不同施肥方式對蘋果桃園土壤養分及果實香氣成分的影響

彭 程，陸育生，常曉曉，陳 喆，林志雄，邱繼水

（廣東省農業科學院果樹研究所/農業農村部南亞熱帶果樹生物學與遺傳資源利用重點實驗室/廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點實驗室，廣東 廣州 510640）

【研究意義】蘋果桃（Prunus persica‘apple’Peach）是從紅花桃中選育出來的優良芽變品種，其果實外觀近圓形，外形似蘋果而得名［1-2］。蘋果桃主要在廣西、貴州、湖南、湖北有商業種植，其中貴州省黔南苗族布依族自治州、遵義市等種植面積累計約2 666 hm2。貴州省黔南苗族布依族自治州屬亞熱帶季風濕潤氣候，年平均氣溫13.6 ℃，年降水量為1 148.2 mm。獨特的氣候條件，促使蘋果桃成為當地主導產業［3］。然而，由于當地土地資源缺乏，大部分果園都種植在荒山荒坡非耕地或坡地上，果園立地條件差。再加上長期重產量輕品質，重視化學肥料、忽略有機肥施用等現象，導致桃園土壤有機質含量下降、養分平衡失調和果實品質下降等諸多問題，致使產業發展受限［3］?！厩叭搜芯窟M展】已有研究表明，施肥直接關系到果樹的生長、花芽分化、果實品質，影響其生產能力和經濟效益［4-9］。在農業生產中，施肥還能改變土壤生物活性和土壤化學性質，對土壤的可持續利用具有重要影響［10］。另外，不同施肥處理對果實香氣成分影響較大。鄒晶晶等［11］證實施用不同肥料顯著影響桂花精油中醇類、酯類、醛類物質的質量，其中施用復合肥、餅肥顯著提高了酮類物質的質量。史星雲等［12］證實施有機肥可以提高葡萄果實中高級醇類、脂肪酸類等物質的質量。施入有機肥在枸杞［4］、藍莓［5］、葡萄［6］、蘋果［7］及番茄［8］等研究已有報道，但大多集中在營養品質的影響上?！颈狙芯壳腥朦c】關于蘋果桃的研究，尤其是不同施肥方法對蘋果桃果園土壤養分和果實香氣影響方面的研究尚未見報道?！緮M解決的關鍵問題】因此，本研究通過研究不同種類肥料對蘋果桃果園土壤肥力指標和果實香氣成分的影響，旨在找出適宜于貴州東部地區蘋果桃種植的施肥方案，以期為黔南苗族布依族自治州甕安縣地區蘋果桃生產實踐和理論研究提供依據或指導作用，從而促進貴州東部及東北部地區蘋果桃產業健康發展。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于貴州省黔南苗族布依族自治州甕安縣猴場鎮草堂社區（107o07′～107o42′E，26o53′～27o29′N），該地區屬亞熱帶季風濕潤氣候，年平均氣溫13.6 ℃，最熱月（7 月）平均氣溫23.1 ℃，最冷月（1 月）平均氣溫2.9 ℃，年降水量為1 148.2 mm。蘋果桃果園中蘋果桃樹栽植于2013 年，栽植株行距為4 m×5 m。

1.2 試驗方法

1.2.1 果園改造方法 果園改土于2018 年秋進行，改土時將果園（約2 hm2）的土壤進行深耕，在果樹滴水線兩側開溝，溝深60 cm、寬30 cm，填入肥料，覆蓋土壤。其中0.67 hm2使用2 000 kg菜籽麩肥（當地常見）作為基肥，0.67 hm2使用2 000 kg 商用有機肥作為基肥，0.67 hm2使用2 000 kg 復合肥作為基肥。其余肥水藥進行統一管理。

1.2.2 采樣方法 土壤取樣時間為2019 年8 月上旬，以蘋果桃樹滴水線附件采取土壤，每棵樹的6 個方向取土壤樣品，3 次重復，每個重復3 棵樹。土壤樣品置于4 ℃儲藏備用。不同施肥處理均按照此方法取土壤樣品。

蘋果桃果實取樣時間為2019 年8 月中旬，待果實成熟取樣。選取長勢一致的4 棵樹進行取樣，每棵樹選取大小顏色一致的果實20 個，均勻分成3 份。不同施肥處理均按照此方法取果實樣品。

1.2.3 測定方法 土壤pH值采用土壤pH計檢測，土壤有機質含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定，土壤有效氮、速效磷、速效鉀分別采用堿解擴散法、碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法和乙酸銨浸提-火焰光度法測定［13］。單果質量采用千分之一電子天平逐個稱量，采用游標卡尺逐個測量果實橫徑、縱徑?？扇苄怨绦挝锖坎捎檬殖终酃鈨xATAGO 測定，果實硬度采用GY-1 型果實硬度計進行測定，果實糖分采用鐵氰化鉀滴定法［14］測定，果實中有機酸質量采用標準NaOH溶液中和滴定法［15］測定。

1.2.4 揮發性成分檢測 樣品處理：在50 mL頂空瓶加入10 g 蘋果桃果肉，加入10 μL 濃度2.05 mg/L 2-辛醇（內標），10 mL飽和NaCl水溶液。用錫箔紙密封后，40℃水浴10 min，插入固相微萃取纖維DVB/CAR/PDMS（50/30 μm），萃取30 min，解吸3 min。

色譜條件：使用Rtx-wax 毛細管氣相色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）。升溫程序初始溫度為40 ℃，以5 ℃/min 的速度升至180 ℃，然后以10 ℃/min 的速度升至230 ℃。載氣He（純度大于99.99 %），不分流，流速1.0 mL/min。進樣口溫度240 ℃，傳輸線溫度240 ℃。質譜條件：離子源溫度為230 ℃，電離方式為EI。電子能量設為70 eV，掃描范圍35～450 m/z。定性采用各組分在圖譜庫NIST11.lib 中匹配度大于99 %的鑒定結果，并根據C7-C30 正構烷烴標準樣品保留時間計算相關化合物保留指數。采用內標法對樣品的峰面積進行校正。

分別用Excel 和SPSS 22.0 軟件進行數據整理和方差分析，用Sigma plot 繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同施肥方式對土壤養分的影響

2.1.1 不同施肥方式對土壤pH 值和有機質含量的影響 由表1 可知，不同施肥處理對土壤pH值和有機質含量的影響存在差異。不同施肥處理對土壤pH 值影響不大，3 種施肥處理土壤pH 值差異不顯著；而不同施肥處理對土壤有機質含量影響顯著，其中菜籽麩肥處理和商用有機肥處理土壤有機質含量較高，分別為28.81、27.18 g/kg，均高于復合肥處理的土壤有機質含量。由此可見，蘋果桃果園施用菜籽麩肥和商用有機肥均能提高土壤有機質含量，其中菜籽麩肥效果最為明顯。

表1 不同施肥處理對土壤pH 值和有機質含量的影響Table 1 Effects of different fertilization treatments on soil pH value and organic matter content

2.1.2 不同施肥方式對土壤氮、磷、鉀含量的影響 由表2 可知，不同施肥處理對土壤中氮、磷、鉀含量的影響顯著。菜籽麩肥處理土壤銨態氮含量最高，為0.53 mg/kg，而商用有機肥處理和復合肥處理分別為0.38、0.37 mg/kg。商用有機肥處理硝態氮含量最高，為1.26 mg/kg；而菜籽麩肥處理含量最低，為0.93 mg/kg。不同施肥處理對土壤中速效氮含量影響不顯著，而對有效磷和速效鉀含量影響顯著。商用復合肥處理土壤有效磷含量最高，為129.47 g/kg；菜籽麩肥含量次之，為121.47 g/kg，均顯著高于復合肥處理。商用復合肥處理土壤速效鉀含量最高，為357.67 g/kg；菜籽麩肥處理次之，為286.00 g/kg，均顯著高于復合肥處理。由此可見，菜籽麩肥和商用有機肥處理能夠顯著提高土壤中的有效磷、速效鉀含量。

表2 不同施肥處理對土壤氮、磷、鉀含量的影響Table 2 Effects of different fertilization treatments on the contents of N,P,K in soil（mg/kg）

2.1.3 不同施肥方式對土壤微量元素的影響由表3 可知，不同施肥處理對土壤中微量元素的影響不同。菜籽麩肥處理土壤中交換性鈣、交換性鎂含量均為最高，其次為復合肥處理，含量最低的為商用有機肥處理。有效硫含量在各處理中情況則正好相反，商用有機肥處理最高，為87.46 mg/kg；其次為復合肥處理，為72.84 mg/kg；菜籽麩肥處理最低，為62.40 mg/kg。土壤中有效硼和有效銅在3 種處理中均未發生顯著變化。土壤中有效鋅含量菜籽麩肥處理最高，為3.38 mg/kg；其次為商用有機肥處理，為2.79 mg/kg；復合肥處理最低，為2.46 mg/kg。土壤中有效錳和有效鐵含量均是復合肥處理最高，分別為78.34、59.99 mg/kg；有效錳含量最低的為商用有機肥處理，為63.17 mg/kg；有效鐵含量最低的為菜籽麩肥處理，為35.18 mg/kg。由此可見，相較于復合肥，施用有機肥能夠提高土壤中交換性鈣、有效硫、有效銅、有效鋅、有效硼含量，降低有效鐵、有效錳含量。

表3 不同施肥處理對土壤微量元素的影響Table 3 Effects of different fertilization treatments on the contents of trace elements in soil

2.2 不同施肥方式對果實品質的影響

2.2.1 不同施肥方式對蘋果桃果實品質的影響由表4 可知，與復合肥處理相比，菜籽麩肥處理能夠顯著提高果實硬度、可溶性固形物含量和總糖含量，而商用有機肥處理效果不顯著。其中菜籽麩肥處理蘋果桃果實總糖含量為9.51%，硬度為10.38 kg/cm2，均顯著高于其他處理。而果實單果重、縱徑、橫徑、總酸含量在不同處理間未見顯著差異。由此可見，有機肥處理對蘋果桃單果重、縱徑、橫徑、總酸含量影響不顯著，只有菜籽麩肥處理能夠提升蘋果桃果實總糖含量和硬度。

表4 不同施肥處理對果實品質的影響Table 4 Effects of different fertilization treatments on fruit quality

2.2.2 不同施肥方式對蘋果桃果實香氣成分的影響 由表5 可知，不同施肥處理蘋果桃果實共檢測出57 種香氣物質，各處理香氣物質總含量差異顯著。其中菜籽麩肥處理果實香氣物質總含量最高，為396.00 μg/kg（FW）；商用有機肥處理次之，為337.59 μg/kg（FW）；復合肥處理最低，為274.86 μg/kg（FW）。先前的研究表明桃類果實香氣以酯類物質為主［16］。本研究發現各處理酯類香氣物質總含量差異顯著，其中菜籽麩肥處理蘋果桃果實共檢測出8 種酯類，分別為乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸己酯、乙酸壬酯、辛酸乙酯、丁酸，2-乙烯酯，共計含量為44.52 μg/kg（FW）；商用有機肥處理蘋果桃果實共檢測出6 種酯類，分別為乙酸乙酯、己酸乙酯、乙酸己酯、乙酸壬酯、辛酸乙酯、丁酸-2-乙烯酯，共計含量為29.10 μg/kg（FW）；復合肥處理蘋果桃果實共檢測出6 種酯類，分別為乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸己酯、乙酸壬酯、3-己烯酸乙酯，共計含量為19.95 μg/kg（FW）。由此可見，經菜籽麩肥處理和商用有機肥處理后，蘋果桃果實香氣酯香型物質含量均顯著提升。

表5 不同施肥方式對蘋果桃果實香氣成分的影響Table 5 Effects of different fertilization treatments on the aroma components of Prunus persica ‘apple’ Peach（μg/kg,FW）

（續表5）

3 討論

貴州的氣候條件具有生產優質果品供應市場的優勢，但由于土地資源缺乏，為保證糧食生產，果園立地條件較差；加上栽培管理技術缺乏以及長期重產量輕品質，重視化學肥料、忽略有機肥施用等原因，該地區蘋果桃果園土壤有機質和養分含量低［3］。已有研究表明，有機肥能夠改善土壤肥力，提高肥料利用效率，提升果實品質［17-18］。本研究結果表明，施用有機肥蘋果桃果園土壤養分如有機質、有效磷、速效鉀、交換性鈣、有效硫、有效銅、有效鋅、有效硼含量均有提升趨勢。這與陳潔［17］和邱吟霜等［18］的研究結果一致。這可能是由于菜籽麩肥和商用有機肥中含有易分解的碳氮和營養元素［23］，能夠促進微生物生長和代謝［24］，提高土壤酶活性［25］以及土壤肥力［26-27］。

本研究發現相較于復合肥處理，菜籽麩肥處理和商用有機肥處理蘋果桃果實香氣物質含量分別提升44.07%和22.82%，有機肥處理能夠提升果實香氣物質含量。羅華等［16］研究發現施入有機肥能提高肥城桃香氣物質相對含量，提升酯類化合物相對含量。王孝娣等［24］研究發現有機肥栽培紅富士蘋果主要香氣成分相對含量顯著提升，尤其是酯類香氣物質。本研究也證實菜籽麩肥和商用有機肥處理能夠顯著提升果實酯類香氣物質含量，相較于復合肥處理分別提升123.16%和45.68%。有機肥如何提升果實香氣物質含量的機理尚不明晰，且各種揮發性物質的生物合成前體不同，其合成途徑也不盡相同。已有研究表明，脂肪酸是形成果實香氣成分的主要前體物質。果實揮發性物質中的一些C6、C9 的醇類、醛類以及由C6、C9 的脂肪酸所形成的酯類物質，多是以脂肪酸為前體，在脂氧合酶的催化作用下形成。脂肪酸代謝途徑主要包括脂氧合酶LOX 氧化、α-氧化、β-氧化及γ-氧化等，其中LOX氧化和β-氧化兩個代謝途徑是大多數植物香氣形成的主要來源?？赡苁墙浻袡C肥處理后，土壤理化性質得以改善［18,25-26］，樹體吸收的營養元素種類更加全面，脂肪酸代謝途徑以及香氣物質合成途徑的相關基因或酶活性增加，從而使香氣物質含量顯著增加。關于菜籽麩肥和商用有機肥對蘋果桃香氣物質作用機理還有待進一步研究。

4 結論

本試驗分析了復合肥、菜籽麩肥和商用有機肥對蘋果桃果園土壤養分和果實品質的影響，結果表明，2 種有機肥處理均能夠增加蘋果桃果園有機質含量，分別提升22.80%和17.15%；菜籽麩肥和商用有機肥處理土壤有效磷含量分別上調60.63%和71.21%，速效鉀含量分別上調34.06%和67.66%。相較于復合肥處理，菜籽麩肥和商用有機肥處理對果實可溶性固形物含量、總酸、單果重和縱徑、橫徑未見顯著影響，只有菜籽麩肥能夠提升果實總糖含量和果實硬度，分別提升17.26%和17.16%。菜籽麩肥和商用有機肥能夠顯著提升果實總香氣物質含量，分別提升44.07%和22.82%。綜上所述，菜籽麩肥對果實基本品質和香氣物質的提升效果最佳。綜合考慮因地制宜和經濟效益等因素，推薦使用菜籽麩肥作為提升蘋果桃品質和商業價值主要施用肥料。