì)兩年的果形指數(shù)影響不顯著，這與高文瑞等[22]對(duì)果形指數(shù)的研究結(jié)果一致。張楠等[25]研究發(fā)現(xiàn)，隨著灌水定額的增加，蘋果果實(shí)的可溶性固形物含量呈逐漸降低的趨勢(shì)。陳悅等[26]研究發(fā)現(xiàn)，蘋果廢枝配施有機(jī)肥可顯著提升果實(shí)可溶性固形物含量。筆者在本研究中發(fā)現(xiàn)，在F3W1、F3W3水肥處理的兩年果實(shí)可溶性固形物含量均達(dá)到最大值，有機(jī)肥替代及高、低灌水量均有利于提升果實(shí)可溶性固形物含量，這與前人的結(jié)果相似。Mills等[27]研究發(fā)現(xiàn)，Braeburn蘋果盛花后55～183 d進(jìn)行水分脅迫處理提高了果實(shí)可滴定酸含量。陳悅等[26]研究發(fā)現(xiàn)，蘋果廢枝配施有機(jī)肥可降低果實(shí)可滴定酸含量。本研究表明，F(xiàn)3W1處理的兩年果實(shí)可滴定酸含量均達(dá)到了最低值，有機(jī)肥替代和高灌水量有利于果實(shí)中可滴定酸含量的降低，這與前人研究結(jié)果相似。固酸比能夠反映果實(shí)口感的酸甜，是一種綜合品質(zhì)。高傳彩等[28]認(rèn)為干旱會(huì)降低紅富士蘋果果實(shí)的固酸比。張秀志等[13]研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥配施可以降低果實(shí)可滴定酸含量從而增大固酸比。本研究表明，F(xiàn)3W1水肥處理的兩年果實(shí)固酸比均達(dá)到最大值，有機(jī)肥替代及高灌水量有利于果實(shí)固酸比的提升，這與前人研究結(jié)果一致。

3.3 水肥耦合效應(yīng)對(duì)土壤養(yǎng)分特征的影響

有機(jī)肥的施用可以增加土壤有機(jī)質(zhì)含量、提升土壤養(yǎng)分的有效性[29]，有利于提升土壤的綜合肥力。張秀志等[13]研究發(fā)現(xiàn)，在果園中施用有機(jī)肥降低了土壤pH，增大了土壤有機(jī)質(zhì)、速效氮、有效磷、速效鉀的含量。杜俊巖[30]研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥替代化肥增加了土壤中有機(jī)質(zhì)、硝銨態(tài)氮、速效鉀以及有效磷的含量，改善了土壤養(yǎng)分條件，提升了土壤肥力。本研究結(jié)果表明，合理的有機(jī)肥替代量及灌水量對(duì)兩年土壤全氮含量的影響不明顯，提升了兩年土壤有效磷含量，提升了2021年土壤速效鉀含量（對(duì)2022年影響不明顯），提升了2022年土壤有機(jī)質(zhì)含量（對(duì)2021年影響不明顯），提升了兩年土壤硝態(tài)氮含量，對(duì)兩年土壤銨態(tài)氮含量的影響不明顯，且實(shí)施水肥耦合降低了兩年土壤的pH。結(jié)合兩年水肥耦合試驗(yàn)土壤養(yǎng)分的變化情況，筆者在本研究中發(fā)現(xiàn)實(shí)施有機(jī)肥替代并結(jié)合合理的灌水量有利于土壤肥力的提升，這與前人的研究結(jié)果一致。

3.4 果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)與土壤養(yǎng)分特征相關(guān)性分析

土壤中豐富的氮、磷、鉀營(yíng)養(yǎng)元素及有機(jī)質(zhì)有利于果實(shí)品質(zhì)的提升[31]，但根據(jù)相關(guān)性分析，2021年土壤有效磷、硝態(tài)氮、有機(jī)質(zhì)含量的增加對(duì)果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)提升作用不明顯，其原因可能為第一年果樹以營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)為主，樹體吸收的營(yíng)養(yǎng)元素主要用于根系和莖葉的生長(zhǎng)。相關(guān)性分析顯示，2022年土壤養(yǎng)分的增加促進(jìn)了果實(shí)產(chǎn)量的提高，提升了果實(shí)橫徑、縱徑和固酸比，降低了果實(shí)可滴定酸含量，這與前人研究結(jié)果一致[13，30]。

4 結(jié) 論

合理的水肥耦合可以促進(jìn)蘋果樹生長(zhǎng)，提高果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)，并有利于提升土壤肥力。綜合水肥耦合對(duì)蘋果樹生長(zhǎng)、果實(shí)產(chǎn)量、果實(shí)品質(zhì)、土壤肥力的提升效果，有機(jī)肥替代氮肥40%（F3）配合土壤80%田間持水量（W1）為當(dāng)?shù)靥O果園較好的控水施肥模式。

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收稿日期：2023-06-14 接受日期：2023-08-02

基金項(xiàng)目：陜西省科技重大專項(xiàng)—蘋果優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與示范（2020zdzx03-02-01）；陜西省農(nóng)業(yè)專項(xiàng)—新型秸稈炭基緩釋肥料研究與開發(fā)（NYKJ-2022-YL（XN）49）

作者簡(jiǎn)介：崔佳偉，男，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)橥寥鲤B(yǎng)分高效利用。Tel：17860751987，E-mail：t38227@163.com

通信作者 Author for correspondence. Tel：13992812200，E-mail：gengzengchao@126.com