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夷陵区位于鄂西山区向江汉平原过渡地带，区域面积3419.57 km2，地形西北高，东南低，相对高差1919.3 m，坡比78%以上。土壤分为7 个大类，主要是黄壤和黄棕壤，主要耕地的有机质平均值18.64 g/kg，碱解氮平均值48.14 mg/kg，有效磷平均值27.26 mg/kg，速效钾平均值115.52 mg/kg， pH平均值6.12。夷陵区是湖北省主要柑橘优势产区，柑橘种植面积约2.13 万hm2，柑桔产量81 万t[1]，柑橘以宽皮橘中温州蜜柑系列为主，约占总产量的95%。本研究测定土壤和叶片营养元素， 分析它们之间的相关性，旨在找出提升柑橘园土壤肥力和柑橘品质的可行措施。
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1 材料与方法
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1.1 采样地点
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在夷陵区市小溪塔镇、龙泉镇、鸦鹊岭镇、三斗坪镇、太平溪和乐天溪镇等地，采集41 个土壤和柑橘叶片样品，每个样品填写相应的编号，记录时间、地点、土壤类型、经纬度、代表柑橘面积、 柑橘品种、产量、价格和成本以及施肥情况、田间管理等详细信息。
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1.2 样品采集
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土壤样品：在柑橘树冠滴水线附近或以树干为圆心向外延伸到树冠边缘的2/3 处，采集0 ～ 30 cm深度土壤（避开施肥穴、滴灌头湿润区），每个样品取10 个样点充分混匀，然后按“四分法”取土1 kg左右。
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叶片样品采集和处理：选择具有代表性的生长结果正常的柑橘树，采集树冠外围中上部生长中等的当年生春梢营养枝顶部第3 片叶，每株采10 片叶，8 株树所采叶片形成1 个混合样。叶片分别于中性洗涤剂洗涤30 s、清水清洗、0.2％ HCl洗涤30 s、去离子水洗净后，105℃杀青30 min，65℃烘干， 研钵中研磨，过0.5 mm筛，混匀，分装，备用。
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1.3 样品测定
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土壤样品：有机质含量采用重铬酸钾容量法测定；碱解氮含量采用碱解－扩散法测定；pH值采用pH计测定，土水比1∶2.5；有效磷含量采用碳酸氢钠浸提－钼锑抗比色法测定；速效钾含量采用乙酸铵浸提－火焰光度法测定；有效铁、锰、铜、锌含量采用DTPA浸提－原子吸收分光光度计测定；交换性钙、 镁含量采用乙酸铵浸提－原子吸收分光光度法测定； 有效硼含量采用沸水浸提－姜黄素比色法测定。
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叶片样品： 氮含量采用H2SO4-H2O2 微波消解、半微量蒸馏法测定；磷含量采用钼锑抗比色法测定；钾含量采用火焰光度法测定；钙、镁、铁、 锰、铜、锌含量采用HNO3 － HClO4 消化、原子吸收法测定；硼含量采用HCl浸提－姜黄素比色法测定。各元素含量均为干重测定值。
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1.4 营养元素含量分级
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本研究中营养元素含量分级指标参考鲁剑巍等[2] 和庄伊美[3] 柑橘园养分分级标准综合而定。土壤pH分级标准为：pH< 4.8 为偏酸性，pH在4.8 ～ 5.5 范围内为酸性适宜，pH在5.5 ～ 6.5 为最适，pH在6.5 ～ 8.5 为碱性适宜，pH>8.5 为偏碱性；土壤有机质分级标准：< 5.0 g/kg为极低，5.0 ～ 10.0 g/kg为低，10.0 ～ 15.0 g/kg为偏低，15.0 ～ 30.0 g/kg为适宜，>30.0 g/kg为丰富；其他指标分级标准见表1 和表2。
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注：-s表示土壤。
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注：-L表示叶片。
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2 结果与分析
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2.1 土壤pH和有机质、有效营养元素含量
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夷陵区柑橘园土壤pH和有机质、有效营养元素含量见表3、表4。土壤pH均值5.5，其中偏酸性土壤占22.0%，说明22.0%酸性土壤已经不适宜柑橘生长，需石灰改良。土壤有机质平均含量为16.50 g/kg，处于低水平，占33.1%，应增施有机肥，培肥地力。土壤碱解氮、速效钾和有效硼处于低量和缺乏水平的比例分别为68.3%、36.6%和100%。土壤中有效磷、交换性钙、交换性镁、有效铁、有效锰、有效铜和有效锌含量适宜兼高量的柑橘园分别占80.5%、68.3%、85.4%、97.6%、100%、75.6%和87.8%。
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2.2 叶片营养元素含量
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叶片营养元素含量见表5。叶片氮平均值2.6%， 其中56.1%氮含量处于适宜水平，34.1%低水平。叶片钾和叶片锌低水平的柑橘园分别占87.8%和95.1%。 叶片硼平均值63.7 mg/kg，其中80.5%硼含量处于适宜水平，14.6%低水平。叶片磷、铁、锰和铜适宜兼丰富的柑橘园分别占92.7%、100.0%、100.0%和100.0%。 叶片钙平均值3.50%，其中56.1%含量处于适宜水平，36.6%低水平。叶片镁平均值0.30%，其中34.1%含量处于适宜水平，65.9%低水平。
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2.3 土壤和叶片相应营养元素的相关性分析
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土壤有效营养元素含量与叶片营养元素含量的相关分析见表6。土壤营养元素的丰缺状况与叶片相应元素的丰缺状况存在一定相关性。总体而言， 土壤碱解氮（R2=0.47）、交换性钙（R2=0.61），有效铁（R2=0.47）和有效硼（R2=0.59）的丰缺状况与叶片对应营养元素丰缺水平都极显著正相关。交换性镁（R2=0.37）与叶片中镁显著正相关。土壤有效铜（R2=-0.47）与叶片铜极显著负相关。有效钾（R2=-0.35）与叶片钾显著负相关。
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注：** 表示在0.01 水平（双侧）上显著相关；* 表示在0.05 水平（双侧）上显著相关。
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土壤pH与叶片钙极显著正相关，与叶片磷、 铜和锌显著正相关；与叶片中氮、锰和镁、铁极显著和显著负相关。土壤有机质与叶片镁、氮极显著和显著正相关。土壤碱解氮与叶片镁显著正相关。土壤有效磷与叶片氮、锰和硼显著正相关。 土壤速效钾与叶片氮显著正相关。土壤交换性钙与叶片氮、镁、锰和铁显著和极显著负相关，与叶片磷、钙、铜和锌极显著正相关。土壤硼与叶片钾（R2=-0.45）极显著负相关。
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土壤元素间存在一定相关性。pH值与土壤有效铜和有效铁、有效锰极显著和显著负相关，与土壤交换性钙（R2=0.73）极显著正相关。土壤有机质与碱解氮、交换性镁和有效铁、有效硼极显著和显著正相关。碱解氮与有效磷、速效钾三者彼此都显著正相关；碱解氮和有效磷都与土壤有效铁、有效铜、 交换性镁和有效硼极显著和显著正相关。土壤速效钾与有效硼（R2=0.57）极显著正相关。土壤交换性钙与土壤有效铁、有效锰、有效铜极显著负相关。
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叶片营养元素不仅与部分土壤元素相关，叶片营养元素间也有一定相关性。叶片氮与叶片镁和锰显著正相关。叶片磷与叶片钾极显著负相关。叶片镁与叶片锰极显著正相关。叶片钙与叶片氮、钾极显著负相关；与叶片锌（R2=0.53）极显著正相关， 与叶片磷显著正相关。叶片铜与叶片磷（R2=0.57）、 钙（R2=0.46）极显著正相关，与叶片镁、钾极显著、 显著负相关。叶片硼与叶片其他养分均没有相关性。
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3 讨论与结论
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夷陵区柑橘园土壤pH偏酸性的占22.0%，说明柑橘园土壤存在酸化，需用石灰改良[4]。土壤有机质平均含量为16.50 g/kg，高于2008 年宜昌市土壤有机质平均含量（12.44 g/kg）[5]，应继续施用有机肥。土壤碱解氮、速效钾和有效硼处于低量缺乏水平，该结论与前期研究[2，6]结论一致，而土壤有效硼缺乏会影响柑橘生理生化[7]，因此应该合理施用氮磷钾肥，同时施用硼肥。交换性钙低含量占31.7%，可能与这部分土壤酸碱度较低，酸化严重有关。有效铜高量兼过量的柑橘园占63.4%， 比鲁剑巍等[2]发现湖北省柑橘园高量和过量占比（52.9%）高10.5%；可能与常年施用含铜杀菌剂有关，因此预防铜毒害应尽量减少铜制杀菌剂的使用，或与抗生素等生防制剂交替使用，避免土壤中铜的累积[8]。
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叶片锌缺乏的柑橘园占95.1%以上，可能与夷陵区柑橘叶片P/Zn值为105.5 有关，谭海玉[9]研究温州蜜柑叶片P/Zn值在90 以上则会产生缺锌症状。缺锌影响柑桔生长发育与产量，因此应补施锌肥[10]。柑橘园叶片硼80.5%处于适宜水平，而土壤有效硼则完全处于缺乏状态，可能因为果农喷施叶面硼肥的缘故，因此应继续施用硼锌肥，来改善柑橘的生长发育和营养状况，保障增产效果[11]。叶片镁65.9%含量处于低水平，而缺镁影响柑橘的生长发育[12]，因此针对缺镁的土壤可通过土施与叶面喷施相结合，缓效与速效镁肥相结合的方式改良土壤。
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土壤有效营养元素含量与叶片营养元素含量之间关系相当复杂[13]，因为土壤类型、树体类型和立地条件等差异导致夷陵区土壤养分与树体养分之间的相关性研究与其他柑橘园研究结果存在较大差异[14-18]。叶片矿质营养元素间存在一定的协同与拮抗动态平衡，一种元素的吸收和转运很可能受到另一种或几种营养元素的影响[19]。叶片铜与叶片磷极显著正相关，与土壤有效铜和叶片镁极显著负相关，与叶片钾显著负相关；常年施用含铜杀菌剂， 可能抑制柑橘吸收镁和钾元素，促进了对磷元素的吸收，导致柑橘叶片中镁和钾元素含量低，磷元素高；因此施用石灰来提高土壤pH值，降低土壤中可交换铜含量，同时减少铜制杀菌剂的使用，或与抗生素等生防制剂交替使用，避免土壤中铜的累积。土壤交换性钙与土壤pH值和叶片钙极显著正相关，同时叶片钙与叶片氮和叶片钾极显著负相关，该结论与温明霞[20]在重庆柑橘园的研究结果一致。pH值与土壤有效铁、有效锰和有效铜负相关，与苏婷婷等对重庆市柑橘园土壤养分现状研究的结果一致[21]，但是与三峡重庆库区pH值与土壤有效锌和锰存在极显著正相关，与土壤有效铁有显著负相关的结论有所不同[22]；同时pH值也与叶片中除钾和硼之外的元素有相关性，说明pH值是影响柑橘吸收养分的重要因素。土壤交换性钙与土壤有效铁、有效锰、有效铜和有效锌负相关，土壤有效铁、有效铜和有效锌三者协同正相关，与文献[21]结果一致。土壤有机质与土壤碱解氮、 交换性镁以及叶片镁极显著正相关，因此应加大有机肥的施用，改善土壤地力，改善柑橘缺镁现状。土壤氮磷钾之间存在协同正相关关系，同时都与土壤有效硼和叶片氮正相关，因此应当合理施用氮磷钾，促进有效硼的有效性和柑橘对氮的吸收。
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柑橘园肥力水平复杂多样，应以叶片营养诊断和土壤测试结果为基础，合理施用氮磷钾肥，采用无机肥料配施有机肥来提高土壤肥力，改善土壤微生物群落结构[23]，同时增施硼、锌和镁肥，减少含铜杀菌剂的用量。
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摘要
为研究夷陵区柑橘园土壤和叶片营养元素状况及相关性,在柑橘主产区采集了 41 个土壤和叶片样品进行养分测定分析。结果表明,1)柑橘园土壤 pH 均值 5.5,偏酸性柑橘园占 22%。有机质、碱解氮、速效钾和有效硼处于低量缺乏的比例分别为 33.1%、68.3%、36.6% 和 100%,其他土壤养分含量均适宜偏高水平。2)叶片中氮、钾、钙、镁和锌含量缺乏的柑橘园分别占 34.1%、87.8%、36.6%、65.9% 和 95.1%。叶片磷、铁、锰、铜和硼含量在适宜偏高水平。3)土壤碱解氮、交换性钙、交换性镁、有效铁和有效硼的含量与叶片中对应元素存在显著正相关;土壤有效钾和有效铜与叶片对应元素显著负相关;土壤交换性钙与土壤 pH 极显著正相关;土壤有机质与土壤碱解氮、交换性镁以及叶片镁极显著正相关。因此建议夷陵区柑橘园应有机无机肥配施,增施硼、锌和镁肥,同时可施用适量石灰改良酸性土壤。
Abstract
Both soil and leaf samples were collected from 41 citrus orchards in Yiling,and then analyzed for their nutrient element contents to study the status and correlation of nutrient elements in soils and leaves. The results showed that, 1)The average soil pH values of citrus orchards was 5.5,and acidic soil citrus orchards accounted for 22.0%. The deficiency rates of organic matter,alkaline nitrogen,available potassium and available boron were 33.1%,68.3%,36.6% and 100.0%. The contents of other elements in soil were at suitable or higher level. 2)The deficiency rates of nitrogen,potassium, calcium,magnesium and zinc in leaves were 34.1%,87.8%,36.6%,65.9% and 95.1%. The contents of phosphorus, iron,manganese,copper and boron in leaves were at suitable or higher level. 3)The contents of available soil nutrient elements such as alkaline nitrogen,exchangeable calcium,exchangeable magnesium,available iron and available boron in citrus orchard soils were positively correlated with the contents of corresponding nutrients elements in leaves. The contents of available potassium and available copper in citrus orchard soils were negatively correlated with the contents of corresponding nutrients elements in leaves. Exchangeable calcium was positively correlated with soil pH. Soil organic matter was positively correlated with alkaline nitrogen,exchangeable magnesium and magnesium in leaves. It is suggested that inorganic fertilizer and organic fertilizer should be reasonably applied,boron,zinc and magnesium fertilizer should be increased,meanwhile,lime should be applied to improve acid soil.
Keywords
Yiling ； citrus orchard ； soil nutrient element ； leaf nutrient element