广西壮族自治区是我国柑橘主产区，2016年广西柑橘面积37.04万hm²，全国第二；产量578.2万t，全国第一^[1]。桂北柑橘产区是广西柑橘的重点产区，也是赣南–湘南–桂北柑橘优势产业带的重要组成部分。近年来，由于广东砂糖橘遭受黄龙病重创以及砂糖橘持续较高价位^[2]，与之近邻的桂北柑橘产业快速发展，尤其是砂糖橘发展迅猛，2010年桂林砂糖橘种植面积仅0.8万hm²，2017年即达到8万hm²，主要分布在阳朔、荔浦、永福、临桂和灵川^[3]；其中，以荔浦为中心的柑橘产区已经发展成为目前我国最大的砂糖橘产区。虽然桂北柑橘产业发展快，但是单产不高、品质参差不齐，主要原因是果园立地条件和管理水平差别大。土壤是柑橘生长结果的基础条件，国内外大量研究表明，橘园土壤性状对柑橘产量和品质有重要影响^[4-5]。但长期以来，对桂北柑橘园土壤养分的研究极少，系统性的研究尚未见报道。本文以桂北7个柑橘主产县(市)的102个代表性柑橘园为对象，研究土壤性状，为桂北柑橘园的土壤改良和化肥减施增效提供依据。

1 材料与方法 1.1 土壤样品的采集和前处理

2017年8—10月，在桂北柑橘园7个柑橘主产县(市)选择102个代表性果园，进行土样采集。橘园主要品种为砂糖橘和金柑，少量纽荷尔脐橙，砂糖橘树龄5 ~ 7 a，金柑树龄7 ~ 10 a，纽荷尔脐橙树龄5 ~ 8 a。其中全州县代表性果园21个、永福县20个、荔浦市22个、阳朔县18个、灵川县6个、富川县8个和兴安县7个。

每个采样橘园按“Z”型选取15株树，在每株采样树的树冠滴水线(避开施肥穴、施肥沟)外侧30 ~ 40 cm选1 ~ 2个采样点，每个采样点采集距地表 0 ~ 40 cm深土层的土壤约200 g，除去植物根、石块等杂质，15株树的采样点采集的土壤混合均匀后，采用四分法取土样约500 g，编号登记后带回实验室，风干，磨细，过2 mm和0.149 mm尼龙筛，置于干燥、避光容器中保存，待测定分析用。

1.2 土壤样品的分析与测定

土壤有效养分分析采用国际农化服务中心的土壤养分状况系统研究法(ASI)^[6]。有效磷、钾、铁、锰、锌、铜采用ASI浸提剂浸提，有效钙、镁采用1 mol/L乙酸铵浸提，其中有效磷采用紫外可见分光光度法测定^[7]，有效钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜采用原子吸收分光光度法测定；碱解氮采用扩散法测定；有效硼采用沸水浸提–姜黄素比色法测定^[8]；土壤pH采用pH仪电位法测定^[9]；有机质采用油浴加热重铬酸钾氧化–容量法测定^[8]。

1.3 土壤pH和营养元素的分级标准

土壤pH、有机质和各营养元素养分分级指标以ASI法分析土壤速效养分的评价指标为主体^[10]，结合《江西省柑橘园测土技术规程》^[11]和前人^[12-15]的相关研究制定。土壤pH的分级标准：< 4.5为强酸性，4.5 ~ 5.5为酸性，5.5 ~ 6.5为微酸，6.5 ~ 7.3为中性，> 7.3为碱性。土壤有机质和其他营养元素分级指标见表 1。

1.4 数据处理

试验数据均由Excel 2010和SPSS19.0软件进行处理和分析。

2 结果与分析 2.1 土壤pH和有机质分布状况

桂北柑橘园土壤pH的测定结果显示(表 2)，土壤pH平均值为5.26，变幅较大，范围为3.95 ~ 8.02。其中，pH处于强酸性(pH < 4.5)、酸性(pH 4.5 ~ 5.5)、微酸(pH 5.5 ~ 6.5)、中性(pH 6.5 ~ 7.3)和碱性(pH > 7.3)范围的果园分别占总样本数的24.51%、48.04%、14.71%、2.94%和9.80%，表明橘园土壤pH总体为酸性。根据柑橘对土壤pH的要求，有64.70%的土壤样品pH适宜或基本适宜(pH 4.5 ~ 7.0)柑橘生长。从各县(市)果园土壤pH的分布频率来看，荔浦市柑橘园强酸性土壤比率最高，达50.00%，灵川县柑橘园土壤碱性比率最高，达50.00%。

柑橘园土壤有机质含量7.60 ~ 72.58 g/kg，平均24.96 g/kg。其中，有机质处于缺乏、低量、适量、高量和过量水平的果园比例分别为0.00%、13.73%、57.84%、25.49%和2.94%，表明土壤有机质总体丰富。灵川县、荔浦市和富川县的土壤有机质处于高量或过量水平的比率较高(表 2)。

2.2 土壤大量营养元素丰缺状况

桂北柑橘园土壤碱解氮含量49.11 ~ 290.43 mg/kg，平均115.81 mg/kg，不足(包括缺乏和低量，下同)、适量、超标(包括高量和过量，下同)的果园比例分别为36.27%、58.83%和4.90%，表明土壤碱解氮含量总体上较充足。从区域分布看，荔浦橘园土壤碱解氮含量丰富，仅1个果园缺乏；全州、兴安和永福土壤碱解氮含量不足的比率较高，分别为52.38%、57.14%和45.00%(表 3)。

土壤有效磷含量1.18 ~ 261.46 mg/kg，平均53.98 mg/kg，不足、适量和超标的果园比例分别为33.33%、45.10%和21.57%。灵川土壤有效磷含量不足比例最高，达83.33%；兴安、永福、荔浦和阳朔土壤有效磷含量适量比例较高，分别为42.86%、60.00%、59.09%和44.44%；富川土壤有效磷含量主要处于超标水平，所占比例为62.50%(表 3)。

土壤有效钾含量15.04 ~ 556.54 mg/kg，平均152.80 mg/kg，不足、适量和超标果园比例分别为30.39%、46.08%和23.53%。富川土壤有效钾含量全部为适量或超标，超标比例87.50%；灵川和兴安土壤有效钾含量无超标果园(表 3)。

2.3 土壤中量营养元素丰缺状况

桂北柑橘园土壤有效钙含量36.67 ~ 29 689.34 mg/kg，平均2 407.01 mg/kg，不足、适量和超标果园比例分别为31.37 %、53.93%和14.70%，总体上有效钙含量较丰富。全州、永福、阳朔和富川土壤有效钙含量主要处于适量水平，适量占比60%以上；灵川土壤有效钙含量两极分化，不足和超标各占一半；兴安土壤有效钙含量不足比例最高，不足比例71.43%(表 4)。

土壤有效镁含量11.92 ~ 373.08 mg/kg，平均103.89 mg/kg，不足、适量和超标的果园比例分别为59.80%、31.38%和8.82%，总体上有效镁含量不足。区域分布方面，灵川、兴安、永福、荔浦和阳朔土壤有效镁含量主要处于不足范围，所占比例分别为83.33%、71.43%、70.00%、63.64%和72.22%；富川土壤有效镁含量丰富，全部处于适量或超标范围(表 4)。

2.4 土壤微量营养元素丰缺状况

桂北柑橘园土壤有效铁含量丰富，范围在1.55 ~ 222.02 mg/kg，平均43.83 mg/kg，不足、适量和超标果园比例分别为15.68%、19.61%和64.71%。其中，灵川、永福、荔浦和阳朔土壤有效铁含量主要处于超标范围，超标比例分别为83.33%、95.00%、86.36%和66.66%；富川土壤有效铁含量主要处于不足水平(表 5)。

土壤有效锰含量充足，范围在1.68 ~ 230.74 mg/kg，平均31.80 mg/kg，不足、适量和超标样品比例分别为6.86%、37.25%和55.89%。从区域分布看，全州、永福、荔浦、阳朔和富川土壤有效锰超标较严重。

土壤有效锌含量缺乏严重，范围在0.21 ~ 24.28 mg/kg，平均2.09 mg/kg，不足、适量和超标的样品比例分别为92.16%、5.88%和1.96%。其中，灵川、永福和荔浦土壤有效锌含量全部为不足，其他县不足比例也达75%以上。

土壤有效铜含量普遍不足，含量范围0.43 ~ 9.99 mg/kg，平均2.58 mg/kg，不足、适量和超标果园比例分别为56.86%、39.22%和3.92%。灵川、兴安、荔浦和阳朔土壤有效铜含量主要以不足为主，不足比例分别为83.33%、100.00%、59.09%和83.33%；全州、永福和富川土壤有效铜适量水平较高。

土壤有效硼含量0.15 ~ 1.78 mg/kg，平均0.56 mg/kg，不足、适量、超标果园比例分别为50.98%、44.12%和4.90%。全州、灵川和兴安土壤有效硼含量主要处于不足范围，所占比例分别为95.24%、66.67%和85.71%；永福、荔浦、阳朔和富川土壤有效硼含量主要处于适量范围，所占比例均达55%以上。

2.5 土壤pH、有机质和有效营养元素间的相关性

土壤母质、成土过程、土地类型、pH、有机质、施肥等因素影响土壤营养元素的含量。土壤pH、有机质、有效营养元素含量的相关分析表明，土壤pH与有机质、碱解氮、有效钙和有效镁含量呈极显著正相关(P < 0.01)；有机质与碱解氮、有效钾、有效钙、有效镁含量呈极显著正相关(P < 0.01)，与有效硼含量呈显著正相关(P < 0.05)；土壤多数矿质养分含量之间也存在显著或极显著正相关或负相关关系(表 6)。

3 讨论

土壤是岩石矿物等经过成土过程的产物，是供给植物赖以生长的养分和水分的基础^[16-17]。长期以来，我国在柑橘科研和生产上比较关注施肥与柑橘产量、品质的关系，对橘园土壤的研究不够。柑橘生长与土壤环境关系密切，在一定条件下甚至是决定性因素，研究土壤性状对持续发展柑橘生产具有重要意义^[18]。果园土壤性状受气候、土壤类型和栽培管理方式等因素的影响^[19]，不同地区果园土壤养分水平相差较大。印度柑橘产区土壤养分限制因子为氮、钾、硼和锌^[20]，巴西加工甜橙产区土壤养分限制因子为氮、磷、镁、锌和钙^[21-22]，重庆三峡库区柑橘土壤养分限制因子为锌和硼^[23]。橘园土壤养分分析能明确土壤养分丰缺状况，并查明影响柑橘生长结果的土壤限制因子，是柑橘树体营养诊断的重要辅助手段。

从本研究结果看，桂北柑橘产区土壤酸性较强，一方面是因为当地红壤占绝大多数，另一方面是因为生产上长期重施化肥导致的结果^[24]。过量施用化肥引起土壤盐基元素的淋失，导致土壤酸化^[24]。前人研究表明，即使是施用尿素也会导致土壤酸化^[25]。因此，对于土壤pH < 5.5的橘园酸化土壤，有必要定期施用石灰、钙镁磷肥等提高土壤pH。桂北柑橘园土壤有机质含量丰富，普遍好于赣南、重庆三峡库区和湖北等柑橘产区^{[15, 23, 26]}，主要原因是桂北柑橘产区主要是在肥沃的农耕地上种植，有别于其他柑橘产区主要在荒山荒坡的贫瘠土地上种植；另外，桂北主产砂糖橘、金柑和脐橙，近年这些品种效益较好，种植者比较重视有机肥施用^[27]。一般情况下，施肥量，特别是有机肥施用量与柑橘价格变化基本一致，价格高、效益好，施肥量大^[27]，反之则少。

桂北橘园土壤碱解氮主要在适量范围，但仍有36.27%的橘园存在不足水平。而梁珊珊^[28]调查发现，我国广西产区的柑橘氮肥施用量为597.27 kg/hm²，远高于柑橘发达国家的氮肥用量。高氮肥施用量却出现土壤碱解氮不足，原因除了无机态氮容易被柑橘等植物吸收利用外，也与其在土壤中容易挥发、淋洗等损失^[29]有关。桂北柑橘生产上施用的化肥大多数是等比例的复合肥，但土壤有效磷和有效钾含量超标比例明显大于碱解氮，主要是柑橘对磷的需求量通常只有氮需求量的1/3 ~ 1/4，过量施用磷肥是土壤有效磷超标的主要原因，如果不是桂北橘园土壤酸性强，磷易被Al³⁺固定^[30]，有效磷超标的比例会更高。桂北土壤有效钾含量超标比例较高，主要是复合肥施用量大，钾在土壤中易被吸附固定，较难淋洗损失。桂北橘园近1/3的土壤有效钙含量不足，近六成果园土壤有效镁含量不足，这与黄玉溢等^[31]测定广西柑橘主产区56份土壤样品有效钙镁含量缺乏的结果基本吻合。主要原因是桂北橘园土壤酸性，高温多雨淋溶作用强烈，导致土壤钙、镁流失严重^[31-32]，且当地柑橘生产上石灰施用少，也基本没有镁肥施用的概念。因此，桂北柑橘生产上应改变目前普遍施用氮磷钾三元素等比例复合肥的做法，针对橘园目前土壤状况，生产和施用氮磷钾镁四元素复合肥或复混肥，建议氮:磷:钾:镁比例为1:(0.3 ~ 0.4):(0.8 ~ 1.0):(0.2 ~ 0.3)；改肥料撒施为主为开沟或灌溉施肥为主，提高氮肥利用率；对于土壤严重缺镁的橘园，应施用镁石灰、氢氧化镁、白云石粉和菱镁石粉等碱性镁肥，尽量不选硫酸镁等酸性镁肥。

桂北橘园土壤有效铁和有效锰含量丰富，超标比例较高，土壤酸性强是有效铁和有效锰含量高的主要原因，这与曾林芳等^[33]测定富川县60个果园土壤样品、王男麒等^[34]测定赣南223个红壤果园土壤样品的结果大体相同。和全国其他柑橘产区一样^[35-36]，桂北橘园土壤有效锌普遍缺乏或低量(适宜范围为5 ~ 10 mg/kg)。但有前人^{[31, 33, 37]}调查广西部分地区柑橘园土壤有效锌含量大部分处于适量或者高量范围(适宜范围为1 ~ 5 mg/kg)，出现这种结果的主要原因是土壤有效锌的分级标准不同。但从目前柑橘叶片营养诊断研究结果看，所有的报道均为广西柑橘园叶片锌含量缺乏严重^{[33, 38-41]}，说明橘园土壤有效锌适宜标准采用5 ~ 10 mg/kg更切合柑橘实际情况。桂北橘园土壤有效铜含量主要处于不足和适量水平，主要原因是桂北柑橘产区主栽品种是抗溃疡病的砂糖橘、金柑等品种，生产上含铜杀菌剂应用少，红壤本身的含铜量又低。前人调查广西部分地区柑橘园土壤有效硼含量不足比例为96.3% ~ 100%^{[31, 33, 37, 39, 42]}，但本研究发现桂北橘园土壤有效硼含量不足的比例为50.98%，明显低于前人报道，这与近年来我国柑橘生产上大力推广硼肥施用有关，目前桂北柑橘生产上已普遍施用硼肥。因此，桂北橘园在微量肥料的施用上，首先应防止土壤酸化，减轻土壤铁、锰的毒害；叶面喷施锌、铜和硼肥为主，并适度土壤补充。有溃疡病的橘园，也可喷施含铜杀菌剂改善柑橘树体铜营养。

土壤是个复杂的系统，土壤pH及各种营养元素之间会相互影响。桂北柑橘园土壤偏酸，又偏重肥料的施用，营养元素间的相关性更显复杂。不过，土壤pH、有机质与各种营养元素有效含量之间的关系总体上符合土壤学的基本规律^[43]。

4 结论

桂北柑橘产区土壤酸化严重，有机质含量较丰富，营养元素丰缺并存，养分失衡比较明显。其中，土壤碱解氮和有效钙含量主要在适量范围，但约1/3的橘园在不足水平；有效磷和有效钾含量不足与超标并存；有效铁和锰含量较丰富，超标比例较高；而土壤有效镁、锌、铜和硼含量不足比例较高。桂北柑橘产区土壤养分限制因子主要为土壤酸化及有效镁、锌、铜和硼含量不足，生产上应适量施用石灰、镁石灰、钙镁磷肥、氢氧化镁等来降低土壤酸度，增加土壤镁含量，提高土壤磷有效性；锌、铜和硼肥应以叶面补充为主，适度配合土壤施用。

致谢: 在土壤样品采集过程中，得到7个采样县(市)行业主管部门、果园主等相关人员的支持和协助，在此一并致谢。