张 璐 ，张 虹 ，何新华

（1.西南大学资源环境学院，重庆 400716；2.山西省农业科学院玉米研究所，山西 忻州 034000；3.西澳大利亚大学植物生物学院，珀斯 6009；4.云南省设计院集团城乡规划与生态环境设计研究院，云南 昆明 650100）

我国是世界上最早种植梨树的国家，2017年我国梨种植面积为95万hm2，总产量1 641万t［1］，均居世界首位，但我国梨单产较低［2］。2016年我国梨单产水平为17 t/hm2（世界排名第23），与发达国家的差距巨大且有持续升高的趋势［3］。重庆地处中国西南部，具有数百年的梨树栽培历史，2016 年重庆市梨树栽培面积达3.5万hm2，产量超过40万t［3］，是南方早熟梨的优势主产区之一［4］。董彩霞等［5］研究指出，近年来我国主要梨产区盲目施肥或经验施肥现象严重，大多梨园有机肥施用量不足，过量施用化肥或养分配比不当现象时有发生。研究表明，新疆香梨园普遍存在过量施肥现象［6］，辽宁省‘南果梨’园由于盲目施肥问题［7］，均导致梨园土壤养分失衡、树体营养失调，梨果产量不稳定，品质下降等突出问题。环渤海湾地区部分梨园存在养分投入不平衡、酸化现象严重等问题［8］。卢树昌等［9-10］研究表明，河北省大部分果园由于氮、磷素过量施用，造成土壤氮、磷养分盈余，严重制约了梨果产业的可持续发展。

矿质营养是梨生长发育、产量与果实品质形成的物质基础，其中氮素对梨树产量和品质有较大影响［11］，磷素可调节氮素吸收［12］，钾素被称为“品质元素”，影响梨果的硬度、酸度和糖含量［13］。合理施肥是梨果绿色生产的基础，梨园土壤和梨树叶片的养分状况是梨园土壤合理施肥方案的重要依据之一。前人在梨果品质与土壤养分关系［14］，梨树叶片营养诊断含量［15-16］及标准［17］，叶片营养元素含量与土壤养分相关性分析［18-19］以及营养诊断与施肥建议综合法（DRIS）的使用等方面开展了大量工作［20-23］。养分输出量也是梨园生产中指导施肥的重要指标，其中果实采收是主要的养分输出方式［24］。生产上一般以果实生长当年所吸收的养分量作为推荐施肥的依据，传统上每生产 100 kg 梨果需要N 0.47 kg、P2O50.23 kg和K2O 0.48 kg，因此可根据目标产量计算施肥量［25］。乔永胜等［26］对玉露香梨进行施肥试验，推荐N、P2O5、K2O施肥量分别为300、105、210 kg/hm2。杨圣根［27］研究结果表明以提高品质为目标，每生产1 000 kg优质砂梨，需施尿素33 kg，过磷酸钙 86 kg，硫酸钾27 kg。重庆梨园大多为紫色土丘陵坡地，土层较浅，易导致水土流失，梨园养分管理非常盲目，直接影响了重庆梨园可持续发展。本研究对重庆地区7个具有代表性的梨果优势主产区的32个梨园肥料投入和土壤养分状况，叶片和果实养分状况，以及梨产量和品质展开全面摸底调查，以期为指导重庆市梨树养分管理和梨果产业的提质增效提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 调查区概况

重庆地处中国西南部，地跨东经105°11′～110°11′，北纬28°10′～32°13′之间，属亚热带湿润季风气候区，年平均降水量为1 000～1 300 mm。该地区梨园以山坡地栽培为主，坡度为5～20°，土壤类型为紫色土，土层深度大都处于50～100 cm。栽培品种以黄花梨、翠冠、圆黄、黄冠等中早熟品种为主，成熟期在6月中下旬到7月中旬。栽培模式为矮冠密植，株高均小于2.5 m，种植密度为1 500～3 300棵/hm2（86%的果园大于1 500 棵/hm2，22%的果园大于3 000棵/hm2），选择树龄在10～15年的正值壮年的挂果树进行采样调查。

1.2 调研内容

2016年7月末梨果采收后施肥前选取重庆市具有代表性的7个梨优势主产区（永川、合川、璧山、铜梁、潼南、巴南、南川）的32个梨园为调查区域（图1），采用入户问卷调查及实地采样法。施肥调查其3年施肥量的平均值，同时采集各调查梨园的土壤、叶片和果实样品，用于梨叶片和果实养分含量以及品质的测定。共计调查农户问卷32份，采集农户问卷对应的土壤、叶片、果实样品各32份。

1.3 样品采集

土壤样品：2016年7月末梨果采收期分别采集32个梨园的土壤样品。采用S形布点，在树冠垂直投影处附近滴水线（以树干为圆点向外延伸到滴水线边缘的2/3处）对角线釆集0～30 cm土层混合土样。将采集的土壤样品剔除植物残体及砾石等杂物后混合均匀，用四分法留1 kg土样，自然风干后磨碎，分别过2和0.25 mm筛，阴凉干燥处保存备用。

图1 重庆梨园调查采样点分布

叶片及果实样品：叶片及果实采集地点与采集土壤样品的梨园相对应。叶片采集于2016年7月新梢停止生长后进行，每个果园至少选有代表性的梨树15株（采用S型布点），采集树干外围当年新梢中部成熟叶片，每株取20片叶（朝东南西北4个方向各取5片）。带回实验室洗净后放入105℃烘箱中杀青20 min，75℃烘干，研磨后过0.25 mm 筛，阴凉干燥处保存备用。7月末梨果采收期在树冠中部外围东南西北4个方向各取中等大小的梨果实2个，混合为一个样品，标记后带回实验室，用去离子水洗净待测。

1.4 测定方法

土壤：pH值用电位计法；有机质采用重铬酸钾—外加热法［28］；碱解氮用碱解扩散法［28］；有效磷用 Olsen 法［28］；速效钾含量用醋酸铵浸提—火焰光度法［28］。叶片和果实氮、磷、钾含量用H2SO4-H2O2法［28］； 钙、 镁 含 量 用HNO3-HClO4法测定［28］。果实品质：可溶性固形物用手持糖度计分别测定其固形物含量（%）；可滴定酸采用NaOH 中和滴定法；维生素C含量采用2-6 二氯靛酚滴定法；可溶性糖测定采用水杨酸法［29-30］。糖酸比用可溶性糖含量和可滴定酸含量的比值表示。

1.5 统计方法

化肥养分含量以化肥产品标注含量计算，有机肥类型为猪粪、鸡粪和饼肥，有机肥料的养分含量以采集当地有机肥样品进行实际测定结果为依据。采用 Excel 2016、SPSS 21.0 软件进行数据分析，多重比较。土壤养分评价方法参照全国土壤第二次土壤普查分级指标（表1）；土壤 pH值参照于年文等［7］的标准。

表1 梨园土壤有机质和有效态养分丰缺标准

2 结果与分析

2.1 梨园施肥现状

梨园肥料施用量调查结果表明（表2），肥料氮（N）的总投入量范围在72～1 072 kg/hm2，平均为687 kg/hm2，其中化肥氮的投入范围在0～965 kg/hm2，平均为546 kg/hm2，占总氮投入量的79.48%；磷肥 （P2O5）用量变化在24～894 kg/hm2，平均为426 kg/hm2，其中化肥磷的投入范围为0～894 kg/hm2，平均为386 kg/hm2，占总磷投入量的90.61%；钾肥 （K2O）总用量为49～979 kg/hm2，平均为434 kg/hm2，其中化肥钾用量范围在0～880 kg/hm2，平均为368 kg/hm2，占总钾肥用量的84.79%。有机肥氮磷钾平均投入量分别为141、40和66 kg/hm2，仅占总养分投入量的20.52%、9.39%和15.21%（图2）。说明当前梨园的养分投入仍以化肥为主。

表2 重庆梨园的养分投入量

图2 重庆梨园化肥和有机肥平均投入量

2.2 梨园土壤养分状况

2.2.1 土壤pH值

由表3可知，重庆市梨园土壤 pH值范围为3.80～8.20，平均值为5.33。且土壤pH值小于6.5的梨园占调查样本总数75%；pH值在6.5～7.5的梨园占6.25%，在调查的32个梨园中仅有2处果园在这一范围；还有18.75%的梨园土壤pH值大于7.5。说明重庆大部分梨园土壤呈酸性，部分梨园土壤偏碱性，需采取相应措施对梨园土壤 pH值进行调节，提高养分利用率。

表3 重庆梨园土壤pH值分布情况

2.2.2 土壤有机质及大量元素

从表4可看出，重庆市梨园土壤有机质含量范围在21.60～49.56 g/kg之间，平均含量为31.06 g/kg。整体处于中等及较丰富水平，6.25%的梨园有机质超过40 g/kg，达到丰富水平。梨园土壤有效磷含量处于中等或丰富状态，土壤碱解氮和速效钾含量处于中等或较丰富状态。土壤碱解氮含量在49.03 ～474.42 mg/kg之间，平均含量为118.74 mg/kg，整体处于中等以上水平，处于较丰富水平梨园占28.12%，处于中等水平梨园占37.5%。土壤有效磷含量范围为1.31～246.25 mg/kg，平均含量为49.72 mg/kg，整体处于中等以上水平，两极分化较重，其中有56.25%的梨园有效磷养分处于丰富状态，处于较缺水平以下的梨园占到25.0%。土壤速效钾含量范围为72.00～325.00 mg/kg，平均含量为152.69 mg/kg，整体处于中等以上水平，处于较丰富水平的梨园占31.25%，处于较缺水平的梨园占21.87%。调查结果表明，重庆梨园土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾养分分布不均匀，部分果园需加强管理，提高土壤养分含量。

表4 重庆梨园土壤有机质和大量元素含量分布

表5 重庆梨产量与品质状况

2.3 重庆梨产量和品质状况

由表5可知，调查区梨的产量范围在9～45 t/hm2，平均产量为24 t/hm2。果实品质分析结果表明，不同梨园梨果品质差异较大，可溶性糖含量范围为0.95%～6.98%，可滴定酸含量范围0.07%～0.15%，Vc含量在1.18～2.77 mg/100 g，可溶性固形物含量在7.80%～11.85%，糖酸比6.84～55.06，固酸比20.62～40.89。可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物、糖酸比和固酸比的平均值分别为3.56%、0.13%、9.83%、27.86、25.62。VC含量为1.99 mg/100 g。不同梨园果实产量和品质差异较大，可能与重庆梨园养分分布不均有关。

2.4 梨叶片营养元素含量状况

如表6所示，重庆梨树成熟期叶片中氮、磷、钾、钙、镁含量范围分别为14.05～23.61、0.88～1.89、9.29～21.70、12.96～41.58、1.30～5.25 g/kg；平均含量分别为19.63、1.26、13.82、24.22、2.95 g/kg。梨树叶片氮、磷、钾、钙、镁含量的适宜范 围 分 别 为20～ 24、1.2～ 2.5、10.0～ 20.0、10.0 ～ 25.0、2.8 ～ 8.0 g/kg［21-22］。 重 庆 梨 园 叶片磷钾钙含量总体处于适宜状态；叶片氮、镁含量低于适宜范围的样品分别占53.12%和46.87%。

表6 重庆梨叶片矿质营养元素含量分布

表7 土壤pH值、养分与叶片养分的相关性分析

2.5 影响梨果产量和品质的相关性分析

2.5.1 土壤pH值、养分与叶片养分的相关性

由表7可知，土壤pH值与叶片氮含量呈极显著负相关，与叶片钾含量呈显著负相关，与叶片镁含量呈极显著正相关。土壤碱解氮含量与叶片镁含量呈显著负相关。土壤有效磷与叶片氮含量呈极显著正相关，与叶片镁含量呈极显著负相关。

2.5.2 土壤pH值、养分和叶片养分与产量品质的相关性

对重庆地区32个梨园土壤pH值、养分和叶片养分含量与果实产量品质进行相关性分析，结果（表8）表明，梨果中可溶性固形物含量与叶片中钾含量呈显著正相关，与叶片中镁含量呈显著负相关。梨果中Vc含量与叶片中钙含量呈极显著负相关。可溶性糖与叶片钾含量显著正相关，固酸比与叶片钾含量呈显著正相关，糖酸比与叶片钾含量呈极显著正相关。梨叶片中矿质元素含量与梨产量之间无显著相关性。土壤pH值、养分含量与梨果产量和品质均未表现显著相关关系。

表8 土壤pH值、养分和叶片养分与梨产量品质的相关性分析

3 讨论

3.1 梨园施肥和土壤养分状况

土壤养分状况直接影响树体生长、产量和品质的提高以及果园的绿色发展［7］。重庆梨园土壤养分投入主要来自化肥和有机肥，各梨园间施肥量差异较大，氮肥（N）、磷肥 （P2O5）、钾肥 （K2O）总投入量平均分别为687、426和434 kg/hm2。梨园施氮量远远超过我国梨等果树555 kg/hm2的平均施氮量［31］和国外成年梨树氮肥年推荐量100～150 kg/hm2［32］。梨园磷素平均投入量也远高于梨园磷肥推荐量100～150 kg/hm2［9］。方成泉等［33］提出，梨树施肥应以有机肥为主、化肥为辅。本文结果显示，当前梨园的养分投入仍以化肥为主，梨园有机肥氮磷钾投入量仅占总养分投入量的20.52%、9.39%和15.21%；各梨园的有机肥施用量的变异系数较高。目前重庆梨园施肥仍处在盲目施肥、经验施肥的状态。调查区化肥投入的N∶P2O5∶K2O平均比例为1∶0.62∶0.63，而梨树的需求比例为N∶P2O5∶K2O = 1∶0.5∶1［23］。显然，投入养分与梨树对养分的需求明显不符，养分比例失衡现象严重，造成部分梨园磷素大量积累，且不利于其他养分的吸收。建议根据梨树需肥规律，优化肥料产品结构，合理平衡施肥。如按照传统每生产1 t梨果需要 N 4.7 kg、P2O52.3 kg和 K2O 4.8 kg［25］，施肥量按需要量的3倍计算，以目前重庆梨平均产量24 t/hm2为目标时，重庆梨园推荐施肥量可参考如下标准：N、P2O5、K2O分别为338、165、345 kg/hm2。据此，每公顷梨园可节约N 349 kg、P2O5261 kg、K2O 89 kg。

果树生长适宜的 pH 值为6.5～7.5［7］。重庆梨园土壤 pH平均值为5.33，大部分梨园土壤偏酸性，部分梨园偏碱性。因此，建议pH值过高的梨园施用硫酸亚铁等酸性肥料，pH值偏低的梨园施用一定量石灰或碱性肥料［34］，来改善土壤pH值，以利梨树生长。土壤有机质不仅能为梨树生长直接提供所需的营养元素［35］，而且能保水保肥，改善土壤理化性质，并起缓冲pH值的作用［36］。重庆市梨园土壤有机质含量均在中等或较丰富水平。建议对有机质含量偏低的区域，应适当增施有机肥；含量偏高的梨园应严格控制氮肥的使用。梨园土壤有效磷含量处于中等或丰富状态，土壤碱解氮和速效钾含量处于中等或较丰富状态，但养分分布不均匀，两极分化较重，56.25%的梨园有效磷丰富，21.87%～25%的梨园碱解氮、有效磷和速效钾缺乏。部分梨园氮肥用量较少，导致土壤碱解氮偏低。建议在测土配方施氮的同时，采用开沟覆土，施用控释肥，以提高氮素利用率。梨园土壤有效磷含量较第二次土壤普查时明显增加，与多年来增施磷肥有关［34］。部分梨园有效磷含量较低可能与磷肥易被土壤固定，不利植物吸收有关［37］。周鑫斌等［34］研究指出，是否需要施用磷肥还需结合其他营养诊断方法来判定。部分梨园土壤速效钾含量缺乏与长期重氮、磷，轻钾肥有关。因此，建议因地制宜采用测土配方施肥调节养分供给，采取“降酸、减氮磷、控钾、保有机肥”的措施，指导梨园合理施肥，提高梨果产量和品质。在有效磷丰富的梨园降低磷肥施用量时要相应地调整氮、钾肥的施用量。

3.2 梨园叶片养分状况及其与土壤养分的关系

于年文等［7］研究了辽宁‘南果梨’叶片矿质元素含量，结果表明，‘南果梨’园80%～100%的叶片磷、钾、钙、镁含量处于适宜状态，10%～20%的梨园叶片氮、磷、钾含量偏低。本研究结果表明，重庆梨园叶片磷、钾、钙含量总体处于适宜状态，叶片氮、镁含量低于适宜范围的样品分别占53.12%和46.87%。部分梨园叶片缺氮可能与氮肥的施用时期、施肥深度等不合理，使得氮素流失过多有关［10］。针对重庆梨园叶片缺镁元素的状况，应适当增施镁肥。

土壤pH值对叶片氮、磷、钙、镁等元素的吸收有极大地影响［23］。本研究中土壤pH值与叶片镁含量呈显著正相关，与叶片氮含量呈极显著负相关，这与宋晓晖等［23］研究结果一致。臧成凤等［38］研究表明，土壤pH值较高时，从土壤吸收转运到叶片的氮含量较少，从而使土壤pH值与叶片氮含量呈负相关。pH值主要通过调节离子形态而影响根系对元素吸收［39］，重庆梨园大部分土壤偏酸，土壤交换性盐基离子被H+和Al3+大量取代而淋溶，致使交换性盐基中的交换性Mg2+含量降低［40］，势必会影响镁的吸收。有研究表明［23，41］，叶片中氮、磷、钾含量与对应的土壤养分之间呈显著正相关，也有研究表明［42-43］土壤养分含量与树体矿质元素含量的相关性较弱。本研究中土壤有效磷与叶片氮含量呈极显著正相关，与叶片镁含量呈极显著负相关，总体上土壤养分含量与对应叶片养分相关性较弱。吕家珑［44］研究表明，NH4+与镁的拮抗作用会引起植物缺镁，土壤中磷元素含量高也会影响镁的吸收，这可能是导致叶片镁与土壤碱解氮和有效磷负相关的原因。总体上相关性较弱的原因可能与施肥不合理导致养分利用率下降有关，也可能由于梨园土壤pH值整体偏低影响了养分的吸收利用。虽然植物吸收的大部分矿质营养来源于土壤，施肥能明显促进梨树生长发育，在一定程度上提高产量［45］，但由于梨树是多年生果树，具有贮藏养分的特性，不能以土壤养分作为梨树诊断唯一依据，主要养分管理应根据叶片养分含量来判断，综合土壤养分状况以及目标产量来正确地施肥和培肥土壤。

3.3 土壤和叶片养分与品质之间的关系

本研究结果表明，梨果中可溶性固形物含量与叶片中钾含量均呈显著正相关，与叶片中镁含量呈显著负相关，这与朴哲虎等［46］和张涓涓等［47］分别对苹果梨和马家柚的研究结果一致。钾是影响果实产量和品质的重要指标［48］，本研究结果表明，叶片钾含量与可溶性糖、固酸比均呈显著正相关，与糖酸比呈极显著正相关。这可能与钾元素可促进淀粉转化为糖，增加糖分积累有关［49］。王小荣等［50］研究表明，施用钾镁肥可以显著提高果实产量和品质。因此，在生产上可施用适当比例的钾、镁肥来改善梨果品质。本研究中土壤养分含量与梨果产量和品质均未表现显著相关关系，沈洋等［14］研究也表明土壤大量元素含量与可溶性糖、Vc、总酸等梨果品质间无显著相关性。可能与梨树是多年生落叶果树具有营养储藏特性有关［49，51］，在梨果实收获时，贮藏氮和当季氮素的吸收分别占树木氮素总量的50%左右［52-54］。落叶及枝条修剪也会带走大量养分［54］。还可能与施肥不合理，尤其是氮肥的过量施用导致养分投入比例失调有关，也可能与施肥时期、施肥深度和施肥技术有关。建议根据梨树需肥规律、梨园土壤养分状况以及梨树叶片养分状况确定适宜的施肥量和施肥比例，适时施肥，应适当深施，避免肥料撒施现象。有机肥最好在9月底至10月初的养分回流期施入，从而增加树体的营养贮藏，促进来年树体的前期生长，为高产优质打下坚实基础。

4 结论

重庆梨园氮、磷、钾肥投入量较大且比例失衡严重，造成部分梨园磷素大量积累，当前该地区梨园的养分投入仍以化肥为主。重庆梨园土壤整体呈酸性；土壤有机质含量均在中等以上水平；梨园土壤有效磷含量处于中等或丰富状态，土壤碱解氮和速效钾含量处于中等或较丰富状态，两级分化较重。梨园叶片磷、钾、钙含量总体处于适宜状态，近半数梨园叶片氮、镁含量处于适宜范围；各梨园间产量和品质差距较大。以目前重庆梨园平均产量24 t/hm2为目标，重庆梨园推荐施肥量可参考如下标准：N、P2O5、K2O 分别为 338、165、345 kg/hm2。重庆梨园应采取“降酸、减氮磷、控钾、增镁，保有机肥”的措施，因地制宜调节养分供给，指导梨园合理施肥，提高梨果产量和品质。建议根据梨树需肥规律、树体及土壤养分状况确定适宜的施肥量和施肥比例；以梨树叶片营养诊断为主，结合梨园土壤养分状况，可提早进行梨果品质诊断，做到提质增效。