蘭溪枇杷園土壤養(yǎng)分評價分析與改良建議

張啟，胡佳卉，楊佳佳，周慶權(quán)，郎躍平，李曉穎

(1.蘭溪市經(jīng)濟特產(chǎn)技術(shù)推廣中心，浙江 蘭溪 321102；2.蘭溪市耕地質(zhì)量與肥料推廣中心，浙江 蘭溪 321102；3.蘭溪市果香家庭農(nóng)場，浙江 蘭溪 321112；4.蘭溪市躍平家庭農(nóng)場，浙江 蘭溪 321112；5.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 園藝研究所，浙江 杭州 310021)

蘭溪位于浙江省中西部，錢塘江上游，素有“水果之鄉(xiāng)”的美譽，境內(nèi)枇杷栽培歷史悠久，主栽品種有蘭溪白沙、大紅袍[1-2]。目前，蘭溪是浙江省枇杷三大主要產(chǎn)區(qū)之一，全市枇杷種植面積約1 507 hm2，產(chǎn)量超7 000 t，年產(chǎn)值1億元左右，社會和經(jīng)濟效益顯著[3]。隨著蘭溪種植效益的提升，枇杷已成為蘭溪鄉(xiāng)村振興的重點產(chǎn)業(yè)，在促進農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展、農(nóng)民增收中起了主要作用，蘭溪也被列入浙江省枇杷重點發(fā)展區(qū)域[4]。近年來，通過舉辦枇杷節(jié)、枇杷擂臺賽、枇杷精品水果展等活動，蘭溪枇杷名聲遠(yuǎn)揚，形成了以白露山為主的枇杷產(chǎn)業(yè)帶，而“蘭溪枇杷”也通過國家地理標(biāo)志證明商標(biāo)注冊，列入全國名特優(yōu)新農(nóng)產(chǎn)品名錄，是農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的“致富果”[5]。

隨著蘭溪枇杷快速、規(guī)模化的發(fā)展，枇杷產(chǎn)量、效益雖然不斷提高，但是枇杷抗性、果實品質(zhì)卻有所下降。除了果農(nóng)早采搶收外，還受果園土壤肥力、施肥、管理措施等因素制約。宋明義等[6]對蘭溪虹霓山一帶枇杷產(chǎn)地的地質(zhì)背景研究發(fā)現(xiàn)，成土母巖、土壤元素組合以及地形地貌等對枇杷的品質(zhì)具有深刻影響。但自2013年以來，蘭溪枇杷種植面積增加迅猛，上述研究的枇杷園區(qū)覆蓋面較小，對新發(fā)展的枇杷園區(qū)的土壤元素等研究缺乏系統(tǒng)性分析。因此，2020年以來，蘭溪市經(jīng)濟特產(chǎn)技術(shù)推廣中心聯(lián)合浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所、蘭溪市耕地質(zhì)量與肥料推廣中心合作開展蘭溪市主要枇杷園地力調(diào)查，并進行土壤養(yǎng)分和葉片礦質(zhì)元素檢測分析，通過枇杷營養(yǎng)診斷等方法，明確不同園區(qū)土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀，提供科學(xué)合理的施肥技術(shù)。這不僅為全市枇杷園的土壤改良提供依據(jù)，也對保證枇杷果實品質(zhì)提升、蘭溪枇杷產(chǎn)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

樣品來自枇杷主產(chǎn)區(qū)的女埠街道、黃店鎮(zhèn)等具有代表性的枇杷園，樣品數(shù)量29個，其中平地5個，低丘緩坡8個，山地16個。采集時間為2020年8月，采集時于枇杷植株樹冠滴水線附近呈三角形選取3個取土點，取0～20 cm土層的土樣，每個樣品均為3點混合樣，經(jīng)混合、風(fēng)干、過篩后用于測試。葉片樣品與土壤樣品的同一棵樹，樣品數(shù)量22個，采集時間為2020年8月，采集時取上中下不同部位葉片各30片，混合送檢，7個枇杷果園的枇杷樹為幼樹，尚未開花結(jié)果，葉片未采樣，具體見表1。

表1 樣品信息表Table 1 The information of the samples

1.2 檢測方法

所有樣品委托浙江省林業(yè)科學(xué)研究院進行檢測，土壤主要測定有機質(zhì)、pH值、堿解氮、有效磷、速效鉀、有效硼、交換性鈣、交換性鎂含量等指標(biāo)。其中，有機質(zhì)含量采用LY/T 1237—1999森林土壤有機質(zhì)的測定及碳氮化的計算；土壤pH值采用LY/T 1239—1999森林土壤pH值的測定方法；水解氮含量采用LY/T 1228—2015森林土壤氮的測定方法；有效磷含量采用LY/T 1232—2015森林土壤磷的測定方法；速效鉀含量采用LY/T1234—2015森林土壤鉀的測定方法。葉片主要測定氮、磷、鉀、鈣、鎂、硼，采用NY/T 2017—2011、GB 5009.268—2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中多元素的測定方法。

1234—2015森林土壤鉀的測定方法。葉片主要測定氮、磷、鉀、鈣、鎂、硼，采用NY/T 2017—2011、GB 5009.268—2016食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中多元素的測定方法。

1.3 數(shù)據(jù)分析

對供試各枇杷園內(nèi)土壤有機質(zhì)、pH值、大量元素、中量元素和微量元素的均值、變異系數(shù)等數(shù)據(jù)均在WPS Excel中分析，相關(guān)性分析利用R軟件。枇杷園土壤肥力狀況的診斷標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)為全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)。枇杷葉片元素含量診斷標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)枇杷葉片礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量標(biāo)準(zhǔn)[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤養(yǎng)分含量分析

2.1.1 土壤有機質(zhì)含量分析

土壤有機質(zhì)是土壤養(yǎng)分的最主要來源，也對土壤肥力起著直接作用[8]。本研究所測試的29份土壤樣本的有機質(zhì)含量分布在2.00～43.58 g·kg-1范圍，平均值20.13 g·kg-1，變異系數(shù)為44.1%。根據(jù)土壤有機質(zhì)分級指標(biāo)進行評價發(fā)現(xiàn)，其中1份土壤樣本有機質(zhì)含量>40 g·kg-1，處于豐富水平，僅占總數(shù)的3.44%；4份土壤樣品有機質(zhì)含量在30～40 g·kg-1，為較豐富水平，占總數(shù)比例為13.79%；6份樣本含量在20～30 g·kg-1，為中等水平，占總數(shù)比例的20.69%；15份樣本含量在10～20 g·kg-1，為缺乏水平，占總數(shù)比例的51.72%；2份土壤樣本的有機質(zhì)含量介于6～10 g·kg-1，為較缺乏水平，占總數(shù)的6.89%；1份土壤樣本的有機質(zhì)含量低于6 g·kg-1，為有機質(zhì)極度缺乏水平，占總數(shù)的3.44%?？傮w上僅有 37.92%的枇杷果園有機質(zhì)處于適量到豐富水平(圖1)。

圖1 土壤樣本有機質(zhì)含量分布Fig.1 Distribution of organic matter content in soil samples

2.1.2 土壤pH值分析

土壤pH值常用來表示土壤的酸堿程度，對營養(yǎng)元素的活性和吸收有重要的影響。本研究測定的枇杷園內(nèi)土壤樣本pH值變化范圍在3.77～7.25，平均值為4.91，變異系數(shù)為17.64%。其中供試土壤樣本強酸性(pH值<4.5)的13個，占總數(shù)的44.83%，酸性(pH值4.5～5.5)土壤樣本10個，占總比例的34.48%，弱酸性(pH值5.5～6.5)土壤樣本4個占總比例的13.79%，中性(pH值6.5～7.5)土壤樣本僅有2個，占總比例的6.89%(圖2)。枇杷適宜土壤的酸堿度 pH 值為5.5～7.5，而供試的大部分(79.31%)枇杷園內(nèi)的土壤偏酸，土壤的酸堿不同程度影響了該些地塊枇杷樹對地下部的營養(yǎng)吸收，限制了產(chǎn)量的進一步提高，因此，pH值偏酸是蘭溪各枇杷園地力衰退的一個重要原因。

2.1.3 土壤大量元素養(yǎng)分含量分析

土壤中包含的大量元素包括氮、磷、鉀，而水解氮、速效磷、速效鉀是植物生長發(fā)育所必需的、可吸收的營養(yǎng)元素。由圖3可以看出，不同果園土壤水解氮含量分布在81.96～403.60 mg·kg-1，平均值為242.22 mg·kg-1，變異系數(shù)為38.02%，68.97%的土壤樣本處于氮極豐水平，27.59%的樣本處于氮豐富水平，僅有一處果園(3.44%)處于水解氮處于較缺乏水平；土壤有效磷分布在40.80～224.94 mg·kg-1，平均值為149.85 mg·kg-1，變異系數(shù)為38.17%，所有土壤樣本的速效磷相對較豐富，達到>40 mg·kg-1的標(biāo)準(zhǔn)；土壤速效鉀的含量在75.54～1 463.40 mg·kg-1，黃店王家村1號土壤樣本速效鉀含量最高，平均值為 321.17 mg·kg-1，變異系數(shù)為78.83%，僅有1個(3.44%)園區(qū)內(nèi)的速效鉀為較缺乏水平，4個(13.79%)處于中等適宜水平，82.76%的枇杷果園的土壤速效鉀養(yǎng)分處于豐富及以上水平。

圖3 土壤樣本大量元素養(yǎng)分含量特征分布Fig.3 Distribution of nutrient content characteristics of macronutrient in soil samples

2.1.4 土壤中量元素鈣、鎂含量分析

鈣、鎂是枇杷生理代謝等過程必需的中量營養(yǎng)元素。經(jīng)檢測，蘭溪各枇杷園區(qū)內(nèi)的交換性鈣含量分布在6.40～4 270.40 mg·kg-1，平均為890.65 mg·kg-1，變異系數(shù)高達98.27%，表明不同枇杷園內(nèi)土壤活性鈣含量分布不均，差異極大。其中交換性鈣含量處于豐富水平(>1 000 mg·kg-1)的土壤樣本9個，占總數(shù)的31.03%；處于較豐富(700～1 000 mg·kg-1)水平的土壤樣本5個，占總數(shù)的17.24%；處于中等含量(500～700 mg·kg-1)水平的土壤樣本3個，占總數(shù)的10.34%；處于缺乏水平(300～500 mg·kg-1)的土壤樣本共5個，占總數(shù)的17.24%；交換性鈣含量小于300 mg·kg-1的樣本有7個，占總數(shù)的24.14%，處于較缺乏水平(圖4)。交換性鎂含量分布在1.92～200.16 mg·kg-1，平均含量為70.73 mg·kg-1，變異系數(shù)達71.83%，說明本研究供試的土壤樣本活性鎂含量分布不均，差異較大。交換性鎂含量處于豐富水平(200～300 mg·kg-1)的土壤樣本1個，占總數(shù)的3.44%；處于中等適宜含量(100～200 mg·kg-1)水平的土壤樣本5個，占總數(shù)的17.24%；處于缺乏水平(50～100 mg·kg-1)的土壤樣本共12個，占總數(shù)的41.38%；含量分布在25～500 mg·kg-1內(nèi)的樣本共5個，占總數(shù)的17.24%，為很缺乏水平；交換性鎂含量小于25 mg·kg-1的樣本有6個，占總數(shù)的20.69%，處于極缺乏水平(圖4)。

圖4 土壤樣本交換性鈣、鎂含量分布Fig.4 Distribution of exchangeable calcium and magnesium content in soil samples

2.1.5 土壤微量元素有效硼、鋅含量分析

硼、鋅是枇杷生長需要的微量元素。硼能促進花粉發(fā)芽和花粉管伸長，從而提高坐果率；而鋅能增強果實的持水力，二者對枇杷樹體的正常生長十分有利[7]。供試土壤樣本的有效硼含量分布在0.97～8.24 mg·kg-1，平均含量為2.87 mg·kg-1，變異系數(shù)為51.45%。供試土壤樣本的有效鋅含量分布在0.57～13.05 mg·kg-1，平均含量為3.65 mg·kg-1，變異系數(shù)為85.11%。本研究中所有土壤樣本的有效硼和鋅含量都處于中等適宜及以上水平(圖5)。

圖5 土壤樣本有效硼、鋅含量分布Fig.5 Distribution of effective boron and zinc content in soil samples

2.1.6 蘭溪市枇杷園土壤養(yǎng)分分級

根據(jù)土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)對供試蘭溪枇杷園土壤樣本的土壤營養(yǎng)元素含量和分布頻率進行統(tǒng)計(表2)?？傮w來講，各個枇杷園區(qū)內(nèi)的土壤樣本各元素的含量差異較大，變異系數(shù)分布在17.64%～98.27%，其中有79.31%的土壤樣本pH值偏低，酸化嚴(yán)重，僅有6個(20.69%)枇杷園區(qū)的土壤酸堿度適宜枇杷生長。37.92%(11個)土壤樣本的有機質(zhì)含量處于中等適宜及以上水平，62.08%的樣本為有機質(zhì)缺乏水平；96.56%的土壤樣本處于水解氮豐富及以上水平，僅有3.44%為較缺乏水平；所有園區(qū)土壤樣本的有效磷均為極豐富水平；96.56%的樣本速效鉀處于適宜及以上水平，僅有3.44%為較缺乏水平；58.62%的土壤樣本交換性鈣處于適宜及以上水平，而41.38%的土壤樣本處于較缺乏及以下水平；20.68%的土壤樣本交換性鎂處于適宜及以上水平，79.32%為較缺乏至極度缺乏水平；所有土壤樣本的有效硼和有效鋅均處于適宜及以上水平，但不同土壤含量差異較為明顯。綜合分析所有樣本指標(biāo)，僅有4號和27號園區(qū)的土壤達到適宜及以上水平，利于枇杷樹生長發(fā)育，大部分枇杷園的土壤肥力亟待提升。

表2 蘭溪枇杷園土壤樣本的土壤營養(yǎng)元素含量和分布頻率統(tǒng)計分析Table 2 Statistical analysis of soil nutrient content and distribution frequency of soil samples in Lanxi loquat orchard

對土壤不同養(yǎng)分指標(biāo)進行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示(圖6)：土壤pH與鈣、鎂、硼元素存在顯著相關(guān)性關(guān)系；有機質(zhì)含量與大量元素磷、鉀含量，微量元素硼含量存在顯著性正相關(guān)關(guān)系，與鋅元素存在極顯著正相關(guān)性關(guān)系；氮元素含量與土壤中磷、鉀、鈣、鎂、硼、鋅含量無顯著相關(guān)性；磷元素與鉀、鎂存在顯著正相關(guān)性，與鋅元素呈極顯著正相關(guān)性關(guān)系；鉀元素含量與鎂、硼呈顯著正相關(guān)，與鋅呈極顯著正相關(guān)；鈣與鎂呈顯著正相關(guān)性；鎂與硼和鋅呈顯著正相關(guān)；硼與鋅也呈顯著性正相關(guān)?？傮w上看，土壤中有機質(zhì)、磷、鉀含量對鋅元素的含量有較大影響，而土壤pH值偏低，土壤酸化嚴(yán)重則影響土壤中活性鈣、鎂的交換和吸收。

圖6 土壤各營養(yǎng)元素的相關(guān)性分析Fig.6 Correlation analysis of various nutrient elements in soil

2.2 葉片礦質(zhì)營養(yǎng)分析

枇杷樹體當(dāng)年的營養(yǎng)水平除了受土壤供給狀況的影響外，也受樹體中初始貯藏養(yǎng)分水平的影響。因此，本研究也測定了不同枇杷園區(qū)內(nèi)葉片中包括氮、磷、鉀、鈣、鎂、硼等元素來判斷樹體的營養(yǎng)狀況。由表3可知，其中氮的分布為97～179 g·kg-1，平均值為139 g·kg-1，變異系數(shù)為16.07%；磷含量的分布在9～18 g·kg-1，平均值為12 g·kg-1，變異系數(shù)為17.54%；鉀元素的分布在68～146 g·kg-1，平均值為112 g·kg-1，變異系數(shù)為22.12%，根據(jù)葉片礦質(zhì)元素的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)蘭溪枇杷園葉片中的氮、磷、鉀元素含量均達不到標(biāo)準(zhǔn)值。

表3 蘭溪枇杷園葉片礦質(zhì)元素含量情況Table 3 Mineral element content in leaves in Lanxi loquat orchard

蘭溪枇杷園葉片鈣含量范圍為42～142 g·kg-1，平均值為84 g·kg-1，變異系數(shù)為31.79%，其中達到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值的6個，占27.27%；低于標(biāo)準(zhǔn)值的16個，占總比例的72.73%。鎂元素含量分布在5～15 g·kg-1，平均值為10 g·kg-1，變異系數(shù)22.19%，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)評價鎂元素含量均低于標(biāo)準(zhǔn)值。硼元素含量范圍為1.6～38.06×10-2g·kg-1，平均值為13.95×10-2g·kg-1，變異系數(shù)達62.94%，說明所有葉片樣本的硼元素含量差異明顯，但均高于標(biāo)準(zhǔn)值。

3 結(jié)論與討論

3.1 蘭溪枇杷園土壤養(yǎng)分狀況

有研究報道指出蘭溪枇杷園地土壤性質(zhì)多為紅壤，土壤質(zhì)地為礫質(zhì)砂壤土，土屬分別為酸性紫色土[6]，該類型土壤存在有機質(zhì)含量低、酸度高、有效養(yǎng)分缺乏等問題[9]。本研究通過綜合蘭溪枇杷園土壤和葉片測定結(jié)果分析表明，大部分果園土壤有機質(zhì)含量缺乏，多數(shù)枇杷園土壤中氮、鉀、硼、鋅含量處于適宜及豐富水平，而磷均達到極豐富水平，但葉片中的氮、磷、鉀元素含量整體不足；土壤和葉片中鈣、鎂含量均貧乏，這與陶云彬等[10]對蘭溪枇杷園地養(yǎng)分調(diào)查結(jié)果基本相符?？傮w上看，土壤中有機質(zhì)、磷、鉀含量對鋅元素的含量有較大影響，而土壤pH值偏低，土壤酸化嚴(yán)重則影響土壤中活性鈣、鎂的交換和吸收。因此，蘭溪枇杷整體肥力不平衡，有機質(zhì)偏低，土壤酸化嚴(yán)重，限制營養(yǎng)礦質(zhì)元素的活性和吸收，造成缺素癥，是導(dǎo)致枇杷品質(zhì)下降和抗逆性差的主要因素。這與長期以來，果農(nóng)為減輕勞動強度，長期輕施有機肥、偏施復(fù)合肥、施肥方法不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致土壤元素配比不合理有著密切聯(lián)系。

3.2 蘭溪主要枇杷園土壤改良及施肥建議

土壤是枇杷根系的生長環(huán)境，而土壤養(yǎng)分則是保證枇杷生長結(jié)實的必要條件。在枇杷的栽培管理過程中，施肥是重要環(huán)節(jié)，而科學(xué)性地對枇杷園進行測土配方施肥則尤為重要[11]，根據(jù)枇杷不同器官養(yǎng)分需要及土壤等營養(yǎng)診斷結(jié)果，進行配方施肥，建立新的平衡，不僅有利于樹體的生長和開花結(jié)果[12]，對改良枇杷園內(nèi)土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)、培肥地力也起到重要作用[9]。

3.2.1 增施有機肥

有機肥料為緩效肥料，不僅含有氮、磷、鉀大量元素，還含有植物必需的微量營養(yǎng)元素；同時，施用有機肥也是改善果實品質(zhì)，提高土壤肥力的有效途徑[13]。改變偏施復(fù)合肥和“懶漢”施肥法，根據(jù)不同枇杷園土壤的有機質(zhì)含量，采用秋季深翻溝施或穴施羊糞、綠肥、菜籽餅等有機肥每株15～30 kg，或微生物有機肥每株5.0～10 0 kg。

3.2.2 調(diào)節(jié)土壤pH值

pH是土壤重要的化學(xué)性質(zhì)，是土壤酸堿度最直接的體現(xiàn)，而土壤酸化是果園土壤退化的重要表現(xiàn)[14]。它不僅影響土壤中中量及微量礦質(zhì)元素的轉(zhuǎn)化與吸收，還會一定程度上影響枇杷根系及樹體的生長。結(jié)合蘭溪枇杷園土壤pH值偏低，土壤酸化嚴(yán)重的實際，可采用生草栽培[15]、適施生石灰[16]、堿性肥料[17]等中和酸性的方式提高土壤pH值。實踐表明，采用牧草、三葉草等生草栽培不但能緩解降雨對土壤沖刷造成的水土流失，而且能有效防止土壤酸化，特別是在高溫干旱季，能有效改善土壤環(huán)境，調(diào)節(jié)果園小生態(tài)，提高抗逆能力，利于枇杷生長。還可施用生石灰，用量4 kg·hm-2，結(jié)合擴穴和腐殖酸使用[18]。針對果農(nóng)的施肥習(xí)慣和不同枇杷園內(nèi)土壤特性，選擇施用適量生理堿性肥料如硝酸鉀、草木灰、灰肥[19]，不僅可以調(diào)節(jié)土壤pH值，還可以補充鉀、鈣、鎂及微量元素，改良土壤效果明顯。另外，蘭溪的枇杷園應(yīng)減少銨態(tài)氮肥、過磷酸鈣等酸性肥料的施入，以免其對土壤地力退化的影響。

3.2.3 補充葉面肥

前人研究證實，噴施葉面肥能有效促進枇杷果實生長發(fā)育[20]。根據(jù)營養(yǎng)診斷結(jié)果，蘭溪大部分枇杷園的葉片礦質(zhì)元素處于缺乏水平，因此，在土壤施肥的基礎(chǔ)上還可以適度補充葉面肥?？稍阼凌松L發(fā)育的不同時期噴施磷酸二氫鉀、微量元素等葉面肥，及時補充鈣、鎂、硼、鋅等營養(yǎng)需求，對增強樹體抗逆、改善果實品質(zhì)等有明顯作用。