基于猕猴桃叶片黄化问题的土壤分析研究

宋贤杰, 谷玉锌, 何 姗, 张 栋, 张长青, 张书红

(1.河南心连心化学工业集团股份有限公司 河南新乡 453731;2.河南科技大学园艺与植物保护学院 河南洛阳 471023)

陕西省周至县地处关中西部,因“山曲为盩,水曲为厔”而得名。周至县是世界上最大的猕猴桃生产基地,耕地面积68万亩(1亩=667 m2),主要作物猕猴桃种植面积为43万亩[1];其次是粮食作物,种植面积12万亩;还有少部分大棚蔬菜,种植面积约5万亩。目前,周至县的猕猴桃种植面积占我国猕猴桃总种植面积的24.96%,年产鲜果超过510 kt,占全国猕猴桃总产量的40.59%,年总产值超过30亿元,被称为“猕猴桃之乡”[2]。

周至县北部的土壤呈中性或微酸性,腐殖质含量高,是猕猴桃的优生区[3]。但是随着种植面积的扩大,猕猴桃叶片黄化病成为常见的现象。黄化病不仅会使猕猴桃叶片褪绿变薄,降低光合作用的效率,还会导致果实黄化萎缩,丧失商品性,严重影响猕猴桃品质,猕猴桃叶片黄化病已经成为当地猕猴桃产业绿色发展的阻碍因素之一。基于此,本研究通过对发生黄化病猕猴桃果园与正常猕猴桃果园的土壤进行取样检测,根据土样的测定结果分析土壤对猕猴桃叶片黄化的影响,以期为猕猴桃的科学栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品的采集

2022年3月,在周至县分别选取品种均为翠香的6个正常的猕猴桃果园(以下简称正常果园)、6个发生黄化病的猕猴桃果园(以下简称黄化病果园),单个果园的面积为2～3亩。在果园中选择均匀分布的5个采样点,用取土器采集0～40 cm深的土壤样品。每个采样点的土样混合后通过四分法选取1 kg,封寄至河南省心连心化学工业集团股份有限公司化学分析实验室,经风干、磨细、过筛后保存,供分析测定。

1.2 样品的测定

土壤的pH采用水土比为2.5∶1的电位法测定;土壤的有机质采用重铬酸钾氧化-外加热法测定;铵态氮和硝态氮用1 mol/L氯化钾溶液浸提后,采用流动分析法测定;有效磷用碳酸氢钠溶液浸提后,采用分光光度法测定;有效钾用1 mol/L乙酸铵溶液浸提后,采用火焰光度法测定;有效铜、有效锌、有效锰和有效铁用二乙基三胺五乙酸(DTPA)溶液浸提后,采用原子吸收分光光度法测定[4]。

1.3 数据分析

数据采用Excel 2021、SPSS 26.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 土壤测定结果

12个果园土壤的pH及主要养分含量的测定结果见表1。

表1 12个果园土壤的pH及主要养分含量

由表1可知:正常果园的土壤呈中性偏碱性,黄化病果园的土壤pH普遍高于正常果园的;正常果园的土壤中有机质质量分数最高为1.53%,黄化病果园的最高仅为0.51%,黄化病果园的土壤中有机质含量整体偏低;正常果园和黄化病果园的土壤中有效磷的质量浓度分别为89.40～238.70、40.50～209.10 mg/L,速效钾的质量浓度分别为258.60～591.70、76.70～246.50 mg/L,有效铜的质量浓度分别为2.70～13.00、0.60～2.70 mg/L,有效锌的质量浓度分别为4.20～54.50、0.50～7.50 mg/L,有效镁的质量浓度分别为146.00～670.20、32.70～115.40 mg/L,有效铁的质量浓度分别为86.20～230.40、9.20～29.10 mg/L。

2.2 叶片黄化的原因分析

2.2.1 土壤酸度对叶片黄化的影响

正常果园和黄化病果园土壤的pH和主要养分含量平均值见表2。

表2 正常果园和黄化病果园土壤的pH和主要养分含量平均值

从表2可看出,黄化病果园土壤的pH平均值偏高,比正常果园的高0.99。土壤pH会影响养分的有效性,一些中微量元素在高pH条件下不利于作物的吸收,如铁、锌、镁等养分在碱性土壤中移动性较差,植物根系吸收困难。因此,猕猴桃叶片的黄化可能与土壤pH有一定关系。

2.2.2 土壤养分含量对叶片黄化的影响

正常果园的土壤中有机质含量的平均值是黄化病果园的3.09倍,二者差异达到了显著水平。土壤中的有机质在土壤肥力方面起着重要作用,除了促进养分的有效化,还能够改善土壤理化性状,起到保水保肥的效果。有机质含量在一定程度上反映了作物的生长状况,猕猴桃叶片出现黄化现象可能是因土壤中有机质含量偏低造成的。

正常果园的土壤中有效镁含量的平均值是黄化病果园的5.55倍,二者之间存在显著性差异。镁元素参与叶绿素的合成,植物体内缺少镁元素时,会影响叶片的显色。

黄化病果园的土壤中铵态氮、速效钾、有效铜、有效锰的含量为正常果园的59.19%、37.50%、26.28%、40.98%,均存在显著性差异。正常果园的土壤中硝态氮的平均质量浓度为63.42 mg/L,但在黄化病果园的土壤中只有13.02 mg/L,二者之间存在极显著性差异。同样,正常果园的土壤中有效铁和有效锌的平均质量浓度分别为129.22、31.75 mg/L,但在黄化病果园的土壤中仅为15.67、2.27 mg/L,均存在极显著性差异,表明黄化病果园的土壤中极度缺乏有效铁和有效锌。缺铁和锌都会导致叶片呈现黄化症状,进一步说明猕猴桃叶片黄化与某些中微量元素的缺乏有关。

整体来看,正常果园的土壤中有机质含量显著高于黄化病果园的;大量元素中硝态氮、铵态氮和速效钾含量差异明显,达到了显著或极显著水平;部分微量元素如有效铁和有效锌含量的差异达到极显著水平。充足的养分供应才能保证作物正常生长,因此,猕猴桃果树叶片的黄化现象可能是多种元素缺乏共同导致的。

2.3 土壤中各养分之间的相关性分析

土壤条件是果树生长的基础,叶片是土壤营养条件的具体表现,猕猴桃叶片的黄化现象反映了土壤养分的缺乏和不协调[5]。不同果园土壤的pH、有机质、各有效养分含量之间的相关性见表3。

表3 不同果园的土壤pH、有机质、各有效养分含量之间的相关性

从表3可以看出:土壤的pH与有机质、硝态氮、有效磷以及中微量元素(铜除外)含量呈负相关,进一步说明随着土壤碱性增大,土壤中养分的有效性逐渐降低,碱性土壤会影响植物对养分的吸收,因此改良土壤的pH不仅可以活化有机质,而且能提高养分的有效性;土壤中有机质的含量与多种元素含量均呈正相关,说明有机质能够影响元素的积累,改变土壤的养分容量和养分活性,一定程度上决定了土壤的肥力状态。

土壤中的有效铁含量与有机质含量呈显著相关,说明适当补充有机质可以提高土壤中铁的有效性;同时,提高土壤中的有效磷含量,也可以提高有效铁的含量。北方土壤多属于石灰性土壤,高pH和高碳酸氢盐含量严重降低了土壤中铁的有效性,缺铁会造成叶绿素合成受阻,进而出现叶片黄化,导致作物减产。研究表明,土壤中的铁元素虽然含量较高,但是可以被作物利用的有效铁含量较低,大多数铁被土壤中的其他元素固定,因此活化土壤中的铁元素显得更加重要[6]。

土壤中速效钾与铁、锌、硼呈负相关,说明土壤中钾素积累过多,会影响作物对以上元素的吸收。果树多在膨果期施用钾肥,如果前期大量施用钾肥,作物无法吸收的钾元素会积累在作物根系,影响作物对其他元素的吸收[7]。土壤中各养分之间存在着复杂的协同和拮抗关系,缺少一种元素都会对其他元素产生影响,而植株的生长状态则反映了土壤的肥力状况,因此在施肥过程中要结合作物的生育期补充相应的养分[8]。

3 结语

土壤养分直接影响和综合作用于果树的生长发育,从叶片的黄化现象可以看出果树对养分的吸收状况。

土壤中的有机质可以改良土壤理化性状,有利于养分的有效化[9-10]。正常果园土壤中的有机质含量比黄化病果园的高0.67,说明黄化病果园的土壤缺少有机质。有机质与中微量元素之间存在正相关,增加有机质的含量,能够提高中微量元素的有效性,因此,黄化病果园应当重视有机肥的施用[11]。

试验中,正常果园土壤的pH接近中性,但是黄化病果园的偏碱性。土壤呈碱性会在一定程度上阻碍有机质溶解、养分释放[12]。在多数土壤中,当土壤pH趋于中性时,土壤中的养分活性较高;而较高的土壤pH也会抑制土壤微生物的活性,限制土壤肥力的发挥[13]。黄化病果园土壤中有效铁的含量是正常果园的12.13%,差异达到极显著水平,说明黄化病果园的土壤中严重缺乏有效铁。有研究表明,铁元素在土壤pH高于7.5时的有效性降低[14];刘文国等[15]发现,pH过高的猕猴桃果园容易出现缺铁性黄化病,进一步说明猕猴桃叶片黄化现象与土壤中有效铁含量有密切联系。因此,调节土壤pH、增施铁肥,在一定程度上可减少猕猴桃叶片黄化现象的发生。

镁是叶绿素的主要成分,当植物体内缺乏镁元素时,同样会产生叶片黄化现象[16]。试验时分析了土壤中有效镁的含量,黄化病果园的土壤中有效镁含量是正常果园的18.02%,二者达到了显著性差异水平,因此施肥过程中同样要注意提高镁肥的施用量。

黄化病果园土壤的有机质和有效养分含量均低于正常果园的,因此猕猴桃叶片出现黄化症状不仅限于一种元素的缺乏,良好的耕作施肥、合理的果园管理、充足的养分供应是猕猴桃正常生长的保证。在实际生产过程中,通常存在大量补充氮、磷、钾肥而忽视中微量元素施用的问题,因此在猕猴桃不同生育期应注意补充相应的中微量元素,有利于作物的吸收和生长,减少病症的发生。

整体来看,黄化病果园中土壤的pH偏高,有机质和有效养分存在缺乏的情况。因此,治理猕猴桃叶片黄化病,应注意调节土壤的pH,增施有机肥和中微量元素,同时注重果园的管理,从而提高猕猴桃的产量和品质。