李涛等

摘 要 对云南红河流域冲积沙壤土结构的香蕉园不同深度条件下土壤水肥力状况进行监测和研究，结果表明：（1） 该研究区香蕉园中土壤水pH 5.4～7.4，平均值6.08，电导率47～230 μS/cm，平均值101.6 μS/cm，随着土壤深度的增加，其pH、电导率逐渐减小，整体上表现为20 cm>40 cm>80 cm；（2） 土壤水中的主要营养元素碱解氮、有效磷、速效钾在不同时间梯度、不同纵向深度具有不同的含量及变化特征，三者的平均值分别为3.49、0.015 、8.7 mg/L，说明该区域内土壤水肥力状况较低，尤其缺乏磷肥；（3） 相关性分析说明，除20 cm深度土壤水中的碱解氮、有效磷、速效钾具有一定相关性外，其他不同纵向深度土壤水中的碱解氮、有效磷、速效钾不具有显著相关性，变化差异较大。

关键词 香蕉 ；沙壤土 ；土壤水 ；肥力状况

分类号 S668

Soil Water and Fertility Status of Banana Plantations in the Alluvial Sandy Loam in Honghe-river Drainage Areas

LI Tao LI Qin CHEN Hongjie LI Chun

ZHOU Min ZHAO Dongxing YANG Shaoqiong CHEN Weiqiang

（Honghe Institute of Tropical Agriculture， Hekou， Yunnan 661300）

Abstract In this paper， the soil water fertility was monitored and studied under the different depth soil in the banana plantation of the alluvial sandy loam structure in Honghe-river drainage area， the results showed that： （1）The soil water pH of the banana plantation was 5.4～7.4 in this studied area， the average was 6.08； and the conductivity was 47～230 μS/cm， the average was 101.6 μS/cm. The soil water pH and conductivity has decrease with the increase of soil depths on the whole， their value as： 20 cm > 40 cm > 80 cm. （2） The main nutrition elements hydrolyze nitrogen、available phosphorus、effective potassium had different content and characteristics under the different periods， and different depth. the average content for the solution as： hydrolyze nitrogen 3.49 mg/L， available phosphorus 0.015 mg/L， effective potassium 8.7 mg/L， it was indicated that the fertility status of the soil water was low within the region， especially lack of phosphate fertilizer. （3） The correlation analysis shows that except the soil water hydrolyze nitrogen， available phosphorus， effective potassium form 20 cm deep has some correlations，but others has not significant relationships which form different depths soil water， and their differences has large. This study has important implications for guiding fertilization of banana.

Keywords banana ； sandy loam ； soil water ； fertility status

云南红河流域冲积沙壤土的香蕉种植面积约6 700 hm2，香蕉是该流域最主要经济作物之一，也是该地区的农业支柱产业，对促进当地经济发展、增加农民收入、保障劳动力就业等都起着重要作用。目前对红河流域香蕉园的研究主要集中在土壤肥力、香蕉产量、病虫害防治等几个方面，有研究报道，该地区香蕉园土壤中含沙量较多，土壤肥力总体偏低，在香蕉施肥管理上还存在肥料施入不足或施肥过量等问题，缺乏科学的土壤养分管理措施[1]。

香蕉种植生产中普遍通过测定土壤养分指标来评价香蕉园的肥力状况，而忽视了测定土壤水养分指标。存在于土壤系统中的各种营养元素及矿物质，如果没有土壤水分的参与并不能直接被植物吸收利用，需溶解于土壤水中后才能被植物根系吸收利用，所以仅通过测定土壤养分指标指导香蕉施肥并不十分科学完善，还应同步测定土壤水养分指标，二者结合共同指导香蕉施肥。目前，国内外对香蕉养分需求规律和施肥量等已有较多研究，相关研究表明，香蕉园土壤肥力具有一定的时空变异，不同深度的土壤其碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁含量各不相同[2]，而且香蕉自身在不同生长发育阶段对氮、磷、钾等营养元素的吸收量也不尽相同[3]，幼苗时期由于受土壤水分胁迫的影响，其根、茎、叶的生长量及对营养元素的需求量会随着土壤水分含量的减少呈先上升后下降的趋势[4]；每公顷香蕉园为获得45 t的香蕉产量需施氮肥667～709 kg、磷肥200～213 kg、钾肥748～851 kg[5]，每株香蕉在整个生长过程中需水量为2 309.5 mm[6]；香蕉栽培水肥调控技术通过在滴灌下施肥，将肥料溶解于水中随灌溉水施到香蕉根部，有利于氮、磷、钾等养分的平衡供应[7]，促进香蕉对营养元素的吸收和利用，从而可提高施肥效果，增加香蕉产量，节约种植成本[8]。此外，香蕉产量的改善和品质的提高还受到香蕉品种、种植密度、土壤特性、气候条件等多因素的影响[9-11]。在这些研究中，对香蕉园土壤养分、水肥一体化技术方面的研究报道较多，但直接对土壤水养分进行研究的报道极少。endprint

本试验通过对云南红河流域香蕉园土壤水进行长期动态观测研究，通过对香蕉园土壤水的理化性质和肥力状况的分析，弄清溶于水中可以被香蕉吸收利用的营养元素含量，并结合该地区的种植背景、环境条件分析香蕉园土壤系统中水分肥力的变化规律，及时指导农民施肥，减少病虫害的发生，使香蕉产业做到稳定、健康发展。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点位于云南省红河热带农业科学研究所内，属于红河流域具有代表性的冲积沙壤土，是一个典型的热带香蕉园，园内以种植红研1号、巴西蕉和威廉斯蕉为主，种植面积约15 hm2；土壤分布较均匀，土层较厚，岩石分布少；区内属热带雨林季风性气候，最高温度40.9℃，最低温度1.9℃，年平均温度22℃，年平均降水量1 587.3 mm，年平均湿度84 %，日照1 605 h；降水量全年分布不均，雨季（5～10月）降雨量约占全年总雨量的80 %，最多的8月平均雨量达330.2 mm，干湿季分明，具有雨量充沛、雨热同季、高温高湿的特点 。

1.2 研究方法

试验共选择3个研究点，每个研究点设置3个不同土壤深度即20、40和80 cm，用WS系列土壤溶液取样器采集土壤水，该取样器装置陶瓷头直径31 mm，长7 cm，采用正负压的方式来提取管内吸取的溶液，不用取土分解，方便实验观测。分别埋放于香蕉园土壤中，在雨季 （5～10月）每月定期抽取瓶内的土壤水，将抽取到的土壤水盛放于350 mL聚乙烯塑料瓶中。

1.3 测定项目

在实验室分析测定其pH、电导率、温度、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等。其中pH、电导率和温度使用pH/电导率仪测定；碱解氮采用凯氏定氮法[12]；有效磷采用氢氧化钠熔融—钼锑抗比色法[13]；速效钾采用原子吸收法；有机质采用重铬酸钾氧化—外加热法[12]。所有样品由云南省红河热带农业科学研究所分析测试中心测定。

2 结果与分析

2.1 土壤水理化性质

大多数的作物均不耐太酸或太碱的土壤，酸性土壤钙镁离子会减少，氢离子增多，硝态氮、磷的有效性降低，而碱性土其土壤中的碱解氮、钙镁离子有效性降低；电导率是测定土壤水溶性盐的指标，是判定土壤中盐类离子是否限制作物生长的因素，该特性与土壤营养成分含量密切相关，在一定程度上可以用于间接评价土壤肥力水平；温度是限制香蕉生长发育的重要生态因子，影响着植物的新陈代谢及呼吸作用，温度过高或过低都会对其产生抑制作用，只有在适宜的温度范围内，才能保障植物的生长繁育。因此，自2012年5～10月对云南省红河热带农业科学研究所内的香蕉园土壤水pH、电导率、温度进行动态监测，取3个重复点的平均值作统计分析，结果如下。

2.1.1 pH

从图1可知，香蕉园中土壤水pH 5.4～7.4，平均值6.08，说明红河流域冲积沙壤土香蕉园的pH非常符合香蕉种植最适pH范围（5.5～6.5），而且其波动变化范围与前人对该地区香蕉园土壤的研究结果pH 4.49～8.15相近[14]。从监测数据来看，在不同时间梯度上，土壤水pH呈小幅波动变化，但总体上趋于稳定；在不同纵向深度上，20 cm处土壤水pH最高，80 cm处最低，说明随着土壤深度的增加，其土壤水pH逐渐减小，表现为表层土土壤水pH高于深层土土壤水，通过计算三者的土壤水pH平均值，香蕉园土壤水在纵向深度上其土壤水pH表现为20 cm（6.69）>40 cm（6.36）>80 cm（5.72）。

2.1.2 电导率

由图2可知，香蕉园3个土层土壤水的电导率从6～10月逐渐降低，其中6、7月最高，9、10月最低，表明在不同时间梯度上，3个土层中的土壤水其电导率前期高，后期低，总体上呈不断下降，最后达到缓慢变化的状态；从纵向深度上看，其电导率变化范围较大（47～230 μS/cm），平均值表现为20 cm（114.27μS/cm）>40 cm（94.06 μS/cm）>80 cm（92.81 μS/cm），但来自于20 cm的土壤水电导率与40和80 cm处相比波动变化较大，而40和80 cm处的变化差异较小，说明总体上香蕉园土壤水电导率表层土大于深层土，但随着土壤深度增加，其土壤水电导率变化差异减小，并趋于稳定。

2.1.3 温度

从图3可看出，自5～10月其3个土层的土壤水温度呈波浪式变化，总体上水温不断降低，且三者的水温相差不大，变化范围为25～30℃，表明该段时间内高温多湿，完全符合香蕉的种植条件，达到其最适宜生长温度24～32℃[15]。经计算三者平均值表现为40 cm（28.24℃）>20 cm（28.11℃）>80 cm（28.02℃），表明在一定深度范围内随着土层深度增加土壤水水温略有升高，但深度增加到一定程度时（近底部）水温反而开始下降。

从7～9月，由夏季转为秋季，受气温影响土壤水水温逐渐下降，尤其8月底下降明显，其中9月中旬的一次观测数据显示3个土层的水温均出现了大幅度下降。据河口县气象局观测记录显示，9月12～16日连续降雨，气温明显下降，该段时间内最高温31.4℃，最低温20.5℃，平均温度为25.3℃，较之前的气温下降了3～4℃，由于热量的传导作用，与大气接触的土壤温度先开始降，存在于土壤中的土壤水也随之下降。

2.2 土壤水的养分状况

2.2.1 碱解氮

从图4可知，7～10月20和40 cm处表层土壤水碱解氮开始逐渐降低，到9月上旬回升后开始下降，而80 cm处深层土壤水总体上略有下降，但变化不大。从三者的平均值来看，20 cm处3.61 mg/L，40 cm处3.40 mg/L，80 cm处3.36 mg/L，表明随着土壤深度增加土壤水中的碱解氮含量逐渐降低，但3个不同深度碱解氮含量相差不大，仅为0.07～0.25 mg/L，变化梯度不明显。endprint

2.2.2 有效磷

从图5可知，20 cm处和40 cm处土壤水有效磷含量变化差异较大，其中20 cm处总体表现为不断下降，而40 cm处总体上逐渐上升，80 cm处则变化不大，总体表现稳定。计算平均值比较土壤水中有效磷含量为40 cm（0.021 mg/L）>20 cm（0.019 mg/L）>80 cm（0.006 mg/L），20和40 cm处相差不大，而80 cm与之相差较大，仅为其30%。

2.2.3 速效钾

从图6中，表明20 cm处土壤水速效钾含量较高，但波动范围较大，而40和80 cm处总钾含量相对较低，但二者平缓中呈交替变化。3个不同深度的土壤速效钾平均值表现为20 cm（12.13 mg/L）>80 cm（7.08 mg/L）>40 cm（6.66 mg/L）。

从监测数据来看，在不同时间梯度上，最初收集到的几次土壤水中其碱解氮、有效磷、有效钾含量均较高，之后缓慢下降。原因可能是经过上一年秋冬两个旱季的积累，各种营养元素、有机质及矿物质富集在土壤中，而此时由于土壤中缺乏足够水分来溶解这些物质，待下一年雨季来临时大范围降雨才能溶解这些物质，使得开始几次收集的土壤水中其理化性质指标、营养元素含量相对较高，而之后随着雨季的来临，降雨量增多，营养元素等被稀释。另外，香蕉属于大水大肥的农业经济作物，其根系主要分布于土下10～50 cm范围内，因生长速度快、生长量大，对养分需求量较多[16]，所需的氮、磷、钾元素非常大，处于这一土层范围内的营养元素被香蕉生长吸收利用，在没有人为增肥的情况下，土壤水中的营养元素含量下降明显，这些都可能是使得土壤水肥力不断降低的原因。

从不同纵向深度上来看，其主要营养元素碱解氮、有效磷、速效钾含量分布不均，变化差异较大。其中，碱解氮的含量为表层土壤水的大于深层土壤水的，且随着土壤深度增加其含量不断减少；有效磷为中间土层（40 cm）含量最高，表层土次之，深层土最低；土壤水速效钾含量则为40 cm>20 cm>80 cm。造成这种差异的原因可能是来自不同深度的土壤水，由于在垂直剖面上所处的土壤深度不同，其营养元素含量、物质循环利用方式、输入和输出途径均不同，具有一定的局部环境差异性；其次，各种营养元素的含量受到土壤矿化、生物固持、植物吸收、硝化作用和淋失等各种因素的影响而不断变化[17]；另外，土壤类型和有机质含量，外界的施肥、耕作、降水和气温也影响着它们的变化。

2.3 土壤水有机质

香蕉园土壤水有机质含量20 cm处为19.3 mg/L，40 cm处为6.4 mg/L，80 cm处为3.8 mg/L，可见表层土中有机质含量要远大于深层土。形成这一差异的原因可能最上面的表层土易受生产活动、地表生物和气候条件的影响，一般疏松多孔，干湿交替频繁，温度变化大，通透性良好，所以其有机质含量多，营养元素丰富，生产性能好；而深层土受地表气候的影响很少，其温度湿度相对恒定，同时土壤质地也比较紧实，物质转化较为缓慢，有机质含量偏低，可供利用的营养物质较少，植物根系不发达。此外，表层土20 cm处的土壤水为雨水降于地表后优先蓄积形成，深层土40 cm处和较深层土80 cm处的土壤水经过表层土的过滤和稀释作用后，其能溶解的营养元素相对偏少，表明土壤深度越深其有机质、土壤肥力等均逐渐降低。

2.4 香蕉园土壤水氮、磷、钾相关性分析

采用SPSS 19.0软件对香蕉园土壤水中的营养元素氮、磷、钾进行相关性分析及显著性检验，结果见表1。

从表1中的相关性分析结果可知：20 cm深的土壤水，其碱解氮与有效磷、有效钾的相关性分别达到极显著和显著，而有效磷与有效钾的相关性未达到显著；40 cm和80 cm土壤水其碱解氮、有效磷、有效钾之间的相关性也未达到显著性。碱解氮、有效磷不同深度的土壤水之间的相关性不显著，速效钾中，只有20 cm的与40 cm的相关性达到显著水平，其它深度之间均未达显著性。

通过相关性分析，表明不同纵向深度的土壤水中仅20 cm处的碱解氮与有效磷、有效钾存在相关性，说明20 cm处土壤水肥力具有一定同步性，肥力比较均衡，有利于作物生长发育；而40和80 cm深的土壤水碱解氮、有效磷、有效钾相关性不显著，表明该深度的土壤水肥力不均衡，有的营养元素高，有营养元素低，比例失调，不利于作物生长发育。

3 讨论与结论

通过对云南红河流域沙坝香蕉园土壤水pH、电导率、肥力状况等分析研究，表明该研究区冲积沙壤土香蕉园的pH 5.4～7.4，平均值6.08，非常适宜香蕉种植；电导率47～230 μS/cm，平均值101.6 μS/cm，电导率相对较低，表明该香蕉园土壤水溶性盐的指标相对较低，土壤并未盐碱化，也适合农作物种植。

土壤水肥力状况总体偏低，其有机质和速效钾含量中等，碱解氮含量偏低，有效磷含量严重不足；不同时间梯度、不同纵向深度的土壤水中，其主要营养元素碱解氮、有效磷、速效钾分布不均，变化差异较大，土壤水中富含的营养元素随着土壤深度增加逐渐降低；总的来说该研究区内土壤水肥力处于较低水平，在施肥和养分管理上应重施磷肥、适当施用氮肥。

今后应加强香蕉土壤水肥力的研究，定期观测香蕉园土壤水的养分含量，及时了解香蕉园土壤系统的肥力状况，指导蕉农进行针对性施肥，及时补充土壤养分，提高香蕉产量和质量，以此节约成本，为该地区香蕉产业的可持续发展提供技术支撑和理论依据。

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