土壤健康评价与春见柑橘幼树冬肥方案设计

杨德荣，曾志伟，周 龙，3，杨剑海，范积旭

(1.云南云天化股份有限公司，云南 昆明 650228；；2.云南省化工研究院，云南 昆明 650228；3.云南农业大学，云南 昆明 650201；4.云南恒冠泰达农业发展有限公司，云南 昆明 651700)

在土壤评价体系中，有“土壤质量”和“土壤健康”两个类似的概念，多数专家学者认为两者可以通用，但农户更倾向于使用土壤健康这个概念，用定性指标描述土壤状况更容易理解，而科学家倾向于使用土壤质量，用土壤分析的量化指标来描述土壤特征[1]。健康的土壤生产健康的农作物，反过来又滋养人类和动物[2]。而今农业界所倡导的测土配方、精准施肥等，旨在建立“土壤-作物-营养”的平衡。这样的平衡，首先关注土壤，应用相关检测分析手段，对某一地块的土壤肥力(有机质含量、氮磷钾等元素含量、保水性、团粒结构等)进行定性或定量分析，判断土壤健康状况；其次关注作物，不同的作物，其需肥规律是不同的。不同的地块、不同的作物、不同的气候环境，其施肥方法是不同的，科学合理的施肥必须综合考虑土壤、作物等因素。

测土配方，不只“缺啥补啥”(例如缺钾，常规施肥的基础上增加钾肥施用量)一个维度，它还关注土壤团粒结构、表层硬度、线虫数量、有益微生物与有害微生物数量等情况，例如在一些连作障碍较严重的地块，倡导使用微生物肥料。由此可见，常规五项(有机质、氮、磷、钾、pH值)难以客观、全面、充分的评价土壤健康状况。健康的土壤，是健康植株生长的必要条件。合理的施肥，春见(芸香科柑橘属晚熟杂柑品种)等果树健康生长，产出高品质果实的基础，笔者通过土壤物理指标、生物指标、化学指标、生物指示物4个维度客观、全面、充分的评价栽培地块土壤健康状况或等级，结合春见等芸香科作物幼树期需肥规律，制定相应的冬肥施肥方案，以期为春见类果树种植户们提供参考。

1 土壤健康评价指标

1.1 土壤物理指标

结合Cornell土壤健康评价系统[3]与S.H.Schoenholtz[4]等专家观点。从实用性和可行性的角度，笔者选用土壤团聚体稳定性(0.25～2mm)、有效含水量、土壤表层硬度、土壤次表层硬度作为土壤物理指标。

1.2 土壤生物指标

综合Doran[5]与Cornell土壤健康评价系统[3]中有关有机质、活性碳含量等土壤生物指标的描述。从实用性和可行性的角度，笔者选用有机质含量、活性碳含量、潜在可矿化氮作为生物指标。

1.3 土壤化学指标

综合黄昌永[6]与Cornell土壤健康评价系统[3]中有关土壤氮、磷、钾、钙等化学指标的描述，笔者选用的土壤化学指标为土壤pH、全氮(%)、有效磷(mg·kg-1)、速效钾(mg·kg-1)、有效铁(mg·kg-1)、有效锰(mg·kg-1)、有效锌(mg·kg-1)、有效硫(mg·kg-1)、交换性钙(cmol·kg-1)、交换性镁(cmol·kg-1)以及水溶性总盐EC(g·kg-1)。

1.4 土壤健康生物指示物

早在1881年，科学家达尔文深入的研究了蚯蚓与土壤肥力的关系，称它为“农业的犁手”。蚯蚓是最为重要的土壤动物之一，不仅可以改良土壤结构和肥力，还能促进土壤矿物风化[7]。蚯蚓是长年在土壤中活动的有益生物, 与土壤微生物和植物构成协调的关系, 其益处远非疏松、培肥土壤所能比拟[8]。蚯蚓粪是品质极佳的有机肥，其富含细菌、放线菌和真菌[9], 这些微生物不仅使复杂物质矿化为植物易于吸收的有效物质, 而且还合成一系列有生物活性的物质, 如糖、氨基酸、维生素等, 因此蚯蚓粪具有许多特殊的性质[10]。笔者在云南省沾益县大坡乡威格村、云南省西双版纳州景洪市橄榄坝曼景匡村纳卡地段、云南省瑞丽市弄岛镇等秀村、云南省陇川县勐约乡温泉村、云南省龙陵县勐糯镇田坡村等地观察发现，每平米土壤中蚯蚓数量与土壤有机质、团聚体稳定性呈正相关,与土壤表层硬度呈负相关(见表1)。在农业实践中，笔者常用每平米土壤中蚯蚓数量作为土壤健康生物指示物，直观评判土壤健康状况。

表1 蚯蚓与土壤有机质、团聚体稳定性及土壤表层硬度的观察

2 土壤健康评价设计

2.1 土壤健康指标及其表格设计

采取土壤物理指标、生物指标、化学指标以及土壤健康生物指示物4个维度，结合相关文献及笔者团队多年农业种植实践经验，笔者项目团队设计土壤健康等级评价表(见表2)。

表2 土壤健康等级评价

*潜在可矿化氮指标是表明氮的供给能力的重要指标，但因的分析测定耗时较长、成本较高，难以实现快速检测，所以，该指标可以作为选择性指标。*pH 5.5～8.0不包含6.5～7.5。

2.2 分析检测方法

用McGill等[11]的方法检测土壤活性碳，用Li Shengxiu和Smith K A等[12]的方法检测潜在可矿化氮，用SZ-3型土壤硬度检测仪(或TYD-1便携式土壤硬度检测仪)检测土壤表层硬度。依据NY/T 1121-2012《土壤检测》检测土壤全氮、有效磷、速效钾、pH、有机质、交换性钙、交换性镁、水溶性盐总量、有效硫，依据NY/T 890-2004《土壤有效态锌、锰、铁、铜含量的测定 二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提法》测定土壤有效铁、有效锰、有效锌，粒径筛分法测定土壤团聚粒径。

2.3 土壤健康状况评价

按照土壤健康等级评价表(表2)的检测指标对果园的土样进行检测，并将检测结果填入空表中，与表2对比，判定土壤健康状况，笔者实践中将土壤健康状况设定为A级、B级、C级以及D级四个等级。

19个检测指标中，如果有15个指标以上(含15个)达到I级标准，则该果园的土壤为A级土壤；如果有15个指标以上(含15个)达到II级标准，则该果园的土壤为B级土壤；如果有15个指标以上(含15个)接近III级标准(上限值或下限值)，则该果园的土壤为C级土壤；如果有5个指标以上(含5个)与III级标准(上限值或下限值)相差过大，检测指标低于或高于III级标准上限值或下限值30%，为D级土壤。

3 春见幼树果园冬肥施肥方案设计

3.1 春见幼树主要性状及需肥特点

春见柑橘，芸香科柑橘属，2001年引入我国。春见果实肉质脆嫩、多汁、风味浓郁、酸甜适口，广受消费者喜爱，四川、福建、湖南等地有较大的种植规模。春见树势较健旺、树姿直立、分枝角度小、枝条细小、发枝率高[13]。

笔者试验地块(经纬度：E98°6'32" N24°19'37"，海拔857 m)内一年生春见幼树树势中等，其树冠幅0.52～1.05 m , 株高0.69～1.22 m。树体近似伞状(幼树未修剪), 枝干呈褐绿色(或墨绿色)、枝条细小且密。叶片呈深绿色、较薄、内折，形似长鸭梨状，叶缘呈锯齿状或波浪形。一年内抽生3～4次稍，3月上旬萌发春梢(春梢无刺)，5月中下旬萌发夏梢(夏梢略有短刺)，8月上旬抽秋梢(秋梢略有短刺)，各梢期与地块内晚熟橙类柑橘树相比较，早5～15 d。

张福锁团队[14]研究认为，100kg柑橘果实 (干重) 需氮(N)0.6 kg、磷(P2O5)0.11 kg、钾(K2O)0.4 kg。处于营养生长阶段的幼年树施肥主要为促进根系生长和树冠扩大，形成良好的树型，为后期挂果做营养储备。因幼树根群少且弱，吸肥能力较差，耐肥能力弱，因而幼树要以勤施薄施为原则，尽量培养其长成强大根群，促进树体吐新梢，尽快形成树冠[15]。

3.2 地块土壤情况分析

试验地块(经纬度：E98°6'32" N24°19'37"，海拔857 m)位于云南陇川县龙江湖畔，坡度4°左右，常年的雨水及不合理的施肥导致土壤呈现有机养分与矿物质养分缺乏、土壤轻度板结等不良现象，指标分析值详见表3：

表3 土壤质量分析值

按照土壤健康等级评价表(表2)对试验地块土壤进行评价分析，试验地块土壤为D级，情况十分不理想，主要表现在1)矿质营养元素偏低，全氮(N)、有效磷(P)、速效钾(K)、交换性钙(Ca)、交换性镁(Mg)、有效铁(Fe)、有效锰(Mn)、有效锌(Zn)等指标III级标准值的50%、5.8%、77%、77%、30%、4.63%、23.33%、16.67%；2)有机质含量低(III级标准值的34.33%)，土壤团粒结构不佳(III级标准值的81.25%)，保水量不足(III级标准值的73.33%)、蚯蚓数量偏低甚至为0 等。

3.3 冬肥方案设计

3.3.1 有机肥的选用 我们把有机肥划分为矿物源有机肥和生物质有机肥。尽管两种有机肥均具有改良土壤的功用，因其本身来源、结构和工艺的差异，在改良土壤方面作用也不尽相同[16]。生物质有机肥除含有有机质、腐殖酸组分外，还含有作物生长及培肥地力所需的氨基酸、核酸、多肽、蛋白酶等活性成分，多组活性成分的协同，可改善土壤微生态环境，刺激作物内源激素分泌与平衡，有效增强作物免疫力与抗逆性。由动植物残体千百年矿化而成风化煤、褐煤，经必要的工业处理制得矿物源有机肥，其腐殖酸组分与土壤腐殖质在性质、结构上十分接近。所含氧官能团为羧基、酚羟基和甲氧基，也含有醇羟基、烯醇基、磺酸基、醌基和酮基等，具有阳离子交换能力，可以和铵盐、碱金属盐、磷酸盐、重金属盐和稀有元素等形成各种可溶或不溶性的盐以及稳定程度不同的有机-无机络合物[17]。矿物源有机肥在改良土壤团粒结构、提高矿质营养元素利用率方面功效显著；同时矿物源有机肥的矿物质成分，如磷、镁、钙等含量相对生物质有机肥，含量更丰富。

一般而言，生物质有机肥以畜禽粪便及秸秆腐熟为主，来源广、价格低廉，A级或B级土壤简单施用生物质有机肥即可。C级或D级土壤须增施有机肥，土壤表层硬度>2.0Mpa，矿物质营养成分缺乏时，应选用一部分矿物源有机肥。

3.3.2 无机肥料及生物刺激剂产品的选用 冬肥以缓释肥料为主，速效肥料在春肥、壮果、转色等时期选用。一般而言，冬肥一般以常规复合肥、钙镁磷肥等为主。笔者推荐采用一定数量的钙镁磷肥，钙镁磷肥价格低廉，是一款含磷为主，同时含有钙、镁、硅等成分的肥料。它是碱性肥料，但碱度小于常用的酸性土壤改良剂——石灰，不会杀灭土壤微生物，不会破坏土壤结构；可提高土壤pH，增加土壤盐离子代换量和盐基饱和度，增加土壤养分，培肥土壤，加速土壤熟化[18]。可见钙镁磷肥既是一款矿质营养元素含量丰富的肥料(含磷、钙、镁、硅等)，同时还是一适宜的土壤改良剂。农业实践中，钙镁磷肥一般不与氮肥、酸性肥料混合施用，否则会降低肥料的效果，与有机肥配合使用效果极佳。云南滇西区域，许多种植户牛粪腐熟时，加入一定量的钙镁磷肥，一方面增加农家肥的营养物质(腐熟中形成氨基酸、腐殖酸等物质螯合钙镁磷肥中的钙、镁等元素，利于作物吸收)；另一方面利用钙镁磷肥碱性特点，调节堆肥pH，提高腐熟发酵效率。

中微肥方面，推荐选用硝酸铵钙、硫酸锌、硫酸镁、硼砂(或硼酸)等与有机肥配合使用。此外，凹凸棒土也是一款性能优越且价格低廉的产品，凹凸棒土有较高的吸水率和较好的黏结性，这些性能对协调土壤的水肥气热，提高土壤肥力具有良好的效果[19]。它含有丰富的钙、镁、硫、锌、铁、硅等中微量元素含量，也可作为一款矿质营养元素含量丰富的缓释肥料。

冬肥中施入一定量的磷肥(磷酸二铵、高磷复合肥、钙镁磷肥、硫磷酸铵等)和甲壳素、氨基酸等生物刺激剂，可有效培肥地力，增强树势。磷素不仅影响柑橘类作物的呼吸作用和光合作用,而且参与形成繁殖器官[20]，此阶段施入磷肥可较大程度上促进春见幼树树体营养的储备，增强树势，促进花芽分化及其他生理代谢。适量的甲壳素、氨基酸等生物刺激素刺激春见果树次生代谢产生大量的化感物质，化感物质能帮助作物抵抗恶劣的非生物环境因素胁迫和抵抗各种生物因素(病、虫、草害)的危害[21-22]，从而增强春见幼树免疫力与抗逆性。氨基酸为土壤微生物提供丰富的食物来源，促进有益微生物的生长而抑制一些植物病原菌，改变土壤本身的微生物区系。笔者田间试验发现，氨基酸与腐殖酸的配合，可增强土壤酶的活性，加速有机物的矿化，促进作物对营养元素，在复合肥减量20%～30%的情况下，辣椒、土豆、水晶蜜柚等作物农艺性状与对照组无显著差异。笔者项目团队在云南瑞丽市弄岛镇试验地块(E97°42′15″，N23°52′34″)施用云南三环中化化肥有限公司产品“地耕欣”(13-33-4-YCB)[23]与有机肥，“地耕欣”肥料兼具上述功能特点，每棵树施用“地耕欣”肥料100g，有机肥10kg，树势增强效果明显，施肥50日后，蚯蚓数量每平方米增加2～5头，改土与培肥地力等方面效果非常好。

3.3.3 春见幼树冬肥方案设计 综合考虑试验地块土壤健康状况及各类肥料的特点，笔者项目团队设计春见幼树冬肥施肥方案(表4)。

表4 冬季施肥方案 (kg·株-1)

注：1)在节气立冬至大雪之间，开挖30 cm×35 cm(宽×深)的环状或条状的施肥沟；2)冬至之前进行施肥，肥料与土充分混匀后填入施肥沟。

4 结语

冬肥是春见幼树生长过程中最基础，也是最重要的一次施肥，是改良土壤和树体储备能量的一次关键性施肥。此阶段，应综合考虑土壤健康等级、果树需肥规律、各类肥料特点等因素，将有机肥、复合肥、中微肥、生物刺激剂有机结合起来，为春见果树健康生长保驾护航。