廣東木薯園土壤肥力調查及評價

何時雨，李 靜，劉 青，馬旭東，林永華

（1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院廣州實驗站，廣東 廣州 510140；2.云浮市云安區(qū)白石鎮(zhèn)政府，廣東 云浮 527300）

木薯是世界三大薯類作物之一，具有高產(chǎn)、高淀粉含量的特性，被譽為“淀粉之王”［1-2］。木薯是熱帶地區(qū)最重要的塊根能源作物之一，是世界上6億人的主要食物來源，也是我國重要的工業(yè)原料作物［3］。土壤作為植物生長的基礎，是人類最基本的生產(chǎn)資料和物質基礎［4］，肥力水平直接影響植物生長和產(chǎn)量。肥料是植物高產(chǎn)的決定因素，氮、磷、鉀含量水平會顯著影響木薯產(chǎn)量。研究發(fā)現(xiàn)，施用有機肥能夠改善土壤理化性質，提高土壤肥力，改善作物品質和產(chǎn)量［5］。木薯地如果施肥不合理，會導致土壤肥力下降，制約木薯產(chǎn)量的提高。黃巧義等［6］研究發(fā)現(xiàn)，不同肥料配比情況下，木薯生物量、氮、磷、鉀累積量在不同生育期呈現(xiàn)不同的變化趨勢，氮肥對木薯生物量影響最大，能夠顯著增加凈作和間作木薯的單株薯數(shù)、鮮薯產(chǎn)量和鮮生物產(chǎn)量［7］，鉀肥次之，磷肥最小。木薯產(chǎn)量與施氮量和施鉀量呈正相關，與施磷量相關性不顯著［8］。施肥水平和肥料配比方式會對木薯土壤養(yǎng)分、酶活性以及木薯生長產(chǎn)生影響［9］。研究表明，氮、磷、鉀配合施用（1.0∶0.4∶1.0）可顯著提高木薯物質累積速率及產(chǎn)量，不同木薯品種物質累積對施肥依賴程度不同［10］。張振文等［11］多年來對木薯種植和土壤肥力的相關性進行分析，發(fā)現(xiàn)種植木薯只要做到合理的田間管理，可以做到“用地養(yǎng)地相結合”，實現(xiàn)土地合理利用，保護生態(tài)環(huán)境。木薯種植與土壤肥力的關系是許多部門關心的問題，也是木薯產(chǎn)業(yè)能否做大做強的關鍵所在。魏志遠等［12］調查了武鳴市木薯種植地土壤肥力狀況，鄭華等［13］對廣西紅壤種植木薯土壤肥力進行多年定位試驗。關于廣東省木薯園的土壤養(yǎng)分及土壤肥力評價，目前尚未有報道。本研究以國家木薯產(chǎn)業(yè)技術體系廣州綜合試驗站在廣東省的5個木薯園為調查區(qū)域和調查點進行分析評價，以期為廣東省木薯園合理施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

選擇國家木薯產(chǎn)業(yè)技術體系廣州綜合試驗站在廣東省的5個木薯園作為采樣點，采樣點基本情況見表1。

表1 調查木薯園采樣點基本情況

1.2 試驗方法

2017年10月下旬進行土壤樣品采集，采集0～20 cm的表層土壤（植物根部吸收的主要分布區(qū)），注意避開“肥穴”，按“S”型取樣點取樣混合作為一個樣品，將土壤樣品裝入塑料封口袋，及時帶回實驗室，進行風干過篩處理后保存待測，每個木薯園采集4個樣品。

1.3 測定項目及方法

土壤pH值用pH計測定；土壤養(yǎng)分指標測定參照鮑士旦［14］和魯如坤［15］方法進行，其中土壤有機質含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定；速效氮含量采用堿解擴散法測定；有效磷含量采用化學浸提法測定；有效鉀含量采用火焰光度計測定；土壤交換性鈣含量采用吸收分光光度計法測定；土壤有效硼含量采用甲亞胺比色法測定；土壤有效鐵、有效錳、有效銅、有效鋅等采用DTPA提取劑提取，用原子吸收分光光度計測定。參照文獻［15］制定土壤肥力分級標準（表2）。

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS 16.0進行統(tǒng)計分析，采用LSD法進行差異顯著性分析。

表2 土壤肥力豐缺指標

2 結果與分析

2.1 廣東5個木薯園土壤pH值、有機質含量分析

土壤pH能影響植物對其他養(yǎng)分的吸收，進而影響植物生長。從表3可以看出，調查木薯園土壤pH值集中在4.5～6.0之間，平均值為5.17。其中，遂溪木薯園土壤pH值最大為5.68±0.12，翁源土壤pH值最小為4.57±0.10，平均為5.17±0.13。由此可見，各木薯園pH值普遍較低，說明各木薯園土壤酸性較強。表3結果還顯示，云安和翁源土壤有機質含量相對較高，分別為2.53 %和2.24%，處于中等水平。而興寧、遂溪和開平有機質含量較低，各樣點有機質平均含量為1.6 %。

表3 廣東5個木薯園土壤pH值、有機質含量調查結果

2.2 廣東5個木薯園土壤速效氮、有效磷、有效鉀含量分析

廣東省木薯園土壤供氮水平普遍偏低（表4），速效氮含量平均為75.95 mg/kg，其中翁源（93.11 mg/kg）、云安（91.54 mg/kg）和興寧（85.39 mg/kg）相對較高，遂溪（54.92 mg/kg）和開平（54.78 mg/kg）較低。有效磷是反映土壤供磷水平的主要指標，云安有效磷含量最高、達到221.16 mg/kg，顯著高于其他4個木薯園；所有調查點有效磷含量都很高（＞20 mg/kg），說明選定的5個木薯園不缺磷。有效鉀含量除興寧（85.61 mg/kg）和云安（91.90 mg/kg）相對較低外，其他3個木薯園都處于中等以上水平，其中翁源（252.66 mg/kg）有效鉀含量顯著高于其他幾個木薯園（表4）。

表4 廣東5個薯園土壤速效氮、有效磷、有效鉀含量調查結果

2.3 廣東5個木薯園土壤交換性鈣和交換性鎂含量分析

土壤交換性鈣和交換性鎂是土壤質量的主要衡量指標，由表5可知，除翁源（131.52 mg/kg）土壤交換性鈣含量相對較低，另外4個木薯園都處于中等水平，表現(xiàn)為云安（589.22 mg/kg）＞開平（569.47 mg/kg）＞遂溪（467.74 mg/kg）＞興寧（289.08 mg/kg）。交換性鎂與交換性鈣含量的變化趨勢相似（表5），整體來講，所有木薯園土壤交換性鎂含量較低、平均為39.50 mg/kg。其中，翁源土壤交換性鎂含量處于極低水平、為12.00 mg/kg，云安（55.03 mg/kg）相對較高、達到中等水平。

表5 廣東5個木薯園土壤交換性鈣和交換性鎂含量調查結果

2.4 廣東5個木薯園土壤微量元素含量分析

土壤微量元素包括銅、鋅、鐵、錳、硼等，在土壤中含量較低，但對植物生長卻起到非常重要的作用。表6結果顯示，廣東省5個木薯園土壤有效銅含量全部處于中等以上水平、平均為0.66 mg/kg，土壤不存在缺銅現(xiàn)象。各木薯園之間土壤有效鋅含量差異明顯，其中云安有效鋅含量最高（5.98 mg/kg）、處于極高水平；開平有效鋅含量為1.31 mg/kg，為中等水平；其他3個木薯園有效鋅含量處于較低水平，存在缺鋅現(xiàn)象。有效鐵含量與有效鋅含量呈現(xiàn)相似的趨勢，云安土壤有效鐵含量處于極高水平、為487.58 mg/kg，而另外4個木薯園含量均處于較高水平，所有木薯園土壤有效鐵含量均比較豐富。土壤有效錳含量方面，興寧遠高于其他4個采樣點、為62.29 mg/kg，而另外4個木薯園土壤有效錳含量均較低，其中遂溪含量極低、僅2.16 mg/kg。土壤有效硼含量整體處于較低水平，所有木薯園平均含量為0.13 mg/kg、處于極低水平，其中翁源和開平相對較高（分別為0.23、0.15 mg/kg），遂溪和云安含量最低、均僅為0.08 mg/kg。

表6 廣東5個木薯園土壤微量元素含量調查結果

3 結論與討論

土壤pH值與有機質、氮磷鉀等速效養(yǎng)分有一定關系。pH值能影響植物對其他養(yǎng)分的吸收，進而影響植物的生長，而施用不同肥料會影響pH值。研究發(fā)現(xiàn)，當土壤呈堿性時，養(yǎng)分較為缺乏，隨著pH值下降，土壤養(yǎng)分呈增加趨勢。施用尿素會顯著降低土壤pH值，且隨著尿素施用量的增加，pH值下降幅度越來越大［16］。有機質含量是土壤肥力的代表，決定著土壤保肥育肥能力的強弱，也是影響植物生長及產(chǎn)量的重要因素，氮磷鉀是土壤肥力的重要組成部分，也是木薯結薯期至關重要的營養(yǎng)成分，對木薯的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有非常重要的作用［17-20］。土壤交換性鈣和交換性鎂是土壤質量的重要指標，是土壤的主要鹽基離子，鈣元素會參與植物體內多種代謝，鎂元素是植物葉綠體的重要組成部分，對代謝有促進作用，其豐缺程度直接影響作物產(chǎn)量和品質［21-23］。本試驗結果表明，廣東省木薯園土壤酸性較強，供氮水平普遍偏低，有效磷含量相對較高，有效鉀含量各地區(qū)表現(xiàn)出不同的水平。除翁源外，其他調查點不存在缺鈣現(xiàn)象，而所有木薯園土壤交換性鎂含量均偏低。土壤交換性鈣和交換性鎂與pH值有極顯著的正相關關系，施用有機肥能明顯增加土壤交換性鈣和交換性鎂含量，而施用化肥則會降低土壤交換性鈣和交換性鎂的含量［24］。應合理施肥，維持適合木薯生長的酸堿度和三大營養(yǎng)水平，平衡交換性鈣和鎂的含量，以保證木薯的正常生長。

微量元素是植物體內酶、維生素和生長激素的重要組成部分，直接參與有機體的代謝活動，其豐缺直接影響作物產(chǎn)量和品質，進而影響農(nóng)作物產(chǎn)值［25-26］。調查的廣東省5個木薯園不存在缺銅、缺鐵現(xiàn)象；除云安和開平外，興寧、翁源和遂溪存在缺鋅現(xiàn)象；除興寧外，其他4個木薯園均缺乏有效錳；有效硼均處于較低水平，缺硼現(xiàn)象明顯。因此，應合理施用包括鋅、錳、硼等微肥來補充土壤微量元素含量，保證木薯塊根的產(chǎn)量和品質。

施肥能改變土壤理化性狀，緩解土壤酸化，增加土壤養(yǎng)分，提高土壤生物化學特性，優(yōu)化土壤微生物群落組成，影響作物產(chǎn)量［27-28］。從廣東省5個木薯園的土壤肥力結果來看，所有調查點土壤肥力都不強，云安和翁源相對較強，土壤存在缺氮、鉀供應不均勻現(xiàn)象，土壤中鋅、錳、硼等微量元素比較缺乏，而合理施肥能調控補充缺乏的營養(yǎng)元素，平衡地區(qū)間差異。此外，應重視微量元素的施用，適當補充鋅、錳、硼等元素以補充土壤微量元素的缺乏。