给果园小草一点阳光，苹果更灿烂——苹果果实品质提升的途径与关键技术
陈学森1，高东升1，辛力2，原永兵3，刘成连3，李文燕4
（1.山东农业大学园艺科学与工程学院，山东泰安 271018；2.山东省果树研究所；3.青岛农业大学园艺学院；4.济南军区黄河三角洲生产基地）
摘要∶近几年的调研结果表明，制约中国苹果产业可持续发展的瓶颈问题一是土壤有机质含量低，二是有国际影响的具有自主知识产权的品种少。分析了土壤有机质含量低的因素，提出了“给果园小草一点阳光，苹果更灿烂”的现代果园管理理念，并分析其科学内涵与产业意义。阐述了果园生草培肥地力是提高苹果果实品质的关键技术之一，将果实含糖量纳入分级标准、绿色控害以及品质形成与调控是其配套技术。
关键词：苹果产业；可持续发展；品质提升；果园生草
1、制约中国苹果产业优质高效可持续发展的瓶颈问题及其产生原因
1.1、瓶颈问题
笔者认为，制约中国苹果产业可持续发展的瓶颈问题，首先是土壤有机质含量低（地下），其次是有国际影响的具有自主知识产权的品种少（地上）。关于品种，我国近几年育成的华冠、华帅及寒富等一系列苹果品种，综合经济性状优良，之所以没能成为国际大品种，重要原因之一就是缺少大区试［1,2］。本文在此重点分析果园土壤有机质含量低的原因，提出“给果园小草一点阳光，苹果更灿烂”的现代果园管理理念，分析其科学内涵及产业意义，探讨提高苹果品质的途径及关键技术。
1.2、原因分析
1.2.1、黄河流域的生物降解加剧了土壤贫瘠〓中国东北地区无霜期短（120天左右），秋季很快进入有霜期，不利于微生物的降解活动，却有利于土壤有机质维持；西北及渤海湾两个苹果优势产区均属黄河流域，光照充足，降水适量，温度适宜，无霜期较长（200～230天），这种生态条件虽然有利于优质苹果生产，但同样有利于好气微生物对土壤有机质的降解 （转化为CO2而逸出土壤）。好气微生物对土壤有机质的降解效率高，如不及时向土壤补充有机物（肥），则加剧了土壤的贫瘠化。
1.2.2、农村有机肥源严重不足〓随着农村体制的改革，牲畜的饲养逐渐由家庭转变为专业大户或企业，可用于果园的农家肥严重不足。近几年来，商业化生物有机肥厂迅速增加，据统计，山东省年产10万t以上的有机肥厂有10余家，总产能在1500万t，远远不能满足需求，同时还存在价格、质量等问题。在当前有机肥源严重不足的情况下，要全面提高山东省果园土壤有机质含量，必须遵循自然规律，让全省果园的小草长起来，有效借助自然的力量培肥地力。
1.2.3〓果园生草未能有效推广应用〓果园生草是果品生产先进国家增加果园有机质含量、培肥地力、实现持续高效发展的成功经验，但这一技术却未能在我国有效推广应用，其主要障碍体现在土壤管理制度及栽培模式等5个方面∶①果农的传统观念是果园清耕除草，将果园生草片面理解为生草与果树争肥争水，把果园清耕除草、地面干干净净作为果园管理好的重要指标之一。②群众对果园生草的迫切性与重要性认识不到位，将果园生草片面理解为简单、没有科技含量的措施，仅仅是现代栽培模式的配套技术。③乔砧密植、果园郁闭没有小草生长的阳光；过去20多年，苹果矮砧密植由于“建园成本高、技术不配套、土壤肥力低、树干缺支柱、666.7m2产量难过3000kg、果农不接受”等经济、技术及社会原因，没能在我国有效推开，大面积推广应用乔砧密植，是导致果园郁闭的直接原因；受多年产量效益型的影响，果农要在有限的土地面积上az创造效益的最大化，是导致果园郁闭的客观因素。④市场与自然因素加剧了果园郁闭，目前苹果收购基本上是根据果实大小定价格，化肥在增大果个方面的显著作用使多数果园以化肥为主，有机肥投入不足，加之春旱秋涝及修剪技术不当，加剧了果园郁闭，且导致化肥（氮肥）低效利用、面源污染①、土壤酸化。⑤生草果园技术不配套，生草果园的管理与清耕除草果园明显不同，特别在割草时间确定、割草机械化、割草前后的病虫害防治及天敌保护方面应进一步加强研究和完善技术。
2〓果园生草典型范例分析与“给果园小草一点阳光，苹果更灿烂”
2.1〓果园生草典型范例分析
近年来，人们对土壤有机质含量重要性的认识水平不断提高，在山东、陕西及河北等苹果主产区相继进行了果园生草试验，并初见成效，其中济南军区黄河三角洲生产基地（济军基地）和蓬莱园艺场的生草实践具有典型性。
济军基地位于黄河入海口冲积平原，属滨海盐化潮土，土壤含盐量0.3%～0.4%。20世纪80年代开始大力发展果业生产，主要采用“大坑深栽、清耕除草”等传统技术措施，果树栽植成活率严重低下，当时在果农中流行“一二年忙栽树，三四年忙救树，五六年忙挖树，七八年少见树”的顺口溜，严重挫伤了果农的积极性。2000年进行“小坑浅栽”等多种新的栽植方式的探讨，2003年在3团13分场的7.3hm2梨园进行了自然生草试验，每年机械割草3～4次，每次割草后每666.7m2撒施7.5～10kg尿素，及时喷药防治害虫，果园有机质含量显著提高，果实品质优良，树势健壮，取得了省工、高效、绿色、生态的初步成效，其中土壤有机质含量由1.0%提高到2.4%，而用工量仅是清耕除草的20%左右，得到周边群众的普遍认可，再次调动了发展果业的积极性。
蓬莱园艺场采取4项措施提高果园现代化水平，取得了较好的效果∶一是梯田改坡地，提高土地利用率20%以上，解决了光照和旱涝不均问题，减轻了冬季冻害，结合生草解决了水土流失问题，并且有利于将来实现机械化作业；二是锄草改种草，20世纪90年代末开始尝试果园生草技术，最初种植三叶草，后发现三叶草根系不够发达，且易受干旱影响，易发生白蜘蛛危害。随后，开始在果园中试种苜蓿草、黑麦草，鼠毛草等，最后认为黑麦草最适宜在苹果园中种植，黑麦草的突出优点是根系发达，根系长到哪里沃土效果到哪里，对土壤结构的改善最有利，且竞争性强，病虫害少，每年经历两次发芽和枯萎，一年刈割3～4次，通过10多年的生草技术，目前蓬莱园艺场200多公顷果园有机质含量普遍在1.5%以上，个别地块超过2.0%，远远高于全省平均水平，而且种草割草与除草相比，大大节约了劳力成本；三是漫灌改微喷灌，节约了水资源，节约了劳动力，实现了果园水分的均衡分配；四是挖穴追肥改水肥一体化，挖穴追肥是为果树提供营养的重要措施，但其缺点是挖穴过程中破坏了果树的表层根系，影响了树体营养吸收和生长。在喷灌的基础上，结合将沼液与水一同浇入地中，每年分别在萌芽前，花后根系生长期，夏季根系生长旺盛期及果实采收后4个时期进行喷施，大大减少氮肥施用量，提高了土壤有机质含量，从而提高果园产量和果品质量。
2.2〓可持续发展的概念与“给果园小草一点阳光，苹果更灿烂”
可持续发展是既满足当代人的需求，又不对后代人需求能力的满足构成危害的发展。从空间上看，可持续发展是经济与社会发展要以环境保护为前提，从时间上看，可持续发展是祖祖辈辈的协调发展。目前我国苹果老产区存在的果园老龄化及设施条件差等问题，虽然都比较严重，但对环境构不成威胁，而且适当加大投入就能在短时间内得到解决，不是影响苹果产业可持续发展的瓶颈或关键问题，但苹果园土壤管理制度及栽培模式不合理，即“清耕除草、事倍功半；乔砧密植、果园郁闭、病虫加剧；眼前利益、化肥为主、低效利用、面源污染、土壤酸化、有机不足、肥力下降”与可持续发展的概念不相符，是制约可持续发展的瓶颈问题。
果园生草培肥地力技术与可持续发展的概念相符，是全面提升果园土壤有机质含量，实现苹果产业可持续发展的必然选择。为此，我们提出了“给果园小草一点阳光，苹果更灿烂”的现代果园管理理念，旨在呼吁提高对果园生草培肥地力迫切性及重要性的认识，统一思想，狠抓落实，力促实效。其科学内涵及产业意义体现在4个方面∶①自然生草，人工割草，给草施肥，以氮换碳，培肥地力，借助自然力量，遵循自然规律。②“果树瘦身通光”是果园生草的基本条件，目前必须加快推广矮砧宽行高干栽培模式，必须加快郁闭果园改造步伐。③果园生草提高了土壤有机质含量及氮肥利用效率，增强了土壤缓冲能力，涵养了水源，减少了水土流失及面源污染，维护了生态安全。④果园生草再造果园生态平衡，给天敌的种群繁衍营造良好的栖息环境，是绿色控害技术之一。
3〓提高苹果果实品质的途径与关键技术
提高果实品质是一项系统工程，涉及苹果的产前、产中及产后的各个环节，其途径应包括良种、良砧、良苗、良法、良田、良民及良策等7个方面，即七位一体。但如上所述，要实现苹果产业的优质高效可持续发展，良田是关键，要提高果实品质，必须首先提高土壤质量，决定土壤质量的关键因子是土壤有机质含量。提高苹果果实品质最核心技术是果园生草培肥地力技术，其配套技术则是病虫害的绿色防控技术以及品质形成与调控技术，要将果实含糖量纳入分级标准。
3.1〓果园生草培肥地力的措施
3.1.1〓扩大宣传，提高认识〓要切实站到苹果产业优质高效可持续发展的高度，进一步扩大宣传，统一思想，提高对果园生草培肥地力迫切性及重要性的认识，充分理解“给果园小草一点阳光，苹果更灿烂”的科学含义及产业意义。
3.1.2〓完善技术，示范带动〓山东省现代农业产业技术体系水果创新团队已将“果园自然生草地力培肥”作为团队的重点任务之一，通过示范带动，以确保果园自然生草培肥地力技术在山东省的苹果园有效推广应用；对有关技术进一步完善、熟化与配套，其内容主要包括果园自然生草种类及其生物学、生草果园害虫及其天敌消长规律与调控、生草果园土壤微生物群落及有机质消长动态等，有关研究结果及果园生草的技术细节将另文发表。果园生草应强调注意的几个问题∶①遵守3项基本原则，一是因地制宜原则，年降水量不足400mm又无灌溉条件的果园，不宜生草；二是经济学原则，果园建立前期（1～3年生）行间可间作花生及大豆等矮杆经济作物，后期生草；三是多样化原则，提倡自然生草或人工种草结合自然生草，草种的多样性即可带来天敌多样性，也可减少果农的投入。②生草果园病虫害防控最关键的是切实保护天敌多样性，应注意如下几点∶第一，预防为主，加强萌芽前的防控；第二，以生物药剂为主，例如苏云金杆菌及灭幼脲等；第三，及时疏除多余大枝，通风透光，减少病虫害发生基数；第四，减少喷药次数，苹果每年8～9遍，喷药尽量避开天敌繁育期；第五，成立果农协会，统防统治。③割草机械化与割草时间的确定，在我国现代果园机械化过程中，市场上及国家苹果产业体系岗位专家已设计出多种型号割草机，可因地制宜选择利用；调研各地优势草的种类及生育期，在抽穗前至花期及时刈割，尽可能增加草的生物产量，以达到培肥地力的目的。
3.1.3〓政府支持，项目推动〓2010～2011年，山东省先后在栖霞、招远、沂源、莱州、荣成、蓬莱、牟平、沂水及乳山等9个苹果重点县实施现代农业发展资金苹果产业项目，省财政对每个县投入3500万元，要求各项目县财政按1∶1配套，累计投入经费4亿元，其主要内容是苹果现代矮砧集约栽培和密植郁闭果园改造。两项内容在技术上的共同特点是“果树瘦身通光，给小草生长足够的阳光”。山东省实施的现代农业发展资金苹果产业项目，同时也是让果园小草生长的阳光工程，已取得了明显成效，起到了“项目推动、示范带动”作用，采用“隔一行去一行”技法改造后的果园，推行了果园自然生草，为未来新建果园奠定了比较好的肥力基础，实现可持续发展。
3.2〓果实含糖量纳入分级标准
苹果果实含糖量是评价苹果果实品质的重要指标之一。试验研究和生产实践证明，生草果园的果实含糖量及品质有明显提升。目前我国苹果收购价格主要依据果实大小，参考着色，根本不考虑内质，这不仅不利于果园生草技术的推广应用，也不利于维护我国苹果在国内外市场的声誉。建议将果实含糖量纳入分级标准，作为果园生草地力培肥技术的配套技术，尽快应用到苹果收购环节，按果实“大小、颜色、含糖量”确定价格，切实做到优质优价。
3.3〓病虫害的绿色防控技术
果园生草培肥地力遵循了自然规律、环境保护及可持续发展的理念。为了切实保护天敌的多样性，减少果园喷药次数和喷药量，倡导推广应用绿色控害技术，一是全园套袋；二是果园安装频振式杀虫灯；三是采用性诱芯诱杀害虫。
3.4〓品质形成与调控技术
现代测试分析及分子技术的飞速发展，使果实品质形成机理的研究取得了很大进展，为苹果果实品质的精准调控提供了可能。例如，笔者所在课题组前期选育的耐贮性较差的早熟品种泰山早霞苹果，其果实的外观品质（花青苷）、风味品质（酯类）及质地品质（细胞壁酶）均受乙烯调控，属乙烯极敏感型品种，是进行相关研究的好材料[3]。因此，在苹果生产上，对于乙烯极敏感的泰山早霞苹果等早熟、着色、不耐贮品种，要特别注意适度着色，适期采收，在具有一定外观品质和风味品质的同时，维持较好的质地品质。如泰山早霞刚开始着色时就采收，用1-MCP（乙烯受体抑制剂）处理可延长货架期10～15天；而晚熟耐贮的红富士苹果，为了增加果实的含糖量，可适当晚摘袋、晚采收。
3.5〓黄河三角洲盐碱地的果树发展
已有的经验表明，盐碱地生产的果品具有特殊的口感品质，特别是糖酸比和脆度。济军基地在盐碱地改造利用与果业发展方面已积累了一些成功的经验，有大面积（6.7余万hm2）土地待开发利用，特别是“黄河三角洲高效生态经济开发区发展规划”上升为国家战略更有利于其发展。因此，从山东省果业持续发展的大局考虑，一方面积极在胶东老区进行老树更新改造，另一方面在黄河三角洲地区适度发展果树，以梨为主，兼顾苹果和葡萄，苹果重点发展矮砧宽行高干的现代栽培模式。
总而言之，制约我国苹果产业可持续发展的瓶颈问题是果园土壤贫瘠化与土壤酸化，解决瓶颈问题的核心技术是遵循自然规律，推广果园自然生草地力培肥技术，关键措施是转变观念，提高认识，彻底改革现行的土壤管理制度及栽培模式！
注∶①面源污染，是指溶解和固体的污染物从非特定地点，在降水或融雪的冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体（包括河流、湖泊、水库和海湾等）并引起有机污染、水体富营养化或有毒有害等其他形式的污染。
参考文献∶
［1］〓陈学森，韩明玉，苏桂林等.当今世界苹果产业发展趋势及我国苹果高效发展意见［J］.果树学报，2010,27（4）∶323~327.
［2］〓陈学森，毛志泉，姜远茂等.我国苹果产业优质高效发展的10项关键技术［J］.中国果树，2010,4∶65~67.
［3］〓刘超超，徐玉亭，陈学森等.苹果3个早熟品种果实发育后期硬度及其相关生理指标的初步研究［J］.园艺学报.2011,38（1）∶133~138.