土壤健康評價與春見柑橘幼樹冬肥方案設(shè)計

楊德榮，曾志偉，周 龍，3，楊劍海，范積旭

(1.云南云天化股份有限公司，云南 昆明 650228；；2.云南省化工研究院，云南 昆明 650228；3.云南農(nóng)業(yè)大學，云南 昆明 650201；4.云南恒冠泰達農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，云南 昆明 651700)

在土壤評價體系中，有“土壤質(zhì)量”和“土壤健康”兩個類似的概念，多數(shù)專家學者認為兩者可以通用，但農(nóng)戶更傾向于使用土壤健康這個概念，用定性指標描述土壤狀況更容易理解，而科學家傾向于使用土壤質(zhì)量，用土壤分析的量化指標來描述土壤特征[1]。健康的土壤生產(chǎn)健康的農(nóng)作物，反過來又滋養(yǎng)人類和動物[2]。而今農(nóng)業(yè)界所倡導(dǎo)的測土配方、精準施肥等，旨在建立“土壤-作物-營養(yǎng)”的平衡。這樣的平衡，首先關(guān)注土壤，應(yīng)用相關(guān)檢測分析手段，對某一地塊的土壤肥力(有機質(zhì)含量、氮磷鉀等元素含量、保水性、團粒結(jié)構(gòu)等)進行定性或定量分析，判斷土壤健康狀況；其次關(guān)注作物，不同的作物，其需肥規(guī)律是不同的。不同的地塊、不同的作物、不同的氣候環(huán)境，其施肥方法是不同的，科學合理的施肥必須綜合考慮土壤、作物等因素。

測土配方，不只“缺啥補啥”(例如缺鉀，常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上增加鉀肥施用量)一個維度，它還關(guān)注土壤團粒結(jié)構(gòu)、表層硬度、線蟲數(shù)量、有益微生物與有害微生物數(shù)量等情況，例如在一些連作障礙較嚴重的地塊，倡導(dǎo)使用微生物肥料。由此可見，常規(guī)五項(有機質(zhì)、氮、磷、鉀、pH值)難以客觀、全面、充分的評價土壤健康狀況。健康的土壤，是健康植株生長的必要條件。合理的施肥，春見(蕓香科柑橘屬晚熟雜柑品種)等果樹健康生長，產(chǎn)出高品質(zhì)果實的基礎(chǔ)，筆者通過土壤物理指標、生物指標、化學指標、生物指示物4個維度客觀、全面、充分的評價栽培地塊土壤健康狀況或等級，結(jié)合春見等蕓香科作物幼樹期需肥規(guī)律，制定相應(yīng)的冬肥施肥方案，以期為春見類果樹種植戶們提供參考。

1 土壤健康評價指標

1.1 土壤物理指標

結(jié)合Cornell土壤健康評價系統(tǒng)[3]與S.H.Schoenholtz[4]等專家觀點。從實用性和可行性的角度，筆者選用土壤團聚體穩(wěn)定性(0.25～2mm)、有效含水量、土壤表層硬度、土壤次表層硬度作為土壤物理指標。

1.2 土壤生物指標

綜合Doran[5]與Cornell土壤健康評價系統(tǒng)[3]中有關(guān)有機質(zhì)、活性碳含量等土壤生物指標的描述。從實用性和可行性的角度，筆者選用有機質(zhì)含量、活性碳含量、潛在可礦化氮作為生物指標。

1.3 土壤化學指標

綜合黃昌永[6]與Cornell土壤健康評價系統(tǒng)[3]中有關(guān)土壤氮、磷、鉀、鈣等化學指標的描述，筆者選用的土壤化學指標為土壤pH、全氮(%)、有效磷(mg·kg-1)、速效鉀(mg·kg-1)、有效鐵(mg·kg-1)、有效錳(mg·kg-1)、有效鋅(mg·kg-1)、有效硫(mg·kg-1)、交換性鈣(cmol·kg-1)、交換性鎂(cmol·kg-1)以及水溶性總鹽EC(g·kg-1)。

1.4 土壤健康生物指示物

早在1881年，科學家達爾文深入的研究了蚯蚓與土壤肥力的關(guān)系，稱它為“農(nóng)業(yè)的犁手”。蚯蚓是最為重要的土壤動物之一，不僅可以改良土壤結(jié)構(gòu)和肥力，還能促進土壤礦物風化[7]。蚯蚓是長年在土壤中活動的有益生物, 與土壤微生物和植物構(gòu)成協(xié)調(diào)的關(guān)系, 其益處遠非疏松、培肥土壤所能比擬[8]。蚯蚓糞是品質(zhì)極佳的有機肥，其富含細菌、放線菌和真菌[9], 這些微生物不僅使復(fù)雜物質(zhì)礦化為植物易于吸收的有效物質(zhì), 而且還合成一系列有生物活性的物質(zhì), 如糖、氨基酸、維生素等, 因此蚯蚓糞具有許多特殊的性質(zhì)[10]。筆者在云南省沾益縣大坡鄉(xiāng)威格村、云南省西雙版納州景洪市橄欖壩曼景匡村納卡地段、云南省瑞麗市弄島鎮(zhèn)等秀村、云南省隴川縣勐約鄉(xiāng)溫泉村、云南省龍陵縣勐糯鎮(zhèn)田坡村等地觀察發(fā)現(xiàn)，每平米土壤中蚯蚓數(shù)量與土壤有機質(zhì)、團聚體穩(wěn)定性呈正相關(guān),與土壤表層硬度呈負相關(guān)(見表1)。在農(nóng)業(yè)實踐中，筆者常用每平米土壤中蚯蚓數(shù)量作為土壤健康生物指示物，直觀評判土壤健康狀況。

表1 蚯蚓與土壤有機質(zhì)、團聚體穩(wěn)定性及土壤表層硬度的觀察

2 土壤健康評價設(shè)計

2.1 土壤健康指標及其表格設(shè)計

采取土壤物理指標、生物指標、化學指標以及土壤健康生物指示物4個維度，結(jié)合相關(guān)文獻及筆者團隊多年農(nóng)業(yè)種植實踐經(jīng)驗，筆者項目團隊設(shè)計土壤健康等級評價表(見表2)。

表2 土壤健康等級評價

*潛在可礦化氮指標是表明氮的供給能力的重要指標，但因的分析測定耗時較長、成本較高，難以實現(xiàn)快速檢測，所以，該指標可以作為選擇性指標。*pH 5.5～8.0不包含6.5～7.5。

2.2 分析檢測方法

用McGill等[11]的方法檢測土壤活性碳，用Li Shengxiu和Smith K A等[12]的方法檢測潛在可礦化氮，用SZ-3型土壤硬度檢測儀(或TYD-1便攜式土壤硬度檢測儀)檢測土壤表層硬度。依據(jù)NY/T 1121-2012《土壤檢測》檢測土壤全氮、有效磷、速效鉀、pH、有機質(zhì)、交換性鈣、交換性鎂、水溶性鹽總量、有效硫，依據(jù)NY/T 890-2004《土壤有效態(tài)鋅、錳、鐵、銅含量的測定 二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提法》測定土壤有效鐵、有效錳、有效鋅，粒徑篩分法測定土壤團聚粒徑。

2.3 土壤健康狀況評價

按照土壤健康等級評價表(表2)的檢測指標對果園的土樣進行檢測，并將檢測結(jié)果填入空表中，與表2對比，判定土壤健康狀況，筆者實踐中將土壤健康狀況設(shè)定為A級、B級、C級以及D級四個等級。

19個檢測指標中，如果有15個指標以上(含15個)達到I級標準，則該果園的土壤為A級土壤；如果有15個指標以上(含15個)達到II級標準，則該果園的土壤為B級土壤；如果有15個指標以上(含15個)接近III級標準(上限值或下限值)，則該果園的土壤為C級土壤；如果有5個指標以上(含5個)與III級標準(上限值或下限值)相差過大，檢測指標低于或高于III級標準上限值或下限值30%，為D級土壤。

3 春見幼樹果園冬肥施肥方案設(shè)計

3.1 春見幼樹主要性狀及需肥特點

春見柑橘，蕓香科柑橘屬，2001年引入我國。春見果實肉質(zhì)脆嫩、多汁、風味濃郁、酸甜適口，廣受消費者喜愛，四川、福建、湖南等地有較大的種植規(guī)模。春見樹勢較健旺、樹姿直立、分枝角度小、枝條細小、發(fā)枝率高[13]。

筆者試驗地塊(經(jīng)緯度：E98°6'32" N24°19'37"，海拔857 m)內(nèi)一年生春見幼樹樹勢中等，其樹冠幅0.52～1.05 m , 株高0.69～1.22 m。樹體近似傘狀(幼樹未修剪), 枝干呈褐綠色(或墨綠色)、枝條細小且密。葉片呈深綠色、較薄、內(nèi)折，形似長鴨梨狀，葉緣呈鋸齒狀或波浪形。一年內(nèi)抽生3～4次稍，3月上旬萌發(fā)春梢(春梢無刺)，5月中下旬萌發(fā)夏梢(夏梢略有短刺)，8月上旬抽秋梢(秋梢略有短刺)，各梢期與地塊內(nèi)晚熟橙類柑橘樹相比較，早5～15 d。

張福鎖團隊[14]研究認為，100kg柑橘果實 (干重) 需氮(N)0.6 kg、磷(P2O5)0.11 kg、鉀(K2O)0.4 kg。處于營養(yǎng)生長階段的幼年樹施肥主要為促進根系生長和樹冠擴大，形成良好的樹型，為后期掛果做營養(yǎng)儲備。因幼樹根群少且弱，吸肥能力較差，耐肥能力弱，因而幼樹要以勤施薄施為原則，盡量培養(yǎng)其長成強大根群，促進樹體吐新梢，盡快形成樹冠[15]。

3.2 地塊土壤情況分析

試驗地塊(經(jīng)緯度：E98°6'32" N24°19'37"，海拔857 m)位于云南隴川縣龍江湖畔，坡度4°左右，常年的雨水及不合理的施肥導(dǎo)致土壤呈現(xiàn)有機養(yǎng)分與礦物質(zhì)養(yǎng)分缺乏、土壤輕度板結(jié)等不良現(xiàn)象，指標分析值詳見表3：

表3 土壤質(zhì)量分析值

按照土壤健康等級評價表(表2)對試驗地塊土壤進行評價分析，試驗地塊土壤為D級，情況十分不理想，主要表現(xiàn)在1)礦質(zhì)營養(yǎng)元素偏低，全氮(N)、有效磷(P)、速效鉀(K)、交換性鈣(Ca)、交換性鎂(Mg)、有效鐵(Fe)、有效錳(Mn)、有效鋅(Zn)等指標III級標準值的50%、5.8%、77%、77%、30%、4.63%、23.33%、16.67%；2)有機質(zhì)含量低(III級標準值的34.33%)，土壤團粒結(jié)構(gòu)不佳(III級標準值的81.25%)，保水量不足(III級標準值的73.33%)、蚯蚓數(shù)量偏低甚至為0 等。

3.3 冬肥方案設(shè)計

3.3.1 有機肥的選用 我們把有機肥劃分為礦物源有機肥和生物質(zhì)有機肥。盡管兩種有機肥均具有改良土壤的功用，因其本身來源、結(jié)構(gòu)和工藝的差異，在改良土壤方面作用也不盡相同[16]。生物質(zhì)有機肥除含有有機質(zhì)、腐殖酸組分外，還含有作物生長及培肥地力所需的氨基酸、核酸、多肽、蛋白酶等活性成分，多組活性成分的協(xié)同，可改善土壤微生態(tài)環(huán)境，刺激作物內(nèi)源激素分泌與平衡，有效增強作物免疫力與抗逆性。由動植物殘體千百年礦化而成風化煤、褐煤，經(jīng)必要的工業(yè)處理制得礦物源有機肥，其腐殖酸組分與土壤腐殖質(zhì)在性質(zhì)、結(jié)構(gòu)上十分接近。所含氧官能團為羧基、酚羥基和甲氧基，也含有醇羥基、烯醇基、磺酸基、醌基和酮基等，具有陽離子交換能力，可以和銨鹽、堿金屬鹽、磷酸鹽、重金屬鹽和稀有元素等形成各種可溶或不溶性的鹽以及穩(wěn)定程度不同的有機-無機絡(luò)合物[17]。礦物源有機肥在改良土壤團粒結(jié)構(gòu)、提高礦質(zhì)營養(yǎng)元素利用率方面功效顯著；同時礦物源有機肥的礦物質(zhì)成分，如磷、鎂、鈣等含量相對生物質(zhì)有機肥，含量更豐富。

一般而言，生物質(zhì)有機肥以畜禽糞便及秸稈腐熟為主，來源廣、價格低廉，A級或B級土壤簡單施用生物質(zhì)有機肥即可。C級或D級土壤須增施有機肥，土壤表層硬度>2.0Mpa，礦物質(zhì)營養(yǎng)成分缺乏時，應(yīng)選用一部分礦物源有機肥。

3.3.2 無機肥料及生物刺激劑產(chǎn)品的選用 冬肥以緩釋肥料為主，速效肥料在春肥、壯果、轉(zhuǎn)色等時期選用。一般而言，冬肥一般以常規(guī)復(fù)合肥、鈣鎂磷肥等為主。筆者推薦采用一定數(shù)量的鈣鎂磷肥，鈣鎂磷肥價格低廉，是一款含磷為主，同時含有鈣、鎂、硅等成分的肥料。它是堿性肥料，但堿度小于常用的酸性土壤改良劑——石灰，不會殺滅土壤微生物，不會破壞土壤結(jié)構(gòu)；可提高土壤pH，增加土壤鹽離子代換量和鹽基飽和度，增加土壤養(yǎng)分，培肥土壤，加速土壤熟化[18]?？梢娾}鎂磷肥既是一款礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量豐富的肥料(含磷、鈣、鎂、硅等)，同時還是一適宜的土壤改良劑。農(nóng)業(yè)實踐中，鈣鎂磷肥一般不與氮肥、酸性肥料混合施用，否則會降低肥料的效果，與有機肥配合使用效果極佳。云南滇西區(qū)域，許多種植戶牛糞腐熟時，加入一定量的鈣鎂磷肥，一方面增加農(nóng)家肥的營養(yǎng)物質(zhì)(腐熟中形成氨基酸、腐殖酸等物質(zhì)螯合鈣鎂磷肥中的鈣、鎂等元素，利于作物吸收)；另一方面利用鈣鎂磷肥堿性特點，調(diào)節(jié)堆肥pH，提高腐熟發(fā)酵效率。

中微肥方面，推薦選用硝酸銨鈣、硫酸鋅、硫酸鎂、硼砂(或硼酸)等與有機肥配合使用。此外，凹凸棒土也是一款性能優(yōu)越且價格低廉的產(chǎn)品，凹凸棒土有較高的吸水率和較好的黏結(jié)性，這些性能對協(xié)調(diào)土壤的水肥氣熱，提高土壤肥力具有良好的效果[19]。它含有豐富的鈣、鎂、硫、鋅、鐵、硅等中微量元素含量，也可作為一款礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量豐富的緩釋肥料。

冬肥中施入一定量的磷肥(磷酸二銨、高磷復(fù)合肥、鈣鎂磷肥、硫磷酸銨等)和甲殼素、氨基酸等生物刺激劑，可有效培肥地力，增強樹勢。磷素不僅影響柑橘類作物的呼吸作用和光合作用,而且參與形成繁殖器官[20]，此階段施入磷肥可較大程度上促進春見幼樹樹體營養(yǎng)的儲備，增強樹勢，促進花芽分化及其他生理代謝。適量的甲殼素、氨基酸等生物刺激素刺激春見果樹次生代謝產(chǎn)生大量的化感物質(zhì)，化感物質(zhì)能幫助作物抵抗惡劣的非生物環(huán)境因素脅迫和抵抗各種生物因素(病、蟲、草害)的危害[21-22]，從而增強春見幼樹免疫力與抗逆性。氨基酸為土壤微生物提供豐富的食物來源，促進有益微生物的生長而抑制一些植物病原菌，改變土壤本身的微生物區(qū)系。筆者田間試驗發(fā)現(xiàn)，氨基酸與腐殖酸的配合，可增強土壤酶的活性，加速有機物的礦化，促進作物對營養(yǎng)元素，在復(fù)合肥減量20%～30%的情況下，辣椒、土豆、水晶蜜柚等作物農(nóng)藝性狀與對照組無顯著差異。筆者項目團隊在云南瑞麗市弄島鎮(zhèn)試驗地塊(E97°42′15″，N23°52′34″)施用云南三環(huán)中化化肥有限公司產(chǎn)品“地耕欣”(13-33-4-YCB)[23]與有機肥，“地耕欣”肥料兼具上述功能特點，每棵樹施用“地耕欣”肥料100g，有機肥10kg，樹勢增強效果明顯，施肥50日后，蚯蚓數(shù)量每平方米增加2～5頭，改土與培肥地力等方面效果非常好。

3.3.3 春見幼樹冬肥方案設(shè)計 綜合考慮試驗地塊土壤健康狀況及各類肥料的特點，筆者項目團隊設(shè)計春見幼樹冬肥施肥方案(表4)。

表4 冬季施肥方案 (kg·株-1)

注：1)在節(jié)氣立冬至大雪之間，開挖30 cm×35 cm(寬×深)的環(huán)狀或條狀的施肥溝；2)冬至之前進行施肥，肥料與土充分混勻后填入施肥溝。

4 結(jié)語

冬肥是春見幼樹生長過程中最基礎(chǔ)，也是最重要的一次施肥，是改良土壤和樹體儲備能量的一次關(guān)鍵性施肥。此階段，應(yīng)綜合考慮土壤健康等級、果樹需肥規(guī)律、各類肥料特點等因素，將有機肥、復(fù)合肥、中微肥、生物刺激劑有機結(jié)合起來，為春見果樹健康生長保駕護航。