?新宁县脐橙园土壤养分特征及其培肥改良对策

2020-09-02唐志文蒋雅琴谭善凯李桂华

湖南农业科学 2020年7期

唐志文蒋雅琴谭善凯李桂华

摘要：为了解新宁县脐橙园土壤养分特征，为脐橙产业的发展及提质增效提供依据，在对脐橙园栽培情况进行调查的基础上，采集土壤样品，分析测定了土壤pH值和有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、缓效钾等养分含量状况，并运用相关分析探究了土壤pH值与各养分之间的关系。结果表明：新宁县脐橙园土壤总体偏酸性，pH值平均为5.60，其中酸性至强酸性土壤占比达50.50%;土壤有机质含量较为丰富，平均为22.8 g/kg，但处于中等及以下含量水平的占44.03%;土壤碱解氮含量属偏低水平，中等含量水平以下的占64.68%;有效磷含量较高，平均为37.3 mg/kg，但仍有43.78%的土壤有效磷含量属于中等含量水平以下;土壤速效钾与缓效钾含量水平较低。通过相关分析发现，土壤缓效钾与土壤pH值呈极显著正相关，而土壤有效磷与土壤pH值呈极显著负相关。针对新宁县脐橙园土壤养分状况，提出了一些土壤培肥改良对策，并针对不同pH值等级的土壤制定了相应的施肥方案。

关键词：脐橙;果园;pH值;土壤养分;培肥改良;新宁

中图分类号：S153.6+2文献标识码：A文章编号：1006-060X（2020）07-0041-06

Abstract： In order to find out the soil nutrient characteristics of navel orange orchards in Xinning County， Hunan Province， and provide a basis for navel orange industry development and the increase of fruit quality and profits， an investigation of cultivation status of Xinning navel orange orchards was made. The collected soil samples were analyzed for soil pH， organic matter， alkali-hydrolyzable nitrogen， available phosphorus， available potassium and slowly available potassium contents. The results showed that the soils， in total， were acidic with an average pH value of 5.60， and 50.5% of soil samples were acidic to strong acidic. Soil organic matter content was relatively rich， averagely reaching 22.8 g/kg， but 43.03% of soil samples were below the medium level. Soil alkali-hydrolyzable nitrogen content was relatively low， 64.68% of soil samples were below the medium level. Available phosphorus content was relatively high， averagely reaching 37.3 mg/kg， but 43.78% of soil samples were below the medium level. Available potassium and slowly available potassium contents were relatively low. Correlation analysis found that there was an extremely significant positive correlation between soil slowly available potassium and soil pH value， while soil available phosphorus was extremely negatively correlated with soil pH value. According to the soil nutrient status of navel orange orchards in Xinning County， we put forward some countermeasures of soil fertility improvement， and make a reasonable fertilization plan for different soil conditions.

Key words： navel orange; orchard; pH value ; soil nutrient; fertility improvement; Xinning

湖南省新寧县脐橙栽培历史悠久，1979年被农业部和外贸部定为我国四大出口脐橙生产基地之一，2002年又被规划为“赣南—湘南—桂北”柑橘优势产业带脐橙生产重点县，并列为全国首批无公害水果生产示范县。2010年，新宁县有1万hm2脐橙基地获绿色食品原材料基地认证。到2018年，全县脐橙种植面积达2.8万hm2，总产量超40万 t，脐橙产业发展越来越壮大，逐渐成为农民增收的重要来源[1]。但与此同时，新宁县脐橙园土壤肥力问题也越来越突出。部分果园由于管理不当，出现了果园土壤酸化、瘠薄面积加大、水土流失严重、肥料利用率低等一系列问题。

土壤是柑橘的生存之本，大量研究表明，除柑橘自身品种特性外，柑橘品质很大程度上受土壤本身理化性质、土壤养分状况、施肥措施以及土壤管理方式的影响[2-4]。脐橙在我国很多地区都有栽培，由于区域位置的不同，导致气候、土壤条件及栽培管理方式等均存在差异[5]，因而各地的脐橙园土壤养分状况也各不相同。例如：湖北省纽荷尔脐橙园土壤碱解氮含量普遍较低，且其他土壤养分含量也分布不平衡[2];重庆市柑橘园土壤有机质含量偏低，土壤氮、磷、硼、锌缺乏[6];浙江省柑橘园土壤铁、锰、铜、锌等微量元素过量，而钙、镁、硼缺乏[7];印度柑橘园土壤养分的主要制约因子为氮、钾、锌、铜和磷[8]。因此，科学合理的土壤养分管理是保障脐橙品质、提高脐橙产量的关键，只有充分了解果园的土壤养分状况，才能有针对性地制定合理的施肥方案。然而，近年来新宁县果园的脐橙栽培管理方式不断变化，肥料投入不断增加，但尚未见有关新宁县脐橙土壤养分状况的调查研究，致使对新宁县脐橙园土壤的培肥改良缺乏依据。为了解新宁县脐橙园土壤养分状况，笔者对新宁县15个乡镇的脐橙园土壤养分状况进行了分析，针对该地区土壤状况提出科学的培肥改良方案，旨在为新宁县脐橙产业的发展以及脐橙果实品质的提升提供依据，进而指导生产。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

新宁县地处湖南省西南部、湘桂边陲，位于东经110°18′～110°28′，北纬26°15′～26°55′;属中亚热带湿润气候区，气候温和，冬暖夏凉，雨量充沛，无霜期长;县域内四面环山，中部扶夷江河谷丘岗相间，形成特有的独立水系和相对封闭的生态环境，生态优势明显，小气候环境优越，是培育优质脐橙的理想场所。全县脐橙园土壤以红壤为主，还有少量紫色土、红色石灰土、水稻土和潮土等。脐橙的主要栽培品种有崀丰、纽荷尔、丰脐、福本等。

1.2 土壤样品采集

2017年在新宁县黄龙镇、白沙镇、高桥镇、安山乡、飞仙桥乡、丰田乡等15个乡镇的典型脐橙园进行调查采样，按照果园的面积、地形部位、品种分布确定采样点，调查的脐橙品种主要为崀丰、纽荷尔、丰脐、福本等。每个采样点按照“S”形取样法采集5个土壤样品，在树冠滴水线内侧10 cm位置，避开施肥穴，采集0～40 cm土壤样品，混合均匀后，按四分法取1 kg左右土样供分析使用。将采集到的土壤样品装入干净塑料袋，并贴好标签，带回实验室风干，剔除肉眼可见的根、叶、石块，磨细后分别过10目和100目筛，装袋备用。共采集402个土壤样品。

1.3 测定方法

研究主要考察土壤pH值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、缓效钾6项指标，按照农业部《测土配方施肥技术规范》分别采用水浸提电位法、重铬酸钾容量法、碱解扩散法、碳酸氢钠-钼锑抗比色法、乙酸铵-火焰光度法、1 mol/L硝酸-火焰光度法进行测定。

1.4柑橘园土壤养分指标分级标准

由于我国国土面积大、土壤类别繁多、地形地貌复杂，尚未有统一的土壤养分分级标准。研究中，土壤pH值的分级标准是根据庄伊美[9]、鲁剑巍[10]等的分级标准综合而定：pH值<4.5为强酸性，4.5～5.5为酸性，5.5～6.5为弱酸性，6.5～7.5为中性，7.5～8.5为碱性，>8.5为强碱性。柑橘不适宜在强酸和强碱性土壤中生长，最适宜在弱酸性土壤中生长，即土壤pH值为5.5～6.5。其他土壤养分指标分级标准根据第二次土壤普查养分指标分级标准划分，详见表1。

2 结果与分析

2.1 新宁县脐橙园土壤的酸碱度

土壤酸碱度是影响土壤肥力和生产力的重要限制因素，对土壤养分的氧化还原、沉淀溶解、吸附解吸等化学过程起着支配作用，与土壤的有效态养分关系密切[11]。由表2可知，新宁县脐橙园土壤pH值的平均值为5.60，基本在适宜范围内，但变幅较大，最低值为3.9，最高值为8.3，变异系数为17.3%;其中，强酸性土样数为31个，占土样总数的7.71%;酸性土壤样本数为172个，占土样总数的42.79%，二者合计为50.50%;碱性土样数为26个，占土样总数的6.47%。总体来看，新宁县脐橙园土壤整体偏酸性，最适宜脐橙生长的弱酸性土壤样本数为121个，占土样总数的30.10%。为确保脐橙正常生长，新宁县脐橙园土壤酸碱度的现状说明有必要进行土壤酸化治理和改良。

2.2 新宁县脐橙园土壤的有机质含量

土壤有机质含量是评价土壤肥力的重要指标。有机质不仅是多种营养元素的来源，对土壤养分有效性有重要影响，还能够促进土壤结构形成、改善土壤物理性质、提高果实产量和品质。土壤有机质含量可作为培肥改良、提高土壤肥力的依据[12]。新宁县脐橙园土壤有机质含量平均值为22.8 g/kg，处于较高水平，变化范围在5.30～59.80 g/kg，变异系数为37.9%。如表3所示，土壤有机质含量较低的土样数仅4个，占土样总数的1.00%;处于中等水平的土样数为173个，占土样总数的43.03 %;属于较高含量的有155个，占土样总数的38.56%;而处于高含量的土样数为 70个，占土样总数的17.41%。从脐橙高标准园的要求（土壤有机质含量为30～60 g/kg）来看，土壤有机质含量还处于偏低水平，需要通过施用有机肥提高土壤有机质含量。

2.3 新宁县脐橙园土壤的有效养分含量

2.3.1 碱解氮碱解氮是土壤供给植物生长所必须的易被吸收利用的营养元素。缺氮会导致果实内源激素发生变化，减少养分进入果实的数量，同时加速果实衰老[3]。由表4可知，新宁县脐橙园土壤碱解氮含量平均值为113.13 mg/kg，处于中等水平，变化范围为28.00～662.00 mg/kg，变异系数为45.4%;从分布状况来看，处于低和较低含量水平的土样数分别占土样总数的4.48%和28.86%，處于中等水平的土样数占土样总数的31.34%，属于高含量水平的土样数仅占土样总数的16.17%。因此，新宁县土壤碱解氮总体处于偏低水平，从满足脐橙生长的需要出发，必须要根据脐橙园土壤碱解氮含量水平进行适当补充，例如施用速效氮肥。

2.3.2 有效磷磷对果树生产的可持续发展和土壤生态环境保护具有重要影响[13]。适量的供磷水平有利于柑橘的生长发育，可提高柑橘根系的吸收能力，促进新梢生长和花芽分化，增强柑橘的抗旱、抗寒能力，从而提高果实的品质和产量[14]。由表4可知，新宁县脐橙园土壤有效磷含量平均值为37.27 mg/kg，处于较高水平，但变幅较大，在1.40～497.50 mg/kg，变异系数高达118.0%;处于低和较低含量水平的土样数分别占土样总数的5.97%和16.67%，处于中等含量水平的土样数占土样总数的21.14%;而处于高含量水平的土样数占土样总数的30.60%。由此可见，新宁县大部分脐橙园土壤有效磷含量处于较高水平，但还有部分果园有效磷含量不足，需要根据土壤的含量进行补充。

2.3.3 速效钾和缓效钾钾是柑橘生长发育所必须的大量元素，施用钾肥可以提高脐橙品质，例如提高或保持单果重、增加果皮厚度、提高维生素C含量等[15]。对植物有效的钾一般是指速效钾和缓效钾，速效钾在短期内对需钾较多而吸收能力相对较弱的植物作用较大，而缓效钾含量较速效钾更高，植物吸收的缓效钾可能达速效钾的几倍[16]。由表4可知，新宁县脐橙园土壤速效钾含量平均值为150.30 mg/kg，处于较高水平，变化范围为27.00～481.00 mg/kg，变异系数为54.5%;处于低和较低含量水平的土样数分别占土样总数的2.24%和29.60%，处于中等含量水平的土样数占土样总数的28.61%，处于高含量水平的土样数占土样总数的21.89%。新宁县脐橙园土壤缓效钾含量平均值为170.07 mg/kg（表4），处于较低水平，变化范围为31.00～732.00 mg/kg，变异系数为61.8%;处于低和较低含量水平的土样数分别占土样总数的21.64%和43.29%，而处于高和较高含量水平的土样数分别仅占土样总数的5.97%和7.46%。综上所述，新宁县脐橙园土壤钾素养分的供应能力较差，呈缺乏状态，从提高脐橙产量和改善品质的角度出发，需加大钾肥的施用，以维持土壤钾素平衡。

2.4 土壤pH值与养分的关系

为探究pH值与土壤有效养分的相关关系，将新宁县脐橙园土壤pH值与其他养分进行了Pearson相关分析，结果如表5所示，土壤pH值与土壤有效磷含量呈极显著负相关，相关系数为-0.143，与土壤缓效钾含量呈极显著正相关，相关系数为0.217，而土壤pH值与土壤有机质、碱解氮、速效钾均无显著相关。

土壤pH值与养分之间的关系错综复杂，简单的相关性分析只能说明一些现象。为进一步研究新宁县土壤pH值对土壤养分的影响，对土壤pH值按脐橙生长适应性分级标准分为5级：pH值<4.5为强酸性，4.5～5.5为酸性，5.5～6.5为弱酸性，6.5～7.5为中性，7.5～8.5为碱性。统计各个pH值等级的养分平均值，分析土壤pH值对土壤养分含量的影响，结果如图1所示，新宁县脐橙园土壤有机质、碱解氮含量受pH值的影响较小，随着pH值的变化其含量并无显著变化;土壤有效磷含量随着pH值增加而降低，pH值<4.5时最高，pH值为7.5～8.5时最低;土壤速效钾含量在pH值<4.5时最高，pH值为7.5～8.5时最低，当pH值处于4.5～7.5时，土壤速效钾含量无显著变化;土壤缓效钾含量随着pH值增加而上升，当pH值<4.5时最低，pH值为7.5～8.5时最高。综上所述，新宁县脐橙园土壤pH值<4.5时土壤速效钾、有效磷含量最高，而pH值7.5～8.5时土壤缓效钾含量最高。

3 新宁县脐橙园土壤培肥改良对策与方案

3.1 土壤培肥改良对策

3.1.1 增施有机肥，形成多种有机肥资源利用模式新宁县脐橙园大多为农户经营，果农长期对果园进行单施、偏施化肥而不重视有机肥料的补充。这是果园养分不平衡的主要原因。施用有机肥不仅能向土壤提供丰富的有机质和各种大、中、微量元素，还可以活化土壤中潜在的养分、改善土壤结构、促进团聚体的形成[17]，为脐橙根系生长创造良好的土壤环境。因此，新宁县农户根据自身实际，探索出了许多有机肥资源利用模式[18]。一是堆沤还田，适用于一般的农村养殖户。在畜禽养殖过程中，将畜禽产生的粪便收集起来进行集中堆沤，也可将畜禽粪尿和垫圈材料、饲料残渣混合堆积，在微生物的作用下形成初期的有机肥[19]，可以直接应用于果园。二是采用沼肥育果，促进“猪-沼-肥”生态模式良好发展。沼肥含有丰富的有机质、腐殖酸和速效缓效养分等，具有改良土壤、减少病虫害、提高作物产量等多种功效[20]。三是采用绿肥压青技术。因地制宜选择合适的绿肥品种，例如成年脐橙园可选择满园花、毛叶苕子、紫云英等，夏季播种可选择乌豇豆、田菁、绿豆等。绿肥压青时期，应以现蕾初花期时翻压为好[21]。

3.1.2 大力推广测土配方施肥技术新宁县农民普遍使用N、P2O5、K2O含量均为15%的普通复合肥。这与脐橙生长对N、P、K所需的比例不匹配，常常导致土壤养分不平衡，并且破坏了土壤结构，使土壤肥力下降。测土配方施肥技术能有效解决这一问题。测土配方施肥主要是以土壤养分状况和肥料在果园中的实际使用结果为基础，结合脐橙树各生长阶段对养分的需求来制定施肥方案，采用适当的施肥方式为其补充生长所需养分，调节与解决作物需肥与土壤供肥之间的矛盾[22]。在施足有机基肥的基础上，按照“增氮稳磷配钾补微”的原则，结合新宁县脐橙园土壤养分现状和果树营养需求，选择合理的配方施肥方案。

3.1.3 合理施用生石灰，调节土壤pH值新宁县脐橙园酸性土壤偏多，对于酸性至强酸性土壤应进行治理与改良。生石灰可以中和土壤中的酸性物质，消除铝毒，对提高土壤pH值有显著作用;同时，生石灰还具有增加土壤有效养分及钙素、消除有毒物质、减少病虫害等功效[23]。脐橙最适宜pH值为5.5～6.5的微酸环境，应均匀适当施用生石灰，防止因调理过度而导致土壤成碱性。

3.1.4 地面覆膜栽培地面覆膜栽培技术在果树栽培上已经得到了广泛应用。在果园地面覆膜不仅能有效减少土壤水分蒸发、防止雨水冲刷而导致的土壤有效养分流失，还能保持地温，改善果树内膛光照条件，防止杂草生长等。目前，市面上膜的种类多样，邓正春等[24]研究发现，不同种类膜对柑橘的增产增效效果不同，其中黑白反光膜提質明显，增产增效次之;银灰色膜增产增效明显，提质一般;农膜使用寿命较长，提质次之，增产增效一般;地膜提质增产增效效果较差。建议在脐橙覆膜时采用黑白反光膜、银灰色膜及农膜，一般不采用地膜。

3.2 土壤培肥改良方案

由于新宁县土壤养分状况较为复杂，空间变异大，需要根据具体情况实施有针对性的培肥改良方案。基于土壤pH值与土壤养分之间的相关关系，结合专业知识与数据分析结果，按各pH值等级的养分状况，提出脐橙园土壤培肥改良方案，如表6所示。

对于酸性至强酸性土壤，可通过施用生石灰来提高土壤pH值，每年3月上旬开始全园撒施，并深翻或深锄15～25 cm。pH值在4.5～5.5时，施用60～100 kg/667m2生石灰;当pH<4.5时，分2～3 a逐步调整为宜，每年生石灰施用量不超100 kg/667m2[25];在补充土壤中氮钾养分时，应选用硝酸钠、硝酸钾、草木灰等生理碱性肥料。

对于弱酸性至中性土壤，应保持土壤pH值，防止土壤酸化，可选用中性肥料，如尿素、氯化钾，以补充土壤中的氮钾养分。

对于碱性土壤，可以石膏为基肥来降低土壤pH值，采果后11月至翌年1月施用，施用量为30～40 kg/667m2;在补充土壤中氮磷钾养分时，应选择氯化铵、硫酸钾、过磷酸钙等生理酸性肥料。

脐橙园土壤的有机质含量都有待提高，均应增施适宜有机肥，根据果园条件可选用农家肥或者含生物有机肥的商品有机肥。一般成年柑橘园，有机肥可在采果后施用，施用量为650 kg/667m2;5月下旬可视植株长势及结果情况选择是否施用;7月进入果实膨大期，以700～750 kg/667m2的施用量为宜[26]。氮、磷、钾肥施用量以每株果树0.6、0.2～0.3、0.4～0.6 kg为宜（可根据不同土壤养分的丰缺程度，在此基础上进行适当调整），氮、磷、钾的配比为1∶0.4∶0.9;按照施肥时期年度间可分为采果前后肥、春梢肥、谢花肥、促秋梢壮果肥，施肥量分别占25%、25%、10%、40%[27];另外，为保证枝叶正常生长，应在谢花期和秋梢生长期喷施叶面肥。

4 结论与讨论

新宁县脐橙园土壤总体偏酸性，仅有30.10%处于最适宜脐橙生长的酸碱度范围内，而酸性至強酸性土壤占比达50.50%，少数土壤偏碱性，土壤pH值与第二次土壤普查结果相比有下降趋势。尽管柑橘在酸性及弱碱条件下都能生长，但土壤过酸会降低土壤中养分的有效性，影响植物根系对养分的吸收，同时还会导致土壤板结，透气性变差，使脐橙根系长期处于缺氧状态，引起树体发育不良[25]。新宁县土壤的酸化问题可能与其大量施入酸性肥料、土壤养护意识薄弱、粗放式管理方式普遍等因素有关。

新宁县脐橙园土壤的有机质含量较为丰富，这与近年来农户重视有机肥的投入有密切关系，但仍有44.03%的土样有机质含量处于中等及以下含量水平，应该注重有机肥的平衡施用。

新宁县脐橙园土壤氮、磷、钾养分供应能力较弱，且速效养分含量变幅较大。土壤碱解氮含量低至中等水平的土样占土样总数的64.68%，说明新宁县脐橙园土壤碱解氮含量不足。这主要是因为氮肥多为表施，易挥发和径流损失[6]，且降水充沛造成坡地硝酸盐淋失，加速了土壤中氮的损失[28]。土壤中有效磷含量总体处于较高水平，但还有少部分果园的有效磷含量过低，果园间差异较大。这可能与果园长期不平衡施肥有关，且磷在土壤中的流动性较差，被柑橘吸收利用的部分较少，容易在土壤中累积。土壤速效钾含量空间分布差异较大，而土壤缓效钾含量水平较低，较为缺乏。钾在土壤中移动性强，在酸性土壤中容易淋溶损失，造成其含量在空间分布不均[29]。一般土壤中缓效钾含量高于速效钾，植物对缓效钾的吸收量是速效钾的几倍，且速效钾的丰缺状况会影响二者之间的动态平衡，从而制约缓效钾的有效性[16]。新宁县脐橙园土壤氮磷钾养分均存在较大差异，主要是因为农户施肥量差异较大，氮磷钾配比、施肥时期和方法不合理所致。

脐橙树体的生长发育以及最终果实的品质、产量都与土壤养分状况有关，而土壤pH值与土壤养分的有效性有着密切的关联。该研究还发现，土壤缓效钾与土壤pH值呈极显著正相关，土壤有效磷与土壤pH值呈极显著负相关，这与前人的研究结果一致[30-31]。这是由于土壤过酸时，土壤中的磷会形成难以溶解的磷酸铁铝而被土壤固定，难以被脐橙的根系吸收利用;而土壤中钾元素随着土壤pH值降低，淋溶作用越强，易随雨水流失，导致其含量下降。

综上所述，新宁县脐橙园土壤养分状况单靠增施一种肥料是难以调节的，均衡养分、平衡施肥才是该县脐橙园土壤培肥与改良的关键。应有针对性地制定合理的培肥改良方案来消除土壤肥力障碍，建立深厚肥沃的土壤耕作层，才能促进脐橙园土壤养分的平衡和良性循环。

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