秦嶺北麓獼猴桃果園施肥現(xiàn)狀與評價

路永莉, 康婷婷, 張曉佳, 高晶波, 陳竹君, 周建斌*

(1西北農(nóng)林科技大學資源環(huán)境學院, 陜西楊凌 712100; 2農(nóng)業(yè)部西北植物營養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室，陜西楊凌 712100)

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秦嶺北麓獼猴桃果園施肥現(xiàn)狀與評價

—以周至縣俞家河流域為例

路永莉1,2, 康婷婷1,2, 張曉佳1,2, 高晶波1,2, 陳竹君1,2, 周建斌1,2*

(1西北農(nóng)林科技大學資源環(huán)境學院, 陜西楊凌 712100; 2農(nóng)業(yè)部西北植物營養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室，陜西楊凌 712100)

秦嶺北麓; 獼猴桃; 施肥現(xiàn)狀; 果園

俞家河流域是秦嶺北麓典型的山丘地帶，又是獼猴桃種植密集區(qū)，果園養(yǎng)分投入量普遍偏高[6-7]，加之該區(qū)域土壤多發(fā)育于山前洪積扇，耕地坡度大，同時降雨充沛，灌溉便捷，容易造成水、土資源和養(yǎng)分的大面積流失，成為農(nóng)業(yè)面源污染高風險區(qū)。因此，掌握該流域獼猴桃果園的實際生產(chǎn)現(xiàn)狀，可為果園養(yǎng)分優(yōu)化管理和農(nóng)業(yè)面源污染防治提供理論基礎。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況

圖1　俞家河流域土地利用現(xiàn)狀Fig.1　The situation of land use in Yujia river catchment

1.2調查方法與項目

1.3肥料養(yǎng)分計算

化肥養(yǎng)分含量根據(jù)實際調查的果園施肥量和各肥料產(chǎn)品中標注的養(yǎng)分含量計算獲得; 有機肥養(yǎng)分含量按《中國有機肥養(yǎng)分志》提供的標準值[8]計算。

1.4數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計分析采用Excel2007和SAS9.0進行，圖形的繪制采用SigmaPlot12.0軟件進行。

2　結果與分析

2.1獼猴桃園概況

表1　俞家河流域獼猴桃果園的基本情況

2.2獼猴桃果園養(yǎng)分投入現(xiàn)狀

2.2.1 有機肥施用狀況連續(xù)兩年調查結果表明，研究區(qū)獼猴桃果園有機肥投入嚴重不足(表2)。其中，2012年約有46.6%的果園未施用有機肥，2013年該比例雖有所下降，但仍有26.1%的果園未施用有機肥。另外，從有機肥所提供的養(yǎng)分量(指施用有機肥果園的平均值)來看，2012年果園有機肥總養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)投入量為598.7kg/hm2，占果園總養(yǎng)分投入量的24.4%，其中N、P2O5和K2O養(yǎng)分投入量分別為206.6kg/hm2、200.9kg/hm2和191.2kg/hm2。2013年果園有機肥總養(yǎng)分投入量較2012年有所增加，為762.0kg/hm2，占果園總養(yǎng)分投入量的30.1%，其中N、P2O5和K2O養(yǎng)分投入量分別為274.1、265.1和222.9kg/hm2。

表2　2012和2013年研究區(qū)獼猴桃園有機肥養(yǎng)分投入量 (kg/hm2)

由圖2同時可知，2013年化肥氮、磷和鉀養(yǎng)分平均投入量較2012年均有所下降，分別從N898kg/hm2、P2O5401kg/hm2和K2O597kg/hm2下降為N884kg/hm2、P2O5372kg/hm2和K2O521kg/hm2，這可能是因為2012年調查結束后，我們立即對調查數(shù)據(jù)進行了匯總、整理和分析，并將果園施肥現(xiàn)狀評價結果及時反饋于各戶果農(nóng)，建議果農(nóng)可以在來年施肥中降低果園的化肥投入量。

2.3獼猴桃產(chǎn)量與施肥量的關系

將連續(xù)兩年調查的果園肥料養(yǎng)分投入量進行分級，并統(tǒng)計了對應的果實產(chǎn)量水平(圖3)。結果表明，隨著化肥氮、磷和鉀養(yǎng)分投入量的增加，果實產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后保持不變或先增加后降低的趨勢，說明化肥養(yǎng)分投入整體上表現(xiàn)出報酬遞減的規(guī)律。

圖2　2012年(n =131)和2013年(n =111)流域內獼猴桃果園化肥氮、磷、鉀養(yǎng)分投入量Fig.2　N, P2O5 and K2O inputs from chemical fertilizer in Yujia river catchment in 2012 (n=131) and 2013 (n=111)

[注(Note): 矩形蓋中間實線和虛線，上、下邊框，箱外的上下邊緣和點分別代表中位數(shù)和平均值，全部數(shù)值的25%，75%,5%,95%分值。Thesolidanddashedlines,lowerandupperedges,barsanddotsinoroutsidetheboxesrepresentmedianandmeanvalues, 25thand75th, 5thand95th,and<5thand> 95thpercentilesofalldata,respectively.]

圖3　獼猴桃果園化肥不同投入水平下的產(chǎn)量和果園樣本分布頻率Fig.3　Frequency distribution of yield and samples in the investigated orchards under different levels of chemical fertilizer input to kiwifruit orchards

2.4研究區(qū)獼猴桃果園施肥狀況評價

2.4.2 獼猴桃施肥量分級標準的確定在果園合理施肥量的基礎上(表3)，根據(jù)養(yǎng)分投入量的分級方法和原則[7]，將小于合理用量50%定義為“過低”， 大于合理用量50%為“過高”，“合理”與“過低”之間為“偏低”，“合理”與“過高”之間為“偏高”。依據(jù)這一分級標準，秦嶺北麓獼猴桃果園施肥用量分級結果如表4。

表3　俞家河流域獼猴桃果園合理施肥量

表4　俞家河流域獼猴桃果園施肥量分級標準

2.4.3 獼猴桃園施肥狀況評價根據(jù)表4確定的獼猴桃果園施肥量分級標準，對秦嶺北麓俞家河流域獼猴桃果園化肥和有機肥養(yǎng)分投入量進行總體分析與評價(圖4)。由圖4可知，化學氮肥投入合理比例僅為5.0%，過量比例高達81.8%。其中，氮肥投入過高(超過750kg/hm2)的比例占59.1%，氮肥平均過量454kg/hm2，說明該區(qū)域獼猴桃果園氮肥投入過量現(xiàn)象非常嚴重; 磷肥投入合理的比例為19.4%，不足及過量比例分別為28.9%和51.7%，其中，偏低和偏高比例分別為12.8%和36.8%，可見科學引導果農(nóng)施用磷肥也是該流域獼猴桃果園養(yǎng)分優(yōu)化管理的重要內容之一; 鉀肥投入合理比例僅占10.7%，不足比例為30.6%，過量比例高達58.7%，因此，提倡果園增施鉀肥應分區(qū)進行，不能一概而論，應合理引導并適當控制鉀肥投入。有機肥用量評價結果顯示，研究區(qū)果園有機肥投入嚴重不足，不足比例高達94.3%。同時，從圖4中可以看出，2012年和2013年研究區(qū)果園各養(yǎng)分投入量分級比例基本保持一致。

圖4　2012年和2013年俞家河流域獼猴桃果園各養(yǎng)分不同投入水平所占比例Fig.4　Percentage of nutrient input levels in the kiwifruit orchards in Yujia river catchment in 2012 and 2013

3　討論

3.1有機肥投入嚴重不足

3.2盲目追求高產(chǎn)，化肥施用過量現(xiàn)象非常普遍

3.3過量施肥的潛在環(huán)境威脅

4　結論

秦嶺北麓俞家河流域獼猴桃果園有機肥投入嚴重不足。其中完全不施用有機肥的果園占36.4%。即使在施有機肥的果園中，亦有94.3%的果園有機肥投入嚴重不足，且提供養(yǎng)分的比例不足總養(yǎng)分的30%。化肥養(yǎng)分中，氮肥投入過量現(xiàn)象非常普遍，純氮施用量超過750kg/hm2的果園比例高達59.1%; 磷、鉀肥過量和不足現(xiàn)象并存，其中過量比例分別為51.7%和58.7%。因此，在今后該區(qū)域果樹施肥實踐中，應大力增加有機肥投入量和施用比例，大幅度降低氮肥投入量，同時合理引導磷、鉀肥的科學施用。另外，因研究區(qū)特殊的地形特征，優(yōu)化養(yǎng)分管理和減少養(yǎng)分損失帶來的農(nóng)業(yè)面源污染問題也是今后應重點研究的問題。

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EvaluationofcurrentfertilizationstatusinkiwifruitorchardsonthenorthernslopeofQinlingMountains:AcasestudyofYujiahecatchment,inZhouzhiCounty

LUYong-li1,2,KANGTing-ting1,2,ZHANGXiao-jia1,2,GAOJing-bo1,2,CHENZhu-jun1,2,ZHOUJian-bin1,2*

(1 College of Resources and Environmental Science, Northwest A&F University, Yangling 712100, China;2 Key Laboratory of Plant Nutrition and the Agri-environment in Northwest China, Ministry of Agriculture, Yangling 712100, China)

【Objectives】ThenorthernsloperegionoftheQinlingMountainsissuitableforkiwifruit(Actinidia deliciosa)cultivation,andnowhasdevelopedlargeareaofKiwiorchardsinShaanxiProvince.Therefore,investigatingthecurrentnutrientinputsandtheproblemsinkiwifruitorchardsisofgreatsignificanceforincreasingfruitquality,generatingfarmers’incomeandpromotingindustrialdevelopmentinthisregion.【Methods】TheYujiaheRivercatchmentisatypicalandrelativelyisolatedcatchmentsonthenorthernslopeoftheQinlingMountains.Morethan240kiwifruitorchardsweresurveyedface-to-face,combinedwithquestionnairerecordsintwoconsecutiveyears(2012and2013).Theinvestigateditemsincludedorchardbasicsituations,plantingarea,fruitvarieties,treeages,densities,fertilizerrates,fertilizervarieties,fertilizernutrientcontent,fertilizationmethods,fruityieldandirrigation.Thenutrientinputfromchemicalfertilizersinkiwifruitorchardswerecalculatedaccordingtotheactuallysurveyedchemicalfertilizerapplicationratesandthenutrientcontentlabeledonthesefertilizers.ThenutrientinputfromorganicfertilizerwerecalculatedbasedonthestandardsprovidedbytheChineseOrganicFertilizerNutrientsRecord.Thereasonablefertilizerratesinkiwifruitorchardsweredeterminedonthebasisofourstudyincombinationwiththeregionalliteratures,andfurtherthenutrientsinputstatuswereevaluated.【Results】TheinvestigationresultsandliteraturesummarysuggestedtherecommendedfertilizerrateswereN375-500kg/hm2,P2O5186-186kg/hm2,K2O286-350kg/hm2andorganicfertilizers30000-65000kg/hm2,respectively,theN∶P2O5∶K2Oratiowasabout1 ∶0.5 ∶0.73whentheyieldsofkiwifruitsarewithin24-42t/hm2.Theactualnutrientsinputsurveysshowed:organicfertilizerarerarelyapplied,approximately36.4%oforchardsneverhaveanymanureinput;Inthekiwifruitorchardsusingorganicfertilizer,theappliedamountwereseriouslyinsufficientlyinabout94.3%oftheorchards,thenutrientprovidedbymanureswaslessthan30%ofthetotalnutrientinputs.ExcessiveapplicationofNfertilizerisverycommonwithanaverageinputofN891kg/hm2.Only5.0%oftheinvestigatedorchardsapplyreasonableamount(N375-500kg/hm2), 22.7%applyNof500-750kg/hm2,and59.1%morethan750kg/hm2.Theratiooforchardswithareasonablephosphatefertilizerinput(P2O5186-266kg/hm2)was19.4%,lowinput(P2O5<186kg/hm2)andexcessiveinput(P2O5>266kg/hm2)were28.9%and51.7%,respectively.Theorchardswithreasonablepotassiumapplicationrate(K2O286-350kg/hm2)wasonly10.7%,withlowinput(K2O<286kg/hm2)andexcessiveinput(K2O>350kg/hm2)wereupto30.6%and58.7%,respectively.【Conclusions】TheorganicfertilizerinputsinthekiwifruitorchardsintheYujiahecatchmentswasextremelyinadequate,Nfertilizersweregenerallyexcessively,andexcessiveanddeficientapplicationofphosphateandpotassiumfertilizersexistedsimultaneously.Therefore,itwasstronglysuggestedtoincreaseorganicfertilizerinputs,reducenitrogenfertilizer,strengthenthereasonableapplicationofphosphateandpotassiuminkiwifruitproductioninfuture.Thewidelydistributionofslopedcultivatedlandsinthisregionrequireoptimizingnutrientmanagementandcontrollingnutrientlossesinthefutureresearch.

NorthernslopeofQinlingMountains;kiwifruit;fertilizationcurrent;orchard

2014-09-10接受日期: 2015-04-07網(wǎng)絡出版日期: 2015-04-21

國家“十二五”科技支撐計劃項目課題(2012BAD15B04)；高等學校學科創(chuàng)新引智計劃(B12007)項目資助。

路永莉(1987—), 女, 甘肅白銀人,博士研究生, 主要從事果園養(yǎng)分綜合管理及農(nóng)業(yè)面源污染防控方面的研究。

E-mail:yongli1210@126.com。* 通信作者Tel: 029-87082793,E-mail:jbzhou@nwsuaf.edu.cn

S661.1

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1008-505X(2016)02-0380-08