藍莓園土壤退化特征及改良培肥措施研究

殷秀巖 ，隋明義 ，譚志強 ，陳 亮 ，張武義 ，吳炳禮 ，馬 遙 ，洛俊峰 ，謝忠凱

(1.通化禾韻現(xiàn)代農(nóng)業(yè)股份有限公司，通化134001；2.通化縣特產(chǎn)服務(wù)中心，通化縣134100；3.通化市土壤肥料工作站，通化134000)

土壤退化意味著土壤生產(chǎn)力和環(huán)境調(diào)節(jié)能力的長期下降,即土壤質(zhì)量的下降。栽培多年生作物，隨著種植年限的增長，均表現(xiàn)不同程度的土壤退化，導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低、品質(zhì)下降，如老果園、老菜田等，近年來，對經(jīng)濟作物栽培由于過量施肥產(chǎn)生的危害時有發(fā)生，特別是不耐肥、淺根系、根系吸收能力差的藍莓，為其創(chuàng)造良好的根系土壤環(huán)境條件，保持藍莓園持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高品質(zhì)，必須科學(xué)管理土壤、合理平衡施肥、防止土壤退化意義重大。

本研究通過收集2016～2018年禾韻藍莓基地的土壤樣品，分析探討老藍莓園（種植藍莓5年以上）土壤退化特征，建立科學(xué)的藍莓土壤檢測指標體系，以期為區(qū)域藍莓種植優(yōu)化土壤管理、合理施肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

禾韻藍莓基地位于吉林省通化縣光華鎮(zhèn),地處長白山區(qū)龍崗山脈中段的哈泥河流域，全境為省級自然保護區(qū),其源頭為國家級自然保護區(qū)—哈泥濕地。

區(qū)域地貌屬于中低山地區(qū),龍崗山脈是本區(qū)的地貌主體。

區(qū)域氣候?qū)贉貛駶?、半濕潤季風氣候。春季干燥多風，夏季濕潤多雨，秋季溫和涼爽，冬季寒風凜冽。年平均氣溫5℃，全年無霜期128～140天，年平均降雨量為755.5mm。

區(qū)域土壤特點是富含有機質(zhì)的酸性土壤，土壤類型主要有：暗棕壤、沖積土及泥炭沼澤土。

禾韻藍莓基地處于長白山區(qū)，是世界藍莓優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)之一，現(xiàn)有藍莓種植面積5200畝，是一家集藍莓育種、良種繁育、種植、收儲、加工于一體的藍莓生產(chǎn)龍頭企業(yè)。

1.2 樣品采集

1.2.1 采樣單元

以藍莓基地各分場為采樣單位，分場以主要土壤類型、種植年限 （主要采集5年以上的老藍莓園土壤）、地力及長勢狀況進行土壤樣品采集，平均每個采樣單元為1～5畝左右。

采集土壤樣品的土壤類型為長白山區(qū)藍莓種植的主要土壤類型，分別為暗棕壤、沖積土及泥炭沼澤土。

1.2.2 采樣時間

藍莓園土壤樣品的采集一般在秋季進行，要在秋季施肥前完成。在藍莓生長季節(jié)，根據(jù)藍莓長勢狀況，采集根際土壤樣品，作為輔助樣品，主要分析pH值、電導(dǎo)率及硝態(tài)氮，目的是進行酸度及養(yǎng)分監(jiān)測。

1.2.3 采樣深度及數(shù)量

在每個采樣單元用多點混合法采集0～20cm的藍莓根系附近的土壤，并記錄植株生育狀況。樣品經(jīng)過自然風干剔除雜物磨碎分別過40目篩待測。

2016～2018 年共采集秋季土壤樣品306個，各分場土壤樣品數(shù)量分配見表1。

表1 禾韻藍莓種植基地采樣區(qū)基本情況

1.3 土壤測試方法

土壤樣品分析參照 《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[1]，土壤pH值為水浸pH值，采用電位法測定，同時測定土壤電導(dǎo)率與硝態(tài)氮；以雙波長法測定硝態(tài)氮；以醋酸銨法提取有效鉀、鈣、鎂，以火焰光度法測定鉀含量；以原子吸收光度法測定鈣鎂的含量；土壤有效磷測定采用氟化銨—鹽酸浸提—鉬銻抗比色法。

2 結(jié)果與分析

2.1 對區(qū)域內(nèi)藍莓園土壤退化的認識

近年來，區(qū)域內(nèi)藍莓種植面積不斷擴大，并取得了顯著的經(jīng)濟效益，但由于藍莓種植產(chǎn)業(yè)的高度集約化、高投入等特點，導(dǎo)致藍莓土壤退化問題，特別是老藍莓園土壤退化明顯，土壤退化的主要表現(xiàn)為土壤酸度大幅下降、土壤鹽分增高、土壤養(yǎng)分比例失調(diào)、土壤緩沖性能下降等。藍莓生長出現(xiàn)異常，如根系不發(fā)達、毛根顯著減少；葉片變黃、變紅、小葉；植株長勢弱、早衰；果實產(chǎn)量下降、果品質(zhì)量變差等等。

土壤退化的內(nèi)部表現(xiàn)有多種多樣,大致可分為化學(xué)型退化,物理型退化,污染型退化和抗逆性能退化等，土壤退化的評價應(yīng)該是多因子 、多層次的，而土壤肥力衰減是其退化的本質(zhì)和退化過程的結(jié)果。

筆者擬通過多年藍莓園土壤檢測，從土壤酸化、土壤鹽分增高、土壤養(yǎng)分比例失調(diào)、土壤緩沖性能下降等方面反映出老藍莓園土壤退化特征，同時建立起藍莓園土壤肥力指標體系，科學(xué)診斷藍莓園土壤肥力狀況，指導(dǎo)藍莓科學(xué)施肥、改良培肥，優(yōu)化藍莓園土壤管理。

2.1.1 土壤酸化

藍莓是一種喜酸性土壤的作物，在適宜的土壤酸度下藍莓生長健壯。當土壤pH值大于5.5時，土壤酸度不足；當pH值小于4.5時，對藍莓根系生長不利，這是因為隨著土壤酸度變強，土壤活性鋁的活性大增而產(chǎn)生鋁毒，植物發(fā)生鋁的毒害時主要表現(xiàn)是根系的伸長受到抑制，抑制部位為根頂端(包括根冠、分生組織和根伸長區(qū))[2]。

根據(jù)權(quán)威資料劃分標準，并結(jié)合區(qū)域土壤酸度狀況將藍莓土壤酸度分為4級：超極強酸 （pH值小于4.0）、極強酸（pH 值小于 4.0～4.5）、強酸（pH 值小于4.5～5.5）、酸性（pH 值大于 5.5）。 由表2 可以看出，區(qū)域內(nèi)有59.1%的藍莓土壤處于土壤酸度適宜等級標準（pH 值 4.5～5.5）；處于偏低（pH 值 4.0～4.5）和過低（pH值小于4.0）標準的為32.4%和6.5%，也就是說區(qū)域內(nèi)老藍莓園土壤樣品中達到土壤酸化程度的占到38.9%。酸度過大對藍莓根系生長不利。藍莓種植土壤酸度有逐年下降的趨勢。

表2 藍莓園土壤酸堿度化驗分級統(tǒng)計表

表3 藍莓園土壤電導(dǎo)率與硝態(tài)氮化驗分級統(tǒng)計表

2.1.2 土壤鹽分增高

通過檢測土壤電導(dǎo)率，來顯示土壤鹽分的高低，同時間接反映土壤硝態(tài)氮含量的高低，因為區(qū)域內(nèi)土壤鹽分與硝態(tài)氮程正相關(guān)。土壤長期處于高鹽狀態(tài)也是土壤退化的表現(xiàn)之一。

藍莓生長季節(jié)追施的化肥氮及大部分有機肥的氮最后要轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，而硝態(tài)氮在土體中是隨水分上下移動的，秋季土壤電導(dǎo)率的高低可以大致反應(yīng)一年中氮肥施用水平的高低。

由表3可以看到，藍莓土壤電導(dǎo)率與硝態(tài)氮處于偏高和過量等級標準的為17.6%和4.9%，有21.3%偏低，56.2%為適宜。

在藍莓生長季節(jié)鹽分應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)為好，電導(dǎo)率過高意味著氮肥用量過高，土壤硝態(tài)氮隨之增高，而藍莓生長不喜歡硝態(tài)氮，高鹽與高硝態(tài)氮對藍莓生長及越冬都不利；過低則有可能土壤養(yǎng)分（主要是氮素）不足，具體應(yīng)根據(jù)其它化驗指標確定。

2.1.3 養(yǎng)分比例失調(diào)

集約化經(jīng)濟作物種植通常大量施用肥料來獲得高產(chǎn)。隨著施肥量的增加，特別是常用肥料的過量使用，使土壤中部分營養(yǎng)元素含量不斷上升，土壤營養(yǎng)元素間的平衡被打破，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分比例失調(diào)[3]。土壤養(yǎng)分比例失調(diào)是土壤退化特征之一。

(2)利用相關(guān)的分詞工具將訓(xùn)練集中的每封郵件提取為離散的格式，然后將訓(xùn)練集中提取的特征轉(zhuǎn)化為固定的空間向量。

藍莓是需肥量較少的作物，但連續(xù)多年施肥也會導(dǎo)致根系土壤養(yǎng)分比例失調(diào)。由表4看出，有48.8%的樣品土壤速效磷含量大于100 mg/kg,這是連年施用磷肥的結(jié)果，土壤有效鋅含量不能與不斷增高的土壤速效磷平衡，磷/鋅比值變大，磷鋅之間比例失調(diào)，藍莓生長表現(xiàn)異常，葉片變小、葉色失綠、早衰等。

由表5可見，有52%樣品土壤速效鉀含量偏高，這是連年施用鉀肥的結(jié)果，勢必影響鉀鎂平衡。

考察土壤鎂的情況，既要看有效鎂含量，又要看鉀與鎂的比值，由表6看出，有30.1%的土樣有效鎂不足。正常情況下土壤中有效鎂含量應(yīng)高于土壤有效鉀含量，由表7可見，鉀鎂比例失調(diào)的占到70.7%。

表4 藍莓園土壤有效磷化驗分級統(tǒng)計表

表5 藍莓園土壤有效鉀化驗分級統(tǒng)計表

表6 藍莓園土壤有效鎂化驗分級統(tǒng)計表

表7 藍莓園土壤鉀鎂比值分級統(tǒng)計表

2.1.4 土壤緩沖性能下降

區(qū)域內(nèi)藍莓田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，同一地點，不同時期，土壤pH值變化很大，特別是增加氮肥用量，土壤電導(dǎo)率增加時，土壤pH值大幅下降，達到嚴重酸化程度，這表明土壤的緩沖性能下降，土壤膠體上的鈣鎂鉀等陽離子飽和度過低，不能很好的對酸起到緩沖作用，也不能為植物生長和微生物活動創(chuàng)造比較穩(wěn)定的良好根際環(huán)境。而藍莓根系的毛根系統(tǒng)對良好的土壤微生物體系有較高要求。

2.2 藍莓園土壤退化原因分析

老藍莓園土壤退化的原因多種多樣，但最根本的原因是人為不合理施肥及土壤鹽基離子的不斷流失，長年得不到有效補充。

2.2.1 不合理施肥

作物施肥普遍存在著施肥不合理、習(xí)慣施肥或盲目施肥現(xiàn)象。常年大量集中施用高含量的化肥及高濃度的有機肥是導(dǎo)致藍莓土壤退化的主要原因。

氮肥在土壤中發(fā)生硝化或者水解后會引入過多的氫離子,這是土壤酸化的直接原因,土壤酸度增加又增加了土壤鋁的活性，土壤溶液中含有過多的鋁離子會限制植物根細胞的分裂和伸長,導(dǎo)致藍莓毛根不發(fā)達。當吸收過多的鋁之后,植物甚至?xí)卸舅劳?土壤酸度的增加還會改變微生物的群落結(jié)構(gòu)。

過多的氮肥也導(dǎo)致土壤緩沖能力的下降,土壤本身失去了自我調(diào)節(jié)的功能,繼而引發(fā)了一系列的不良影響。

連年施用磷鉀肥導(dǎo)致土壤養(yǎng)分比例失調(diào)。主要表現(xiàn)：鉀鎂失調(diào)；磷鋅失調(diào)，磷鉄失調(diào)等。藍莓生長異常，容易失綠早衰。

2.2.2 鹽基離子的流失

藍莓生長對土壤水分要求較高，水分（雨水或人工澆灌）對土壤鹽基離子（鈣鎂等）有較強的淋溶作用，施肥也會加強鈣鎂離子進入土壤溶液中而隨水流失[4]，導(dǎo)致土壤退化。

3 藍莓土壤改良培肥措施

3.1 因土改良培肥藍莓根際土壤

藍莓種植必須堅持改土培肥優(yōu)先的原則，為防止藍莓土壤退化，藍莓床土調(diào)整與改良至關(guān)重要，關(guān)系到產(chǎn)量、病害及質(zhì)量。高質(zhì)量藍莓床土是藍莓高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培的基礎(chǔ)，必須具備以下四個條件：a.土壤酸度適宜（pH值4.5～5.5），土壤結(jié)構(gòu)好、疏松、保水、保肥；b.土壤有機質(zhì)豐富，含量在6%～10%；c.供肥能力強、穩(wěn)、長、平衡，緩沖性能強；d.土壤微生物種群多樣、平衡、質(zhì)量高，這是藍莓土壤改良培肥的目標標準。

由于土壤條件的差異，因地制宜、科學(xué)改良培肥藍莓土壤是藍莓栽培的關(guān)鍵。

表8 不同土壤類型改土培肥重點

區(qū)域內(nèi)藍莓種植主要有三種土壤類型，不同土壤類型有不同的障礙因素，必須進行因土改良 （見表8），如果土壤培肥改良不到位，藍莓園也容易變成低產(chǎn)園或退化園，不同的土壤類型有不同的改良方向及技術(shù)措施。

3.2 河邊地藍莓園改良培肥技術(shù)措施

3.2.1 土壤主要障礙因素：

土壤類型主要為沖積土，土壤砂性，土壤有機質(zhì)不高，有土壤酸化及土壤養(yǎng)分不平衡趨勢（磷/鋅，鉀/鎂等比例失調(diào)）。

3.2.2 改良培肥技術(shù)措施

3.2.2.1增施改土發(fā)酵生物有機肥，該肥料是秸稈與畜禽糞便按比例充分發(fā)酵，以秸稈為主，畜禽糞便為輔，肥料富含有機物，用量每株3～5斤。在植株邊開溝施入，與土壤充分混合，逐年向外擴展。

3.2.2.2床面覆蓋玉米秸稈，既保持土壤水肥，腐爛后又增加土壤有機質(zhì)。床面覆蓋玉米秸稈技術(shù)要點：將玉米秸稈粉碎，長度≤15cm，均勻覆蓋藍莓床面，覆蓋寬度60 cm，厚度5～6cm左右。

3.2.2.3對pH值小于4.0的土壤適量增施富堿性土壤改良劑，如白灰、硼鎂肥、鈣鎂磷肥等，在秋季少量施用，逐年調(diào)整為宜。

3.3 坡地藍莓園改良培肥技術(shù)措施

3.3.1 土壤主要障礙因素：

山坡地土壤類型為暗棕壤，土壤有機質(zhì)含量低，土體薄，土壤滲透性強、保水性差、干旱是山地種植藍莓的最大障礙。

3.3.2 改良培肥技術(shù)措施：

3.3.2.1增施改土發(fā)酵生物有機肥，每株施入3～5斤，在植株邊開溝施入，逐年向外擴展，增加土壤有機質(zhì)，改善藍莓根際土壤條件。

3.3.2.2床面覆蓋玉米秸稈，既保持土壤水肥，腐爛后又增加土壤有機質(zhì)。其技術(shù)要點：將玉米秸稈切碎，長度≤15cm，均勻覆蓋藍莓床面，覆蓋寬度60 cm，厚度5～6cm左右。

3.4 甸子地藍莓園改良培肥技術(shù)措施

3.4.1 土壤主要障礙因素：

甸子地主要土壤類型為草炭土或沼澤土，土壤有機質(zhì)含量高，但土壤礦物質(zhì)含量低，土壤結(jié)構(gòu)差，通透性不良，土壤冷涼，不利于藍莓根系生長。老園有酸化趨勢，土壤pH值小于4.5的占比較高.

3.4.2 改良培肥技術(shù)措施：

3.4.2.1增施黃土、風化砂等，改良種植穴周邊土壤結(jié)構(gòu)，畝用量千斤左右，逐年改進。

3.4.2.2增施富含礦物質(zhì)的發(fā)酵有機肥：發(fā)酵有機肥是以畜禽糞便為主，秸稈為輔，發(fā)酵時適量配以硼鎂礦粉等增加土壤鎂、硅、硼元素等，以增加土壤養(yǎng)分為主。

3.5 測土平衡施肥

測土診斷的目的：一是測土診斷藍莓土壤障礙因素，酸害，毒害，鹽害等；二是測土診斷藍莓土壤養(yǎng)分狀況，各種養(yǎng)分是否不足、過量、平衡等。

藍莓園總體施肥原則：在增施有機肥的前提下，合理控制氮磷鉀大量元素肥料的用量，增加鈣鎂硼鋅等中微量元素的施用，做到平衡施肥。

磷肥的施用應(yīng)講究科學(xué)，不足則影響藍莓生長與減產(chǎn)，過高則土壤養(yǎng)分失調(diào)，引起缺鋅，缺鐵等，表現(xiàn)小葉、斑點葉片、紅葉等，早春氣溫及土溫低時及時有效提供磷肥至關(guān)重要。磷肥應(yīng)與有機肥配合施用，以固體肥料為主。

氮肥在土壤中經(jīng)過硝化作用最終變成硝態(tài)氮增加土壤鹽分，控制氮肥用量是防止藍莓土壤退化的重要因素之一。

控鉀補鎂是防止鉀/鎂比例失調(diào)的關(guān)鍵。

藍莓水肥一體化是未來發(fā)展趨勢，通過水肥協(xié)同作用，可以大幅減少施肥量，顯著提高肥效。及時做到大量元素與中微量元素的平衡施肥，對藍莓高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，減緩藍莓土壤退化意義重大。

4 結(jié)論與討論

隨著區(qū)域內(nèi)藍莓種植年限的增加，老藍莓園開始出現(xiàn)不同程度的土壤退化。藍莓園土壤退化具體表現(xiàn)：一是土壤酸度逐年下降，低于標準pH值5.0越來越遠，甚至達到4.0以下；二是土壤鹽分不斷積累，電導(dǎo)率與硝態(tài)氮指標增加；三是中量元素鈣鎂及微量元素大幅下降，土壤養(yǎng)分比例嚴重失調(diào)，磷鉀含量超高，磷/鋅、鉀/鎂比例失調(diào)；四是土壤緩沖性能下降。

為防止與減緩藍莓園的土壤退化，必須因土改良培肥藍莓根際土壤，做到測土平衡施肥，采用藍莓綜合栽培技術(shù)，優(yōu)化土、肥、水管理，如：增施發(fā)酵生物有機肥、玉米秸稈覆蓋保水保肥，水肥一體化，營養(yǎng)科學(xué)配比等，搞好土壤監(jiān)測，如鹽分與硝態(tài)氮指標管理，可有效減緩藍莓土壤的退化。