温明霞,鹿连明,王鹏,吴韶辉,蒲占湑,黄振东
(浙江省柑橘研究所,浙江 台州 318026)
浙江省是我国柑橘最适宜的栽植地区之一,柑橘产业在浙江省经济发展中占重要地位,是农民增收的支柱产业之一。柑橘的内在品质除与品种特性有关外,在很大程度上还受到土壤肥力及施肥措施的影响[1],了解柑橘园土壤养分状况,对于指导柑橘施肥,提高果实品质,具有重要的意义。由于不同柑橘栽培地区的地理位置、气候因素、土壤质地、栽培管理方式等存在差异,土壤养分制约因子也各不相同:三峡重庆库区柑橘园的土壤限制因子是磷含量偏低,土壤铁、锰、锌、硼等微量元素缺乏[2];湖南、湖北柑橘园土壤的主要限制因子是铁、锰过量,而钾、硼、锌、钼缺乏[3];广东红壤柑橘园土壤的主要限制因子是钾、钙、镁等养分不平衡[4]。本研究以浙江省柑橘园为研究对象,采集了78个柑橘园0~30 cm的土壤样品,并进行分析检测,旨在对浙江省柑橘园的土壤肥力现状进行综合评价,为指导柑橘园施肥提供科学依据。
选择黄岩、临海、建德、温岭、象山、玉环、温州、丽水和衢州等地浙江省典型柑橘园作为采样点。按果园总面积、地形部位、树种及分布确定采样点,调查的柑橘品种主要包括温州蜜柑、红美人、椪柑、柚类等。于2017年11—12月,每个果园按蛇形法布点选取5棵树,在每棵树树冠垂直滴水线附近4个方位各取1个点,共计20个点(避开施肥穴),用木铲采集0~30 cm土样,5棵树的土样混合均匀后用四分法取1 kg作为该果园的土壤样品,置室内风干,研磨过筛后装入广口瓶备用。共采集78个土壤样品供土壤养分状况分析用,于2017年12月至2018年3月完成所有样品的分析检测。
土壤pH值用pH酸度计法(土水质量体积比1∶2.5)测定;土壤有机质用外加热重铬酸钾容量法测定;土壤碱解氮用碱解扩散法测定;土壤有效磷,酸性土用氟化铵-盐酸(碱性土用碳酸氢钠)浸提-钼锑抗分光光度法测定;土壤速效钾用乙酸铵浸提-原子吸收分光光度法测定;土壤有效钙、镁采用1 mol·L-1NH4OAC浸提-原子吸收分光光度法测定;酸性土有效铁、锰、铜、锌采用0.1 mol·L-1HCl浸提-原子吸收分光光度法测定,碱性土有效铁、锰、铜、锌采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法测定;土壤有效硼用热水浸提-姜黄素分光光度法测定,具体测定方法参照《土壤农化分析》[5]。
柑橘园土壤有机质和有效养分的分级标准参照文献[6]并略加改动。有机质:极低,≤5 g·kg-1;低,5~10 g·kg-1;偏低,10~15 g·kg-1;适宜,15~30 g·kg-1;丰富,>30 g·kg-1。pH:偏酸,≤4.8,不适宜柑橘生长;酸性范围内适宜,4.8~5.4;最适宜,5.4~6.5;中、碱性范围内适宜,6.5~8.5;偏碱,>8.5,不适宜柑橘生长。碱解氮:缺乏,≤100 mg·kg-1;适量,100~200 mg·kg-1;过量,>200 mg·kg-1。有效磷:缺乏,≤15 mg·kg-1;适量,15~80 mg·kg-1;过量,>80 mg·kg-1。速效钾:缺乏,≤100 mg·kg-1;适量,100~200 mg·kg-1;过量,>200 mg·kg-1。交换性钙:缺乏,≤ 1 000 mg·kg-1;适量,1 000~2 000 mg·kg-1;过量,>2 000 mg·kg-1。交换性镁:缺乏,≤150 mg·kg-1;适量,150~300 mg·kg-1;过量,>300 mg·kg-1。有效铁:缺乏,≤10 mg·kg-1;适量,10~20 mg·kg-1;过量,>20 mg·kg-1。有效锰:缺乏,≤5 mg·kg-1;适量,5~20 mg·kg-1;过量,>20 mg·kg-1。有效铜:缺乏,≤0.5 mg·kg-1;适量,0.5~1.0 mg·kg-1;过量,>1.0 mg·kg-1。有效锌:缺乏,≤1.0 mg·kg-1;适量,1.0~5.0 mg·kg-1;过量,>5.0 mg·kg-1。有效硼:缺乏,≤0.50 mg·kg-1;适量,0.50~1.00 mg·kg-1;过量,>1.00 mg·kg-1。
如图1所示,78个柑橘园土壤pH值在3.85~7.29,52.6%的柑橘园土壤适合柑橘生长,47.4%的柑橘园土壤pH值小于4.8,偏酸性,不适合柑橘生长。整体来看,所调查的柑橘园土壤酸化问题已较为严重,土壤pH值平均值为5.08,pH≤6.5的柑橘园土壤样本数占84.6%,对此应引起足够的重视。
图1 柑橘园土壤样本在不同pH值区间的分布
如图2所示,78个柑橘园土壤的有机质含量在3.8~47.1 g·kg-1,平均值为26.5 g·kg-1,变异系数为35.3%。其中,11.6%的土壤样本有机质
含量低于15 g·kg-1,88.4%的土壤样本有机质含量高于15 g·kg-1,且有34.6%的土壤样本有机质含量高于30 g·kg-1,达到丰富水平。
图2 柑橘园土壤样本在不同有机质含量区间的分布
如表1所示,在本次调查的78个柑橘园中,土壤大、中量元素含量变异系数较大,过量和不足问题同时存在。土壤碱解氮含量平均值为187.8 mg·kg-1,处于适宜范围,50%的土壤样本碱解氮含量处于适宜范围,39.7%呈过量状态,10.3%含量不足。土壤有效磷含量严重超标,85.9%的柑橘园土壤样本有效磷含量高于80 mg·kg-1,呈过量状态。土壤速效钾含量平均值为389.0 mg·kg-1,超过适宜范围,69.2%的柑橘园土壤样本有效钾含量超标。交换性钙、镁含量的平均值处于适宜范围,但处于适宜范围内的柑橘园样本数较少,仅分别占比15.4%和20.5%,大部分柑橘园交换性钙、镁含量呈缺乏状态,分别占比56.4%和59.0%。
表1 柑橘园土壤样本大、中量元素的有效含量
如表2所示,土壤有效态铁、锰、铜、锌含量的平均值均呈过量状态,相应的含量过量的柑橘园土壤样本数占比分别为97.4%、59.0%、96.2%、51.3%,说明土壤中上述元素的有效态含量超标现象比较明显。土壤有效硼含量则与之相反,60.3%的柑橘园土壤样本有效硼含量呈缺乏状态,39.7%的样本处于适宜范围,不存在土壤有效硼过量问题。
表2 土壤微量元素的有效含量
土壤酸碱度是土壤肥力的主要限制因子之一,与土壤养分的有效性密切相关,对土壤的氧化还原、沉淀溶解、吸附解吸和配合反应等化学过程起支配作用[7]。本研究结果表明,调查样本中,47.4%的样本土壤pH值小于4.8,呈偏酸性状态。土壤酸性较强可能与大气沉降[8]、不当的耕作措施[9]、大量施入酸性肥料[10]等密切相关。尽管柑橘在酸性及微碱性土壤上都能生长[11],但在土壤极酸的情况下,也可能因土壤养分失衡而导致柑橘根系生长不良、品质下降等不良后果。在生产中应根据实际情况对土壤酸碱度进行适当调节。
磷肥对柑橘生产的可持续发展和土壤生态环境具有重要影响[12]。适量施磷能够促进果实增产增收,但也是农业面源污染的主要来源之一[13]。浙江省柑橘园土壤磷呈盈余状态,可能是因为磷素的投入量高于果实携出量[14],由于没有根据柑橘对磷的需求来施肥,长期不平衡施肥造成过量的磷在土壤中滞留,加之磷在土壤中的移动性较差,被柑橘吸收利用的较少,因此大量累积。在生产上应控制磷肥的施用,建议与有机肥混施或集中深施在根部附近,以提高柑橘对磷的吸收利用[15]。
土壤中金属元素的供应状况与树体的生长结果等密切相关[16]。本调查表明,50%以上的土壤样本存在铁、锰、铜、锌过量的问题。这除了与土壤的成土母质、气候条件、微量元素施入较多有关外,还可能与土壤酸碱度密切相关。在酸性较强的土壤中,金属元素的溶解度增加,从而利于其有效性增加[17]。因此,在酸性较强的土壤上应防止金属元素过多而带来的毒害作用。
钙是柑橘生长必需的矿质营养元素,果实多种生理性病害的发生均与钙密切相关[18]。镁是构成柑橘体内多种重要成分的组成元素,缺镁可导致光合作用减弱、叶片黄化[19]、产量显著下降。大量研究表明,在一定的土壤pH值范围内,土壤pH值与交换性钙、镁含量呈显著相关性[20]。本试验中,土壤交换性钙、镁含量普遍较低,原因可能在于:一方面,酸性土壤中,H+、Al3+对钙、镁的释放有明显抑制作用,随着pH的升高,抑制作用减弱;另一方面,也可能是由于在酸性和弱酸性土壤中,钙、镁元素容易流失,从而使交换性钙、镁含量降低[21]。
硼是柑橘必需的微量元素之一,对稳定细胞壁结构和维持细胞生命活动有重要作用[22]。一般情况下,土壤有效硼含量随着pH值的升高而增加[23]。本调查显示,60%的土壤样本有效硼呈缺乏状态。大量研究表明,在降水较多的地区,土壤缺硼较易发生[24],土壤酸性较强或碱性较强均有可能导致有效硼含量较低[25]。柑橘主产区土壤缺硼,主要原因在于土壤有效硼含量较低[26],另外,柑橘园施肥时偏施氮磷钾肥,忽视硼肥的补充也是造成土壤缺硼的原因之一。因此,柑橘生产中应重视化肥的平衡施用,可以通过施用有机肥,在改善土壤理化性状的同时,提高土壤硼的有效性,也可以通过叶面喷施硼肥来改善树体硼素营养,从而达到提高产量和品质的目的。
总体来看,浙江省柑橘园土壤酸性较强,铁、锰、铜、锌等金属元素有效性较高,而钙、镁、硼等有效性较低。长期施用三元复合肥,不按柑橘的吸收规律补肥可能是造成柑橘园磷钾过量的主要因素之一。在今后柑橘园的施肥过程中,应结合营养诊断进行平衡施肥,酸性柑橘园应适当施用碱性肥料,并加强钙、镁、硼肥的施用。