山東平度市蘋果園土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)

國(guó)艷春，孫顯旻，曾路生，宋祥云，崔德杰，劉建偉，梁偉

（1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東 青島 266109；2.平度市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東平度 266700）

平度市是山東省蘋果的重點(diǎn)產(chǎn)地之一，蘋果種植面積1萬(wàn)余hm2，結(jié)果面積3 700 hm2，1987年被農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)為優(yōu)質(zhì)果品生產(chǎn)基地［1］。果園土壤的理化性質(zhì)、肥力水平影響著果樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育以及果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)［2］。

據(jù)報(bào)道，我國(guó)蘋果園化肥用量持續(xù)高速增長(zhǎng)，山東膠東半島產(chǎn)區(qū)施氮量達(dá)837 kg／hm2，是發(fā)達(dá)國(guó)家的4～5倍［3］。平度市目前在施肥方面存在的主要問(wèn)題：一是氮磷鉀施用比例極不平衡；二是施肥結(jié)構(gòu)極不合理，造成肥料浪費(fèi)，利用率和使用效益低［4］，從而導(dǎo)致土壤堿解氮、有機(jī)質(zhì)、速效磷含量降低［5］。有學(xué)者對(duì)義縣蘋果園調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)施肥下超過(guò)50%的蘋果園土壤有機(jī)質(zhì)缺乏，接近100%的蘋果園土壤缺氮，81%土壤缺磷，63%土壤缺鉀［6］。由于盲目施肥，連年無(wú)機(jī)養(yǎng)分投入過(guò)高，蘋果園土壤呈逐漸酸化的趨勢(shì)［7］。李宗耕等［8］調(diào)查發(fā)現(xiàn)，土壤有機(jī)質(zhì)含量低和土壤酸化是煙臺(tái)蘋果產(chǎn)區(qū)存在的突出問(wèn)題。

土壤基本理化性質(zhì)和養(yǎng)分含量直接影響肥料在土壤中的轉(zhuǎn)化和利用效率［9］。制定土壤養(yǎng)分管理及合理施肥方案需要摸清土壤有效養(yǎng)分狀況［10］。因此，測(cè)土配方施肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛采用［11］。為了摸清當(dāng)前平度地區(qū)蘋果園土壤基本肥力特征，落實(shí)有機(jī)肥部分代替化肥，以便制定精準(zhǔn)高效的施肥方案。本研究對(duì)平度市舊店村、東上夼村、西上夼村等8個(gè)核心蘋果園產(chǎn)區(qū)土壤pH值、有機(jī)質(zhì)含量和養(yǎng)分離子含量狀況進(jìn)行大面積調(diào)查與分析，以期為蘋果園科學(xué)施肥、提高肥料利用率、改善土壤環(huán)境和提高蘋果品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

平度市位于膠東半島西部，地處北緯36°28′～37°02′，東經(jīng) 119°31′～120°19′，屬暖溫帶東亞半濕潤(rùn)季風(fēng)區(qū)大陸性氣候，光照充足，四季分明，年平均氣溫11.9℃，年平均降水量621.7 mm，無(wú)霜期195.5天，日照時(shí)數(shù)約2 700 h。蘋果園主要分布在低山丘陵和傾斜平原，土壤類型以棕壤為主，多含粗砂礫石，養(yǎng)分含量低。

果樹(shù)種類為富士、紅星、嘎拉等。調(diào)查可知，當(dāng)?shù)毓r(nóng)習(xí)慣在2—3月和9—10月施肥兩次，每次施肥總量為2 100～4 200 kg／hm2，采用條狀或圈狀方式進(jìn)行，以氮肥、磷肥等化肥為主，輔以復(fù)合肥、商品有機(jī)肥。少數(shù)農(nóng)戶會(huì)施加菌肥和農(nóng)家肥，并添加微量元素作為補(bǔ)充。果農(nóng)大多采用大水漫灌的方法進(jìn)行灌水。灌水主要在封凍前、萌芽前、花后、套袋前后、8月份和采收前。果園管理采取科學(xué)修剪，保持果園通風(fēng)，園內(nèi)落葉及時(shí)清掃，減少聚集病菌；春季時(shí)節(jié)，若有腐爛病發(fā)生，在蘋果樹(shù)主干、枝干等部位適量噴灑波美度石硫合劑。蘋果樹(shù)開(kāi)花期內(nèi)，為防止落葉病出現(xiàn)，連續(xù)噴灑代森錳鋅可濕性粉劑等藥物，控制噴灑周期在半個(gè)月左右。

1.2 調(diào)查方法及土壤樣品采集

2019年10 月于蘋果收摘期進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，依據(jù)果園種植分布選取核心產(chǎn)區(qū)的舊店村、東上夼村等村莊蘋果園為調(diào)查對(duì)象。每個(gè)村選擇3～4個(gè)典型園進(jìn)行調(diào)查，了解蘋果園的施肥狀況、水分管理、病蟲害防治、產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益等。果園土壤采用“S”型多點(diǎn)取樣，取樣深度0～20 cm，制成混合土樣。樣品充分混合后采用“四分法”保留土樣約1 kg。將土樣帶回實(shí)驗(yàn)室，自然風(fēng)干，剔除石塊和動(dòng)植物殘?bào)w，過(guò)2 mm尼龍篩后保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

土壤pH值按水土5∶1比例用pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定；堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；速效磷用0.5 mol／L NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀用1 mol／L中性 NH4OAc浸提，火焰光度計(jì)法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法—外加熱法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及方差分析，多重比較采用Duncan’s法檢驗(yàn)P＜0.05水平上的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 平度蘋果園土壤理化性狀分析

2.1.1 土壤pH值及養(yǎng)分含量狀況 由表1可知，平度蘋果園土壤pH值平均為5.75，呈微酸性。其中僅袁家溝和尚家村pH值大于6，除王家洼土壤pH值為4.90，呈酸性，其他果園土壤pH值范圍在5.36～5.94之間。調(diào)查點(diǎn)蘋果園土壤pH值由低到高依次為：王家洼＜興旺莊村＜赤土峴村＜西上夼村＜舊店村＜東上夼村＜尚家村＜袁家溝。調(diào)查點(diǎn)之間土壤pH值存在明顯差異。

由表1可知，平度蘋果園土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為13.60 g／kg。土壤有機(jī)質(zhì)分布不平衡，果園之間差異較明顯，最高與最低含量相差7.51 g／kg，但大部分地區(qū)高于均值。

果園土壤堿解氮含量平均為105.32 mg／kg，62.5%的村莊果園含量大于90 mg／kg（表1）。其中4個(gè)蘋果園高于均值，主要集中在109～151 mg／kg，分別為舊店村、東上夼村、王家洼和赤土峴村。王家洼村含量最高，比平均值高43.65%。袁家溝和尚家村土壤堿解氮含量分別是69.83 mg／kg與66.33 mg／kg，低于平均值。綜合認(rèn)為，平度果園堿解氮含量較為豐富，但不同蘋果園之間含量存在明顯差異。

平度蘋果園土壤速效磷含量分布不均衡，調(diào)查果園之間速效磷含量差異顯著，平均含量為18.52 mg／kg。速效磷含量由高到低為：王家洼＞東上夼村＞興旺莊村＞舊店村＞赤土峴村＞西上夼村＞袁家溝＞尚家村，高于平均值的調(diào)查點(diǎn)占62.50%，王家洼含量比平均值高65.55%，西上夼村、袁家溝、尚家村速效磷含量低于均值。尚家村最低僅為2.99 mg／kg，處于極缺乏狀態(tài)。

平度蘋果園土壤速效鉀含量較為豐富，平均為146.38 mg／kg。其中，興旺莊村含量最高，高出均值45.00%，處于很豐富水平；尚家村含量最低，為86.38 mg／kg，處于中等水平。調(diào)查點(diǎn)蘋果園速效鉀含量高于平均值的有：興旺莊村、東上夼村、王家洼村。除尚家村外，其余村莊果園含量在120～135 mg／kg范圍內(nèi)，處于較豐富水平。

表1 平度蘋果園土壤養(yǎng)分含量

2.1.2 土壤水溶性養(yǎng)分離子含量分布狀況 由表2看出，平度果園土壤中水溶性離子總量很少，水溶性離子含量由低到高分別為：K＋＜Ca2＋＜其中 Na＋在水溶性離子中含量最高，平均含量為167.19 mg／kg，占水溶性離子總量的25.0%，其次是Cl-，均值為165.2 mg／kg，占水溶性離子總量的24.7%，可能與商品有機(jī)肥的施用有關(guān)。商品有機(jī)肥多數(shù)由大型養(yǎng)殖場(chǎng)的雞糞發(fā)酵制備而成，雞飼料中添加的一定量鹽分導(dǎo)致雞糞含鹽量高。Mg2＋、、占總離子量均在20%以下，波動(dòng)范圍在12%～15%以內(nèi)，K＋和 Ca2＋離子總量的比率之和均低于10%；未檢測(cè)出。

表2 平度蘋果園土壤水溶性養(yǎng)分離子含量 （mg／kg）

2.2 平度蘋果園土壤肥力評(píng)價(jià)

根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)調(diào)查果園土壤進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表3。平度蘋果園土壤呈微酸性，適宜蘋果生長(zhǎng)，土壤養(yǎng)分含量較高，這可能與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民施入商品有機(jī)肥和復(fù)合肥有關(guān)。土壤速效磷變異系數(shù)為69.57%，說(shuō)明速效磷含量在平度空間分布不均；其他養(yǎng)分指標(biāo)變異系數(shù)為20% ～30%，說(shuō)明分布較均勻。另外，根據(jù)全國(guó)綠色食品土壤養(yǎng)分標(biāo)準(zhǔn)，平度土壤可以較好地供當(dāng)?shù)靥O果樹(shù)正常生長(zhǎng)。

表3 平度蘋果園土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)

2.3 蘋果園土壤養(yǎng)分間的相關(guān)性

由表4可知，平度蘋果園土壤中，堿解氮與有機(jī)質(zhì)呈極顯著正相關(guān)、與土壤pH值呈極顯著負(fù)相關(guān)；速效磷與速效鉀呈極顯著正相關(guān)，與pH值呈顯著負(fù)相關(guān)。速效鉀也與土壤pH值呈顯著負(fù)相關(guān)，因常用的硫酸鉀為生理酸性肥料。由此可見(jiàn)，氮肥、磷肥與鉀肥都是造成土壤pH值下降的重要因子，長(zhǎng)期施用將導(dǎo)致土壤逐漸酸化。

表4 平度蘋果園土壤養(yǎng)分指標(biāo)相關(guān)性

3 討論

3.1 施肥與土壤酸堿性的關(guān)系

適宜的土壤pH值是果樹(shù)正常生長(zhǎng)發(fā)育的必要條件，過(guò)酸或過(guò)堿的土壤會(huì)影響多種元素的吸收，均對(duì)果樹(shù)生長(zhǎng)不利［12］。施肥種類和施肥量會(huì)對(duì)土壤pH值高低產(chǎn)生影響，土壤酸化會(huì)造成土壤養(yǎng)分離子的流失［13］。適宜蘋果生長(zhǎng)的pH范圍為5.51～6.50。本調(diào)查結(jié)果表明，平度蘋果園土壤pH值平均為5.75，呈微酸性，目前仍適宜蘋果樹(shù)生長(zhǎng)。已有研究顯示大量施加氮肥會(huì)嚴(yán)重造成土壤酸化［14，15］。本研究相關(guān)分析表明，氮肥、磷肥與鉀肥的大量施用將會(huì)造成土壤pH值下降。調(diào)查的王家洼村蘋果園土壤pH值最低，而其土壤中堿解氮含量最高。因此，在保證產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，應(yīng)適當(dāng)減少化肥施用量，增加有機(jī)肥比重。還可以補(bǔ)充石灰或者生物質(zhì)炭，以改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤pH值，預(yù)防蘋果園土壤酸化情況加重。補(bǔ)充土壤Ca2＋，提高蘋果中鈣含量，以減少苦痘病的發(fā)生。

3.2 施肥對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成部分，是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)，是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)［16，17］。相關(guān)研究表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量與產(chǎn)量呈正相關(guān)，增加有機(jī)質(zhì)含量可增加產(chǎn)量［18］。有機(jī)質(zhì)含量高，果樹(shù)基礎(chǔ)產(chǎn)量也高且穩(wěn)定，果實(shí)品質(zhì)也好，是果樹(shù)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的基本條件與保障［19，20］。通過(guò)本次調(diào)查分析可知，平度蘋果園土壤其他養(yǎng)分含量較豐富，有機(jī)質(zhì)含量為中等。僅赤土峴村蘋果園有生草覆蓋，有機(jī)質(zhì)含量高于其他蘋果園。主要原因是平度果農(nóng)習(xí)慣使用化肥，有機(jī)肥施用少，加上當(dāng)?shù)厝圆捎们甯耘酁橹鳎袡C(jī)物料移出園區(qū)土壤，土壤有機(jī)質(zhì)不能得到及時(shí)補(bǔ)充。因此平度果園需要通過(guò)增施生物有機(jī)肥、秸稈覆蓋、生草覆蓋等措施，增加果園有機(jī)物料的投放，創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)適宜的土壤環(huán)境，促使土壤有機(jī)質(zhì)的有效積累，使土壤松而不僵，提高土壤的保水保肥和緩沖能力，改善土壤理化性狀，創(chuàng)造有利于養(yǎng)分礦化和果樹(shù)根系伸展的良好環(huán)境［21］。

4 結(jié)論

調(diào)查分析結(jié)果表明，平度蘋果園土壤呈微酸性，pH值平均為5.75，仍能較好地滿足蘋果樹(shù)的生長(zhǎng)。土壤養(yǎng)分含量較豐富，堿解氮與速效鉀等布較均衡，速效磷空間變異系數(shù)較大，有機(jī)質(zhì)含量處于中等水平，土壤水溶性 K＋、Ca2＋、Mg2＋等養(yǎng)分離子含量少。因此，實(shí)踐中建議減少化肥用量，增加有機(jī)肥比重。同時(shí)可配合石灰改良、秸稈還田、施用生物質(zhì)炭和功能性水溶肥等措施，以創(chuàng)造土壤良好環(huán)境，提高蘋果產(chǎn)量和質(zhì)量。