夷陵區柑橘園土壤和葉片養分狀況研究

劉東海，喬 艷，謝和平，陳云峰，張 智，鐘家成，李雙來，胡 誠*

（1．湖北省農業科學院植保土肥研究所，湖北 武漢 430064；2．湖北省宜昌市夷陵區農業技術推廣中心，湖北 宜昌 443100）

夷陵區位于鄂西山區向江漢平原過渡地帶，區域面積3 419.57 km2，地形西北高，東南低，相對高差1 919.3 m，坡比78%以上。土壤分為7 個大類，主要是黃壤和黃棕壤，主要耕地的有機質平均值18.64 g/kg，堿解氮平均值48.14 mg/kg，有效磷平均值27.26 mg/kg，速效鉀平均值115.52 mg/kg，pH 平均值6.12。夷陵區是湖北省主要柑橘優勢產區，柑橘種植面積約2.13 萬hm2，柑桔產量81萬t［1］，柑橘以寬皮橘中溫州蜜柑系列為主，約占總產量的95%。本研究測定土壤和葉片營養元素，分析它們之間的相關性，旨在找出提升柑橘園土壤肥力和柑橘品質的可行措施。

1 材料與方法

1.1 采樣地點

在夷陵區市小溪塔鎮、龍泉鎮、鴉鵲嶺鎮、三斗坪鎮、太平溪和樂天溪鎮等地，采集41 個土壤和柑橘葉片樣品，每個樣品填寫相應的編號，記錄時間、地點、土壤類型、經緯度、代表柑橘面積、柑橘品種、產量、價格和成本以及施肥情況、田間管理等詳細信息。

1.2 樣品采集

土壤樣品:在柑橘樹冠滴水線附近或以樹干為圓心向外延伸到樹冠邊緣的2/3 處，采集0 ～30 cm 深度土壤（避開施肥穴、滴灌頭濕潤區），每個樣品取10 個樣點充分混勻，然后按“四分法”取土1 kg 左右。

葉片樣品采集和處理:選擇具有代表性的生長結果正常的柑橘樹，采集樹冠外圍中上部生長中等的當年生春梢營養枝頂部第3 片葉，每株采10 片葉，8 株樹所采葉片形成1 個混合樣。葉片分別于中性洗滌劑洗滌30 s、清水清洗、0.2%HCl 洗滌30 s、去離子水洗凈后，105℃殺青30 min，65℃烘干，研缽中研磨，過0.5 mm 篩，混勻，分裝，備用。

1.3 樣品測定

土壤樣品:有機質含量采用重鉻酸鉀容量法測定；堿解氮含量采用堿解－擴散法測定；pH 值采用pH 計測定，土水比1∶2.5；有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提－鉬銻抗比色法測定；速效鉀含量采用乙酸銨浸提－火焰光度法測定；有效鐵、錳、銅、鋅含量采用DTPA 浸提－原子吸收分光光度計測定；交換性鈣、鎂含量采用乙酸銨浸提－原子吸收分光光度法測定；有效硼含量采用沸水浸提－姜黃素比色法測定。

葉片樣品:氮含量采用H2SO4-H2O2微波消解、半微量蒸餾法測定；磷含量采用鉬銻抗比色法測定；鉀含量采用火焰光度法測定；鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅含量采用HNO3－HClO4消化、原子吸收法測定；硼含量采用HCl 浸提－姜黃素比色法測定。各元素含量均為干重測定值。

1.4 營養元素含量分級

本研究中營養元素含量分級指標參考魯劍巍等［2］和莊伊美［3］柑橘園養分分級標準綜合而定。土壤pH 分級標準為:pH＜4.8 為偏酸性，pH 在4.8 ～5.5 范圍內為酸性適宜，pH 在5.5 ～6.5 為最適，pH 在6.5 ～8.5 為堿性適宜，pH＞8.5 為偏堿性；土壤有機質分級標準:＜5.0 g/kg 為極低，5.0 ～10.0 g/kg 為低，10.0 ～15.0 g/kg 為偏低，15.0 ～30.0 g/kg 為適宜，＞30.0 g/kg 為豐富；其他指標分級標準見表1 和表2。

表1 柑橘園土壤養分分級標準 （mg/kg）

表2 柑橘園葉片養分分級標準

2 結果與分析

2.1 土壤pH 和有機質、有效營養元素含量

夷陵區柑橘園土壤pH 和有機質、有效營養元素含量見表3、表4。土壤pH 均值5.5，其中偏酸性土壤占22.0%，說明22.0%酸性土壤已經不適宜柑橘生長，需石灰改良。土壤有機質平均含量為16.50 g/kg，處于低水平，占33.1%，應增施有機肥，培肥地力。土壤堿解氮、速效鉀和有效硼處于低量和缺乏水平的比例分別為68.3%、36.6%和100%。土壤中有效磷、交換性鈣、交換性鎂、有效鐵、有效錳、有效銅和有效鋅含量適宜兼高量的柑橘園分別占80.5%、68.3%、85.4%、97.6%、100%、75.6%和87.8%。

表3 柑橘園土壤pH 值狀況

表4 柑橘園土壤有機質、有效營養元素含量狀況

2.2 葉片營養元素含量

葉片營養元素含量見表5。葉片氮平均值2.6%，其中56.1%氮含量處于適宜水平，34.1%低水平。葉片鉀和葉片鋅低水平的柑橘園分別占87.8%和95.1%。葉片硼平均值63.7 mg/kg，其中80.5%硼含量處于適宜水平，14.6%低水平。葉片磷、鐵、錳和銅適宜兼豐富的柑橘園分別占92.7%、100.0%、100.0%和100.0%。葉片鈣平均值3.50%，其中56.1%含量處于適宜水平，36.6%低水平。葉片鎂平均值0.30%，其中34.1%含量處于適宜水平，65.9%低水平。

表5 柑橘園葉片營養元素含量狀況

2.3 土壤和葉片相應營養元素的相關性分析

土壤有效營養元素含量與葉片營養元素含量的相關分析見表6。土壤營養元素的豐缺狀況與葉片相應元素的豐缺狀況存在一定相關性?？傮w而言，土壤堿解氮（R2=0.47）、交換性鈣（R2=0.61），有效鐵（R2=0.47）和有效硼（R2=0.59）的豐缺狀況與葉片對應營養元素豐缺水平都極顯著正相關。交換性鎂（R2=0.37）與葉片中鎂顯著正相關。土壤有效銅（R2=-0.47）與葉片銅極顯著負相關。有效鉀（R2=-0.35）與葉片鉀顯著負相關。

析分關相的量含素元養營片葉與量含素元養營效有壤6 土表B-L 0.22 Zn-L-0.02 Cu-L-0.03 Mn-L 0.21 Fe-L 0.25 Mg-L 0.34*Ca-L-0.22 K-L-0.16 P-L N-L SOM 0.77**0.47** -0.11 pH-0.19 B-S 0.38*Zn-S 0.26 Cu-S 0.42**Mn-S Fe-S 0.49**0.35*Mg-S Ca-S-0.26 0.42**K-S 0.49**P-S 0.49**N-S 1 N-S 0.31*0.07 0.05 0.34*0.12 0.26-0.06-0.23 0.07 0.39*0.22 0.59** -0.22 0.25 0.35*-0.14 0.35*0.50**0.23 0.50*1 P-S 0.16 0.00 0.04 0.11 0.15 0.25-0.35*-0.08 0.03 0.35*0.31 0.57** -0.27 0.14 -0.08 0.34*0.19-0.18 0.30 1 K-S 0.14-0.39*0.48**0.58**-0.42**-0.37*0.61**-0.29-0.32*0.45**0.73** -0.15-0.55** -0.50** -0.53** -0.37*0.31 0.09 1 Ca-S 0.28 0.05-0.03-0.11-0.10 0.37*0.11-0.26 0.46**0.02 -0.21 0.26 0.32*0.27 0.27 0.23 0.34*1 Mg-S 0.25-0.11-0.26 0.46**0.33*-0.38*0.28 0.19 0.25 -0.34*0.34*0.52**0.06 -0.34*0.81**0.29 1 Fe-S 0.05-0.16-0.01 0.22 0.40*0.19-0.12-0.12 0.26 -0.23 0.16 0.03 -0.36*0.17 0.18 1 Mn-S 0.11-0.09-0.47**0.26 0.35*0.32*-0.46**0.22 -0.53**0.36*0.28-0.07 -0.41**0.70**1 Cu-S-0.38*0.08 -0.03 0.00 0.11 0.11-0.05-0.39*0.29 0.038 -0.09-0.20 -0.12 1 Zn-S 0.59**0.16 0.38*-0.11 0.03 0.03 0.21-0.45**0.30 0.30 0.32*0.15 1 B-S 0.14 0.32*0.39*-0.47**-0.32*-0.37*0.56**-0.18 0.33*-0.42**-0.06 1 pH 0.11-0.17-0.08 0.10 0.42**0.10-0.28-0.10-0.25 0.37*1 SOM 0.07-0.27-0.14 0.37*0.01 0.32*-0.48**0.05-0.05 1 N-L 0.18 0.57**0.26-0.08-0.19-0.40*0.39*-0.53**1 P-L-0.32*-0.26 -0.16-0.04 0.13-0.19-0.54**1 K-L 0.18-0.33*0.46**0.53**-0.23-0.34*1 Ca-L-0.13 -0.10-0.44**0.54**0.10 1 Mg-L 0.09-0.06 0.11 0.15 1 Fe-L 0.04 -0.08-0.22 1 Mn-L 0.21 0.27 1 Cu-L 0.10 1 Zn-L 1。關相著顯上）側雙（平0.05 水在示；*表關相著顯上）側雙（平0.01 水在示B-L :**表注

土壤pH 與葉片鈣極顯著正相關，與葉片磷、銅和鋅顯著正相關；與葉片中氮、錳和鎂、鐵極顯著和顯著負相關。土壤有機質與葉片鎂、氮極顯著和顯著正相關。土壤堿解氮與葉片鎂顯著正相關。土壤有效磷與葉片氮、錳和硼顯著正相關。土壤速效鉀與葉片氮顯著正相關。土壤交換性鈣與葉片氮、鎂、錳和鐵顯著和極顯著負相關，與葉片磷、鈣、銅和鋅極顯著正相關。土壤硼與葉片鉀（R2=-0.45）極顯著負相關。

土壤元素間存在一定相關性。pH 值與土壤有效銅和有效鐵、有效錳極顯著和顯著負相關，與土壤交換性鈣（R2=0.73）極顯著正相關。土壤有機質與堿解氮、交換性鎂和有效鐵、有效硼極顯著和顯著正相關。堿解氮與有效磷、速效鉀三者彼此都顯著正相關；堿解氮和有效磷都與土壤有效鐵、有效銅、交換性鎂和有效硼極顯著和顯著正相關。土壤速效鉀與有效硼（R2=0.57）極顯著正相關。土壤交換性鈣與土壤有效鐵、有效錳、有效銅極顯著負相關。

葉片營養元素不僅與部分土壤元素相關，葉片營養元素間也有一定相關性。葉片氮與葉片鎂和錳顯著正相關。葉片磷與葉片鉀極顯著負相關。葉片鎂與葉片錳極顯著正相關。葉片鈣與葉片氮、鉀極顯著負相關；與葉片鋅（R2=0.53）極顯著正相關，與葉片磷顯著正相關。葉片銅與葉片磷（R2=0.57）、鈣（R2=0.46）極顯著正相關，與葉片鎂、鉀極顯著、顯著負相關。葉片硼與葉片其他養分均沒有相關性。

3 討論與結論

夷陵區柑橘園土壤pH 偏酸性的占22.0%，說明柑橘園土壤存在酸化，需用石灰改良［4］。土壤有機質平均含量為16.50 g/kg，高于2008 年宜昌市土壤有機質平均含量（12.44 g/kg）［5］，應繼續施用有機肥。土壤堿解氮、速效鉀和有效硼處于低量缺乏水平，該結論與前期研究［2，6］結論一致，而土壤有效硼缺乏會影響柑橘生理生化［7］，因此應該合理施用氮磷鉀肥，同時施用硼肥。交換性鈣低含量占31.7%，可能與這部分土壤酸堿度較低，酸化嚴重有關。有效銅高量兼過量的柑橘園占63.4%，比魯劍巍等［2］發現湖北省柑橘園高量和過量占比（52.9%）高10.5%；可能與常年施用含銅殺菌劑有關，因此預防銅毒害應盡量減少銅制殺菌劑的使用，或與抗生素等生防制劑交替使用，避免土壤中銅的累積［8］。

葉片鋅缺乏的柑橘園占95.1%以上，可能與夷陵區柑橘葉片P/Zn 值為105.5 有關，譚海玉［9］研究溫州蜜柑葉片P/Zn 值在90 以上則會產生缺鋅癥狀。缺鋅影響柑桔生長發育與產量，因此應補施鋅肥［10］。柑橘園葉片硼80.5%處于適宜水平，而土壤有效硼則完全處于缺乏狀態，可能因為果農噴施葉面硼肥的緣故，因此應繼續施用硼鋅肥，來改善柑橘的生長發育和營養狀況，保障增產效果［11］。葉片鎂65.9%含量處于低水平，而缺鎂影響柑橘的生長發育［12］，因此針對缺鎂的土壤可通過土施與葉面噴施相結合，緩效與速效鎂肥相結合的方式改良土壤。

土壤有效營養元素含量與葉片營養元素含量之間關系相當復雜［13］，因為土壤類型、樹體類型和立地條件等差異導致夷陵區土壤養分與樹體養分之間的相關性研究與其他柑橘園研究結果存在較大差異［14-18］。葉片礦質營養元素間存在一定的協同與拮抗動態平衡，一種元素的吸收和轉運很可能受到另一種或幾種營養元素的影響［19］。葉片銅與葉片磷極顯著正相關，與土壤有效銅和葉片鎂極顯著負相關，與葉片鉀顯著負相關；常年施用含銅殺菌劑，可能抑制柑橘吸收鎂和鉀元素，促進了對磷元素的吸收，導致柑橘葉片中鎂和鉀元素含量低，磷元素高；因此施用石灰來提高土壤pH 值，降低土壤中可交換銅含量，同時減少銅制殺菌劑的使用，或與抗生素等生防制劑交替使用，避免土壤中銅的累積。土壤交換性鈣與土壤pH 值和葉片鈣極顯著正相關，同時葉片鈣與葉片氮和葉片鉀極顯著負相關，該結論與溫明霞［20］在重慶柑橘園的研究結果一致。pH 值與土壤有效鐵、有效錳和有效銅負相關，與蘇婷婷等對重慶市柑橘園土壤養分現狀研究的結果一致［21］，但是與三峽重慶庫區pH 值與土壤有效鋅和錳存在極顯著正相關，與土壤有效鐵有顯著負相關的結論有所不同［22］；同時pH 值也與葉片中除鉀和硼之外的元素有相關性，說明pH 值是影響柑橘吸收養分的重要因素。土壤交換性鈣與土壤有效鐵、有效錳、有效銅和有效鋅負相關，土壤有效鐵、有效銅和有效鋅三者協同正相關，與文獻［21］結果一致。土壤有機質與土壤堿解氮、交換性鎂以及葉片鎂極顯著正相關，因此應加大有機肥的施用，改善土壤地力，改善柑橘缺鎂現狀。土壤氮磷鉀之間存在協同正相關關系，同時都與土壤有效硼和葉片氮正相關，因此應當合理施用氮磷鉀，促進有效硼的有效性和柑橘對氮的吸收。柑橘園肥力水平復雜多樣，應以葉片營養診斷和土壤測試結果為基礎，合理施用氮磷鉀肥，采用無機肥料配施有機肥來提高土壤肥力，改善土壤微生物群落結構［23］，同時增施硼、鋅和鎂肥，減少含銅殺菌劑的用量。