锯末堆肥对阿克苏地区苹果叶片养分、果实品质及果园土壤养分的影响

魏智博，周高兴，李 欣，王新建*

（1.塔里木大学园艺与林学学院，新疆阿拉尔 843300；2.塔里木大学南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室，新疆阿拉尔 843300）

苹果（Malus pumilaMill.）作为一种蔷薇科植物，含有较丰富的维生素、口感脆甜，在世界四大水果中排名第一（苹果、葡萄、柑橘和香蕉）[1]。中国作为世界上最大的苹果生产国和消费国，在苹果产业中占有重要地位，我国苹果栽培面积和产量占世界总数的40%以上[2]。统计结果表明，2021年我国苹果总产量达到4 597.34万t，与往年相比，总产量增加了190.74万t，同比增长4.3%[3]。阿克苏作为我国苹果主产区之一，年平均太阳总辐射量130～141 kcal·m-2，全年日照时数2 855～2 967 h，无霜期长达227 d[4]。光照充足，热量丰富，气候干旱，属于温带大陆性气候[5]；而阿克苏得天独厚的地理及气候条件对于苹果品质的提高有显著作用[6]。但在苹果种植过程中，由于盲目追求早熟高产，普遍存在过量施用化肥、不重视养分分配比例等问题，导致越来越多的果园出现土壤盐渍化、板结、肥料利用率低、树体营养不均衡、树势弱化等诸多障碍，严重影响了经济效益和生态效益。有机肥和化肥配合使用是响应农业农村部“双减”政策的有力举措，同时对提高果实品质、促进植株生长有显著作用，此外减少化肥使用也有助于农业生产可持续发展[7-8]。研究表明，在合理施用化肥的基础上增加生物有机肥的投入对土壤肥力的提高有促进作用，可以进一步促进土壤环境改善[9]。因此在生产过程中合理施用肥料对提高果实品质、改善土壤具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况与材料

试验地位于阿克苏地区红旗坡农场（锯末堆肥）属典型的大陆性气候，四季分明，昼夜温差大，春季升温快而不稳，秋季短暂而降温迅速，多晴少雨，光照充足，空气干燥。春季多大风沙尘，夏季对流天气造成冰雹、暴雨天气频发。年均气温10.10 ℃，年均降水量65.4 mm，年均无霜期185 d。

供试品种为：烟富2 号，15 年树龄，株行距为4 m×5 m。

供试肥料：腐熟锯末堆肥，将牛粪与粉碎后的果树枝条按3∶1的比例混匀，调节C/N为（25～30）∶1，含水率为50%～60%，加入3‰左右的发酵菌剂，好氧堆肥发酵，其中有机质含量为450 g·kg-1。

1.2 试验设计

单因素试验，处理为锯末堆肥，2 000 kg/667 m2。以锯末堆肥施用处理（A）为主区，常规施肥地块为对照（CK），共1 个处理和1 个CK。试验区每10 株作为一个试验小区，每处理重复3 次，施肥时间为4 月15日。

当地常规施肥时间及施肥量（CK 处理）：4 月之前每株树施入腐熟羊粪20 kg。分别在3 月萌芽前、6 月果实膨大期、9 月果实转化期共施入3 次复合肥，每次平均株施复合肥约1.5 kg，即50 kg/667 m2每次。

1.3 样品采集

叶片指标测定：每个处理分别于5 月10 日、6 月20 日、8 月20 日采取30 片叶，叶样测定全氮、全磷、全钾含量。

土壤指标测定：生物有机肥施入前测定土壤养分状况，施入后每60 d取一次土样，共计3次。

在树冠垂直投影内外20 cm 范围内选样点，用土钻在样点处采取0～20 cm（去除5 cm 表层土）土样。每个处理采集6 个样点的鲜土样，自然风干后，分别过100 目筛，用于测定全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量。

果实指标测定：在果实成熟期对样品采收测定其纵横径、单果质量、糖度、硬度、Vc、可溶性固形物、可滴定酸含量。

1.4 土壤指标的测定方法

1）全氮使用碳氮分析仪进行测定；

2）全磷、全钾使用电感耦合等离子发射光谱仪进行测定；

3）碱解氮用碱解扩散法测定；

4）速效磷用0.5 mol·L-1NaHCO3比色法进行测定；

5）速效钾使用火焰光度计进行测定。

1.5 叶片指标的测定方法

1）全氮使用碳氮分析仪进行测定；

2）全磷、全钾含量使用电感耦合等离子发射光谱仪进行测定。

1.6 果实指标的测定方法

1）果形、单果重采用电子天平和游标卡尺测定；

2）果实硬度采用GYG-3 手握式果实硬度计进行测定；

3）果实可溶性固形物含量采用PAL-1 数显糖度计进行测定；

4）果实可溶性糖含量使用蒽酮比色法进行测定；

5）Vc含量采用钼蓝比色法进行测定。

1.7 数据统计与分析

采用DPS软件进行数据分析，Excel软件进行数据统计、绘图。

2 结果与分析

2.1 锯末堆肥对土壤养分的影响

2.1.1 锯末堆肥对土壤氮含量的影响

由图1可知，在施肥后两个时期，处理与CK之间均存在显著差异。施肥后全氮含量先上升后下降，6 月20 日土壤全氮含量达到最高为4.56 g·kg-1，相比同时期CK 增加0.59 g·kg-1，即提升14.95%，8月20日虽然比上个时期有所下降，但增施锯末堆肥仍高于CK，相比CK增加0.50 g·kg-1。

图1 锯末堆肥对土壤全氮的影响

由图2 可知，土壤中碱解氮的含量呈先上升后下降趋势，在施肥后的两个时期均存在显著性差异，6月20 日，处理的碱解氮含量高于CK，处理A 的碱解氮含量为26.81 mg·kg-1，相比于CK 增加27.99%，为5.86 mg·kg-1。8 月20 日与上个时期相比，CK 碱解氮含量下降较大，下降5.43 mg·kg-1，而处理A 仅下降1.48 mg·kg-1。说明施肥处理碱解氮的含量优于CK。

图2 锯末堆肥对土壤碱解氮的影响

2.1.2 锯末堆肥对土壤磷含量的影响

由图3 可得，增施2 000 kg/667 m2锯末堆肥对土壤全磷含量影响较大，在增施肥后，两个时期土壤全磷含量均高于施肥前。6 月20 日，与施肥前相比较，全磷含量有所增加且存在显著性差异，其中处理A 提升最大为1.54 g·kg-1，比CK 增加0.24 g·kg-1；8 月20日处理A 较6 月20 日降低0.28 g·kg-1，但与同时期CK相比仍为最大，为1.26 g·kg-1。提升了31.00%。

图3 锯末堆肥对土壤全磷的影响

由图4 可知，土壤中速效磷含量呈先上升后下降趋势，在施肥后6 月20 日，处理A 速效磷含量最高为72.74 mg·kg-1，而CK 为58.75 mg·kg-1，处理A 相 比CK 提高了23.8%；8 月20 日，速效磷含量最高仍为处理A，为69.45 mg·kg-1。处理后的两个时期速效磷含量均高于CK，且存在显著性差异。说明在增施锯末堆肥后，对土壤中速效磷含量的提升有一定效果。

图4 锯末堆肥对土壤速效磷的影响

2.1.3 锯末堆肥对土壤钾含量的影响

由图5 可得，在增施锯末堆肥后，6 月20 日与施肥前4 月10 日这一时期相比，处理A 与CK 的土壤全钾含量均有所提升，且处理A＞CK，其中处理A 的含量为5.10 g·kg-1，CK 为4.33 g·kg-1，处理A 比CK 提升0.77 g·kg-1，即提升了17.9%。8 月20 日，处理A 仍高于CK，处理A 为4.97 g·kg-1。与6 月20 日这一时期相比，处理A 土壤中全钾含量降低了0.13 g·kg-1，CK 降低0.70 g·kg-1。说明在增施肥后，土壤中全钾含量提升较大，且下降较慢。

图5 锯末堆肥对土壤全钾的影响

由图6 可知，在施肥后6 月20 日，处理A 土壤中速效钾含量变化较大，与4 月10 日施肥前相比，处理 增加100 mg·kg-1，CK 增加22 mg·kg-1；8 月20 日，处理A土壤中全钾含量仍为最高354 mg·kg-1，而CK为174 mg·kg-1。与6 月20 日这时期相比较，处理A 下降40 mg·kg-1，CK 下降144 mg·kg-1。在施肥处理后，土壤中全钾含量提升最快，且下降较慢，说明经过增施锯末堆肥处理土壤中全钾含量优于CK。

图6 锯2末堆肥对土壤速效钾的影响

2.1.4 锯末堆肥对土壤钙含量的影响

由图7 可知，经过增施肥处理，可以对土壤中钙含量有所提升，但不明显。土壤中钙含量呈先上升后下降趋势，且在每个时期虽有差异但不显著。6 月20日与4 月10 日施肥前相比，均有所增加，其中处理A略高于CK，处理A 土壤钙含量为45.70 g·kg-1，CK 为44.86 g·kg-1。8 月20 日土壤中钙含量均有所降低，但处理A仍为最大，即44.05 g·kg-1。

图7 锯末堆肥对土壤钙含量的影响

2.1.5 锯末堆肥对土壤铁含量的影响

由图8 可得，在施肥处理后的第一个时期，处理A＞CK，且处理A 较CK 增加4.8 mg·kg-1，与施肥前相比，处理A，CK分别增加7.63、2.07 mg·kg-1，其中处理A 提升最大。8 月20 日较上一时期相比，均有所下降，但处理A仍为最高35.94 mg·kg-1。

图8 锯末堆肥对土壤铁含量的影响

2.1.6 锯末堆肥对土壤锰含量的影响

由图9 可知，土壤中锰含量都呈先上升后下降趋势，但是在处理后的各个时期，处理A 均大于CK 施肥前和施肥后的第一个时期，土壤中锰含量与同时期相比，处理A 与CK 之间差异不显著，但6 月20 日与4月10日相比均有所增加，8月20日土壤中锰含量与上一时期相比有所下降，但处理A＞CK，处理A 与CK相比增加5.5%，说明施肥处理对土壤和叶片中锰含量均有较好的效果。

图9 锯末堆肥对叶片锰含量的影响

2.2 锯末堆肥对叶片养分的影响

2.2.1 锯末堆肥对叶片全氮的影响

由图10 可得，在增施锯末堆肥后，6 月20 日处理虽高于CK，但无显著性差异，相比CK 提升1.43 g/kg。8 月20 日随着时间的增加，而叶片中全氮含量有所下降，但处理仍高于CK，相比CK 提升21.78%，且处理与CK之间存在显著性差异。

图10 锯末堆肥对叶片全氮的影响

综合可知，在每667 m2增施2 000 kg锯末堆肥后，对土壤和叶片中全氮含量均有一定影响，都是在增施肥后的第一个时期达到最高值，后随时间推移，而氮含量下降。

2.2.2 锯末堆肥对叶片全磷的影响

由图11 可知，叶片中全磷含量在6 月20 日处理A中全磷含量略高于CK 但不显著，8 月20 日叶片中全磷含量处理A 仍高于CK 且处理A 与CK 之间存在显著性差异，其中处理A 磷含量为2.66 g·kg-1。相比CK 提高18.00%。

图11 锯末堆肥对叶片全磷的影响

因此，在每667 m2增施2 000 kg 锯末堆肥后，对土壤和叶片中全磷含量均有一定影响，在一定程度上提升了全磷含量。

2.2.3 锯末堆肥对叶片全钾的影响

由图12可知，叶片中全钾含量呈先上升后下降趋势，6月20日与5月7日相比，处理A与CK均有所上升，其中处理A全钾含量增加5.00 g·kg-1，CK增加2.74 g·kg-1。处理A 增加较大，而8 月20 日与6 月20 日相比，全钾含量均有所下降，但处理A含量仍高于CK。说明在增施锯末堆肥后对叶片中全钾含量提升较快，且与CK相比含量增加。

图12 锯末堆肥对叶片全钾的影响

2.2.4 锯末堆肥对叶片钙含量的影响

由图13可知，锯末堆肥可以有效提升叶片中钙的含量，对叶片中钙具有一定的促进作用。叶片中钙含量在这3 个时期，处理A 与CK，6 月20 日比施肥前分别提升了20.34、15.34 g·kg-1。8月20日与6月20日比较分别降低5.94、8.83 g·kg-1，在增施锯末堆肥后，叶片中钙的增加量比CK大且在后期下降缓慢。

图13 锯末堆肥对叶片钙含量的影响

2.2.5 锯末堆肥对叶片铁含量的影响

由图14可知，叶片中的铁含量呈上升后下降趋势，6月20日处理A与CK铁含量相比，处理A＞CK，其中处理A铁含量为443.29 mg·kg-1，CK为387.09 mg·kg-1，但与4月10日施肥前相比，分别增加90.32、35.91 mg·kg-1。处理A 的增长速度最大。8 月20 日，叶片中铁含量最大的仍为处理A（410.61 mg·kg-1）。

图14 锯末堆肥对叶片铁含量的影响

综合可知，经过每667 m2增施2 000 kg锯末堆肥，对土壤和叶片中的铁含量均有所影响。

2.2.6 锯末堆肥对叶片锰含量的影响

由图15 可知，施肥后6 月20 日与施肥前相比，叶片中锰的含量呈先上升趋势，处理A 与CK 均有不同程度的增加，处理A 提升18.37 mg·kg-1，CK 提升3.39 mg·kg-1，且在这一时期，处理A 和CK 都达到最大值。8 月20 日，叶片中锰含量均呈下降趋势，其中处理A 降低6.42 mg·kg-1，CK 降低10.58 mg·kg-1，且含量最大的仍为处理A。

图15 锯末堆肥对叶片锰含量的影响

2.3 锯末堆肥对果实品质的影响

2.3.1 锯末堆肥对果实外在品质的影响

由表1 可得，在每667 m2增施2 000 kg 锯末堆肥，不同程度地提升果实的外在品质，其中单果质量、果实纵径明显增加，横径之间差异不明显；单果质量相比CK 增加55.82 g，提高19.83%；果实纵径增加12.16%，即8.86 mm。

表1 锯末堆肥对果实外在品质的影响

2.3.2 锯末堆肥对果实内在品质的影响

根据表2 可知，在增施锯末堆肥后，果实硬度、可溶性固形物、可溶性糖及维生素C含量均有所提升，而果实的可滴定酸含量有所下降。果实硬度相对于CK 果实硬度增加0.79，可溶性固形物提升1.25 个百分点，可溶性糖增加2.21 个百分点，维生素C 增加0.27 mg·kg-1，而可滴定酸含量降低11.17个百分点。

表2 锯末堆肥对果实内在品质的影响

3 结论

3.1 锯末堆肥对果园土壤、叶片养分的影响

本试验研究发现，在锯末腐熟后生产的有机肥在每667 m2施2 000 kg 锯末堆肥时，可以有效增加土壤中营养元素含量，4月初对土壤每667 m2增施2 000 kg腐熟的锯末堆肥，相对于常规施肥可以有效提升果园土壤养分。在果树生长中期土壤养分、叶片养分的提升最为明显。其中土壤中碱解氮、速效磷、速效钾含量相比于CK 分别提升27.99%、23.80%、23.90%，叶片中全氮、全磷、全钾含量相对于CK 分别提升1.43,0.03、3.15 g/kg。这与前人的研究结果相似，锯末堆肥即果树在修剪后对其枝条进行粉碎、腐熟后重新施入果园，施入土壤后可快速分解，不仅提高了林地土壤肥力，也减轻了环境压力[10]。与其他有机物料相比，其锯末中含有大量的木质素，从而造成了较高的碳含量、较低的氮含量和含水率[11]。经研究发现锯末堆肥不仅为树体生长提供了养分同时也改善了土壤环境[12]。

3.2 锯末堆肥对果实品质的影响

本试验发现，在增施锯末堆肥后对果实的品质具有一定的提升作用，增施锯末堆肥后果实的单果质量、纵径、糖度、可溶性固形物、维生素C 含量均有所提升，而可滴定酸含量降低。魏海蓉等通过研究表明，施用锯木能提高蓝莓光合作用速率，促进生长并改善果实质量，分析表明，施用锯木配合施土覆膜效果最好[13]。沈鹏飞在研究中发现，2017 年锯末覆盖处理较CK 处理百果质量增加1.6%，2018 年增加6.15%；2017 年锯末覆盖下可溶性糖含量显著高于CK，2018年可溶性糖含量显著高于CK；2018 年锯末覆盖处理果实硬度较CK 处理显著提高[14]。同时，锯末与其他堆肥材料相比，具有资源丰富、价格低的优点，利用锯末作为有机肥进行土壤改良，不仅能够降低成本，而且利于苹果产业的可持续健康发展。