基于獼猴桃葉片黃化問題的土壤分析研究

宋賢杰, 谷玉鋅, 何 姍, 張 棟, 張長青, 張書紅

(1.河南心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司 河南新鄉(xiāng) 453731;2.河南科技大學(xué)園藝與植物保護(hù)學(xué)院 河南洛陽 471023)

陜西省周至縣地處關(guān)中西部,因“山曲為盩,水曲為厔”而得名。周至縣是世界上最大的獼猴桃生產(chǎn)基地,耕地面積68萬畝(1畝=667 m2),主要作物獼猴桃種植面積為43萬畝[1];其次是糧食作物,種植面積12萬畝;還有少部分大棚蔬菜,種植面積約5萬畝。目前,周至縣的獼猴桃種植面積占我國獼猴桃總種植面積的24.96%,年產(chǎn)鮮果超過510 kt,占全國獼猴桃總產(chǎn)量的40.59%,年總產(chǎn)值超過30億元,被稱為“獼猴桃之鄉(xiāng)”[2]。

周至縣北部的土壤呈中性或微酸性,腐殖質(zhì)含量高,是獼猴桃的優(yōu)生區(qū)[3]。但是隨著種植面積的擴(kuò)大,獼猴桃葉片黃化病成為常見的現(xiàn)象。黃化病不僅會使獼猴桃葉片褪綠變薄,降低光合作用的效率,還會導(dǎo)致果實黃化萎縮,喪失商品性,嚴(yán)重影響獼猴桃品質(zhì),獼猴桃葉片黃化病已經(jīng)成為當(dāng)?shù)孬J猴桃產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的阻礙因素之一?；诖?本研究通過對發(fā)生黃化病獼猴桃果園與正常獼猴桃果園的土壤進(jìn)行取樣檢測,根據(jù)土樣的測定結(jié)果分析土壤對獼猴桃葉片黃化的影響,以期為獼猴桃的科學(xué)栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集

2022年3月,在周至縣分別選取品種均為翠香的6個正常的獼猴桃果園(以下簡稱正常果園)、6個發(fā)生黃化病的獼猴桃果園(以下簡稱黃化病果園),單個果園的面積為2～3畝。在果園中選擇均勻分布的5個采樣點,用取土器采集0～40 cm深的土壤樣品。每個采樣點的土樣混合后通過四分法選取1 kg,封寄至河南省心連心化學(xué)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司化學(xué)分析實驗室,經(jīng)風(fēng)干、磨細(xì)、過篩后保存,供分析測定。

1.2 樣品的測定

土壤的pH采用水土比為2.5∶1的電位法測定;土壤的有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定;銨態(tài)氮和硝態(tài)氮用1 mol/L氯化鉀溶液浸提后,采用流動分析法測定;有效磷用碳酸氫鈉溶液浸提后,采用分光光度法測定;有效鉀用1 mol/L乙酸銨溶液浸提后,采用火焰光度法測定;有效銅、有效鋅、有效錳和有效鐵用二乙基三胺五乙酸(DTPA)溶液浸提后,采用原子吸收分光光度法測定[4]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2021、SPSS 26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤測定結(jié)果

12個果園土壤的pH及主要養(yǎng)分含量的測定結(jié)果見表1。

表1 12個果園土壤的pH及主要養(yǎng)分含量

由表1可知:正常果園的土壤呈中性偏堿性,黃化病果園的土壤pH普遍高于正常果園的;正常果園的土壤中有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為1.53%,黃化病果園的最高僅為0.51%,黃化病果園的土壤中有機(jī)質(zhì)含量整體偏低;正常果園和黃化病果園的土壤中有效磷的質(zhì)量濃度分別為89.40～238.70、40.50～209.10 mg/L,速效鉀的質(zhì)量濃度分別為258.60～591.70、76.70～246.50 mg/L,有效銅的質(zhì)量濃度分別為2.70～13.00、0.60～2.70 mg/L,有效鋅的質(zhì)量濃度分別為4.20～54.50、0.50～7.50 mg/L,有效鎂的質(zhì)量濃度分別為146.00～670.20、32.70～115.40 mg/L,有效鐵的質(zhì)量濃度分別為86.20～230.40、9.20～29.10 mg/L。

2.2 葉片黃化的原因分析

2.2.1 土壤酸度對葉片黃化的影響

正常果園和黃化病果園土壤的pH和主要養(yǎng)分含量平均值見表2。

表2 正常果園和黃化病果園土壤的pH和主要養(yǎng)分含量平均值

從表2可看出,黃化病果園土壤的pH平均值偏高,比正常果園的高0.99。土壤pH會影響?zhàn)B分的有效性,一些中微量元素在高pH條件下不利于作物的吸收,如鐵、鋅、鎂等養(yǎng)分在堿性土壤中移動性較差,植物根系吸收困難。因此,獼猴桃葉片的黃化可能與土壤pH有一定關(guān)系。

2.2.2 土壤養(yǎng)分含量對葉片黃化的影響

正常果園的土壤中有機(jī)質(zhì)含量的平均值是黃化病果園的3.09倍,二者差異達(dá)到了顯著水平。土壤中的有機(jī)質(zhì)在土壤肥力方面起著重要作用,除了促進(jìn)養(yǎng)分的有效化,還能夠改善土壤理化性狀,起到保水保肥的效果。有機(jī)質(zhì)含量在一定程度上反映了作物的生長狀況,獼猴桃葉片出現(xiàn)黃化現(xiàn)象可能是因土壤中有機(jī)質(zhì)含量偏低造成的。

正常果園的土壤中有效鎂含量的平均值是黃化病果園的5.55倍,二者之間存在顯著性差異。鎂元素參與葉綠素的合成,植物體內(nèi)缺少鎂元素時,會影響葉片的顯色。

黃化病果園的土壤中銨態(tài)氮、速效鉀、有效銅、有效錳的含量為正常果園的59.19%、37.50%、26.28%、40.98%,均存在顯著性差異。正常果園的土壤中硝態(tài)氮的平均質(zhì)量濃度為63.42 mg/L,但在黃化病果園的土壤中只有13.02 mg/L,二者之間存在極顯著性差異。同樣,正常果園的土壤中有效鐵和有效鋅的平均質(zhì)量濃度分別為129.22、31.75 mg/L,但在黃化病果園的土壤中僅為15.67、2.27 mg/L,均存在極顯著性差異,表明黃化病果園的土壤中極度缺乏有效鐵和有效鋅。缺鐵和鋅都會導(dǎo)致葉片呈現(xiàn)黃化癥狀,進(jìn)一步說明獼猴桃葉片黃化與某些中微量元素的缺乏有關(guān)。

整體來看,正常果園的土壤中有機(jī)質(zhì)含量顯著高于黃化病果園的;大量元素中硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和速效鉀含量差異明顯,達(dá)到了顯著或極顯著水平;部分微量元素如有效鐵和有效鋅含量的差異達(dá)到極顯著水平。充足的養(yǎng)分供應(yīng)才能保證作物正常生長,因此,獼猴桃果樹葉片的黃化現(xiàn)象可能是多種元素缺乏共同導(dǎo)致的。

2.3 土壤中各養(yǎng)分之間的相關(guān)性分析

土壤條件是果樹生長的基礎(chǔ),葉片是土壤營養(yǎng)條件的具體表現(xiàn),獼猴桃葉片的黃化現(xiàn)象反映了土壤養(yǎng)分的缺乏和不協(xié)調(diào)[5]。不同果園土壤的pH、有機(jī)質(zhì)、各有效養(yǎng)分含量之間的相關(guān)性見表3。

表3 不同果園的土壤pH、有機(jī)質(zhì)、各有效養(yǎng)分含量之間的相關(guān)性

從表3可以看出:土壤的pH與有機(jī)質(zhì)、硝態(tài)氮、有效磷以及中微量元素(銅除外)含量呈負(fù)相關(guān),進(jìn)一步說明隨著土壤堿性增大,土壤中養(yǎng)分的有效性逐漸降低,堿性土壤會影響植物對養(yǎng)分的吸收,因此改良土壤的pH不僅可以活化有機(jī)質(zhì),而且能提高養(yǎng)分的有效性;土壤中有機(jī)質(zhì)的含量與多種元素含量均呈正相關(guān),說明有機(jī)質(zhì)能夠影響元素的積累,改變土壤的養(yǎng)分容量和養(yǎng)分活性,一定程度上決定了土壤的肥力狀態(tài)。

土壤中的有效鐵含量與有機(jī)質(zhì)含量呈顯著相關(guān),說明適當(dāng)補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)可以提高土壤中鐵的有效性;同時,提高土壤中的有效磷含量,也可以提高有效鐵的含量。北方土壤多屬于石灰性土壤,高pH和高碳酸氫鹽含量嚴(yán)重降低了土壤中鐵的有效性,缺鐵會造成葉綠素合成受阻,進(jìn)而出現(xiàn)葉片黃化,導(dǎo)致作物減產(chǎn)。研究表明,土壤中的鐵元素雖然含量較高,但是可以被作物利用的有效鐵含量較低,大多數(shù)鐵被土壤中的其他元素固定,因此活化土壤中的鐵元素顯得更加重要[6]。

土壤中速效鉀與鐵、鋅、硼呈負(fù)相關(guān),說明土壤中鉀素積累過多,會影響作物對以上元素的吸收。果樹多在膨果期施用鉀肥,如果前期大量施用鉀肥,作物無法吸收的鉀元素會積累在作物根系,影響作物對其他元素的吸收[7]。土壤中各養(yǎng)分之間存在著復(fù)雜的協(xié)同和拮抗關(guān)系,缺少一種元素都會對其他元素產(chǎn)生影響,而植株的生長狀態(tài)則反映了土壤的肥力狀況,因此在施肥過程中要結(jié)合作物的生育期補(bǔ)充相應(yīng)的養(yǎng)分[8]。

3 結(jié)語

土壤養(yǎng)分直接影響和綜合作用于果樹的生長發(fā)育,從葉片的黃化現(xiàn)象可以看出果樹對養(yǎng)分的吸收狀況。

土壤中的有機(jī)質(zhì)可以改良土壤理化性狀,有利于養(yǎng)分的有效化[9-10]。正常果園土壤中的有機(jī)質(zhì)含量比黃化病果園的高0.67,說明黃化病果園的土壤缺少有機(jī)質(zhì)。有機(jī)質(zhì)與中微量元素之間存在正相關(guān),增加有機(jī)質(zhì)的含量,能夠提高中微量元素的有效性,因此,黃化病果園應(yīng)當(dāng)重視有機(jī)肥的施用[11]。

試驗中,正常果園土壤的pH接近中性,但是黃化病果園的偏堿性。土壤呈堿性會在一定程度上阻礙有機(jī)質(zhì)溶解、養(yǎng)分釋放[12]。在多數(shù)土壤中,當(dāng)土壤pH趨于中性時,土壤中的養(yǎng)分活性較高;而較高的土壤pH也會抑制土壤微生物的活性,限制土壤肥力的發(fā)揮[13]。黃化病果園土壤中有效鐵的含量是正常果園的12.13%,差異達(dá)到極顯著水平,說明黃化病果園的土壤中嚴(yán)重缺乏有效鐵。有研究表明,鐵元素在土壤pH高于7.5時的有效性降低[14];劉文國等[15]發(fā)現(xiàn),pH過高的獼猴桃果園容易出現(xiàn)缺鐵性黃化病,進(jìn)一步說明獼猴桃葉片黃化現(xiàn)象與土壤中有效鐵含量有密切聯(lián)系。因此,調(diào)節(jié)土壤pH、增施鐵肥,在一定程度上可減少獼猴桃葉片黃化現(xiàn)象的發(fā)生。

鎂是葉綠素的主要成分,當(dāng)植物體內(nèi)缺乏鎂元素時,同樣會產(chǎn)生葉片黃化現(xiàn)象[16]。試驗時分析了土壤中有效鎂的含量,黃化病果園的土壤中有效鎂含量是正常果園的18.02%,二者達(dá)到了顯著性差異水平,因此施肥過程中同樣要注意提高鎂肥的施用量。

黃化病果園土壤的有機(jī)質(zhì)和有效養(yǎng)分含量均低于正常果園的,因此獼猴桃葉片出現(xiàn)黃化癥狀不僅限于一種元素的缺乏,良好的耕作施肥、合理的果園管理、充足的養(yǎng)分供應(yīng)是獼猴桃正常生長的保證。在實際生產(chǎn)過程中,通常存在大量補(bǔ)充氮、磷、鉀肥而忽視中微量元素施用的問題,因此在獼猴桃不同生育期應(yīng)注意補(bǔ)充相應(yīng)的中微量元素,有利于作物的吸收和生長,減少病癥的發(fā)生。

整體來看,黃化病果園中土壤的pH偏高,有機(jī)質(zhì)和有效養(yǎng)分存在缺乏的情況。因此,治理獼猴桃葉片黃化病,應(yīng)注意調(diào)節(jié)土壤的pH,增施有機(jī)肥和中微量元素,同時注重果園的管理,從而提高獼猴桃的產(chǎn)量和品質(zhì)。