 Hans Journal of Agricultural Sciences 农业科学, 2013, 3, 56-63 doi:10.12677/hjas.2013.33013 Published Online August 2013 (http://www.hanspub.org/journal/hjas.html) Research of Optimum Proposal of Soil Nutrient Ratio for Good Fruit Qualities and Plentiful Yield in “Fuji” Apple of Beijing Region* Qiang Zhang, Qinping Wei#, Songzhong Liu, Jian Sun, Jun Liu Institute of Forestry & Pomology, Beijing Academy of Agriculture & Forestry Sciences, Beijing Email: qpwei@sina.com Received: May 15th, 2013; revised: May 22nd, 2013; accepted: Jun. 17th, 2013 Copyright © 2013 Qiang Zhang et al. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Abstract: The objective of this study was to find out the major soil nutrient ratio factors affecting fruit quail- ties, and to obtain the optimum proposal of soil nutrient ratio for good fruit qualities. It will provide basis data for growers in making rational application and increasing utilization ratio of fertilizer in “Fuji” apple tree. The investigation and analysis were carried out on soil nutrient and fruit qualities in apple orchards of Beijing region from 2008 to 2009. 18 kinds of proportion between soil mineral elements were calculated; methods of canonical correlation analysis and linear program were used to screen major soil nutrient ratio factors affect- ing fruit qualities and to solve the optimum proposal of soil nutrient ratio for good fruit qualities and plentiful yield in “Fuji” apple. The results showed that soil nutrient ratios vary among different apple orchards, where- in the maximum value of alkaline hydrolysable N/available P, alkaline hydrolysable N/available K, alkaline hydrolysable N/available Zn, available K/Zn and available Ca/Zn was worth 7.95, 7.60, 10.58, 18.76 and 13.47 times the minimum value respectively. Canonical correlation and regression analysis obtained that both alkaline hydrolysable N/available P and available P/Ca were positively correlated with fruit mass, while alka- line hydrolysable N/available Ca was negatively correlated with it; both alkaline hydrolysable N/available Ca and alkaline hydrolysable N/available K were negatively correlated with firmness; alkaline hydrolysable N/available Fe had the greatest effect on fruit soluble solids content, and was negatively correlated with it, while available K/Fe was positively correlated with it. The optimum proposals of soil nutrient element ratio for good apple quality were alkaline hydrolysable N/available P 1.9, alkaline hydrolysable N/available K 0.18, alkaline hydrolysable N/available Ca 0.02 - 0.115, alkaline hydrolysable N/available Fe 1.6, alkaline hydro- lysable N/available Zn 4.0 - 55, alkaline hydrolysable N/available B 80 - 420, available P/K 0.4, available P/Ca 0.028 - 0.22, available P/Fe 3 - 30, available P/Zn 9 - 80, available P/B 600, available K/Ca 280, avail- able K/Fe 5.6 - 33, available K/Zn 125, available K/B 125 - 980, available Ca/Fe 500, available Ca/Zn 120 and available Ca/B 1300 - 11,500. Under this optimum proposal for soil nutrient ratio, the target of fruit qualities of 442.06 g mass, 13.87 kg/cm2 firmness, 29.37% soluble solids, 0.51% titratable acid will be achieved theoretically. Taken together, it is the key to improve fruit soluble solids content by reducing soil alkaline hydrolysable N, increasing available K and stable available Fe. Keywords: “Fuji” Apple; Soil Nutrient Ratio; Fruit Qualities; Multivariate Analysis; Optimum Proposal 北京地区富士苹果优质丰产的土壤养分 比例优化方案研究* 张 强，魏钦平#，刘松忠，孙 健，刘 军 北京市农林科学院林业果树研究所，北京 *基金项目：国家苹果产业技术体系建设专项(CARS-28)；公益性行业(农业)科研专项(200903003)资助。 #通讯作者。 Copyright © 2013 Hanspub 56  北京地区富士苹果优质丰产的土壤养分比例优化方案研究 Copyright © 2013 Hanspub 57 Email: qpwei@sina.com 收稿日期：2013 年5月15 日；修回日期：2013 年5月22 日；录用日期：2013 年6月17 日 摘 要：为了探讨影响富士苹果品质的主要土壤养分比例因子和获取果品优质的土壤养分比例优化方 案，为苹果园合理施肥、提高肥料利用效率等提供理论依据，连续两年对北京地区苹果园的土壤养分 含量和富士果实品质进行调查分析，分别计算土壤矿质元素间的 18 种比例，应用典型相关分析和线 性规划等方法，筛选影响果实品质因素的主要土壤养分比例因子，求解富士苹果优质的土壤养分比例 优化方案。结果表明，苹果园间的土壤养分比例差异较大，其中碱解N/有效 K、碱解 N/有效 Fe、碱 解N/有效 Zn、有效 K/有效Zn 、有效 Ca/有效 Zn的最大值是最小值的 7.95、7.60、10.58、18.76 和13.47 倍。典型相关和回归分析获得了碱解 N/有效 P、有效P/有效 Ca与果实单果质量呈正相关，而碱解N/ 有效 Ca与之呈负相关；碱解N/有效Ca、碱 解N/有效 K与果实硬度呈负相关；碱解 N/有效 Fe对果实 可溶性固形物含量影响最大，并与之呈负相关，而有效 K/有效 Fe 与之呈正相关。线性规划求解出富 士苹果优质的土壤养分比例优化方案为：碱解 N/有效 P为1.9、碱解 N/有效 K为0.18、碱解 N/有效 Ca 为0.02~0.115、碱解 N/有效 Fe 为1.6、碱解 N/有效 Zn 为4.0~55、碱解 N/有效B为80~420、有效 P/有效K为0.4、有效 P/有效 Ca 为0.028~0.22、有效P/ 有效 Fe 为3~30、有效 P/有效 Zn 为9~80、有 效P/有效 B为600、有效 K/有效Ca为280、有效K/有效 Fe为5.6~33、有效 K/有效Zn为125、有效 K/有效 B为125~980、有效 Ca/有效 Fe 为500、有效 Ca/有效 Zn 为120 和有效 Ca/有效 B为1300~11,500 时，其果实品质指标的理论优化结果为：单果质量 442.06 g、果实硬度 11.87 kg/cm2、可溶性固形物含 量29.37%、可滴定酸含量 0.51%。综合以上结果，降低土壤碱解 N、提高有效 K、稳定土壤有效 Fe 含量是提高果实可溶性固形物含量的关键。 关键词：富士苹果；土壤养分比例；果实品质；多元分析；优化方案 1. 引言 中国是苹果生产大国，栽培面积和产量均居世界 首位；富士是我国苹果主栽品种，其种植面积和产量 占70%以上。长期以来，我国苹果种植遵守“上山下 滩，不与粮棉争田”的原则，多数苹 果种植在土壤较 瘠薄的丘陵山地、河滩地和旱塬地，果园土壤有机质 含量低，氮肥施用量过多(我国苹果主产区纯氮用量 400~600 kg/hm2，为国外 150 kg/hm2的3~4 倍)[1]，过 量施用氮肥导致的土壤矿质元素含量不平衡等问题 不仅造成果园的产量降低和品质下降，而且易造成环 境污染和生产成本增加。探讨富士苹果优质的果园土 壤养分比例关系，对指导果园合理施肥、提高品质、 保持果园可持续生产等具有重要理论意义和应用价 值。国外果树学者在果园土壤养分对果实品质影响 [2,3]，金冠苹果叶片和果实矿质营养与果实品质的关系 [4,5]，苹果优质高产营养需求和营养供应与负载量的关 系[6-9]，不同生长季节苹果叶片、果实营养变化[9]等方 面做了大量研究；国内果树工作者在果园土壤养分含 量与果实品质的关系方面做了大量的工作，分别进行 了陕西苹果主产区丰产果园土壤养分状况的调查[10]， 山东省苹果园果实品质指标、叶片营养与土壤营养元 素的相关性分析[11]，山东苹果不同产量水平氮磷钾营 养特点[1]，胶东苹果园土壤有效养分状况及与产量关 系[12]，太行山片麻岩区新垦苹果园土壤营养与果实品 质的关系[13]，山西省中南部苹果生产优势区果园土壤 营养、植株营养现状及分析[14]，苹果园土壤养分与果 实品质关系的多元分析及优化方案[15]，北京苹果园土 壤理化性状和果实品质评价分析[16]，北京昌平苹果园 土壤养分、pH 与果实矿质营养的多元分析[17]，国光 苹果丰产优质土壤营养含量和比例优化方案[9]等研究 工作，这为苹果园合理施肥、提高产量和增加品质起 到了重要的作用。前人的研究仅局限于土壤养分状态 的评价、土壤养分对果实品质影响的相关分析及国光 苹果优质的土壤养分比例优化方案；由于果树对不同 营养成分的吸收利用受营养成分间的协同与拮抗作 用影响，果园土壤养分的比例关系对产量、品质的影 响比养分含量更重要，关于富士苹果园土壤养分比例  北京地区富士苹果优质丰产的土壤养分比例优化方案研究 对果实品质的影响及土壤养分比例优化方案尚不明 晰。本研究通过对成龄富士苹果园土壤养分和果实品 质的调查，应用典型相关分析、回归分析和线性规划 等方法，定量化探讨富士苹果果实品质优质的土壤养 分最佳比例优化方案，为苹果优质丰产的土壤养分调 节、配方施肥等提供理论依据和指导性方案。 2. 材料与方法 2.1. 供试材料及处理 2008 年6月~2009 年11 月间，在北京昌平区选 择果园产量稳定在 37.5~45.0 t/hm2、果 园面 积0.6 hm2 以上、连续 3年在北京市果品评选中获奖的苹果园34 个，主栽品种为宫藤富士(Malus domestica Borkh CV. Red Fuji)，砧木为八楞海棠(M. micromalus Makino)， 王林为授粉品种，树龄 15~20年生，株行距为 3 m × 5 m，苹果园 0~40 cm 土层的土壤容重为 1.16~1.65 g/cm3、孔隙度为 0.37%~0.66%、pH值为 6.45~7.85； 每年 6~8月间，在每个果园随机选取3~5 个取样小区， 每个小区选择 3株树，分别在每株树冠外缘东、南、 西、北 4个方位垂直向内50 cm处用土钻采集 0~40 cm 土层的土壤，弃去植物残体后过2 mm筛，把每个取 样小区的土样混合均匀，室内风干用于分析土壤养 分；每年 11 月上旬果实成熟期，分别在土壤取样树 的树冠东南方位取 5个果实，每个果园共取果实 45 个左右，带回实验室用于分析果实品质。 2.2. 测定项目 用百分之一天平称量单果质量，GY-1 型果实硬度 计测量果实硬度，PR-100 型数字糖度计测定可溶性固 形物含量，用0.1 mol/L NaOH 中和滴定法测定可滴定 酸含量；风干后的土壤分别用碱解扩散法测定碱解N， 碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定有效 P，乙酸铵浸提 –火焰光度计法测定有效 K，醋酸钠浸提–原子吸收 法分析有效 Ca，DTPA 浸提-原子吸收分光光度法分 析有效 Fe、Zn，沸水浸提–甲亚胺-H 酸比色法分析 有效 B。 2.3. 数据处理 用每年的土壤养分含量数据分别计算土壤碱解 N/有效P、碱解N/有效 K、碱解 N/有效Ca、碱解 N/ 有效 Fe、碱解 N/有效Zn、碱解 N/有效 B、有效 P/ 有效 K、有效P/有效 Ca、有效P/有效Fe、有效 P/有 效Zn、有效 P/有效B、有效 K/有效 Ca、有效K/有效 Fe、有效 K/有效 Zn、有效 K/有效 B、有效 Ca/有效 Fe、有效 Ca/有效 Zn、有效 Ca/有效 B，应用 SAS、 LINDO 软件统计分析苹果园 土壤养分 比例与果 实品 质的关系，并求解优化方案。 3. 结果与分析 3.1. 苹果园土壤养分比例和果实品质基本状况 苹果园土壤养分比例和富士果实品质状况如表 1。碱解 N/有效 P、碱解N/有效 K、碱解N/有效Ca、 碱解 N/有效 Fe、碱解 N/有效Zn、碱解N/有效 B的 平均值分别为0.59 、0.48、0.051、6.17、19.23 和204.53， 不同果园碱解 N与有效P、K、Ca、Fe、Zn和B的比 例差异较大，最大值分别为最小值的 5.56、7.95、4.04、 7.60、10.58 和3.44 倍，说明不同果园土壤氮素与其 它矿质元素比例存在较大差异，这可能与果园间施肥 不同有关；土壤其它矿质元素的比例也有类似的趋 势，如调查果园的有效K/有效 Zn、有效 Ca/有效 Zn 的最大值分别为最小值的18.76 和13.47倍，而对应 的果实单果质量、硬度和可溶性固形物含量的最大值 为最小值的倍数分别为2.41、1.70 和1.53。 3.2. 苹果园土壤养分比例与果实品质的相关性 表2是土壤养分比例因子与果实品质因素间的相 关性。从表 2可看出，对果实单果质量影响较大的土 壤养分比例因子分别为有效P/有效 B、有效Ca/有效 Zn 和有效P/有效 Zn，其相关系数分别0.3896、0.3256 和0.3206，且均呈正相关；土壤有效 P/有效B、有效 Ca/有效 B、有效 P/有效 K和碱解 N/有效 B对果实硬 度影响较大，其中土壤有效Ca/有效 B和有效 P/有效 K与之呈正相关，而有效 P/有效 B和碱解 N/有效B 则与之呈负相关；对果实可溶性固形物影响较大的土 壤养分比例因子分别为碱解 N/有效 B、有效P/有效 B、 有效 Ca/有效B和有效P/有效K，其相关系数分别为 −0.4338、0.3168、−0.2813、−0.2607，提高碱解 N与 有效 B比值会降低果实可溶性固形物含量，而提高有 效P与有效 B比值可以增加果实可溶性固形物含量； 土壤有效P/有效 Zn 是影响果实可滴定酸的主要因子， Copyright © 2013 Hanspub 58  北京地区富士苹果优质丰产的土壤养分比例优化方案研究 Copyright © 2013 Hanspub 59  北京地区富士苹果优质丰产的土壤养分比例优化方案研究 且与之呈负相关。从表 2也可看出，土壤中不同营养 元素的比例对果实品质影响的重要程度各异，用简单 的相关分析只能说明一些现象，需要借助多元统计分 析方法进一步探讨其相关性。 3.3. 影响果实品质的土壤养分比例因子筛选和 回归方程建立 果园土壤养分比例因子和果实品质因素间的关 系错综复杂，本研究应用典型相关分析的方法，以碱 解N/有效 P (x1)、碱 解N/有效K (x2)、碱 解N/有效 Ca (x3)、碱解 N/有效Fe (x4)、碱解 N/有效 Zn (x5)、碱解 N/有效 B (x6)、有效P/有效 K (x7)、有效P/有效 Ca (x8)、 有效 P/有效 Fe (x9)、有效P/ 有效 Zn (x10)、有效 P/有 效B (x11)、有效 K/有效 Ca (x12)、有效 K/有效Fe (x13)、 有效 K/有效 Zn (x14)、有效 K/有效B (x15)、有效Ca/ 有效 Fe (x16)、有效Ca/有效 Zn (x17)和有效 Ca/有效 B (x18)为一个正态总体，果实单果质量(y1)、果实硬度 (y2)、果实可溶性固形物(y3)和可滴定酸(y4)为另一总 体，依据典型相关系数的大小，结合专业知识和统计 分析特点等，筛选出影响果实品质因素的土壤养分比 例因子，并建立了果实品质因素与主要土壤养分比例 因子的回归方程(表3)。从表3的方程可看出，对富士 苹果单果质量影响较大的土壤养分比例因子分别为 碱解 N/有效 P (x1)、碱 解N/有效 Ca (x3)和有效 P/有效 Ca (x8)，其中碱解 N/有效 P (x1)和有效P/有效Ca (x8) 比例与果实单果质量呈正相关，而碱解N/有效Ca (x3) 与之呈负相关，表明土壤养分中碱解N、有效P和有 效Ca 的相互比例关系是决定果实单果质量的关键因 子；对果实硬度影响较大的土壤养分比例因子分别为 碱解 N/有效 Ca (x3)、有效P/有效 Ca (x8)、有效 P/有 效K (x7)和碱解N/有效 K (x2)，碱解 N与有效 Ca 的比 例与果实硬度呈负相关，结合果实单果质量分析，果 实个头增加，果实硬度就会降低；碱解 N/有效Fe (x4)、 碱解 N/有效 Zn (x5)、碱 解N/有效B (x6)、有 效K/有效 Fe (x13)、有效 Ca/有效 Fe (x16)和有效Ca/有效 Zn (x17) 均影响果实可溶性固形物含量，其中以碱解 N/有效 Fe (x4)影响程度最大，且与之呈负相关，而有效 K/有 效Fe (x13)则与之呈正相关；同理，可以找出影响果实 可滴定酸含量的土壤养分比例因子。 3.4. 果实品质优质的土壤养分比例优化方案 从上面的果园土壤养分比例因子与果实品质因 素的相关性及回归方程可看出，土壤养分比例因子与 果实品质因素间的关系较复杂，果实品质某一指标的 提高，可能导致另一指标的降低。为进一步探讨果实 品质优质的土壤养分比例的适宜范围，以果实单果质 Table 3. Selection of the factors of soil nutrient ratio affecting fruit qualities and establishment of regression equation 表3. 影响果实品质的主要土壤养分比例因子筛选和回归方程建立 果实品质(y) Fruit qualities 影响果实品质的土壤养分比例因子(x) The proportion soil nutrient factors affecting fruit qualities 回归方程 Regression equations 方程 F值 F value of equations Pr > F y1单果质量 Mass per fruit x1; x3; x8; x11; x14 113 11 14 135.1996 45.8845276.0179351.165 0.1156 0.6287 yxx xx 8 x 2.06 0.1009 y2果实硬度 Firmness x2; x3; x7; x8; x10; x12; x13; x16; x18 22378 12 13 1618 10.9504 1.67218.92991.69596.88990.00304 0.006870.099670.014240.0003042 yxxxx xxx x 10 x 6 3.25 0.0101 y3可溶性固形物 Soluble solids x4; x5; x6; x13; x16; x17 345 13 16 17 15.73490.38820.09920.0085 0.0618 0.015610.00299 y xx xxx x 11 2.49 0.0808 y4可滴定酸 Titratable acidity x5; x6; x9; x11; x13; x15; x18 4569 13 1518 0.31180.00196 0.0002438 0.00353 0.000313 0.0047 0.0002450.00000362 y xxx xx x x 1.97 0.0986 注：1) x1碱解 N/有效 P；x2碱解 N/有效 K；x3碱解 N/有效 Ca；x4碱解 N/有效Fe；x5碱解N/有效Zn；x6碱解 N/有效B；x7有效P/有效K；x8有效 P/有效 Ca；x9有效 P/有效 Fe；x10 有效 P/有效 Zn；x11 有效 P/有效 B；x12 有效 K/有效 Ca；x13 有效 K/有效 Fe；x14 有效 K/有效 Zn；x15 有效 K/有效B； x16 有效 Ca/有效 Fe；x17 有效 Ca/有效 Zn；x18 有效 Ca/有效 B。2) 尽管应用典型相关分析筛选出影响果实品质因素的主要土壤养分比例因子，在建立 方程时，为了确保方程的有效性，选择了方程在 10%显著水平的影响因子。 Copyright © 2013 Hanspub 60  北京地区富士苹果优质丰产的土壤养分比例优化方案研究 量最大(ymax1)为目标函数(A)，而果实硬度(y2)、可 溶性 固形物(y3)、果实可滴定酸(y4)和土壤养分比例碱解 N/ 有效 P (x1)、碱 解N/有效 K (x2)、碱解 N/有效Ca (x3)、 碱解 N/有效 Fe (x4)、碱解 N/有效 Zn (x5)、碱解 N/有 效B (x6)、有效P/有效 K (x7)、有效 P/有效 Ca (x8)、 有效 P/有效 Fe (x9)、有效P/ 有效 Zn (x10)、有效 P/有 效B (x11)、有效 K/有效 Ca (x12)、有效 K/有效Fe (x13)、 有效 K/有效 Zn (x14)、有效 K/有效B (x15)、有效Ca/ 有效 Fe (x16)、有效Ca/有效 Zn (x17)和有效 Ca/有效 B (x18)为约束条件(B)，其中方程中土壤养分比例的约束 条件依据调查的数据资料，同时参考国内外土壤养分 适宜水平等给出约束范围；果实品质因素的约束条件 依据调查的数据资料和国家鲜苹果标准[18]中的富士 苹果品质指标，建立了求解果实单果质量最大的线性 规划方程组： max11 3 811 135.1996 45.8845276.0179 351.1650.11560.6287 14 y xx x xx (1) 237 810 12 13 16 18 456 13 16 17 5 10.9504 1.67218.92991.6959 6.8899 0.00304 0.00687 0.09967 0.01424 0.00030428.8 15.7349 0.38820.09920.0085 0.0618 0.01561 0.0029914.5 0.31180.001960.000243 xxx xx xx xx xxx xx x x 69 11 1315 18 123 45 6 789 10 1112 13 8 0.00353 0.000313 0.00470.000245 0.00000362 0.45 0.21.9, 0.182, 0.020.115 1.618, 455,80420 0.41.6, 0.0280.22, 330 9 80,100 600,35280 5.633 xx xx x x xxx xx x xxx xxx x 14 15 16 1718 ,5.2125, 125980 50500, 1202100, 130011,500 xx xx x (2) 应用相同的方法，可建立求解果实硬度最大 (ymax2)、可溶性固形物最大(ymax3)和果实可滴定酸最大 (ymax4)的线性规划方程， 其中果实单果 质量的约束 条 件为 300 g。通过求解，获得了富士果实品质优质的 土壤养分比例因子的最适范围(表4)。从表 4可看出， 碱解 N/有效P为1.9、碱解 N/有效 K为0.18、碱解 N/有效 Ca 为0.02~0.115、碱解 N/有效 Fe 为1.6、碱 解N/有效Zn 为4.0~55、碱解 N/有效 B为80~420、 有效 P/有效 K为0.4、有效P/有效 Ca 为0.028~0.22、 有效 P/有效Fe 为3~30、有效P/有效Zn 为9~80、有 效P/有效 B为600、有效K/有效 Ca为280、有效 K/ 有效 Fe为5.6~33、有效 K/有效 Zn 为125、有效K/ 有效 B为125~980、有效 Ca/有效Fe为500、有效 Ca/ 有效 Zn为120 和有效 Ca/有效B为1300~11,500 时， 其果实品质指标的理论优化结果为：单果质量为 442.06 g，果实硬度为 11.87 kg/cm2，可溶性固形物含 量为 29.37%，可滴定酸含量为 0.51%。 4. 讨论 4.1. 果园土壤养分比例的差异及 与果实品质的相关系 在苹果园土壤管理中，合理施肥不仅能提高产量 和增加品质，还可提高肥料利用效率，降低不合理施 肥造成的果树缺素或毒害作用及污染环境等问题。本 研究发现不同果园间碱解 N与有效P、K、Ca、Fe、 Zn 和B比例的最大值分别为最小值的 5.56、7.95、 4.04、7.60、10.58 和3.44 倍；有效 K/有效 Zn、有效 Ca/有效 Zn 的最大值分别为最小值的 18.76 和13.47 倍，说明了不同果园间土壤养分比例存在较大差异。 土壤养分比例与果实品质因素的相关性分析，土壤有 效Ca/有效 B、有效 P/有效K与果实硬度呈正相关， 而有效 P/有效 B、碱解N/有效B则与之呈负相关；提 高碱解 N与有效 B比值会降低果实可溶性固形物含 量，而提高有效 P与有效 B比值可以增加果实可溶性 固形物含量；土壤有效P/有效 Zn 是影响果实可滴定 酸的主要因子，且与之呈负相关。Fallahi[5]研究认为， 在土壤矿质养分中，N、K、P、Ca 和B与果实品质 和生理病害的相关性最强，N含量高会降低果实硬度 和可溶性固形物含量；魏钦平[14]研究认为，土壤有效 P/有效 K与果实着色和可溶性固形物含量呈正相关， 表明了土壤养分含量和比例关系对果实品质因素的 影响比较复杂，仅用简单的相关分析不够全面，需要 应用多元分析方法。 4.2. 富士苹果优质的土壤养分比例优化方案 本研究应用典型相关分析的方法，筛选出影响果 实品质因素的土壤养分比例因子，并建立了果实品质 Copyright © 2013 Hanspub 61  北京地区富士苹果优质丰产的土壤养分比例优化方案研究 Table 4. The optimum proposal of soil nutrien t ratio and good fruit quality 表4. 土壤养分比例与果实品质优化方案 项目 Item 单果质量 Mass per fruit/g 硬度 Firmness/kg·cm−2 可溶性固形物 Soluble solids/% 可滴定酸 Titratable acidity/% 取值范围 Range of value x1碱解N/有效P Alkaline hydrolysable N/Available P 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 x2碱解N/有效K Alkaline hydrolysable N/Available K 0.18 0.18 0.18 0.18 0.18 x3碱解N/有效Ca Alkaline hydrolysable N/Available Ca 0.02 0.115 0.115 0.115 0.02~0.115 x4碱解N/有效Fe Alkaline hydrolysable N/Available Fe 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 x5碱解N/有效Zn Alkaline hydrolysable N/Available Zn 55 55 55 4 4~55 x6碱解N/有效B Alkaline hydrolysable N/Available B 80 80 80 420 80~420 x7有效P/有效K Available P/K 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 x8有效P/有效Ca Available P/Ca 0.22 0.028 0.22 0.028 0.028~0.22 x9有效P/有效Fe Available P/Fe 3 3 3 30 3~30 x10有效P/有效Zn Available P/Zn 9 9 9 80 9~80 x11有效P/有效B Available P/B 600 600 600 600 600 x12 有效 K/有效 Ca Available K/Ca 280 280 280 280 280 x13有效K/有效Fe Available K/Fe 5.6 5.6 33 5.6 5.6~33 x14有效K/有效Zn Available K/Zn 125 125 125 125 125 x15有效K/有效B Available K/B 125 125 125 980 125~980 x16有效Ca/有效Fe Available Ca/Fe 500 500 500 500 500 x17有效Ca/有效Zn Available Ca/Zn 120 120 120 120 120 x18 有效 Ca/有效 B Available Ca/B 1300 1300 11500 1300 1300～11,500 y优化值 Optimized values 442.06 11.87 29.37 0.51 - 因素与主要土壤养分比例因子的回归方程，线性规划 求解出果实单果质量 ≥ 300 g、果实硬度 ≥ 8.8 kg/cm2、可溶性固形物含量 ≥ 14.5%和可滴定酸含量≤ 0.45%时的土壤养分比例的优化方案为：碱解 N/有效 P为1.9、碱解N/有效 K为0.18、碱解 N/有效 Ca 为 0.02~0.115、碱解 N/有效 Fe为1.6、碱解 N/有效 Zn 为4.0~55、碱解 N/有效B为80~420、有效 P/有效K 为0.4、有 效P/有效 Ca 为0.028~0.22、有 效P/有效 Fe 为3~30、有效 P/有效 Zn 为9~80、有效 P/有效 B为 600、有效K/有效 Ca 为280、有效 K/有效Fe 为5.6~33、 有效 K/有效Zn为125、有效 K/有效 B为125~980、 有效 Ca/有效Fe 为500、有 效Ca/有效 Zn 为120和有 效Ca/有效 B为1300~11,500 。彭富田和姜远茂[1]研究 认为，山东高产苹果园(亩产 > 4000 kg)的土壤碱解 N/有效 P为1.21~5.89、碱解N/有效 K为0.36~1.35、 有效 P/有效K为0.1~0.67；王海云等[9]研究山东省苹 果园土壤碱解 N/有效 P为1.83，碱解 N/有效 K为0.61、 有效 P/有效 K为0.33；魏 钦 平[14]研究认为，优质丰产 园的土壤有效P/有效 K为0.48。除土壤碱解 N/有效K 略低外，其它比例均与前人的研究结果一致。表明了 在果园土壤养分管理中，研究土壤养分比例关系，对 指导果园合理配方施肥具有重要的指导意义。 5. 结论 1) 北京地区苹果园间土壤养分比例差异较大，碱 解N与有效P、K、Ca、Fe、Zn 和B的比例最大值分 别为最小值的 5.56、7.95、4.04、7.60、10.58 和3.44 倍；有效 K/有效 Zn、有效 Ca/有效 Zn的最大值分别 为最小值的 18.76 和13.47倍，调整果园土壤养分比 例关系对提高养分利用效率和改善果实品质具有重 要作用。 2) 土壤养分中碱解 N、有效 P和有效 Ca的相互 比例关系是决定果实单果质量的关键因子，碱解 N/ 有效 P、有效P/有效 Ca与之呈正相关，而碱解N/有 效Ca 则与之呈负相关；碱解 N/有效Ca、碱解 N/有 效K与果实硬度呈负相关；碱解 N/有效Fe 对果实可 溶性固形物含量影响最大，并与之呈负相关，而有效 K/有效 Fe 则与之呈正相关，降低土壤碱解 N、提高 有效 K、稳定土壤有效 Fe 含量是提高果实可溶性固 形物含量的关键。 Copyright © 2013 Hanspub 62  北京地区富士苹果优质丰产的土壤养分比例优化方案研究 3) 北京地区富士苹果优质的土壤养分比例优化 方案为：碱解N/有效 P为1.9、碱解N/有效 K为0.18、 碱解 N/有效 Ca为0.02~0.115、碱解 N/有效Fe 为1.6、 碱解 N/有效 Zn 为4.0~55、碱 解N/有效 B为80~420、 有效 P/有效 K为0.4、有效P/有效 Ca 为0.028~0.22、 有效 P/有效Fe 为3~30、有效P/有效Zn 为9~80、有 效P/有效 B为600、有效K/有效 Ca为280、有效 K/ 有效 Fe为5.6~33、有效 K/有效 Zn 为125、有效K/ 有效 B为125~980、有效 Ca/有效 Fe为500、有效 Ca/ 有效 Zn为120 和有效 Ca/有效B为1300~11,500。 参考文献 (References) [1] 彭福田, 姜远茂. 不同产量水平苹果园氮磷钾营养特点研究 [J]. 中国农业科学, 2006, 39(2): 361-367. 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