遵义市樱桃园不同土层肥力质量评价

2021-04-19颜雄杨玲李文昭王庆鹤程俊伟

福建农业科技 2021年11期

颜雄杨玲李文昭王庆鹤程俊伟

摘要：为了解遵义市樱桃园土壤肥力质量的垂直变化规律，分别对健康樱桃园与病害樱桃园（患流胶病）的不同土层即0～10、10～20、20～30 cm的土壤进行分析和评价。结果表明：（1）随着土层的加深，健康和病害樱桃园土壤有机质、全氮、全磷、有效氮、有效磷、有效钾含量均逐渐降低。健康樱桃园土壤pH值随着土层的加深而逐渐降低，病害园则相反。（2）健康和病害樱桃园0～10、10～20、20～30 cm土层的土壤肥力质量均分别为Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级。

关键词：樱桃园;土壤肥力;流胶病;综合评价;遵义市

中图分类号：S 662.5 文献标志码：A 文章编号：0253-2301（2021）11-0087-05

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2021.11.014

Evaluation on Soil Fertility Quality in Different Soil Layers of Cherry Orchards in Zunyi City

YAN Xiong， YANG Ling， LI Wen-zhao*， WANG Qing-he， CHENG Jun-wei

（Zunyi Normal University， Zunyi， Guizhou 563006， China）

Abstract： In order to understand the vertical change law of soil fertility quality of cherry orchards in Zunyi City， the soil layers of 0-10 cm， 10-20 cm and 20-30 cm in healthy and diseased （suffering from gummosis） cherry orchards were analyzed and evaluated. The results showed that：（1） With the deepening of soil layer， the contents of soil organic matter， total nitrogen， total phosphorus， available nitrogen， available phosphorus and available potassium decreased gradually in both healthy and diseased cherry orchards. The pH value of soil in the healthy cherry orchards decreased gradually with the deepening of soil layer， while the soil pH value in the diseased cherry orchards changed on the contrary. （2） The soil fertility quality of 0-10 cm， 10-20 cm and 20-30 cm soil layers in the healthy and diseased cherry orchards were respectively grade Ⅱ， grade Ⅲ and grade Ⅳ.

Key words： Cherry orchards; Soil fertility; Gummosis; Comprehensive evaluation; Zunyi City

櫻桃是蔷薇科李属的经济作物，因其色泽鲜艳、口感佳、营养元素丰富，备受消费者喜爱，在全国多地广泛栽培。目前遵义市的樱桃种植面积已超过0.2万hm2，但近年来许多樱桃种植园普遍发生了一种严重病害——流胶病。相关研究表明，果树表层土壤肥力与果树抗逆性和病害的发生率密切相关[1]。土壤肥力质量的好坏关系着樱桃树的生长状况和樱桃的品质等。土壤肥力是土壤的本质特征和基本属性，是评价土壤提供给作物生长所需要养分的能力。土壤有机质含量体现供给氮、磷、钾以及微量元素的能力，是反映土壤肥沃性的一个重要指标，有效态营养元素（氮、磷、钾）能够被作物直接吸收利用，是评价土壤肥力质量的指标之一。本研究选取遵义市健康樱桃园（以下简称健康园）和病害樱桃园（以下简称病害园），分析不同垂直深度（0～10、10～20、20～30 cm）土壤的有机质、有效氮、有效磷、有效钾等养分指标，评价土壤肥力质量等级，为培育樱桃土壤肥力及樱桃产业可持续发展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 研究区概况本研究选择的样地包括健康和病害樱桃园，均位于贵州省遵义市新蒲新区（107°01′～107°09′E，27°72′～27°75′N），两地相距2 km，其中健康园位于苏家湾，发病率为0;病害园位于董家湾，患有流胶病且患病率为45%。土壤类型均为黄壤。

1.1.2 样品采集采用S型采样法在健康园和病害园分别选取5个样点采集0～10、10～20、20～30 cm 3个土层的土壤，获取30个土壤样品。用布袋将土壤样品运回实验室，挑出石子和树干等杂质后，进行自然风干、研磨过筛后保存。

1.2 测定方法

1.2.1 评价指标及测定方法土壤pH采用电位法测定（土水比为1∶2.5）;有机质采用重铬酸钾氧化法测定;全氮采用凯氏定氮法测定;全磷采用钼锑抗比色法测定;有效氮采用碱解扩散法;有效磷采用碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法测定;有效钾采用四苯硼钠比浊法测定[2]。

1.2.2 土壤理化性质评价标准土壤理化性质等级划分采用全国第二次土壤普查制定的分级标准[3]（表1）。

1.3 土壤肥力质量评价方法

本研究采用模糊综合评价法对土壤肥力质量进行评价，包括隶属函数和权重的确定，最后测算土壤肥力综合评价值[4]。

1.3.1 隶属度函数的确定选取土壤pH、有机质、全氮、有效氮、全磷、有效磷、有效钾为遵义市樱桃园土壤肥力质量综合指标因子，根据对应的隶属度函数，计算出对应指标的隶属度值。常用的隶属度函数有S型隶属度函数和抛物线型隶属度函数两种。樱桃园土壤的有机质、全氮、全磷、有效氮、有效磷、有效钾属于S型隶属度函数，土壤pH属于抛物线型隶属度函数。

S型隶属度函数的表达式为：

f（x）= 0.9（x-x1）/

1.0 x≥x2

（x2-x1）+0.1，x2>x≥x1，

0.1 x结合遵义市健康园和病害园的土壤肥力现况，7种评价指标在S型函数中的对应取值点见表2。

抛物线型隶属度函数表达式：

f（x）=1.01.0-0.9（x-x3）/（x4-x3）0.9（x-x1）/（x2-x1）+ 0.10.1

土壤pH在抛物线型函数中的转折点取值分别为：

X1=4.0，X2=4.5，X3=6.0，X4=7.0

各评价指标的实际所测值是S型和抛物线型隶属度函数中X的取值，则隶属值大小为0.1～1.0，其中最大值1.0代表土壤肥力的指标完全适合种植作物，最小值0.1表示土壤肥力指标严重缺乏营养;最小值没有取0，是因为土壤中不可能不存在某种养分，在计算的过程中也要避免零值过多[5]。

1.3.2 权重的确定用CORREL函数计算出pH、有机质、全氮、全磷、有效氮、有效磷、有效钾之间的相关系数值，然后根据相关系数建立矩阵;在所建立的矩阵中，用ABS函数计算出除了本身之外i种指标的其他相关系数的绝对值数值后，再用AVERAGE函数求出本身i与其他指标之间的平均值Ri;接着计算出其他指标之间的平均值Ri占所有Ri的百分率，得到对应的权重值Wi[6]。

1.3.3 土壤肥力综合值的确定按照IFI的计算公式IFI=ΣWi×Ni算出IFI值，其中：Wi和Ni表示的是养分指标的权重数值和隶属度数值[7]。2 结果与分析

2.1 遵义市樱桃园土壤肥力分析

2.1.1 土壤pH 由表3可知，健康园土壤pH的变化范围为6.49～7.13，而病害园土壤pH为5.26～6.65。相关研究表明土壤pH为6.0～7.5的土壤最适合樱桃生长

[8]。0～10 cm和10～20 cm土层健康园土壤pH值高于病害园，20～30 cm土层恰好相反，健康园土壤pH随着土壤深度的增加逐渐减小，土壤酸性逐渐增强，而病害园土壤pH随着土壤深度的增加逐渐增加，酸性逐渐减弱。可能是由于病害园大量施用氮肥加上未均衡施肥，以及樱桃树患流胶病未能及时从土壤中吸收营养物质，以至于导致表层土壤氮肥堆积而造成土壤pH呈弱酸性[9]。因此应该减少化肥施用，尽量多与有机肥混合均衡施用。由于有机肥具有一定的缓冲性，长期施用可以培肥地力和平衡土壤的酸碱性。

2.1.2 土壤有机质土壤有机质可以为果树生长提供营养、增加养分的有效性，还可以促进土壤团粒结构的形成等。由表3可知，健康园土壤有机质含量的变化范围是17.90～31.10 g·kg-1，平均值为24.60 g·kg-1，3個土层之间均存在显著性差异，健康园0～10 cm土层的有机质含量比10～20 cm和20～30 cm土层分别高25%和73%，10～20 cm土层的有机质含量比20～30 cm土层的高38%，而病害园的土壤有机质含量变化范围是26.66～32.18 g·kg-1，平均值为28.81 g·kg-1，病害园0～10 cm土层的有机质含量分别与10～20 cm和20～30 cm土层之间存在显著性差异，分别高出16%和21%，但10～20 cm土层与20～30 cm土层的有机质含量没有显著性差异。

健康和病害园土壤有机质含量均随着土层深度的增加呈逐渐递减的趋势，且两种樱桃园0～10 cm土层的有机质含量均处于较高水平，是由于樱桃树的枝叶常年堆积于表层，腐烂转化为表层的有机质;而病害园20～30 cm土层深度的有机质含量高于健康园，原因是病害园果树患有流胶病，导致根系在深层次土壤中对有机质的吸收量减少。

2.1.3 土壤全氮和有效氮氮可以改变樱桃的生长发育和代谢活动，能够帮助樱桃树对其他营养元素的吸收[10]。由表3可知，健康园土壤全氮含量变化范围是1.01～1.65 g·kg-1，0～10 cm和10～20 cm土层全氮含量分别高出20～30 cm 土层63%和36%，而0～10 cm与10～20 cm土层无显著性差异;病害园土壤全氮含量变化范围在0.94～1.65 g·kg-1，3个土层之间均存在显著性差异，0～10 cm土层全氮含量分别比10～20 cm和20～30 cm土层高33%和75%，10～20 cm土层的全氮含量比20～30 cm高32%。两园的土壤全氮含量随着土层深度的增加均呈现降低，且两园0～10 cm土层的全氮含量相等，健康园10～20 cm和20～30 cm土层的全氮均分别高于病害园。健康园的全氮含量处于中等水平，病害园的全氮含量处于中低等水平。

健康和病害园土壤有效氮含量的变化范围是64.77～172.73 mg·kg-1，3个土层之间无显著性差异;病害园的有效氮含量变化范围是45.90～120.94 mg·kg-1，3个土层之间均有显著性差异，0～10 cm土层的有效氮含量分别比10～20 cm和20～30 cm土层高60%和163%，10～20 cm土层的有效氮含量比20～30 cm土层高65%。健康园的3个土层有效氮含量均高于病害园，两种土壤有效氮含量随着土层深度的增加逐渐呈递减的趋势。建议在病害园管理施肥时，应采用科学合理的施肥方法，达到平衡氮素和提高氮素的有效性，更利于樱桃树的生长[11]。

2.1.4 土壤全磷和有效磷磷可以增强樱桃的抗病性，在樱桃体内参与光合作用、呼吸作用，能够促进早期根系的形成和生长。由表3可知，健康园不同垂直土层的全磷含量的变化范围是0.26～0.50 g·kg-1，平均值为0.38 g·kg-1，3个土层之间均存在显著性差异，其中0～10 cm土层的全磷含量分别比10～20 cm和20～30 cm土层高32%和92%，10～20 cm土层的全磷含量高于20～30 cm土层46%;而病害园不同垂直土层的全磷含量变化范围是0.29～0.48 g·kg-1，平均值为0.40 g·kg-1，其中0～10 cm土层的比10～20 cm土层高14%，比20～30 cm土层高65%，10～20 cm土层比20～30 cm土层高49%。健康园0～10 cm土层的全磷含量高于病害园，而健康园10～20 cm和20～30 cm土层的全磷含量均要低于病害园。

土壤有效磷是指土壤中能被植物所吸收的磷组分。由表3可知，健康园不同垂直土层深度有效磷含量的变化范围是在0.91～4.41 mg·kg-1，平均值为2.60 mg·kg-1，0～10 cm土层的有效磷含量分別比10～20 cm和20～30 cm土层高77%和385%，10～20 cm土层的有效磷含量比20～30 cm土层高173%，3个垂直土壤剖面之间存在着显著性差异;而病害园有效磷含量的变化范围是1.40～3.41 mg·kg-1，平均值为2.36 mg·kg-1，0～10 cm土层的有效磷含量分别比10～20 cm和20～30 cm土层高49%和143%，10～20 cm土层高于20～30 cm土层62%;健康园0～10 cm和10～20 cm土层的有效磷含量均高于病害园，而20～30 cm土层则低于病害园。

两园的全磷和有效磷含量均随着土壤深度的增加呈逐渐递减的趋势，且全磷和有效磷含量均处于中低等水平。据研究表明，磷的有效性会随着土壤pH的降低逐渐降低[12]，因此在对樱桃树管理施肥时应该科学增加施用磷肥的用量，健康园施用速效性磷肥，病害园施用难溶性磷肥，促进磷肥肥效，提高磷肥的利用率，施肥时尽量靠近樱桃果树的根系[13]，可以使樱桃树更好的生长，进而保证樱桃的品质变得更好。

2.1.5 土壤有效钾土壤钾元素被称为品质元素，是植物必需的营养物质之一，能更好地体现出土壤中有效钾含量，有效钾含量能够决定樱桃树的生长状况[14]。由表3可知，健康园土壤有效钾含量的变化范围是90.25～206.52 mg·kg-1，平均值为132.94 mg·kg-1，0～10 cm土层分别比10～20 cm和20～30 cm土层高102%和129%，均存在显著性差异，但10～20 cm土层与20～30 cm土层不存在显著性差异;病害园有效钾含量的变化范围是62.44～270.98 mg·kg-1，平均值为117.36 mg·kg-1，0～10 cm土层的有效钾含量分别比10～20 cm和20～30 cm土层高232%和334%，均存在着显著性差异。

健康园与病害园0～10 cm土层的有效钾含量都处于高等水平，但健康园0～10 cm土层的有效钾含量低于病害园，健康园10～20 cm和20～30 cm土层的有效钾含量均高于病害园，两园的有效钾含量均随着土壤深度的增加逐渐递减。

2.2 土壤肥力质量等级的确定

2.2.1 各肥力质量指标的隶属度和权重根据1.3计算公式，得到隶属度和相关系数矩阵，最后得到权重系数（表4）。

2.2.2 土壤肥力综合指标值根据土壤肥力质量综合值的计算公式IFI=ΣWi×Ni将上述所计算出来的权重值与隶属度值相乘计算IFI值，根据IFI评价等级标准划分为了5个等级，评价等级Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ对应IFI评价值分别为<0.2、0.2～0.4、0.4～0.6、0.6～0.8、≥0.8，进而分析得出遵义市省樱桃园肥力质量评价的等级（表5）。

从表5可知，健康和病害园0～10、10～20、20～30 cm土层的土壤肥力质量等级均分别为Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级，其中患有流胶病的病害园3个土层的IFI值均稍高于健康园，原因是病害园土壤表层堆积的枯叶及杂草较多，造成土壤表层的腐殖质高于健康园;另一方面，病害园土壤的通气透水性较差，不利于根系及时吸收养分，造成土壤营养物质累积量大于果树的吸收量。由此可见，樱桃树流胶病的防治应当在改善有机质、氮、磷、钾等土壤养分指标的基础上，进一步结合根际土壤微环境[15]、土壤水分管理[16]、起垄栽培[17]和土壤酸化[18]等因素进行综合研究。

3 结论

（1）整体来看，健康樱桃园土壤pH适中，有机质、有效钾以及有效氮含量均处于中高等水平，全磷和有效磷的含量都处于中低等水平，全氮含量处于中等水平;而病害樱桃园土壤pH偏弱酸性，有机质含量处于高等水平，全氮、全磷、有效氮、有效磷含量均处于中低等水平。

（2）在垂直方向上，遵义市健康樱桃园的土壤pH随着土层深度的加深呈逐渐递减的趋势，而病害樱桃园的土壤pH随着土层深度的增加呈逐渐递增的趋势;两种樱桃园的土壤有机质、全氮、全磷、有效氮、有效磷、有效钾均随着土层深度的加深呈逐渐降低的趋势。

（3）遵义市健康与病害樱桃园的土壤肥力质量0～10 cm土层均为Ⅱ级，10～20 cm土层均为Ⅲ级，20～30 cm土层均为Ⅳ级，两者无显著差异。这说明从土壤肥力质量等级来看，土壤肥力并非导致樱桃树患有流胶病的主要原因，下一步将结合樱桃树生理性病变等因素开展研究。

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