山东是中国苹果种植第二大省，苹果产量居全国首位，是农民增收的支柱产业。果园土壤酸化是苹果产区存在的突出问题，以棕壤为主的胶东地区果园土壤酸化最为严重，偏酸性果园占全部果园的比例高达 88.4%^[1]。土壤酸化影响土壤养分的有效性，土壤中钙、镁和钾等盐基离子加速淋溶，进而导致果实苦痘病、痘斑病和水心病的发生^[2]；同时，土壤酸化会促进土壤中有害金属元素锰等溶出，造成锰中毒而引发苹果粗皮病等^[3]；土壤酸化也可导致土壤中微生物群落发生变化，不利于营养物质的转化^[1]。土壤酸化已成为苹果产量及品质提高的重要限制因子，严重影响了苹果产业的可持续发展。

石灰是传统而有效的酸化土壤改良剂，但长期施用会破坏土壤结构、造成土壤板结、土壤 “复酸化”^[4]，还会引起土壤钙、钾、镁等元素的平衡失调而导致减产^[5-6]。近年来，白云石、粉煤灰、磷石膏、磷矿粉、碱渣和工业废弃物等一些矿物和工业废弃物也被用于改良酸化土壤。硅钙钾镁肥是磷石膏、钾长石等在高温下煅烧而形成的环保型碱性土壤调理剂，不仅能调酸改土，改善土壤理化性状，改善作物农艺性状，提高果实产量和品质，还能有效克服石灰等易造成土壤板结的不足^[7]。刘升基等^[8]研究表明苹果园施用硅钙钾镁肥后，果实硬度提高 20.8%，可溶性糖和维生素（Vc）含量分别提高 19.0% 和 21.9%，果实着色率提高 34.2%，单产增加 15.3%，粗皮病、苦痘病显著减少；秦旭等^[9]研究表明，梨园施用硅钙钾镁肥后，土壤 pH 提高 0.22～0.73，土壤有机质、阳离子交换量和速效养分含量也显著提升；高文胜等^[10-12]研究发现，施用硅钙钾镁肥提高了樱桃园、葡萄园、桃园的土壤 pH、阳离子交换量、交换性钙镁等含量，果实品质明显改善。

黄腐酸钾是腐植酸中活性最好、抗逆性最强的物质，分子量较小，更易被作物吸收利用^[13]；能改良土壤结构^[14]，调节土壤酸碱度^[15]，促进根系发育^[16]，提高果实产量和品质^[17-18]。有研究表明，硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施能有效提高土壤酶活性，促进桃树根系生长^[19]。硅钙钾镁肥和黄腐酸对土壤改良和果树的生长发育均有重要作用，然而，迄今对于二者配施效果的研究较少。我国土壤改良研究起步较晚，大都局限于短期盆栽试验。酸化土壤改良是一项长期的系统工程，开展长期定位试验，综合评价长期施用土壤改良剂对果园生产的影响，对精准研发和科学应用土壤改良剂具有重要指导意义。笔者于 2017～2021 年连续 5 年在苹果园进行了硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施的定位试验研究，探讨其对土壤酸化果园苹果产量、品质及土壤理化性状，以期为酸化果园土壤改良及苹果产业可持续发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于 2017～2021 年连续 5 年在山东省栖霞市谢家沟村苹果园（120.89°E，37.31°N）进行。该地年平均气温 11.3℃，年平均降水量约 650 mm，无霜期约 207 d，四季分明，光照充足，属暖温带季风型半湿润气候。试验园地势平坦，土壤有机质 8.29 mg/kg，pH 5.40，碱解氮 78.3 mg/kg，有效磷 64.9 mg/kg、速效钾 125.1 mg/kg，土壤类型为棕壤。

供试苹果品种为烟富 3/M26/ 平邑甜茶，10 年生（2017 年），株行距为 3 m×4 m。

供试硅钙钾镁肥，含氧化钙 24.67%、氧化镁 10.76%、氧化硅 34.11%、氧化钾 4.69%、五氧化二磷 6.08%，pH 8～9。供试黄腐酸钾，含腐植酸 55%、黄腐酸 50%、氧化钾 12%、有机质 75%， pH 8～10。

1.2 试验方法

试验共设 3 个处理：（1） 空白对照（CK）；（2）硅钙钾镁肥处理（T1）；（3）硅钙钾镁肥 + 黄腐酸钾处理（T2）。选取生长势基本一致的苹果树，每个处理 30 株树，10 株为一小区，每个小区之间设置保护行。根据预试验结果，确定本试验中硅钙钾镁肥的用量为 1125 kg/hm²，黄腐酸钾用量为 7.5 kg/hm²。硅钙钾镁肥在翌年 3 月中旬均匀撒到树盘后用铁耙轻拉覆土；黄腐酸钾可与其他肥料一起采用放射性沟施，深度为 20～30 cm。试验期间各处理其他肥料用量及施用方法完全相同，果园各处理的剪枝、病虫害防控、疏花疏果等农艺措施与当地农民习惯保持一致。

1.3 样品采集与测定

叶面积指数和 SPAD 值：每株树在 4 个方位随机选取新梢中部叶片 10 片，测定 SPAD 值和叶面积指数。叶面积用 LI-3000C 便携式叶面积仪测定，SPAD 值用 SPAD-502Plus 叶绿素测量仪测定。

苹果产量和品质：在 2021 年 10 月 10 日一次性采收全部果实计算单株产量。每株树在 4 个方位随机采取果实 30 个，用于单果重、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、硬度等指标的测定。单果重用百分之一电子天平称量，果实硬度采用 GY-1 型手持硬度计测定。蒽酮比色法测定果实可溶性糖含量；氢氧化钠中和滴定法测量果实可滴定酸含量； 2，6-二氯酚靛酚法测定 Vc 含量^[20]。

土壤样品采集与测定：采用土钻在树冠外缘正下方内侧避开施肥部位取 0～30 cm 土层的土壤。每个处理采集 1 个混合土样，每个混合土样分别由 5 株树的土壤混合而成，每株对角线 4 点取样。土样带回室内，晾干，磨细，过 1 mm 筛，检测。土壤 pH 采用雷磁 DZ-2 型自动电位滴定仪测定；土壤有机质采用油浴加热-K₂Cr₂O₇ 容量法检测；土壤碱解氮采用碱解扩散法测定；土壤有效磷采用盐酸-氟化铵浸提-钼锑抗比色法测定；土壤速效钾采用火焰光度法测定；阳离子交换量采用中性醋酸铵交换法测定；交换性钙、镁离子采用醋酸铵交换-EDTA 络合滴定法；土壤有效性铁、锌、铜、锰采用原子吸收分光光度法测定^[21]。

2 结果与分析

2.1 不同处理对叶片 SPAD 值、叶面积的影响

由表1 可知，5 年的定位试验表明，硅钙钾镁肥和黄腐酸钾配施显著增加了叶片 SPAD 值和叶面积，分别较对照提高了 11.9% 和 16.1%。与对照相比，单施硅钙钾镁肥的叶片 SPAD 值提高了 6.05%，差异不显著；叶面积增加了 8.39%，差异达显著水平。硅钙钾镁肥和黄腐酸钾配施后，叶面积显著高于单施硅钙钾镁肥处理，增加了 7.10%，但两个处理间叶片 SPAD 值差异不显著。

注：同列不同小写字母表示处理间差异达显著水平（P<0.05）。下同。

2.2 不同处理对苹果产量及经济效益的影响

由表2 可知，苹果园连续施用 5 年硅钙钾镁肥后，果实单果重及产量显著高于对照，分别提高了 9.4%～11.8% 和 11.4%～14.8%。与单施硅钙钾镁肥相比，黄腐酸钾和硅钙钾镁肥配施有助于增加单果重和产量，分别提高了 2.22% 和 3.04%，但无显著差异。与对照相比，苹果园施用硅钙钾镁肥、硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施，虽然在一定程度上提高了成本，但是经济效益增加显著，增收幅度分别为 24337.5 和 35175 元 /hm²。

注：苹果单价为 6 元 /kg。成本为每公顷施用硅钙钾镁肥和黄腐酸钾的费用，硅钙钾镁肥的市场价格为 2500 元 /t，黄腐酸钾的市场价格为 15000 元 /t。

2.3 不同处理对果实品质的影响

由表3 可知，硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施可显著改善果实品质，与对照相比，果实可溶性固形物、固酸比、Vc 含量和硬度分别增加了 10.2%、16.8%、 12.3% 和 3.8%。单施硅钙钾镁肥的果实可溶性固形物、固酸比和 Vc 含量较对照分别提高了 8.6%、 14.1%、10.1%，差异显著。与单施硅钙钾镁肥相比，硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施处理的果实品质略有改善，但差异不显著。此外，施用硅钙钾镁肥处理显著增加了果实硬度，提高果实耐运输和耐储藏性能。

2.4 不同处理对土壤化学性质的影响

连续 5 年施用硅钙钾镁肥能显著提高土壤的 pH、土壤碱解氮和交换性镁的含量（表4）。与对照相比，单施硅钙钾镁肥的土壤 pH 提高了 0.40，而黄腐酸钾与硅钙钾镁肥配施后土壤 pH 提高了 0.66； 单施硅钙钾镁肥，土壤碱解氮和交换性镁分别提高了 21.6% 和 15.7%，增施黄腐酸钾后，土壤碱解氮和交换性镁分别提高了 36.8% 和 29.6%。硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施后，土壤有机质、速效钾、交换性钙含量显著高于对照，分别提高了 11.6%、24.8% 和 24.7%。此外，两者配施还显著提高了土壤的阳离子交换量，与对照相比增加了 1.55 cmol/kg。硅钙钾镁肥的施用对土壤有效磷的变化没有产生显著影响。

2.5 土壤化学性质与苹果产量、品质之间的相关分析

如表5 所示，苹果产量与土壤 pH、速效钾、交换性镁含量和土壤阳离子交换量呈显著正相关关系（P<0.05）。苹果品质方面，果实可溶性固形物含量与土壤碱解氮、交换性镁的含量呈极显著正相关关系（P<0.01），此外，土壤 pH、有机质和速效钾含量也显著影响可溶性固形物含量（P<0.05）。果实 Vc 含量与土壤 pH、有机质和速效钾含量呈极显著正相关关系（P<0.01）。土壤有机质、速效钾和交换性钙含量显著影响果实硬度。果实固酸比与土壤碱解氮、速效钾和交换性镁含量呈极显著正相关关系（P<0.01）。综上所述，土壤的 pH、有机质、碱解氮、速效钾及交换性钙镁含量均不程度地影响果实的口感和风味，对提高果实品质有不可替代的作用。

注：^* 表示差异在 0.05 水平上显著相关，^** 表示在 0.01 水平上极显著相关。

3 讨论

土壤酸化显著影响土壤的有机质转化、营养元素有效性及土壤保肥能力，影响果园土壤生产力和果树生长发育，影响果实品质的提高和产业的可持续发展^[7]。硅钙钾镁肥是一种新型的环保型土壤调理剂，在土壤环境改良方面有明显的作用。李小燕等^[22]研究发现，硅钙钾镁肥与红壤混合培养 150 d 后土壤 pH 提高 1.11。硅钙钾镁肥显著提高南方水稻土壤 pH，且提高幅度随施用次数和用量的增加而增大^[23-25]。此外，施用硅钙钾镁肥还能提高土壤有效硅和盐基离子的含量，降低土壤交换性 H⁺ 和 Al³⁺，但对土壤有机质、全氮、全磷和碱解氮含量基本无影响。栗方亮等^[26-27]和李敏等^[28] 的研究也得到相似结果。孙希武等^[19] 发现，硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施显著提高土壤中碱解氮、有效磷、速效钾和有效硅等含量。本研究表明，连续 5 年施用硅钙钾镁肥使果园土壤 pH 提高 0.44～0.66，土壤有机质、碱解氮、速效钾、交换性钙镁和阳离子交换量等指标也有不同程度的提高，这与先前文献中报道关于硅钙钾镁肥对土壤化学性质的影响基本一致。硅钙钾镁肥释放的 Ca²⁺、Mg²⁺ 和 K⁺ 等交换性盐基离子替代土壤胶体吸附的交换性 H⁺ 和 Al³⁺，提高土壤的盐基饱和度^[22]；SiO₃^2- 进入土壤后水解产生 OH^-，也会中和土壤中的 H⁺ 和 Al^3+[29]，提高土壤 pH。土壤酸度的降低和交换性钙镁含量的增加相同步，硅钙钾镁肥中的钾缓慢释放，成为土壤速效钾的有效补充。

硅钙钾镁肥在改良酸化土壤的同时，还能促进作物生长、提高作物产量和品质。有研究表明，硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施能有效提高土壤酶活性，促进桃树根系生长^[19]。张青等^[30]研究表明，施用硅钙钾镁肥后，番茄产量增加 4.89%～6.72%， Vc 含量提高 1.33%～7.63%，可溶性糖含量提高 1.33%～10.13%。涂玉婷等^[31] 通过田间试验发现增施 750 kg/hm² 的硅钙钾镁肥，香蕉产量提高 3.82%～5.64%，果实果指长显著增加，增幅达 5.3%～14.7%。马存金等^[32]通过大田试验表明硅钙钾镁肥用量达 1500 kg/hm² 时，根系生理活性指标平均提高 28.62%，叶片钾含量提高 0.35 个百分点，总植物碱降低 0.35 个百分点，上等烟比例提高 6.9 个百分点。高文胜等^[12]在桃上的多年田间试验表明，硅钙钾镁肥用量 1125 kg/hm² 时，桃产量提高 24.98%，桃单果重和可溶性固形物含量分别提高 17.% 和 15.4%。秦旭等^[33]通过葡萄田间试验发现，施用硅钙钾镁肥后葡萄单穗重、产量、可溶性固形物含量和硬度分别增加了 21.9%、32.7%、 16.9% 和 23.4%。孙希武等^[19]发现硅钙钾镁肥配施黄腐酸钾可显著提高叶片叶绿素含量和净光合速率，促进植株生长。本研究中，施用硅钙钾镁肥后，苹果单果重及产量分别提高了 9.4%～11.8% 和 11.4%～14.8%，差异显著，果实可溶性固形物、固酸比、Vc 含量和硬度分别增加 8.6%～10.2%、 14.1%～16.8%、10.1%～12.3% 和 3.2%～3.8%，且硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施的效果更加显著。黄腐酸钾是一种天然的土壤改良剂，通过离子交换、螯合、络合和吸附等形式，活化土壤养分，推测这也是硅钙钾镁肥和黄腐酸钾复配后效果更加显著的原因。

因此，在土壤酸化果园进行硅钙钾镁肥和黄腐酸钾配合施用可以改善土壤 pH，同时硅钙钾镁肥和黄腐酸钾中含有果树生长所必需的中量元素及植物生长调节物质，可被果树直接吸收利用，对提高果实产量和品质有非常重要的作用。

4 结论

（1）酸化苹果园连续 5 年施用硅钙钾镁肥后，土壤 pH、土壤碱解氮和交换性镁的含量显著提高。硅钙钾镁肥与黄腐酸钾配施后，土壤有机质、速效钾、交换性钙含量分别较对照提高了 11.6%、 24.8% 和 24.7%，差异显著；还显著提高了土壤的阳离子交换量，但对土壤有效磷的变化没有产生显著影响。

（2）硅钙钾镁肥和黄腐酸钾配施显著增加了苹果叶片 SPAD 值和叶面积，分别较对照提高了 11.9% 和 16.1%；苹果单果重和产量分别提高了 11.8% 和 14.8%，差异显著；果实可溶性固形物、固酸比、Vc 含量、硬度分别增加了 10.2%、16.8% 和 12.3% 和 3.8%，显著改善果实品质、果实风味和耐储性增强。

（3）土壤部分化学性质显著影响苹果产量和品质。本研究中，苹果产量与土壤 pH、速效钾、交换性镁含量和土壤阳离子交换量呈显著正相关关系（P<0.05）。果实可溶性固形物含量与土壤 pH、有机质、速效钾含量呈显著正相关关系（P<0.05）。果实 Vc 含量与土壤 pH、有机质和速效钾含量呈极显著正相关关系（P<0.01）。果实固酸比与土壤碱解氮、速效钾和交换性镁含量呈极显著正相关关系 （P<0.01）。

参考文献