云南省陇川县脐橙园土壤和叶片养分现状研究
doi: 10.11838/sfsc.1673-6257.24140
朱燕君1 , 施祖益2 , 史行健2 , 郝云迪2 , 郭晓行2 , 权铁林2 , 龙泉2 , Muhammad Atif Muneer1 , 张江周1
1. 福建农林大学资源与环境学院 / 国际镁营养研究所,福建 福州 350002
2. 中国农业大学资源与环境学院 / 国家农业绿色发展研究院 / 植物 - 土壤相互作用教育部重点实验室,北京 100193
Study on soil and leaf nutrient concentrations of navel orange orchard in Longchuan county,Yunnan province
ZHU Yan-jun1 , SHI Zu-yi2 , SHI Xing-jian2 , HAO Yun-di2 , GUO Xiao-hang2 , QUAN Tie-lin2 , LONG Quan2 , Muhammad Atif Muneer1 , ZHANG Jiang-zhou1
1. College of Resources and Environment/International Magnesium Institute,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou Fujian 350002
2. College of Resources and Environmental Sciences,China Agricultural University National Academy of Agriculture Green Development/Key Laboratory of Plant-Soil Interactions,Ministry of Education,Beijing 100193
摘要
研究云南省陇川县脐橙园土壤与叶片养分状况,为脐橙园科学施肥提供理论依据。在脐橙园采集土壤 (0 ~ 20 和 20 ~ 40 cm 土层)和叶片样品,测定土壤和叶片养分含量,明确其丰缺状况,并计算土壤肥力综合指数。结果表明:在 0 ~ 20 cm 土层,土壤 pH 平均值为 5.43,31.7% 的果园土壤 pH 在 5.5 ~ 6.5 之间,80% 以上的脐橙园土壤有机质、有效磷、速效钾和微量元素含量(有效铜除外)处于适宜及以上水平,超过 60% 的土壤交换性钙、镁和有效铜含量处于缺乏水平;在 20 ~ 40 cm 土层,土壤 pH 变幅在 4.22 ~ 7.49 之间,91.4% 的土壤有机质含量 >15 g·kg-1,交换性钙、镁和有效铜含量低,其他养分处于适宜及以上水平。0 ~ 20 cm 土层土壤 pH 及速效钾、交换性镁、微量元素(有效铁除外)含量显著高于 20 ~ 40 cm 土层,其他指标在 2 个土层间无显著差异。叶片磷、钾、钙和微量元素含量处于适宜及以上水平,49.3% 的叶片氮含量和 87.3% 的镁含量处于较低水平。0 ~ 20 和 20 ~ 40 cm 土层土壤综合肥力指数分别为 0.57 和 0.46,均为中等水平。综上所述,陇川县脐橙园土壤 pH 较低,土壤交换性钙、镁及有效铜含量缺乏,其他养分适宜,叶片氮含量低,镁含量严重不足,其他营养元素含量为适量及以上水平。因此,在生产中应适当施用石灰或碱性肥料调节土壤 pH,土施或叶片喷施钙肥、镁肥和铜肥,提高脐橙园土壤和叶片营养水平,促进脐橙提质增效。
Abstract
The nutrient status of soil and leaves in navel orange orchards in Longchuan county,Yunnan province,can provide a theoretical basis for the fertilization management of navel orange orchards.Soil(0-20 and 20-40 cm soil layers)and leaf samples were collected to determine the nutrient abundance and deficiency status,and the soil integrated fertility indices were calculated in different soil layers.In the 0-20 cm soil layer,the average soil pH was 5.43,while 31.7% of the orchard soil pH was 5.5-6.5.More than 80% of the soil organic matter,available phosphorus,available potassium and trace element contents(except available copper)were at suitable or above levels;more than 60% of the soil exchangeable calcium,exchangeable magnesium and available copper contents were at the deficient level.In the 20-40 cm soil layer,the soil pH variation was 4.22-7.49.For soil organic matter content,91.4% of the navel orange orchard was >15 g·kg-1 ;the contents of exchangeable calcium,exchangeable magnesium and available copper were low;and other nutrients were at appropriate and above levels.The soil pH,available potassium,exchangeable magnesium and trace elements(except available iron)in the 0-20 cm soil layer were significantly higher than those in the 20-40 cm layer. There was no significant difference in other indicators between the two soil layers. The content of phosphorus, potassium, calcium, and trace elements in the leaves was at an appropriate or above level. The proportions of foliar nitrogen and magnesium content at insufficient levels were 49.3% and 87.3%,respectively.The average soil integrated fertility index for the 0-20 and 20-40 cm soil layers was 0.57 and 0.46,respectively,which were at the medium level.In summary,the soil fertility level of the navel orange orchard in Longchuan county was moderate,the soil pH was low,the content of soil exchangeable calcium,magnesium and available copper was insufficient,other nutrients were suitable,the content of leaf nitrogen was low,the magnesium content was seriously insufficient,and the content of other nutrients was at an appropriate level.Therefore,lime or alkaline fertilizer should be appropriately applied to adjust the soil pH,and calcium,magnesium and copper fertilizers should be sprayed on soil or leaves to improve the soil fertility level of navel orange orchard and promote the quality and efficiency of navel orange.
2008 年农业部将云南省列入高原特色柑橘生产基地,推动云南柑橘产业的发展,目前柑橘生产重心持续向西南迁移[1]。云南省陇川县作为新开垦的柑橘种植区,具有丰富的光热资源条件,且水资源充沛,为种植柑橘提供了得天独厚的环境条件。除了优越的自然条件,施肥管理也是生产优质高产脐橙的前提条件。
明确土壤和树体营养状况对柑橘园科学施肥具有重要的指导意义[2]。近年来,已有许多学者开展了柑橘园土壤和叶片养分的研究工作,摸清了部分柑橘产区表层土壤(0~20 cm)和叶片养分状况,并针对研究结果提出相应的优化建议。黄振东等[3]研究浙东柑橘园土壤与叶片养分结果表明,土壤有机质含量适宜,钙、镁含量低,其他元素含量丰富;叶片钾、镁含量偏低,微量元素含量较高。湖北柑橘园土壤有机质、氮、磷、钾及硼含量低,叶片磷、钾、镁、铜、锌含量不足,土壤钙、镁、铁、锰和硼含量与叶片中对应元素呈显著正相关[4]。秭归县柑橘园土壤碱解氮缺乏,有效铜过量,其他养分含量适宜,该区 94% 柑橘产区土壤综合肥力处于中等及以下水平[5]。周奕廷等[6]对永兴县冰糖橙果园进行土壤肥力综合评价,其结果表明,该区土壤肥力为中等水平,土壤偏酸性,有机质和全氮含量较高,缓效钾含量较低。
前人对我国柑橘产区开展大量有关土壤与叶片营养状况调查工作,但很多研究主要集中于表层土壤,针对亚表层土壤养分状况及其与树体营养间的相关性研究相对较少。因此,本研究以陇川脐橙园为研究对象,分析不同土层土壤与叶片养分含量及丰缺状况,明确果树营养限制因子,并分析营养元素间的相关性,为陇川县乃至全国柑橘产区生产管理提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
本研究区域(如图1)位于云南省德宏傣族景颇族自治州陇川县勐约乡禇橙种植基地(24°14′N, 98°02′E),地处高黎贡山余脉邦瓦梁子东侧,地势西北高东南低,地形东、南、西三面环山,中部和南部为坝子,境内最高峰海拔 2130 m,最低点龙江水库,最高水位线位于营盘村,海拔 872.7 m。该区域属南亚热带季风气候,阳光充足,雨水充沛,年平均气温 20.1℃,年最高气温 35.2℃,年最低气温-0.4℃,年降水量 1207 mm,总日照时数 2397 h。土壤类型以红壤为主,表层土壤疏松。
1陇川县脐橙园采样点分布图
注:左图为为陇川县乡镇分布图,右图为具体采样点位图。
1.2 样品采集与处理
土壤和叶片样品于 2022 年 6—8 月在云南省陇川县脐橙种植区采集,主要分布于西山村(24 个)、埋桑坝村(22 个)、背雄村(18 个)和营盘村(11 个),共计 75 个采样点,柑橘品种为脐橙,树龄 1~4 年(种植于 2018—2022 年),种植面积近 450 hm2
1.2.1 土壤样品的采集
采样时,对 75 个采样点用 GPS 工具定位,记录经纬度、海拔。采样位置在柑橘树滴水线内 20~40 cm 范围,分别采用土钻采集 0~20 和 20~40 cm 深度的土壤。采样点离施肥沟 15~20 cm,冠幅约 70~90 cm,采样时需避开施肥沟、不靠近路边、水源区域等。采样前,先剔除土层表面杂物,再进行土壤样品采集,9 个采样点混合成 1 个样后采用四分法取 300 g 左右装入袋中,做好标签,作为待处理土样。土壤样品采完后,在室内常温条件下进行风干处理。土壤样品风干后,过 2 mm 筛用于测定 pH 及有效磷、速效钾、交换性钙和镁、微量元素含量;过 0.149 mm 筛用于测定土壤有机质、全碳和全氮含量。
1.2.2 叶片样品的采集
取土时相对应的树体做好标记,选取 2022 年春梢叶片进行采集。每棵树选择春梢倒三叶 10~15 片,共 90~105 片叶片。叶片采集后清洗干净,105℃杀青 0.5 h,65℃烘干至恒重,粉碎后用于养分测定。
1.3 养分测定方法
1.3.1 土壤养分的测定
参考鲍士旦[7]的养分测定方法,土壤 pH 采用电极电位法(水土比例为 2.5∶1)测定;土壤有机质含量采用重铬酸钾法测定;全碳、全氮含量均采用碳氮分析仪测定;有效磷含量采用 0.5 mol·L-1 碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定;速效钾、交换性钙、镁含量均采用 1mol·L-1 中性乙酸铵浸提,速效钾含量采用火焰光度计测定,交换性钙、镁含量采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES 仪器,美国 Perkin-Elmer 公司生产)测定;有效铁、锰、铜、锌含量均采用 0.1 mol·L-1 盐酸浸提后,ICP-OES 仪器测定。
1.3.2 叶片养分的测定
叶片氮、磷、钾含量采用浓硫酸消解法,用流动分析仪测定叶片氮和磷含量,用火焰光度计测定叶片钾含量;叶片钙、镁、铁、锰、铜和锌含量采用高氯酸消解法(高氯酸和硝酸的比例为 5∶1),用 ICP-OES 仪器测定。
1.4 营养元素含量分级标准
1.4.1 脐橙园土壤 pH 和养分分级标准
土壤 pH 和土壤有机质的分级标准如下表1表2所示,土壤养分指标的分级标准如下表3所示,可划分为极缺、缺乏、适量、高量和过量 5 个等级[8-10]
1土壤 pH 分级标准
2土壤有机质分级标准
3脐橙园土壤养分分级标准
1.4.2 脐橙园叶片养分分级标准
参考前人对柑橘叶片营养指标等相关研究,并结合云南陇川当地的气候条件及柑橘品种特点,将脐橙叶片养分含量分为低量、适量和高量 3 个等级,叶片养分丰缺分级标准如下表4所示。
4脐橙园叶片养分分级标准
1.5 土壤肥力评价方法
土壤肥力综合指数是指通过隶属度函数将土壤属性指标转化为 0~1 的无量纲数值。一般隶属度函数可分为“S”形和抛物线形,土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效铁、有效锰、有效铜和有效锌均属于“S”形,土壤 pH 属于抛物线形,该指标在一定范围内可提高柑橘的生产力,一旦超此范围则不利于柑橘生长。
“S”形隶属度函数:
f(x)=1.0 xx20.9x-x1x2-x1+0.1 x1x<x20.1 x<x1
(1)
式中,fx)为隶属度函数,x 为土壤属性测定值, x1x2 为土壤养分指标阈值。
抛物线形隶属度函数:
f(x)=1.0-0.9x-x3x4-x3 x3x<x41.0 x2x<x30.9x-x1x2-x1+0.1 x1x<x20.1 x<x1 xx4
(2)
式中,fx)为隶属度函数,x 为土壤属性测定值, x1x2x3x4 依次为函数曲线中的 4 个转折点。
5抛物线和“S”形函数曲线各指标的阈值
本研究采用主成分分析法计算各土壤指标的权重,通过加乘法计算土壤肥力综合指数(IFI)。
IFI=ni=1 Ui×Ni
(3)
式中,UiNi 分别表示每个指标的权重和隶属度值。
参考前人对土壤肥力的分级标准[11],可将脐橙园 IFI 划分为 5 个等级:Ⅰ级(0.8<IFI ≤ 1),土壤肥力极高; Ⅱ 级(0.6<IFI ≤ 0.8),土壤肥力高;Ⅲ级(0.4<IFI ≤ 0.6),土壤肥力中等;Ⅳ级 (0.2<IFI ≤ 0.4),土壤肥力低;V 级(0<IFI ≤ 0.2),土壤肥力极低。
1.6 数据分析
试验数据使用 Excel2016 和 SPSS 21.0 进行处理与统计分析,用 Duncan 法检验不同土层间土壤养分差异性(P<0.05),使用 R 4.1.2 进行土壤与叶片养分相关分析并绘图,采用 Origin 2023 进行作图。
2 结果与分析
2.1 脐橙园土壤养分含量及丰缺状况
在 0~20 cm 土层,土壤 pH 平均值为 5.43,变化范围为 4.16~7.71,土壤 pH 在 5.5~6.5 的比例仅占 31.7%。土壤有机质和全碳平均含量分别为 24.1 和 12.9 g·kg-1,88.6% 的果园土壤有机质含量 >15 g·kg-1。土壤全氮、有效磷和速效钾含量平均分别为 1.13 g·kg-1、92.5 mg·kg-1 和 191 mg·kg-1,均处于适宜及以上水平。土壤交换性钙和镁平均含量分别为 883 和 80.1 mg·kg-1,60.0% 土壤交换性钙、67.1% 土壤交换性镁处于缺乏水平。超过 90% 的果园土壤微量元素含量(除了有效铜)处于适量及以上水平,有效铜含量处于缺乏水平的比例为 65.8%(表6)。
在 20~40 cm 土层,土壤 pH 平均值为 5.02,脐橙园土壤 pH<5.5 的比例高达 80.2%。土壤有机质含量的变化范围为 5.50~38.1 g·kg-1,近 90% 的果园土壤有机质含量处于适宜及以上水平。土壤全氮、有效磷和速效钾含量处于适量及以上水平的比例分别为 72.2%、87.6% 和 74.1%。60.0% 土壤交换性钙含量处于缺乏水平,95.1% 的土壤严重缺镁。土壤微量元素(有效铁、锰和锌)含量均处于适宜及以上水平,87.7% 的土壤有效铜含量处于缺乏水平(表6)。
6脐橙园土壤 pH 和养分含量及分级状况
续表
2.2 脐橙园不同土层土壤 pH 和养分含量比较分析
陇川脐橙园 0~20 和 20~40 cm 土层土壤养分含量差异性比较如图2所示。脐橙园 0~20 cm 土层土壤 pH、速效钾、交换性镁、有效锰、有效铜和有效锌含量显著高于 20~40 cm 土层,而 0~20 与 20~40 cm 土层土壤有机质、全碳、全氮、有效磷、交换性钙和有效铁含量差异不显著。
2.3 脐橙园叶片养分含量及丰缺状况
脐橙园叶片氮、磷、钾平均含量分别 2.44%、 0.29%、1.76%,变异系数均小于 20%,磷、钾含量较高,49.3% 的叶片氮含量低。钙和镁含量的变化范围分别为 24.3~51.5 和 0.69~3.80 g·kg-1,叶片钙含量在适宜水平、镁含量处于低水平的比例均为 87.3%。叶片铁、锰、铜、锌含量丰富,铁、铜含量变异大,锰和锌含量的变异系数均小于 50% (表7)。
2.4 土壤 pH、养分指标和叶片养分元素间的相关性
对脐橙园土壤 pH、养分指标与叶片养分含量进行相关性分析,结果显示(图3),在 0~20 cm 土层中,土壤 pH 与叶片铁含量呈显著负相关 (P<0.05),土壤速效钾含量和钾镁比分别与叶片氮含量呈极显著负相关(P<0.001),土壤速效钾含量与叶片钙含量呈极显著正相关(P<0.01),土壤有效锰含量与叶片锰含量呈极显著正相关(P<0.001)。在 20~40 cm 土层中,土壤 pH 与叶片氮含量呈显著负相关(P<0.01),土壤速效钾含量与叶片钙、镁含量呈极显著正相关(P<0.01)。
2.5 脐橙园土壤肥力综合评价
不同土层中各土壤 pH 和养分指标隶属度值如图4所示。在 0~20 和 20~40 cm 土层,土壤 pH 的隶属度值分别为 0.68 和 0.48,全氮和交换性钙的隶属度均接近于 0.30,有效铁的隶属度值最高,最接近于 1,有机质、速效钾、有效锰和有效锌在 2 个土层的平均隶属度值都处于 0.3~0.7 范围内。0~20 cm 土层土壤交换性镁和有效铜的隶属度值均为 0.24,在 20~40 cm 土层其隶属度值分别为 0.12 和 0.17,二者隶属度值最低,为该区的肥力潜在限制因子。
2脐橙园土壤 pH 和养分含量差异性比较
注:箱体中间的线表示数据的中位数,箱体的上、下边缘分别代表数据的最大值和最小值,箱体外面上下的线为上下限,箱体右侧为样本分布点,图中不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。
7脐橙园叶片养分含量描述状况
3不同土层土壤养分指标与叶片营养元素的相关性
注:* 表示差异显著(P<0.05),** 表示差异极显著(P<0.01),*** 表示差异极显著(P<0.001);蓝色越深代表正相关性越强,红色越深代表负相关性越强。
分别对 2 个土层不同土壤指标进行主成分分析,得到各指标的公因子方差和权重(表8)。在 0~20 cm 土层中,土壤 pH、有机质、全氮、有效铁和有效锰的权重在 0.10~0.11 之间;交换性钙和镁的权重分别为 0.113 和 0.116,二者权重最大; 有效磷、速效钾、有效铜和有效锌的权重均小于 0.10;在 20~40 cm 土层中,土壤有机质和全氮的权重分别为 0.123 和 0.129,两者权重最大,其他指标的权重均小于 0.1。
脐橙园 0~20 和 20~40 cm 土层的土壤肥力综合指数分别为 0.57 和 0.46,均为Ⅲ级(中等)肥力水平,表层肥力指数显著高于亚表层。 0~20 和 20~40 cm 土层土壤肥力处于中等以下水平(0<IFI ≤ 0.4)的比例分别为 20.3% 和 37.0%,处于中等水平即Ⅲ级(0.4<IFI ≤ 0.6)的比例分别为 30.4% 和 45.7%,土壤肥力等级为Ⅰ级 (0.8<IFI ≤ 1)的比例均不足 10%(图5)。
4土壤 pH 和养分指标隶属度值雷达图
注:图中数据点越靠近中心点,其值越小,指标贡献程度越小,反之,则越大。
8各土壤指标公因子方差与权重
5脐橙园不同土层土壤肥力综合指数
注:B 图不同形状的高度代表不同等级土壤肥力水平的占比大小。
3 讨论
3.1 脐橙园土壤和叶片养分现状
本研究中,脐橙园土壤酸性较强,土壤 pH<5.5 的占比近 60%,与云南省新平县研究结果类似[12],这主要与当地成土母质和不合理施用化肥有关。脐橙园以红壤为主,陇川当地气温高且降雨量多,土壤高度风化,脱硅富铝化严重,造成土壤 pH 较低[13];同时,不合理施用化肥,尤其是氮肥,如尿素、铵态氮肥等易造成土壤酸化,氮肥在土壤中转化会产生质子,1 个 NH4 + 硝化可产生 2 个 H+,同时 NO3- 淋溶进一步导致 K+、Ca2+、Mg2+ 等盐基离子损失,加速土壤酸化过程[14]。果园 20~40 cm 土层土壤 pH 低于 0~20 cm 土层,与 Zheng 等[15]研究结果相同,随土层深度增加,土壤 pH 下降,土壤酸化严重。
土壤有机质是影响土壤特性的重要因素,同时也是土壤微生物重要的碳源[16]。脐橙园有机质含量适宜,但仍有部分果园有机质含量不足,可能与果园基础肥力差、有机质含量低有关,同时也会受果园管理模式以及地形地貌的影响,有机肥投入不足直接影响果园土壤有机质含量。因此,在生产上可以通过增施有机肥或种植覆盖作物,增加土壤有机质含量[17-18]。土壤有效磷和速效钾含量处于偏高水平,这主要与常年施用平衡型复合肥有关。钙、镁是影响柑橘产量和品质的重要营养元素[19],脐橙园土壤交换性钙、镁含量严重缺乏,而云南新平、元江等柑橘产区也存在同样的问题[20],主要有三方面原因:一是当地成土母质钙、镁含量低; 二是农户施肥习惯,注重氮磷钾元素的投入,易忽视中微量元素的补充;三是产区降雨量大会增加钙镁元素的淋洗[21]。土壤有效铁、锰、锌含量丰富,这主要与土壤 pH 有关,低 pH 时也会提高微量元素的溶解性[22]。而土壤有效铜含量不足,这与前人研究结果不一致[23],可能是因为脐橙园施用铜肥较少,同时磷肥投入高,产生磷铜拮抗也会造成土壤缺铜[24]。土壤养分指标在土壤肥力评价中起重要作用。脐橙园土壤综合肥力指数为中等水平,土壤肥力等级处于高水平的比例低于 10%,这主要原因是土壤 pH 偏低,交换性钙和镁及有效铜含量不足。低 pH 时,土壤养分有效性低,部分养分缺乏,同时果园土壤有机质含量处于高水平的比例仅占 19%,综合降低了脐橙园土壤肥力水平。
脐橙作为多年生果树,需要消耗大量养分,土壤是其生长所需营养的物质基础,叶片营养则反映土壤养分供应能力和树体营养水平[25-26]。脐橙园叶片氮含量较低,这可能是因为土壤中氮含量难以供应充足的氮素给地上部吸收,加之取样时脐橙正处于果实膨大期,新梢也在加速生长,需要消耗大量氮营养[27]。叶片磷、钾以及微量元素含量偏高,可能与土壤养分供应充足有关;叶片钙含量处于适宜水平,而土壤交换性钙处于缺乏水平,主要是因为在膨果期农户通常会叶面喷施钙肥来预防裂果的发生;而叶片镁严重不足与土壤缺镁有关。脐橙叶片铜含量较高,这可能与多次叶面喷施铜制剂有关,经常使用铜制剂也会抑制镁的吸收、促进磷的吸收,从而导致叶片中镁含量低、磷含量高[28]。对陇川县脐橙园不同土层土壤和叶片营养元素进行相关性分析,土壤与叶片养分含量的相关性不强,这与前人对湖南[29]、江西[30]等产地柑橘园的研究结果相似。
3.2 土层深度对土壤养分含量的影响
土层深度也是影响土壤养分有效性的重要因素,脐橙园土壤养分含量随着土层加深而降低,各指标含量为 0~20 cm>20~40 cm 土层,这与前人研究结果一致,即土壤养分具有表聚特征[31],且下层土壤养分往往处于适宜及以上水平的比例低于上层土壤,其原因是树体凋落物和根系残体的分解主要发生在表层土壤,碳的周转和氮、磷的矿化等养分输入促进上层有机质的累积[32],长期表层施肥也会增加土壤养分,所以表层土壤养分含量较高,随着土层深度增加其含量下降。由此可见,土壤养分在不同土层其含量分布并不均匀,根系生长深度和范围也会因作物种类而异,造成了 0~20 和 20~40 cm 土层土壤养分状况对根系吸收养分的影响存在差异,而柑橘根系吸收主要集中于 0~45 cm 深度的土壤[33],因此,在实际生产中应根据不同土层土壤养分状况指导施肥管理,有针对性地调整施肥策略,可以更好地满足脐橙生长的营养需求,提升脐橙产量和品质。
以往大多数研究多关注表层土壤(0~15 或 0~20 cm),对下层(20~40 cm)土壤养分丰缺状况研究相对较少。果实的产量和品质不仅受上层土壤养分的影响,下层土壤养分有效性也会影响果实产量和品质[34]。有研究表明,柑橘产量的高低主要取决于较深土层(30~45 和 45~60 cm)与较浅土层(0~15 和 15~30 cm)土壤性质的变化[35];越南后江省柚子园 20~40 cm 土层土壤养分与果实产量相关性较高(R2 =0.74)[36]。在陕西省洛川县苹果园进行研究的结果发现,14~17 年生的果园中,下层(20~40 cm)土壤健康指数与苹果产量呈显著的正相关[34]。一般采用加权综合法计算土壤健康指数,它是指将每个土壤属性指标的得分(数值)与相对应的权重乘积之和。在江西新丰县脐橙园也同样证明了 0~50 cm 土层土壤健康指数与产量呈显著的正相关[37]。本课题组在杂柑和猕猴桃的研究中也发现,下层土壤健康指数显著影响果实产量和品质。因此,在果树生产管理中,施肥需要适当的深施,保证下层土壤养分的有效性。在条件允许的情况下,可以采用水肥一体化技术,有研究表明,采用水肥一体化技术可以提高深层土壤养分有效性[38]
综上所述,在脐橙生产中,应综合考虑土壤和叶片养分状况以及脐橙实际养分需求进行科学的施肥管理。针对土壤酸化较严重的果园应适量施用石灰或碱性肥料调节土壤 pH,提高养分有效性,土施或叶片喷施钙肥、镁肥和铜肥,平衡土壤与树体间各营养元素含量,同时通过增施有机肥、翻耕松土等途径保障下层土壤养分,实现养分高效管理,促进脐橙提质增效。
4 结论
脐橙园 0~20 和 20~40 cm 土层土壤综合肥力指数分别为 0.57 和 0.46,均为中等水平,超过 50% 的果园土壤综合肥力处于中等以下水平。不同土层土壤有机质、氮、磷、钾含量均处于适宜及以上水平,微量元素(除了有效铜)含量较高。土壤 pH 较低,土壤交换性钙、镁和有效铜含量均处于缺乏及以下水平,是脐橙园土壤肥力潜在障碍因子。叶片磷、钾和钙含量适宜,微量元素含量偏高,氮和镁含量低。
1陇川县脐橙园采样点分布图
2脐橙园土壤 pH 和养分含量差异性比较
3不同土层土壤养分指标与叶片营养元素的相关性
4土壤 pH 和养分指标隶属度值雷达图
5脐橙园不同土层土壤肥力综合指数
1土壤 pH 分级标准
2土壤有机质分级标准
3脐橙园土壤养分分级标准
4脐橙园叶片养分分级标准
5抛物线和“S”形函数曲线各指标的阈值
6脐橙园土壤 pH 和养分含量及分级状况
7脐橙园叶片养分含量描述状况
8各土壤指标公因子方差与权重
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