摘要
以杨梅主产区仙居县典型杨梅园土壤为研究对象，共采集 209 个土壤样本，每样本测定 pH、有机质等 10 个土壤性状与养分指标，用模糊综合评价法对土壤肥力进行分析。结果表明：仙居县杨梅主产区在土壤肥力综合评价中 6.70% 的园地土壤肥力处于低质量水平，55.50% 处于较低质量水平，34.93% 处于中等质量水平，另有 2.87% 的园地土壤肥力处于较高质量水平，高肥力区域 0 个。生产区存在较严重的土壤酸化问题和养分失衡。土壤可交换性镁、有效钼、有效硼养分缺乏，尤以有效硼含量最为贫瘠，生产上可着重增加施用镁、钼、硼肥，同时适量补充土壤碱解氮、有效磷和有机质以及利用生理碱性肥料或生石灰等调理剂改良土壤 pH，缓解土壤酸化，提高土壤综合肥力，优化杨梅生长所需的土壤环境。
Abstract
This study focused on the typical soil in the main production area of bayberry in Xianju county，a total of 209 soil samples were collected. Ten soil properties and nutrient indicators were measured for each sample，including pH value，organic matter，total nitrogen，available phosphorus，available potassium，slow-release potassium，exchangeable magnesium，available molybdenum，available boron，and available zinc. The fuzzy comprehensive evaluation method was used to analyze soil fertility. The results indicated that in the main production area of bayberry in Xianju，6.70% of the orchard soils were rated as low quality，55.50% as lower medium quality，34.93% as medium quality，and 2.87% as upper medium quality，with no areas classified as high fertility. The production area faced significant soil acidification issues and nutrient imbalances. There was a scarcity of exchangeable magnesium，available molybdenum，and available boron nutrients，with available boron being particularly deficient. It was recommended to focus on increasing the application of magnesium，molybdenum，and boron fertilizers，while also appropriately supplementing soil alkali hydrolyzed nitrogen， available phosphorus，and soil organic matter. Additionally，using physiological alkaline fertilizers or conditioners such as quicklime could improve soil pH，alleviate soil acidification，enhance overall soil fertility，and optimize the soil environment needed for bayberry growth.
Keywords
杨梅（Myrica rubra Sieb. &Zucc.），又名树梅、白蒂梅，在我国浙江、云南和福建省广泛种植，其中以浙江省种植面积最大、产量最高，品质最好[1-2]。杨梅因其独特的风味和口感以及其较高的药用价值备受关注[3-4]。然而近年来衰弱病[5]使杨梅健康生产面临极大挑战。病树主要表现为树势衰弱迅速、新梢难抽出、根部功能退化或出现不同程度腐烂，往往在发病的 2～4 年树体死亡，该病在全国杨梅种植园中均有不同程度发生。任海英等[6]研究结果发现，杨梅衰弱病的发生与土壤理化性质恶化、微量元素失调等密切相关。
土壤是陆地生态系统的重要组成部分，其形成经历了漫长的地质年代，是物质循环、能量交换和信息传递的核心区域[7]，也是植物生长的重要环境。研究发现，磷素含量与杨梅的坐果率成正比，与其叶片中的氮素含量成反比；其次硼元素的缺乏会制约杨梅根系吸收磷元素以及杨梅菌根的固氮能力，从而引起以枯梢、小叶、枝条簇生为主要特征的梢枯病[8]。杨梅种植环境多为山地、坡地，土壤土层较薄、土质疏松、保水保肥能力差，致使杨梅根系分布范围较浅，极大地限制了根系从土壤中吸收养分及水分的能力，加剧了杨梅树势衰弱的发生[9]。农户为提高土壤肥力盲目追施化学肥料，导致出现土壤酸化、板结以及养分失衡等[9-12]，严重危害杨梅的健康生长[13]。因此，掌握杨梅土壤肥力分布状况，对于合理施肥、提高土壤综合肥力、促进杨梅健康生长有着重要作用。
综合评价分析研究常用主成分分析法和模糊综合评价法。主成分分析法通过数据的降维压缩、主成分因子的提取而进行数据解释，常用来寻找判断某种事物或现象的综合指标，并且给其所包含的信息以专业解释，从而更加深刻揭示事物内在规律[14]。而模糊综合评价法是基于模糊数学对不确定性和模糊性信息进行处理，使得研究结果更加贴近实际情况，将多个评价指标综合为一个综合评价结果用于比较分析[15]。本文以比较仙居县杨梅种植区中不同区域土壤肥力水平为途径，揭示各区域土壤肥力分布状况和变化规律为目的，因此采用模糊综合评价法进行数据分析挖掘更适合，为改良杨梅衰弱病区的土壤质量提供参考。
1 材料与方法
1.1 土壤样品
以仙居县杨梅主产区典型土壤为研究对象，共采集 209 个土壤样本并于当年进行成分测定。
1.2 土壤成分含量测定
按如下方法进行每个土样的 10 种成分含量测定：土壤 pH、有机质（SOM）、全氮（TN）、有效磷（AP）的测定方法参照《土壤农化分析》[16]； 速效钾（AK）和缓效钾（SaK）含量采用农业行业标准 NY/T889—2004 的方法测定；土壤有效硼 （AB）采用煮沸浸提-甲亚胺-H 比色法（NY/T1121.8—2006）测定；交换性镁（EMg）含量采用农业行业标准 NY/T1121.13—2006 的方法测定；土壤有效钼（AMo）采用草酸-草酸铵浸提-极谱仪法测定（NY/T1121.9—2012）；土壤有效锌（AZn） 采用二乙烯三胺五乙酸（DTPA）浸提-电感耦合等离子体发射光谱法测定（HJ 804—2016）。
1.3 土壤肥力指标综合评价
每种土壤成分作为一项指标，先对各项指标进行评价，然后将单因素评价结果转换为由各指标所构成的土壤综合肥力评价结果。具体是先对各土壤肥力指标的隶属度值进行加权求和，最终计算土壤综合肥力评价指数[17]，公式如下：
(1)
式中，IFI 为土壤综合肥力评价指数；Wi 为第 i 项指标的隶属度值；Ni 为第 i 项指标的权重值。
1.4 数据分析及处理
利用 Excel 2019 进行数据记录，用 R 4.3.3、 GraphPad Prism 9 和 Origin Pro 2024b 进行数据描述性统计、隶属度、权重系数计算、相关性分析和土壤肥力散点图绘制。
2 结果与分析
2.1 杨梅园地土壤主要理化性状
描述性统计结果如表1所示。仙居县杨梅园地土壤 pH 范围为 3.78～6.91，变幅较大，表明各园地间土壤酸碱度存在较大差异。土壤 SOM、TN、AK 和 SaK 含量变幅分别为 2.28～58.70 g/kg、0.09～2.22 g/kg、 33.00～504.00 mg/kg 和 98.10～864.00 mg/kg，平均变异系数为 49.64% 且变异系数均在 10%～100%内，属于中等变异。此外，土壤 AP、EMg、AB、AMo 和 AZn 含量变幅分别为 0.28～196.00、2.43～862.65、 0.022～3.50、0.014～1.99 和 0.086～49.50 mg/kg，变异系数均大于 100%，属于强变异，说明在该主产区各园地间土壤肥力差异较大，部分园地存在养分失衡问题。
表1仙居县土壤主要理化性状
注：SOM、TN、AP、AK、SaK、EMg、AB、AMo、AZn 分别为有机质、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾、交换性镁、有效硼、有效钼、有效锌。下表、图同。
2.2 隶属度值计算
不同肥力指标对作物生长状况的影响不同，因此根据肥力指标对作物生长状况的影响分别选择峰值型和戒上型函数模型。通常情况下，土壤 pH 过高或过低均会对作物造成不良影响。因此，本研究选用的 10 种肥力指标中，除土壤 pH 选用峰值型函数曲线外，SOM、TN 和 AP 等肥力指标均采用戒上型函数曲线。在峰值型函数计算公式（2）中，土壤 pH 转折点取值：x1=4.5，x2=6.5，x3=7.5， x4=8.5；其余肥力指标在戒上型函数（公式 3）曲线中的转折点取值如表2所示。
(2)
(3)
式中，Wi 为第 i 项指标隶属度值；x 为各项肥力指标实测值；x1、x2、x3、x4 为对应折线的转折点取值。
土壤的肥力因子与作物的产量和品质是隶属度值计算的基础，因此隶属度值可以表达土壤中单个肥力因子的含量水平。求 209 个采样点土壤样本的单项肥力指标隶属度值平均值获得不同肥力指标隶属度值（图1）。
如图1所示，仙居县杨梅主产区园地土壤中 AK、SaK 和 AZn 的隶属度值在所有养分因子中属最高，分别为 0.54±0.22、0.79±0.28 和 0.59±0.40，这表明在该主产区内园地土壤养分中的 AK、SaK 和 AZn 含量较为丰富，其中 SaK 含量最高。EMg、AB 和 AMo 三者的隶属度值相较于其余肥力因子较低，分别为 0.17±0.19、0.11±0.09 和 0.22±0.27，说明在该主产区土壤中这 3 种养分含量贫瘠，其中以 AB 含量最为缺乏。此外，pH 隶属度值为 0.26±0.22，较其余指标也相对较低。据报道，杨梅生长适宜的土壤 pH 范围为 4.5～5.5[18]，而在该主产区有 45.45% 的园地土壤 pH 不在该范围内。
表2戒上型函数曲线的转折点取值
图1不同肥力指标的隶属度值
2.3 肥力指标相关性分析
通过 Pearson 相关性分析能有效反映各肥力因子间的状况。如图2所示，pH 与 EMg 含量呈极显著正相关（P<0.01）。AK 含量与 AP、SaK 含量呈极显著正相关（P<0.01），AZn 含量与 TN、AB 含量呈极显著正相关（P<0.01）。SOM 含量与 TN、AB 含量呈极显著正相关（P<0.01），pH 与 SaK 含量呈显著正相关（P<0.05），SOM 含量与 AZn 含量呈显著正相关（P<0.05），AB 含量与 TN、AK 含量呈显著的正相关（P<0.05），AK 含量与 EMg、TN 含量呈显著正相关（P<0.05）。此外，SaK 含量与 TN、 SOM 含量均呈极显著负相关（P<0.01）。pH 与 SOM 含量呈极显著负相关（P<0.01）。
图2仙居县杨梅种植地土壤肥力因子相关性分析
注：显著性水平 * 表示 P<0.05，** 表示 P<0.01。
2.4 各肥力指标权重系数计算
为避免人为因素对权重系数的影响，本研究采用相关系数法[19]确定各肥力指标的权重系数。具体为计算某一肥力指标与其余肥力指标相关系数的绝对值之和的平均值，该值在所有肥力指标相关系数平均值总和中的占比即为该肥力指标的权重系数。计算结果见表3，SOM 和 TN 所属权重最高，分别为 0.175 和 0.166；pH、AK 和 AB 次之，分别为 0.118、0.102 和 0.097；其余肥力指标按大小依次为 SaK 0.092、AZn 0.082、EMg 0.072、AP 0.065 和 AMo 0.031。
表3各肥力指标平均相关系数和权重
2.5 土壤肥力综合评价
土壤肥力综合评价有助于更清晰、直观地反映该地土壤质量所属水平，使生产从业人员更好掌握土壤肥力改善问题的重点。根据综合评价分级标准，利用综合肥力指数对各采样点土壤进行评价，该分级具体为高（≥ 0.8）、较高（0.6~0.8）、中 （0.4~0.6）、较低（0.4~0.2）和低（<0.2）[20]。
结果表明（图3），仙居县杨梅主产区 209 个采样点中 62.20% 的园地土壤肥力处于中等质量水平以下，其中有 6.70% 的园地土壤肥力处于低质量水平；有 34.93% 的园地土壤肥力处于中等质量水平，另有极个别区域土壤肥力较高，占总比 2.87%，而土壤肥力为高质量水平的区域数为 0 个。因此，根据模糊综合评价法判断，仙居县杨梅主产区园地土壤肥力水平整体呈现较差。
图3综合肥力指数散点图
3 讨论
3.1 仙居产区肥力与全国主产区的差异
仙居县杨梅主产区园地土壤 pH 平均值（4.77） 低于全国杨梅主产区平均值（5.02），且在该地有超过 30% 的土壤呈强酸性（pH 3.78~4.5），SOM 含量低于全国杨梅主产区均值（18.48 g/kg），TN 含量低于全国杨梅主产区（1.349 g/kg），AP 含量低于全国杨梅主产区（25.13 mg/kg），AK 含量高于全国杨梅主产区（63.00 mg/kg）[18]。对比结果表明，仙居县杨梅主产区整体上土壤酸化情况较重。土壤酸化会影响土壤中养分的有效性以及对养分的固持能力[21]，增加土壤中交换性铝含量，使植物遭受酸害[22]。同时土壤呼吸作用、酶活性和微生物活性会受到抑制，微生物族群结构和丰度受到改变[23-24]，使得植物感病概率大大增加。这与 Chen 等[25]研究结果一致，土壤酸化会导致杨梅土壤铝毒性大幅升高，致使土壤有害菌群增加和土壤酶活性下降等，是造成杨梅衰弱病的主要原因，严重影响杨梅产量和品质。SOM 是地球碳循环的重要组成部分，可改善土壤的物理性状，增加土壤肥力，是土壤微生物必不可少的碳源和能源[26-27]。因此在生产上应补充有机肥的施用量，提升园地土壤 SOM 含量，同时该施肥措施对于改善土壤酸化问题也有一定效果[28-29]。
3.2 植物对各类养分元素的需求
AN、AP 对于植物维持正常生长有着重要作用，是植物生长过程中必不可少的元素。王丽华等[30]研究结果表明，通过调整土壤中化学物质的含量，可以影响菌根真菌对植物根系的侵染过程，从而影响植物的养分吸收和生长发育。这与任海英等[31]研究结果一致，适量吸收利用氮可以提高菌根真菌的侵染能力，对植物正常生长有着显著的促进作用。适量施氮还能显著提高植物光合速率，促进果实中的干物质积累，有利于高产[32-33]。磷是杨梅生长的限制元素[34]，Bai 等[35] 研究结果表明，磷是细胞合成功能性物质的原料，对植物的产量及品质有着重要影响。在徐敏等[36]的研究中表明果园、园地土壤对于磷的吸附能力较差，容易出现流失，且 AZn 是影响磷吸附的重要因子。研究区土壤 AZn 含量较丰富，为保持土壤对于磷有较强的吸附能力，应预防土壤锌淋失，同时注意氮和磷的搭配施用，补充土壤养分。
在隶属度值统计中发现，养分因子 EMg、AB 和 AMo 的隶属度值与其余肥力因子相比最低，表明园地土壤中以上 3 种养分稀缺，其中 AB 含量最为缺乏。研究表明，镁是植物体内多种酶的活化剂，对维持植物叶绿体结构起着重要作用，能直接参与植物的光合作用和碳水化合物、蛋白质、核酸的生成[37]；钼参与植物多种生理、代谢过程，在植物的氮代谢过程中发挥重要作用[38]，当植物缺硼时植物体内的硝酸还原酶活性受抑制，致使植物体内硝态氮积累，将抑制蛋白质的合成及根系对氮的吸收，进而影响植物氮代谢的正常进行[39]；缺硼会影响植物激素水平的变化[40]、中心碳氮代谢过程[41]以及引起植物细胞壁加厚[42-43]，影响细胞分裂的正常进行，导致植物根系的生长受阻。此外，金天等[44]发现致使植物根系的生长受阻的部分原因也应该与缺硼导致的根系线粒体功能和结构受到破坏有关。
3.3 仙居产区土壤酸化原因及影响
仙居县杨梅园主要分布在丘陵山区，近几十年来以施用化肥为主，早期的三元复合肥、氯化钾和硫酸钾等肥料导致土壤酸化[45]。尤其是 pH 为 4.0~5.0 的三元复合肥施入土壤后 1 d 就可显著降低土壤 pH 和提高土壤交换性酸含量[46]。近 10 年施用的氮、磷、钾化肥加剧了土壤酸化，酸化深度可达 40 cm，大幅增加盐基离子损失和交换性铝的产生，尤其是氮的硝化产酸作用对土壤酸化显著[47]，施氮肥会显著增加土壤的总酸度，当施氮量从 100 kg/ hm2 升高到 200 kg/hm2 时，土壤的平均交换性酸总量会从 6.57 mmol/kg 增加到 8.21 mmol/kg[48]。
我国地处世界第三大酸雨区，具有区域性强、频率高及酸性强等分布特点[45，49]。仙居县属于华东酸雨区，该酸雨区年平均降雨的 pH 低于 4.5，酸雨类型为硫酸-硝酸混合型，主要致酸物质是硫酸盐和硝酸盐，降水大而集中，降雨量充沛，淋溶作用强烈，土壤中钙、镁、钾等阳离子大量流失，导致土壤中 H+ 大量增加并沉积，酸沉降致使土壤酸化加剧[50]。
杨梅生产上大量使用化肥和酸雨淋溶的水肥管理模式导致仙居县杨梅园土壤酸化严重，而酸化影响土壤微量元素的有效性，硼在 pH 4.7～6.7、钼在 pH 4～8 有效性降低，肥力大大下降[45]。当土壤 pH 低于 6.0 时，土壤中的有效养分 AK、钙、EMg 含量会急剧减少[51]。而本研究发现仙居县杨梅园土壤 pH 均值为 4.77，分布在 3.78～6.91，土壤中 EMg、AMo、AB 匮乏，这表明，土壤肥力差与土壤酸化有着密切关系。
3.4 施肥改善措施影响土壤肥力
本团队前期研究发现[52-53]，在杨梅的整个生长过程中通过施用生物有机肥替代传统化学肥料补充树体营养及土壤养分，效果优异。调查结果表明，改良后的施肥措施显著促进了杨梅病树的营养生长及果实品质，且优于常规化学肥料处理，病树枝梢、叶长、叶宽、叶厚和叶绿素含量显著增加； 在果实品质方面，显著增加了单果重、可溶性固形物含量，降低了可滴定酸含量[54]。并且，除改良施肥措施外，在果园内种植伴生植物长也有着重要作用[53，55-56]，在园中种植波斯菊可使土壤中硝态氮和 AK 含量显著增加。因此与新型施肥管理措施相比，当前该主产区传统的化肥管理措施存在着较大的缺陷，是致使该主产区土壤肥力受限的重要原因。
杨梅是对钾元素需求量较大的果树，氮、磷、钾需求比例为 1∶0.5∶2.69[57]，近年来，浙江省也实施了测土配方施肥等工作，提倡经济作物“减氮稳磷增钾”的施肥理念，在生产上加大了钾肥投入，逐步使仙居县杨梅主产区土壤钾含量高于全国主产区平均水平，本研究发现仙居县杨梅园土壤钾元素含量比全国主产区平均水平高 77.81%，进一步证明了科学施肥及管理的重要意义。
4 结论
仙居县杨梅主产区在土壤肥力综合评价中6.70 % 的园地土壤肥力处于低质量水平，55.50% 处于较低质量水平，34.93% 处于中等质量水平，另有 2.87% 的园地土壤肥力处于较高质量水平，高肥力区域 0 个。生产区存在较严重的土壤酸化问题和肥力失衡。土壤 EMg、AMo、AB 养分稀缺，尤以 AB 元素最为缺乏。因此，在生产上要对传统的施肥管理措施进行“去粗取精”，逐步因地制宜地采取生物有机肥替代化肥及种植伴生植物等新型管理方法，改善部分地区土壤肥力低下、果园低质降产的现状。同时，该主产区迫切需要使用生物碱性肥料或生石灰等改良土壤 pH，降低土壤酸化程度，避免进一步危害土壤肥力。辅以着重增施用镁、钼、硼肥，适时适量补充土壤碱解氮、AP 和 SOM 提升杨梅园地土壤综合肥力水平。