2. 陕西省猕猴桃工程技术研究中心,西安 710054;
3. 陕西佰瑞猕猴桃研究院有限公司,西安 710054
猕猴桃(Actinidia chinensis)因其具有很高的营养价值,一直以来都被誉为“水果之王”、“果中珍品”,深受人们的喜爱[1]。由于经济效益高,近年来栽培面积不断扩大,栽培区域不断向高pH石灰性土壤区域扩展[2]。武功县位于关中平原西部,渭河北岸,目前全县猕猴桃栽培面积6 973.3 hm2,约占全县耕地面积的1/4,年产量9.6万t,产值10亿元,已成为陕西省三大猕猴桃主产县之一[3]。但由于进入规模化、商品化发展起步较晚,果农在果园施肥管理上多凭经验,缺乏对土壤养分状况的了解,生产中过量及不平衡施肥现象较为普遍,一定程度上影响了产业的健康持续发展。多数研究表明,土壤养分状况是决定果树产量和果实品质的重要因素[4-7],适宜的土壤环境更是保证猕猴桃高产、稳产、优质、长寿的先决条件[8]。土壤有效养分含量是判断土壤肥力水平的重要指标,也是进行果园合理施肥的依据之一[9]。本文通过对武功县猕猴桃园土壤有效养分含量的调查分析,深入了解全县猕猴桃土壤管理水平,评价土壤肥力状况,旨在为指导果园科学施肥提供参考依据。
1 材料与方法 1.1 研究区概况武功县位于108°01′ ~ 108°19′ E,34°12′ ~ 34°26′ N,全县地形西北高、东南低,从北向南呈阶梯下降,海拔420 ~ 550 m。属大陆性季风半湿润气候,四季冷暖分明,年平均气温12.9 ℃,最热月7月平均26.1 ℃,最冷月1月为-1.2 ℃,≥10 ℃的积温平均为4 165 ℃,无霜期227 d,年平均降水量在552.60 ~ 663.9 mm[10]。根据陕西省第二次土壤普查分类系统,该县耕地土壤可分为
于2016年8月下旬,在武功县猕猴桃集中栽培区采集土壤样品。选取10个具有代表性的果园(表 1),每个果园根据面积和地块情况,每隔0.4 ~ 0.6 hm2(或固定种植行数)确定一个采样行,并按行长等分为上、中、下3段,每个采样行依次循环选取其中一段中间位置的1棵树,在其树冠投影内,分东、南、西、北4个方位,用土钻采集树盘0 ~ 20 cm的土壤,弃去植物残体后,均匀混合成一个样品,取1 ~ 2 kg装入无菌密封袋带回实验室,经风干、过筛后进行测定分析。
土壤pH采用水浸提电位法测定,水土比为1:1;土壤有机质含量采用重铬酸钾容量法-外加热法测定;速效氮采用碱解扩散法测定;有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测定;速效钾采用1 mol/L NH4OAC浸提-火焰光度计法测定[13]。
所有数据使用Excel、DPS软件进行处理和统计分析。
1.4 分级标准土壤pH、有机质及速效氮、磷、钾含量分级方法采用全国第二次土壤普查中的分级标准[14-15],将各指标分为6个级别(表 2)。
土壤酸碱性的形成受自然和人为因素的影响。从土壤形成的历史过程看,pH的长期时空变化主要取决于自然因素,但较短时间内pH的剧烈变化则主要受人为因素的干扰[16]。由表 3可知,研究区果园土壤pH在7.52 ~ 8.54,平均值为8.16,标准偏差为0.19,变异系数为2.39%。各果园相比,爱奇异、绿康、五丰果园土壤pH平均值较低(略 < 8.0),其次为福田、健康果园(8.10 ~ 8.20),绿益隆、海升、金秋、徐翠果园较高(8.20 ~ 8.30),贵宾果园最高(8.39)。从整体上看,所有果园土壤pH均偏高,明显呈弱碱性。从变异系数看,不同果园土壤pH变异系数相对较小,说明土壤pH在不同果园空间变异不明显。
土壤有机质含量不仅代表土壤碳储量,也是土壤养分供应能力和肥力的重要指标之一[17]。由表 3可知,研究区果园土壤有机质含量在10.78 ~ 26.73 g/kg,平均为18.43 g/kg,标准偏差为2.76 g/kg,变异系数为14.98%。其中,74.9%的土壤样品有机质含量在10 ~ 20 g/kg,处于缺乏水平;25.1%的土壤样品有机质含量超过了20 g/kg,达到中量水平。不同果园相比,贵宾、爱奇异果园土壤有机质含量较高,平均值超过20 g/kg,属于中量等级;健康、五丰、徐翠、福田果园土壤有机质含量较低,且以健康果园为最低,平均仅为15.92 g/kg,表现不足。从整体上看,研究区果园土壤有机质含量较为缺乏。从变异系数看,五丰果园土壤有机质含量变异系数较小,说明其果园土壤有机质含量分布较为均衡,而徐翠果园土壤有机质含量的变异系数最大,说明该果园土壤有机质空间分布不均衡。
2.3 土壤速效氮由表 4可知,研究区果园土壤速效氮含量在47.60 ~ 254.16 mg/kg,平均为138.69 mg/kg,标准偏差为37.63 mg/kg,变异系数为27.13%。其中,64.7%的土壤样品速效氮含量高于120 mg/kg,达到丰富或很丰富水平;仅有8.0%的土壤样品速效氮含量低于90 mg/kg,表现不足。各果园相比,五丰、金秋果园土壤速效氮平均含量相对较低,在90 ~ 120 mg/kg,属于中量等级;贵宾、绿益隆、福田、健康、海升及徐翠果园土壤速效氮平均含量较高,在120 ~ 150 mg/kg,属于丰富等级;爱奇异、绿康果园土壤速效氮平均含量均高于150 mg/kg,属于很丰富等级。从整体上看,研究区果园土壤速效氮含量比较充足。从变异系数看,爱奇异、绿康、海升果园土壤速效氮含量的变异系数较小,说明土壤中氮元素分布较为均衡;五丰、金秋果园土壤速效氮含量的变异系数较大,说明土壤中氮元素分布不均衡。
由表 4可知,研究区果园土壤有效磷含量在11.01 ~ 292.10 mg/kg,平均为59.22 mg/kg,标准偏差为54.80 mg/kg,变异系数为92.54%。其中,90.3%的土壤样品有效磷含量超出20 mg/kg,达到了丰富或很丰富水平,9.7%的土壤样品有效磷含量在10 ~ 20 mg/kg,表现不足。在各果园中,爱奇异、绿益隆、福田及海升果园土壤有效磷平均含量分布在20 ~ 40 mg/kg,属于丰富等级,其余6个果园土壤有效磷平均含量均超出40 mg/kg,达到了很丰富等级,且健康、绿康果园土壤有效磷含量最为充足,分别为112.09、201.30 mg/kg。从整体上看,研究区果园土壤有效磷含量比较丰富。从变异系数看,不同果园土壤有效磷含量变异系数均较大,说明土壤有效磷的空间分布很不均衡。
2.5 土壤速效钾一般认为作物吸收的是土壤溶液的钾离子,其他形态的钾可以向水溶性钾转化,但转化的速率和量相差很大[18]。由表 4可知,研究区果园土壤速效钾含量在32.81 ~ 458.20 mg/kg,平均为190.92 mg/kg,标准偏差为93.07 mg/kg,变异系数为48.75%。其中,57.3%的土壤样品速效钾含量超过150 mg/kg,达到了丰富或很丰富水平,28.2%的土壤样品速效钾含量在100 ~ 150 mg/kg,处于中量水平,14.5%的土壤样品速效钾含量缺乏。在各果园中,贵宾、绿益隆、五丰果园土壤速效钾平均含量在100 ~ 150 mg/kg,属于中量等级;爱奇异、福田、海升果园土壤速效钾平均含量在150 ~ 200 mg/kg,属于丰富等级;绿康、健康、金秋及徐翠果园土壤速效钾平均含量相对充足,均超出200 mg/kg,属于很丰富等级。整体上看,研究区果园土壤速效钾含量比较丰富。从变异系数看,福田果园土壤速效钾含量变异系数明显小于其他9个果园,说明该果园土壤速效钾的空间分布均衡,而在其他果园空间分布不均衡。
3 讨论 3.1 土壤pH土壤pH是土壤肥力的重要因素之一,是评价土壤各种反应的一个重要指标。它不仅影响土壤有效养分含量,也直接影响树体根系对养分的吸收。在自然界中,猕猴桃主要分布在酸性、微酸性土壤地区,pH多在5.5 ~ 6.5[19-20]。综合各地的生长结果表现,一般认为pH为5.5 ~ 7.5的土壤栽培猕猴桃比较适宜[21]。本研究结果显示,被调查的10个果园的土壤pH在7.52 ~ 8.54,平均为8.16,变异系数为2.39%,说明土壤pH偏高,普遍呈弱碱性,不利于猕猴桃生长。这与研究区土壤发育于黄土母质,碳酸盐含量相对较高有关,这也可能是造成该地区猕猴桃缺铁性黄化症状的主要原因之一[22-23]。据此建议,在今后果园的化肥施用上,应注意选用酸性肥料或生理酸性肥料;有条件的果园可结合秋施基肥,施用一次农用硫磺粉1 500 kg/hm2;在猕猴桃生长期内,每次结合灌水冲施EM菌原液45 ~ 75 kg/hm2,有黄化树的果园可同时补充1~ 2次铁肥(EDDHA-Fe),每次7.5 ~ 15 kg/hm2。总之,应采取综合措施,适度降低土壤pH,为猕猴桃生产创造良好的酸碱环境,及时预防缺铁性黄化病。
3.2 土壤有机质土壤有机质是土壤肥力的物质基础,是衡量土壤肥力的重要指标,丰富的土壤有机质可改良土壤物理性状,提高土壤保水保肥性能,增加土壤的缓冲性[24-26]。本研究测定的10个猕猴桃园土壤有机质含量在10.78 ~ 26.73 g/kg,平均为18.43 g/kg,达到中量水平的土壤样品仅占25.1%。从整体上看,武功县猕猴桃园土壤有机质含量较为缺乏。研究表明,只有土壤有机质含量达到一定水平,才会对改善土壤水气热有明显效果[27],有学者提出猕猴桃园土壤有机质含量的理想状态为30 ~ 50 g/kg[28]。因此,建议加强有机肥的投入,可通过施用腐熟的农家肥、商品有机肥、秸秆还田、行间套种绿肥等方式,逐年增加土壤有机质含量,丰富土壤微生物[29],充分改善土壤环境,提高土壤肥力,实现优质高产的目的。
3.3 土壤速效氮、磷、钾土壤速效氮、磷、钾含量是评价土壤肥沃程度的基本指标,常作为土壤特性空间变异特征研究的对象[30],适宜的速效氮、磷、钾含量是果品产量和品质的基本保证[31]。据报道,猕猴桃对土壤碱解氮含量的适应范围为120 ~ 240 mg/kg;对有效磷含量的适应范围为40 ~ 120 mg/kg,最适范围为70 ~ 120 mg/kg;对速效钾含量的适应范围为120 ~ 240 mg/kg[32]。本次调查结果显示,武功县猕猴桃园土壤速效氮、磷、钾平均含量分别为138.69、59.22、190.92 mg/kg,均在适应范围,且相对丰富,但在不同猕猴桃园间各速效养分含量变异较大,分布不均衡,这可能与各果园施肥量及管理措施等的差异有关。建议在今后生产中,应适当控制氮、磷、钾化肥的施用,改进施肥方式,分次、适量施用,提高肥料利用率,同时避免过量施肥带来的环境问题。
4 结论武功县猕猴桃园土壤pH偏高,属于弱碱性土壤,不利于猕猴桃生长,在今后土壤管理中,应采取综合措施加以调节,适度降低pH,以满足猕猴桃生长所需的土壤酸碱环境;果园土壤有机质含量相对缺乏,需继续加强有机肥的投入,通过多种方式逐年增加土壤有机质含量,提高土壤肥力;土壤速效氮、磷、钾含量比较丰富,但空间分布不均,应适当控制氮、磷、钾化肥的施用,改进施肥方式,提高肥料利用率,避免因施肥造成的环境污染。
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