利川市梨园养分投入及土壤养分状况分析

陈启亮，杨晓平，范净，牟秉喜，张靖国，胡红菊，陈继富，田雅琴

（1.湖北省农业科学院果树茶叶研究所，武汉430064；2.利川市农业技术推广中心，湖北利川 445400）

湖北省利川市位于武陵山区北部，2015年利川市砂梨栽培面积为2 826.67 hm2，产量为4.17万t，栽培面积和产量均居恩施州首位，湖北省第三，产值占利川市林果产业的70%以上，为农民脱贫致富作出了重要贡献［1］。果园土壤养分状况直接影响树体生长、产量、品质和果园的可持续生产［2］。土壤养分的投入主要来自化肥和有机肥，投入量直接决定了土壤中养分含量，梨园土壤的养分状况是制定梨园土壤管理和合理施肥方案的重要依据［3］。谢文龙等［4］研究表明长期施用酸性肥料导致福建省81.2%梨园土壤偏酸（pH＜5.0）；张璐等［5］调查表明重庆市梨园N∶P2O5∶K2O养分投入的配比为1.00∶0.62∶0.63，有机肥氮磷钾平均投入量仅占总养分投入量的20.52%、9.39%和15.21%。重庆市梨园土壤pH平均为5.33，整体呈酸性，土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量总体均处于中等及以上水平。利川市梨园大多位于丘陵坡地，平均海拔1 100 m，土层较浅，梨园施肥盲目，直接影响了利川市梨产业的可持续发展。为促进利川市梨产业提质增效，对代表性梨园的肥料投入和土壤养分状况进行了调查分析，为指导利川市梨园合理施肥提供依据。

1 材料和方法

1.1 土壤样品采集

在利川市砂梨主产区南坪乡、汪营镇、凉雾乡分别选取代表性的梨园（产量37 500～60 000 kg/hm2）各6个作为试验材料的采集地点，主栽品种均为长十郎梨，共计18个梨园。梨园株行距2 m×3 m，树形为开心形，树龄15～20年。2018年8月下旬在选定的18个梨园按对角线随机设5点，挖取树冠外围垂直投影处的土壤样品。每点在0～20 cm（表土层）、20～50 cm（亚表土层）、50～80 cm（底土层）的土层中分别取样，每层取土壤1～2 kg，混合均匀后按垂直坐标四分法，选取1/4（约0.5 kg）作为该层的土壤样品，将5个点同一层的土壤混合均匀后，再按四分法反复进行混合和取样，最后将所得的1 kg土壤带回实验室，由专业人员放在阴凉处风干后，全部磨碎过尼龙筛（1 mm孔径），用于土壤养分指标测定。

1.2 肥料投入量调查

2018年12 月对18个梨园的施肥情况进行调查，调查内容包括施肥种类和施用量等。

1.3 土壤养分的测定

土壤养分指标测定参照鲍士旦［6］的方法，土壤pH用电位法测定；土壤有机质采用重铬酸钾外加热法，碱解氮采用碱解扩散法，有效磷采用钼锑抗比色法，速效钾采用火焰光度法。

1.4 土壤养分分级标准

土壤养分评价方法参照杨夫臣等［7］提出的湖北省砂梨主产区梨园土壤养分级标准（表1）。化肥养分含量按照农户所施肥料包装袋上标识的养分含量计算，有机肥养分投入量以鲜基计，按照文献［8］提供的养分含量折算为纯养分含量。

表1 湖北省砂梨主产区梨园土壤养分分级标准

1.5 数据分析

数据采用Microsoft Excel 2016进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 梨园养分投入状况

2.1.1 梨园肥料施用量及种类 利川市调查梨园肥料施用量及种类见表2，梨园有机肥平均施用量为15 250.05 kg/hm2，化肥平均施用量2 966.70 kg/hm2，尿素、碳酸氢铵、复混肥（15∶15∶15）、复混肥（15∶10∶15）平 均 施 用 量 分 别 为625.05、83.40、1 816.65、441.60 kg/hm2。尿素施用量变异幅度最小，碳酸氢铵和复混肥（15∶10∶15）各梨园施用量差异很大，变异系数分别达424.26%和171.39%。利川市梨园施用的有机肥种类单一，全部为猪粪；施用的化肥有尿素、碳酸氢铵、复混肥（15∶15∶15）和复混肥（15∶10∶15）4种。

表2 梨园肥料施用量分析

2.1.2 梨园氮磷钾养分投入量 利川市调查梨园氮磷钾养分投入量见表3，梨园总N、P2O5、K2O养分平均投入量分别为724.35、349.80、382.95 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O比例为1.00∶0.48∶0.53，各养分投入量变异系数在15.27%～19.59%。有机养分投入远少于无机养分的投入量，其中，化肥氮磷钾平均投入量分别为640.20、313.20、338.70 kg/hm2，占总养分投入量的88.40%、89.54%、88.44%。

表3 梨园氮磷钾养分投入

2.2 梨园土壤状况

2.2.1 土壤pH状况 利川市调查梨园土壤pH范围为4.47～6.18，平均为5.12，变异系数为8.02%（表4），变异系数随土层深度增加而降低，说明土层越深，各梨园土壤pH变化越小。土壤pH最大值仅为6.18，土壤酸化现象严重。

表4 梨园土壤pH状况

2.2.2 土壤有机质及大量元素状况 表土层中，利川市调查梨园土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾平均含量分别为19.61 g/kg、95.94 mg/kg、27.83 mg/kg、101.96 mg/kg（表5），土壤有机质含量和有效磷含量整体呈中等以上水平，碱解氮含量呈现两极分化，速效钾含量整体呈中等以下水平，有5.56%的梨园有机质含量偏低，16.67%的梨园有效磷含量偏低，44.44%的梨园碱解氮和速效钾含量偏低，50%的梨园土壤有机质和土壤碱解氮含量较高。

表5 梨园有机质及大量元素含量状况及分布频率

土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量随土层加深逐渐降低，在底土层中，土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量分别下降到10.03 g/kg、58.06 mg/kg、2.65 mg/kg、47.67 mg/kg，100%梨园土壤有机质、有效磷、速效钾偏低，88.89%的梨园碱解氮含量偏低，整体土壤养分呈偏低状态。有效磷含量在土壤中变异幅度最大，在表土层、亚表土层、底土层中变异系数分别达到68.39%、111.54%、44.79%。

3 小结与讨论

3.1 利川市梨园施肥现状

利川市梨园存在盲目施肥、传统经验施肥的状况。1年施肥3～4次，有机肥种类单一，以猪粪为主。利川市梨园土壤养分投入主要来自化肥，梨园N、P2O5、K2O总 投 入 量 平 均 分 别 为724.35、349.80、382.95 kg/hm2。N∶P2O5∶K2O养分投入比例为1.00∶0.48∶0.53。梨园推荐施肥量按照每生产100 kg果实施入氮（N）1.0 kg、磷（P2O5）0.5 kg、钾（K2O）1.0 kg，N∶P2O5∶K2O比例为1.0∶0.5∶1.0［9］，有机养分的贡献率要在30 %以上［10］。中国梨园的有机肥平均施用量为27 000 kg/hm2［11］，而利川市有机肥平均施用量为16 015.05 kg/hm2，仅为全国有机肥平均施用量的59.3%，总氮磷钾养分投入量分别是推荐量（目标产量45 000 kg/hm2）的1.61、1.55和0.85倍，化肥氮磷钾平均投入量分别占总养分投入量的88.40%、89.54%、88.44%。可以看出，利川市调查梨园养分投入比例失衡，养分投入以无机养分为主。存在过量施用氮肥导致土壤酸化、树体营养生长过旺、果实品质和产量下降等问题［3］，不利于其他养分吸收。结合利川市梨产业实际，以利川市梨园平均产量45 000 kg/hm2为目标时，梨园推荐施肥量可参考如下标准：N、P2O5、K2O分别为450、225、450 kg/hm2，其中有机养分占30%～50%。

3.2 梨园土壤pH状况

利川市梨园土壤pH在4.47～6.18，平均为5.12，变异系数为8.02%。随土层深度增加pH呈先升后降的趋势，与李庆军等［12］的结论一致；按土壤pH的大小进行划分［13］，6.5～7.5为中性，6.0～6.5为弱酸性，5.5～6.0为酸性，4.5～5.5为强酸性，小于4.5为极强酸性。利川市100%梨园土壤呈酸性，绝大多数呈强酸性。多年长期偏施尿素等酸性肥料，是造成利川市梨园土壤pH降低的主要原因，利川市20世纪80年代第二次土壤普查时土壤pH为6.3，到2011年土壤pH为5.2［13］，本研究表明，当前梨园土壤pH已下降到5.12，土壤酸化问题是利川市梨园生产的主要障碍因子。

梨树在土壤pH为5.4～8.5的条件下均可生长，最适土壤pH为6.0～7.5［14］，土壤酸化造成土壤养分的有效性降低，土壤贫瘠，农产品的产量和品质下降［15］，适宜的土壤pH可以避免部分营养元素的缺乏和毒害作用［16］。因此，生产上要重视通过施生石灰或草木灰等碱性肥料等措施来提高土壤pH，以利于根系生长和土壤营养吸收。

3.3 梨园土壤主要养分状况

利川市梨园土壤主要养分具有表聚效应，在0～80 cm土层范围内，随着土层深度的增加土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均逐渐减少，具有较明显的层次性，不同层次之间差异较为显著。这种分布特征和变化趋势与于年文等［2］、丁阔等［17］研究结果一致。利川市梨园土壤养分表聚效应主要是因为梨园生产中长期在土壤表层施用肥料造成了表层土壤养分含量较高。梨树是深根系作物，一般60%的根群集中在30～60 cm的深度范围内［11］。土壤养分表聚化会导致果树根系向上分布，引起树势衰弱，树体抗性变弱，因此建议基肥施肥时应适当深施，施肥深度30～60 cm。

利川市梨园土壤有机质含量在表土层基本适宜，随着土层深度增加，土壤有机质含量整体呈降低状态，在底土层中，100%土壤有机质含量偏低。土壤有机质含量是衡量耕地肥力的重要指标。利川市土壤有机质含量多年来持续降低，由全国第二次土壤普查时的2.6%下降到目前不足2.0%，主要原因是长期偏施化肥、有机肥投入减少，导致土壤团粒结构破坏，肥力衰退［13］。土壤有机质不仅能为梨树生长直接提供所需的营养元素［18］，还可以缓和化肥施用不当造成的不良反应，提高化肥的肥效［19］，而且能保水保肥，改善土壤理化性质，并起缓冲pH的作用［20］。应通过增施有机肥、果园生草等措施培肥土壤，增加土壤有机质含量。

调查利川市梨园，发现土壤碱解氮、有效磷和速效钾存在丰缺失衡现象。在表土层中，有5.56%的梨园有机质含量偏低，16.67%的梨园有效磷含量偏低，44.44%的梨园碱解氮和速效钾含量偏低；随着土层加深，土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量逐渐降低，在底土层中，土壤碱解氮、有效磷和速效钾整体含量偏低。肥料投入量大，而部分梨园存在土壤氮磷钾含量不足，主要与梨园土壤酸化严重，偏施化肥，有机肥投入少，氮磷钾投入比例不平衡、施肥深度不合理等因素有关。

生产上要重视通过施生石灰或草木灰等碱性肥料等措施来提高土壤pH，增施有机肥和果园生草等改良土壤，基肥适当深施。以利川市梨园平均产量45 000 kg/hm2为目标时，梨园推荐施肥量可参考如下标准：N、P2O5、K2O分别为450、225、450 kg/hm2，其中有机养分占比30%～50%。