山西省梨主產(chǎn)區(qū)梨園土壤養(yǎng)分和葉片營養(yǎng)的調(diào)查研究

白牡丹，郝國偉，張曉偉，楊 盛，郭黃萍

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/果樹種質(zhì)創(chuàng)制與利用山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，太原030031）

0 引言

山西省地處黃土高原，土層深厚、海拔高、光照充足、晝夜溫差大，具有生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)梨果得天獨(dú)厚的地理環(huán)境優(yōu)勢，是國內(nèi)梨樹栽培最適宜的區(qū)域之一。梨樹是山西省第二大果樹栽培樹種，從南到北均有分布，以忻州、晉中、晉東南、晉南4個(gè)梨區(qū)比較集中。

近年來，山西省梨的面積和產(chǎn)量都呈動(dòng)態(tài)穩(wěn)定逐年增長的趨勢。據(jù)山西省農(nóng)業(yè)廳統(tǒng)計(jì)，2010年梨園面積達(dá)8.53萬hm2，產(chǎn)量90萬t；2011年梨園面積達(dá)8.6萬hm2，產(chǎn)量 93.5 萬 t；2015 年梨園面積達(dá) 9.51 萬 hm2，產(chǎn)量132.08 萬 t；2017 年 梨 園 面 積 達(dá) 10.18 萬 hm2，產(chǎn) 量133.12萬t。但是，梨果品質(zhì)卻沒有相應(yīng)提升。梨園基礎(chǔ)實(shí)施條件差、管理模式單一、盲目施肥、土壤養(yǎng)分失衡等是導(dǎo)致梨果品質(zhì)無法提升的重要原因。因此，本研究對(duì)山西省梨主產(chǎn)區(qū)梨園土壤養(yǎng)分和葉片營養(yǎng)狀況進(jìn)行調(diào)查分析，以期為山西省梨果生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

研究田間試驗(yàn)于2016 年在山西省代縣、原平、祁縣、隰縣和運(yùn)城鹽湖區(qū)5 個(gè)梨主產(chǎn)區(qū)及山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所梨試驗(yàn)基地（簡稱果樹所）進(jìn)行，室內(nèi)試驗(yàn)在果樹所進(jìn)行。選擇晴天進(jìn)行田間樣品采集。

1.2 土壤和葉片樣品采集及處理

代縣梨園的主栽品種為15～22 年生‘酥梨’；原平梨園的主栽品種為16～24 年生‘酥梨’；祁縣梨園的主栽品種為9～32年生‘玉露香梨’和‘酥梨’；隰縣梨園的主栽品種為12～20年生‘玉露香梨’、‘晉蜜梨’和‘酥梨’；運(yùn)城鹽湖區(qū)梨園的主栽品種為9～32 年生‘紅香梨’和‘酥梨’；果樹所梨園的主栽品種為15～20年生‘玉露香梨’。

用GPS定位采集樣品的梨園，記錄經(jīng)緯度。每個(gè)梨園取樣點(diǎn)都按S 形布點(diǎn)采集土樣和葉片，采集8 個(gè)點(diǎn)。土樣取0～40 cm土壤，多點(diǎn)混合，按照四分法留1 kg備用，將土樣自然風(fēng)干，用木棍研細(xì)通過1 mm孔徑的尼龍篩，過篩混勻裝袋后待測。葉樣取每株樹冠外圍東、西、南、北、中部1.5 m上下高度的長枝健康完整葉片，每個(gè)方向取葉5片，每株樹約25片葉，編號(hào)后置于裝有冰袋的泡沫箱帶回實(shí)驗(yàn)室，洗滌、烘干、研磨后過篩，混勻裝袋后待測。

1.3 測定方法

土壤有機(jī)質(zhì)含量采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化容量法測定；全氮含量測定采用凱氏定氮法；有效磷含量測定采用碳酸氫鈉-鉬銻抗比色法；速效鉀含量測定采用乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法；有效銅、鋅、鐵、錳含量用四乙酸(DTPA)提取-原子吸收分光光度法[1]。葉片氮含量測定采用凱氏定氮法；磷、鉀、鐵、錳、銅、鋅含量采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法。每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測定3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤pH值及有機(jī)質(zhì)含量分析

由圖1可知，代縣、原平、祁縣、隰縣、運(yùn)城鹽湖區(qū)、果樹所梨園土壤酸堿度平均為pH 7.62、7.61、7.51、7.69、7.65、7.52，稍微偏堿。梨樹生長適宜的土壤范圍是pH 5.6～7.2，但在pH 5.8～8.5條件下均可生長[2]。

圖1 梨園土壤pH值

土壤有機(jī)質(zhì)是梨園土壤肥力的重要指標(biāo)。由圖2可知，代縣、原平、祁縣、隰縣、運(yùn)城鹽湖區(qū)、果樹所梨園土壤的有機(jī)質(zhì)含量平均值分別為8.57、10.85、14.17、8.77、13.47、17.17 g/kg。參照綠色食品園地土壤肥力分級(jí)指標(biāo)[3]，果樹所調(diào)查的梨園有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到了Ⅱ級(jí)尚可標(biāo)準(zhǔn)，其他地區(qū)梨園有機(jī)質(zhì)含量都偏低。

圖2 梨園土壤有機(jī)質(zhì)含量

2.2 土壤營養(yǎng)元素含量分析

由表1可知，果樹所梨園土壤的全氮含量大于1.0 g/kg，參照綠色食品園地土壤肥力分級(jí)指標(biāo)[3]，達(dá)到Ⅰ級(jí)優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)；祁縣和運(yùn)城鹽湖區(qū)梨園土壤的全氮含量平均值大于0.8 g/kg，達(dá)到了Ⅱ級(jí)尚可標(biāo)準(zhǔn)；代縣、原平、隰縣梨園土壤的全氮含量偏低。

表1 梨園土壤養(yǎng)分含量分析

梨園土壤有效磷和速效鉀的適宜標(biāo)準(zhǔn)值參照張光星[2]的標(biāo)準(zhǔn)分別為10～40、65～200 mg/kg。代縣60%的梨園土壤有效磷含量偏低，其他地區(qū)土壤有效磷含量均衡；所有梨園土壤速效鉀含量都在適宜值內(nèi)或高于適宜值，說明山西省梨園土壤中鉀肥供給充足。

梨園土壤微量元素鐵、錳、銅、鋅的適宜值參照李美桂等[4]的標(biāo)準(zhǔn)。由表1可以看出，幾乎所有梨園土壤有效鐵含量低于適宜值10～250 mg/kg；原平、祁縣、運(yùn)城鹽湖區(qū)、果樹所梨園土壤有效錳含量在適宜值7～100 mg/kg 范圍，代縣和隰縣梨園土壤有效錳含量偏低；運(yùn)城鹽湖區(qū)和果樹所梨園土壤有效銅含量在適宜值1～4 mg/kg范圍內(nèi)，代縣、原平、祁縣、隰縣梨園土壤有效銅含量偏低；梨園土壤有效鋅含量變幅較大，變異系數(shù)達(dá)108.17%，原平、祁縣、運(yùn)城鹽湖區(qū)部分梨園土壤鋅含量在適宜值1～4 mg/kg 范圍內(nèi)，果樹所梨園土壤鋅含量較豐富，代縣和隰縣缺鋅最嚴(yán)重。

2.3 葉片營養(yǎng)元素含量分析

梨園葉片營養(yǎng)元素的適宜值參照李港麗等[5]的標(biāo)準(zhǔn)。由表2可以看出，代縣、果樹所梨園葉片氮含量在適宜值20～24 g/kg范圍，原平、祁縣、隰縣、運(yùn)城鹽湖區(qū)梨園葉片氮含量豐富；各梨園葉片磷含量都在適宜值1.2～2.5 g/kg 范圍內(nèi)；梨園葉片鉀含量的適宜值為10～20 g/kg，所有梨產(chǎn)區(qū)均有部分梨園葉片鉀含量不足，原平和運(yùn)城鹽湖區(qū)梨園葉片缺鉀最嚴(yán)重，祁縣梨園葉片鉀含量較均衡。

調(diào)查梨園葉片鐵含量變幅較大，隰縣、運(yùn)城鹽湖區(qū)、果樹所梨園葉片鐵含量在適宜值96～168 mg/kg內(nèi)，代縣、原平、祁縣大多數(shù)梨園葉片鐵含量高于適宜值。梨園葉片錳含量平均值為100.31 mg/kg，遠(yuǎn)高于梨園葉片錳適宜值30～60 mg/kg，說明山西省梨園葉片錳含量豐富。梨園葉片銅含量都在適宜值6～50 mg/kg范圍內(nèi)，能滿足樹體生長需求。梨園葉片鋅含量范圍在9.79～21.87 mg/kg，低于適宜值，所有梨產(chǎn)區(qū)大部分梨園葉片鋅含量不足，祁縣梨園葉片缺鋅最嚴(yán)重。

2.4 葉片營養(yǎng)元素與土壤養(yǎng)分含量的相關(guān)性分析

從表3 可以看出，葉片中的氮含量與土壤中的鋅含量呈顯著負(fù)相關(guān)；葉片中的鐵含量與土壤中的鉀含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與銅含量呈顯著正相關(guān)。葉片中的氮、鉀、銅元素含量與土壤中相應(yīng)元素呈負(fù)相關(guān)，葉片中的磷、鐵、錳、鋅元素含量與土壤中相應(yīng)元素呈正相關(guān)，但相關(guān)性都不顯著。

表2 梨園葉片營養(yǎng)元素含量分析

表3 葉片營養(yǎng)元素與土壤養(yǎng)分含量相關(guān)性分析

3 結(jié)論

大多數(shù)梨園pH值高于梨樹生長的適宜標(biāo)準(zhǔn)值，土壤pH 值偏高已經(jīng)成為山西省地區(qū)梨園生產(chǎn)的障礙因子。除果樹所外，其他地區(qū)梨園土壤有機(jī)質(zhì)含量普遍低。大多數(shù)梨園土壤有效磷、速效鉀、有效錳含量豐富，97%的梨園有效鐵含量不足；50%以上的梨園土壤全氮、有效銅、有效鋅含量不足。果樹所梨園土壤養(yǎng)分含量較為均衡。土壤中有機(jī)質(zhì)和全氮對(duì)其他元素的影響較大。

梨園葉片氮、鐵、錳含量豐富，磷和銅含量相對(duì)適宜，80%的梨園葉片鋅含量不足，75%的梨園葉片鉀含量不足。葉片營養(yǎng)元素氮、磷、鐵、銅的含量果樹所梨園較均衡。梨園葉片中鐵含量與錳、銅、鋅含量比較密切，磷含量與其他元素含量之間存在一定程度的協(xié)同作用。

梨園葉片中的氮、磷、鉀、鐵、錳、銅、鋅與土壤中相對(duì)應(yīng)的元素含量存在一定的正負(fù)相關(guān)性，但相關(guān)性都不顯著。因此，在山西省梨主產(chǎn)區(qū)應(yīng)采用葉片診斷為主、土壤測定為輔的方法制定施肥方案。在實(shí)際應(yīng)用中，還應(yīng)根據(jù)梨樹的需肥規(guī)律、梨園土壤的供肥規(guī)律合理選用適宜氮磷鉀比例的復(fù)合肥。

4 討論

土壤pH 值影響果樹根系對(duì)礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收與利用，梨樹在pH 5.8～8.5條件下可以正常生長[2,6-7]。本研究結(jié)果表明，山西省梨主產(chǎn)區(qū)梨園土壤酸堿度大于pH 7.5，土壤整體呈堿性，因此，施肥時(shí)應(yīng)注意施入偏酸性肥料調(diào)節(jié)土壤pH值，或者改良土壤酸堿性，以利于樹體根系生長和土壤營養(yǎng)吸收。有機(jī)質(zhì)含量是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)，有機(jī)質(zhì)的膠體特性能吸附土壤中較多的陽離子，使其具有保肥力和緩沖性，還能改善土壤的理化性狀[8-9]。謝凱等[10]研究認(rèn)為有機(jī)質(zhì)、堿解氮、pH值是環(huán)渤海灣地區(qū)梨園土壤養(yǎng)分的主要限制因子。張強(qiáng)等[11]的研究表明土壤有機(jī)質(zhì)含量與礦質(zhì)營養(yǎng)成分均有正相關(guān)性，提高果園土壤有機(jī)質(zhì)含量可增加土壤中微量元素的有效含量?；舴f等[12]的研究表明梨園行間種草可以提高沙地梨園土壤表層和亞表層有機(jī)質(zhì)含量和土壤養(yǎng)分含量，改善土壤供肥狀況。山西省梨園有機(jī)質(zhì)含量普遍偏低，其原因可能是大多數(shù)梨園有機(jī)肥施用不足。所以，山西省梨園應(yīng)增施有機(jī)肥，同時(shí)采取果園生草、覆草，以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量及微量元素的含量。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，山西省梨園普遍存在氮肥施用過量，而調(diào)查結(jié)果卻顯示，50%的梨園土壤全氮含量偏低，這可能與氮肥施用時(shí)期、施肥次數(shù)、施肥技術(shù)等有關(guān)[13]。

山西省梨園土壤有效磷和速效鉀含量適宜或者偏高，葉片中磷含量適宜、鉀含量缺乏。這說明土壤礦質(zhì)營養(yǎng)豐富可為樹體提供充足的養(yǎng)分，但當(dāng)土壤礦質(zhì)養(yǎng)分含量超過一定期限時(shí)，過高的養(yǎng)分含量并不能使樹體相應(yīng)的營養(yǎng)含量也增高。沈洋等[14]研究結(jié)果表明，土壤有機(jī)質(zhì)、交換性鎂、有效鋅含量適中，有效錳含量豐富、交換性鈣、有效鐵、有效銅含量較低時(shí)才能獲得較好品質(zhì)的梨果。山西省大多數(shù)梨園土壤有效鐵、有效銅含量不足，少數(shù)梨園土壤有效鋅含量較低，因此，可以通過增施微量元素肥來提高果實(shí)品質(zhì)。袁懷波[15]研究指出蘋果梨葉片磷、鎂含量適中，需控制氮、鐵，補(bǔ)充鉀。潘海發(fā)和徐義流[16]研究報(bào)道碭山酥梨葉片存在缺鉀現(xiàn)象。山西省大多數(shù)梨園葉片氮、鐵、錳含量較豐富，磷和銅相對(duì)適宜，鉀和鋅缺乏。不同品種梨樹葉片礦質(zhì)營養(yǎng)差異較大，因此在制定施肥方法時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同品種自身的營養(yǎng)狀況進(jìn)行[17]。

葉片營養(yǎng)主要來源于土壤施肥和葉面追肥，葉片營養(yǎng)狀況在一定程度上可以反映土壤以及樹體的養(yǎng)分狀況[18-19]。結(jié)合土壤養(yǎng)分理論，葉片營養(yǎng)元素與土壤相應(yīng)元素并不是孤立存在的，表現(xiàn)為對(duì)應(yīng)關(guān)系，兩者之間存在著一定程度的相關(guān)性，這種相關(guān)性是指導(dǎo)果樹進(jìn)行科學(xué)施肥的重要依據(jù)[20]。本研究中，山西省梨園葉片中的氮、磷、鉀、鐵、錳、銅、鋅與土壤中相對(duì)應(yīng)的元素含量存在一定的正負(fù)相關(guān)性，但相關(guān)性都不顯著，主要原因可能與果園土壤的養(yǎng)分分布特點(diǎn)和果樹的生物學(xué)特性有關(guān)。賈兵等[21]對(duì)安徽沙壤土碭山酥梨梨園的研究結(jié)果和任愛華[22]對(duì)黑龍江省梨主產(chǎn)區(qū)梨園的研究結(jié)果與之相似。而魏雪梅等[23]對(duì)金花梨的研究結(jié)果表明梨園土壤中鈣元素含量與葉片中鈣元素呈極顯著正相關(guān)，土壤中鎂、硼元素含量與葉片中鎂、硼元素呈負(fù)較高相關(guān)，土壤中氮、磷、鋅、鐵元素含量與葉片中相應(yīng)元素呈較低負(fù)相關(guān)。這說明葉片營養(yǎng)元素含量與土壤中相應(yīng)的營養(yǎng)元素之間并不是簡單的對(duì)應(yīng)關(guān)系，單純通過土壤施入某種元素并不一定能提高葉片中相應(yīng)元素的含量。因此，要進(jìn)行科學(xué)合理地施肥，不能單一的通過測定土壤或葉片中營養(yǎng)元素的多少來確定相應(yīng)葉片和土壤中養(yǎng)分的豐缺，并以此來判斷施肥量。

已有研究表明，果實(shí)產(chǎn)量與土壤磷、鉀、鈣、鐵、鋅、銅呈正相關(guān)，受多種礦質(zhì)元素的綜合影響[24]。施鉀肥可提高果實(shí)的可滴定酸、可溶性糖及Vc含量[25]。受到調(diào)查條件的限制，本研究沒有開展山西省梨主產(chǎn)區(qū)梨果產(chǎn)量和品質(zhì)的調(diào)查，下一步將對(duì)其進(jìn)行調(diào)查，并開展山西省梨園土壤和葉片營養(yǎng)元素含量與產(chǎn)量和品質(zhì)關(guān)系的分析。因此，山西省梨園營養(yǎng)診斷配方施肥方面研究還需進(jìn)一步細(xì)化。