夷陵區(qū)柑橘園土壤和葉片養(yǎng)分狀況研究

劉東海，喬 艷，謝和平，陳云峰，張 智，鐘家成，李雙來(lái)，胡 誠(chéng)*

（1．湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保土肥研究所，湖北 武漢 430064；2．湖北省宜昌市夷陵區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，湖北 宜昌 443100）

夷陵區(qū)位于鄂西山區(qū)向江漢平原過(guò)渡地帶，區(qū)域面積3 419.57 km2，地形西北高，東南低，相對(duì)高差1 919.3 m，坡比78%以上。土壤分為7 個(gè)大類，主要是黃壤和黃棕壤，主要耕地的有機(jī)質(zhì)平均值18.64 g/kg，堿解氮平均值48.14 mg/kg，有效磷平均值27.26 mg/kg，速效鉀平均值115.52 mg/kg，pH 平均值6.12。夷陵區(qū)是湖北省主要柑橘優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)，柑橘種植面積約2.13 萬(wàn)hm2，柑桔產(chǎn)量81萬(wàn)t［1］，柑橘以寬皮橘中溫州蜜柑系列為主，約占總產(chǎn)量的95%。本研究測(cè)定土壤和葉片營(yíng)養(yǎng)元素，分析它們之間的相關(guān)性，旨在找出提升柑橘園土壤肥力和柑橘品質(zhì)的可行措施。

1 材料與方法

1.1 采樣地點(diǎn)

在夷陵區(qū)市小溪塔鎮(zhèn)、龍泉鎮(zhèn)、鴉鵲嶺鎮(zhèn)、三斗坪鎮(zhèn)、太平溪和樂(lè)天溪鎮(zhèn)等地，采集41 個(gè)土壤和柑橘葉片樣品，每個(gè)樣品填寫(xiě)相應(yīng)的編號(hào)，記錄時(shí)間、地點(diǎn)、土壤類型、經(jīng)緯度、代表柑橘面積、柑橘品種、產(chǎn)量、價(jià)格和成本以及施肥情況、田間管理等詳細(xì)信息。

1.2 樣品采集

土壤樣品:在柑橘樹(shù)冠滴水線附近或以樹(shù)干為圓心向外延伸到樹(shù)冠邊緣的2/3 處，采集0 ～30 cm 深度土壤（避開(kāi)施肥穴、滴灌頭濕潤(rùn)區(qū)），每個(gè)樣品取10 個(gè)樣點(diǎn)充分混勻，然后按“四分法”取土1 kg 左右。

葉片樣品采集和處理:選擇具有代表性的生長(zhǎng)結(jié)果正常的柑橘樹(shù)，采集樹(shù)冠外圍中上部生長(zhǎng)中等的當(dāng)年生春梢營(yíng)養(yǎng)枝頂部第3 片葉，每株采10 片葉，8 株樹(shù)所采葉片形成1 個(gè)混合樣。葉片分別于中性洗滌劑洗滌30 s、清水清洗、0.2%HCl 洗滌30 s、去離子水洗凈后，105℃殺青30 min，65℃烘干，研缽中研磨，過(guò)0.5 mm 篩，混勻，分裝，備用。

1.3 樣品測(cè)定

土壤樣品:有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定；堿解氮含量采用堿解－擴(kuò)散法測(cè)定；pH 值采用pH 計(jì)測(cè)定，土水比1∶2.5；有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提－鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀含量采用乙酸銨浸提－火焰光度法測(cè)定；有效鐵、錳、銅、鋅含量采用DTPA 浸提－原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定；交換性鈣、鎂含量采用乙酸銨浸提－原子吸收分光光度法測(cè)定；有效硼含量采用沸水浸提－姜黃素比色法測(cè)定。

葉片樣品:氮含量采用H2SO4-H2O2微波消解、半微量蒸餾法測(cè)定；磷含量采用鉬銻抗比色法測(cè)定；鉀含量采用火焰光度法測(cè)定；鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅含量采用HNO3－HClO4消化、原子吸收法測(cè)定；硼含量采用HCl 浸提－姜黃素比色法測(cè)定。各元素含量均為干重測(cè)定值。

1.4 營(yíng)養(yǎng)元素含量分級(jí)

本研究中營(yíng)養(yǎng)元素含量分級(jí)指標(biāo)參考魯劍巍等［2］和莊伊美［3］柑橘園養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)綜合而定。土壤pH 分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為:pH＜4.8 為偏酸性，pH 在4.8 ～5.5 范圍內(nèi)為酸性適宜，pH 在5.5 ～6.5 為最適，pH 在6.5 ～8.5 為堿性適宜，pH＞8.5 為偏堿性；土壤有機(jī)質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn):＜5.0 g/kg 為極低，5.0 ～10.0 g/kg 為低，10.0 ～15.0 g/kg 為偏低，15.0 ～30.0 g/kg 為適宜，＞30.0 g/kg 為豐富；其他指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1 和表2。

表1 柑橘園土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) （mg/kg）

表2 柑橘園葉片養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤pH 和有機(jī)質(zhì)、有效營(yíng)養(yǎng)元素含量

夷陵區(qū)柑橘園土壤pH 和有機(jī)質(zhì)、有效營(yíng)養(yǎng)元素含量見(jiàn)表3、表4。土壤pH 均值5.5，其中偏酸性土壤占22.0%，說(shuō)明22.0%酸性土壤已經(jīng)不適宜柑橘生長(zhǎng)，需石灰改良。土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為16.50 g/kg，處于低水平，占33.1%，應(yīng)增施有機(jī)肥，培肥地力。土壤堿解氮、速效鉀和有效硼處于低量和缺乏水平的比例分別為68.3%、36.6%和100%。土壤中有效磷、交換性鈣、交換性鎂、有效鐵、有效錳、有效銅和有效鋅含量適宜兼高量的柑橘園分別占80.5%、68.3%、85.4%、97.6%、100%、75.6%和87.8%。

表3 柑橘園土壤pH 值狀況

表4 柑橘園土壤有機(jī)質(zhì)、有效營(yíng)養(yǎng)元素含量狀況

2.2 葉片營(yíng)養(yǎng)元素含量

葉片營(yíng)養(yǎng)元素含量見(jiàn)表5。葉片氮平均值2.6%，其中56.1%氮含量處于適宜水平，34.1%低水平。葉片鉀和葉片鋅低水平的柑橘園分別占87.8%和95.1%。葉片硼平均值63.7 mg/kg，其中80.5%硼含量處于適宜水平，14.6%低水平。葉片磷、鐵、錳和銅適宜兼豐富的柑橘園分別占92.7%、100.0%、100.0%和100.0%。葉片鈣平均值3.50%，其中56.1%含量處于適宜水平，36.6%低水平。葉片鎂平均值0.30%，其中34.1%含量處于適宜水平，65.9%低水平。

表5 柑橘園葉片營(yíng)養(yǎng)元素含量狀況

2.3 土壤和葉片相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)元素的相關(guān)性分析

土壤有效營(yíng)養(yǎng)元素含量與葉片營(yíng)養(yǎng)元素含量的相關(guān)分析見(jiàn)表6。土壤營(yíng)養(yǎng)元素的豐缺狀況與葉片相應(yīng)元素的豐缺狀況存在一定相關(guān)性?？傮w而言，土壤堿解氮（R2=0.47）、交換性鈣（R2=0.61），有效鐵（R2=0.47）和有效硼（R2=0.59）的豐缺狀況與葉片對(duì)應(yīng)營(yíng)養(yǎng)元素豐缺水平都極顯著正相關(guān)。交換性鎂（R2=0.37）與葉片中鎂顯著正相關(guān)。土壤有效銅（R2=-0.47）與葉片銅極顯著負(fù)相關(guān)。有效鉀（R2=-0.35）與葉片鉀顯著負(fù)相關(guān)。

析分關(guān)相的量含素元養(yǎng)營(yíng)片葉與量含素元養(yǎng)營(yíng)效有壤6 土表B-L 0.22 Zn-L-0.02 Cu-L-0.03 Mn-L 0.21 Fe-L 0.25 Mg-L 0.34*Ca-L-0.22 K-L-0.16 P-L N-L SOM 0.77**0.47** -0.11 pH-0.19 B-S 0.38*Zn-S 0.26 Cu-S 0.42**Mn-S Fe-S 0.49**0.35*Mg-S Ca-S-0.26 0.42**K-S 0.49**P-S 0.49**N-S 1 N-S 0.31*0.07 0.05 0.34*0.12 0.26-0.06-0.23 0.07 0.39*0.22 0.59** -0.22 0.25 0.35*-0.14 0.35*0.50**0.23 0.50*1 P-S 0.16 0.00 0.04 0.11 0.15 0.25-0.35*-0.08 0.03 0.35*0.31 0.57** -0.27 0.14 -0.08 0.34*0.19-0.18 0.30 1 K-S 0.14-0.39*0.48**0.58**-0.42**-0.37*0.61**-0.29-0.32*0.45**0.73** -0.15-0.55** -0.50** -0.53** -0.37*0.31 0.09 1 Ca-S 0.28 0.05-0.03-0.11-0.10 0.37*0.11-0.26 0.46**0.02 -0.21 0.26 0.32*0.27 0.27 0.23 0.34*1 Mg-S 0.25-0.11-0.26 0.46**0.33*-0.38*0.28 0.19 0.25 -0.34*0.34*0.52**0.06 -0.34*0.81**0.29 1 Fe-S 0.05-0.16-0.01 0.22 0.40*0.19-0.12-0.12 0.26 -0.23 0.16 0.03 -0.36*0.17 0.18 1 Mn-S 0.11-0.09-0.47**0.26 0.35*0.32*-0.46**0.22 -0.53**0.36*0.28-0.07 -0.41**0.70**1 Cu-S-0.38*0.08 -0.03 0.00 0.11 0.11-0.05-0.39*0.29 0.038 -0.09-0.20 -0.12 1 Zn-S 0.59**0.16 0.38*-0.11 0.03 0.03 0.21-0.45**0.30 0.30 0.32*0.15 1 B-S 0.14 0.32*0.39*-0.47**-0.32*-0.37*0.56**-0.18 0.33*-0.42**-0.06 1 pH 0.11-0.17-0.08 0.10 0.42**0.10-0.28-0.10-0.25 0.37*1 SOM 0.07-0.27-0.14 0.37*0.01 0.32*-0.48**0.05-0.05 1 N-L 0.18 0.57**0.26-0.08-0.19-0.40*0.39*-0.53**1 P-L-0.32*-0.26 -0.16-0.04 0.13-0.19-0.54**1 K-L 0.18-0.33*0.46**0.53**-0.23-0.34*1 Ca-L-0.13 -0.10-0.44**0.54**0.10 1 Mg-L 0.09-0.06 0.11 0.15 1 Fe-L 0.04 -0.08-0.22 1 Mn-L 0.21 0.27 1 Cu-L 0.10 1 Zn-L 1。關(guān)相著顯上）側(cè)雙（平0.05 水在示；*表關(guān)相著顯上）側(cè)雙（平0.01 水在示B-L :**表注

土壤pH 與葉片鈣極顯著正相關(guān)，與葉片磷、銅和鋅顯著正相關(guān)；與葉片中氮、錳和鎂、鐵極顯著和顯著負(fù)相關(guān)。土壤有機(jī)質(zhì)與葉片鎂、氮極顯著和顯著正相關(guān)。土壤堿解氮與葉片鎂顯著正相關(guān)。土壤有效磷與葉片氮、錳和硼顯著正相關(guān)。土壤速效鉀與葉片氮顯著正相關(guān)。土壤交換性鈣與葉片氮、鎂、錳和鐵顯著和極顯著負(fù)相關(guān)，與葉片磷、鈣、銅和鋅極顯著正相關(guān)。土壤硼與葉片鉀（R2=-0.45）極顯著負(fù)相關(guān)。

土壤元素間存在一定相關(guān)性。pH 值與土壤有效銅和有效鐵、有效錳極顯著和顯著負(fù)相關(guān)，與土壤交換性鈣（R2=0.73）極顯著正相關(guān)。土壤有機(jī)質(zhì)與堿解氮、交換性鎂和有效鐵、有效硼極顯著和顯著正相關(guān)。堿解氮與有效磷、速效鉀三者彼此都顯著正相關(guān)；堿解氮和有效磷都與土壤有效鐵、有效銅、交換性鎂和有效硼極顯著和顯著正相關(guān)。土壤速效鉀與有效硼（R2=0.57）極顯著正相關(guān)。土壤交換性鈣與土壤有效鐵、有效錳、有效銅極顯著負(fù)相關(guān)。

葉片營(yíng)養(yǎng)元素不僅與部分土壤元素相關(guān)，葉片營(yíng)養(yǎng)元素間也有一定相關(guān)性。葉片氮與葉片鎂和錳顯著正相關(guān)。葉片磷與葉片鉀極顯著負(fù)相關(guān)。葉片鎂與葉片錳極顯著正相關(guān)。葉片鈣與葉片氮、鉀極顯著負(fù)相關(guān)；與葉片鋅（R2=0.53）極顯著正相關(guān)，與葉片磷顯著正相關(guān)。葉片銅與葉片磷（R2=0.57）、鈣（R2=0.46）極顯著正相關(guān)，與葉片鎂、鉀極顯著、顯著負(fù)相關(guān)。葉片硼與葉片其他養(yǎng)分均沒(méi)有相關(guān)性。

3 討論與結(jié)論

夷陵區(qū)柑橘園土壤pH 偏酸性的占22.0%，說(shuō)明柑橘園土壤存在酸化，需用石灰改良［4］。土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為16.50 g/kg，高于2008 年宜昌市土壤有機(jī)質(zhì)平均含量（12.44 g/kg）［5］，應(yīng)繼續(xù)施用有機(jī)肥。土壤堿解氮、速效鉀和有效硼處于低量缺乏水平，該結(jié)論與前期研究［2，6］結(jié)論一致，而土壤有效硼缺乏會(huì)影響柑橘生理生化［7］，因此應(yīng)該合理施用氮磷鉀肥，同時(shí)施用硼肥。交換性鈣低含量占31.7%，可能與這部分土壤酸堿度較低，酸化嚴(yán)重有關(guān)。有效銅高量兼過(guò)量的柑橘園占63.4%，比魯劍巍等［2］發(fā)現(xiàn)湖北省柑橘園高量和過(guò)量占比（52.9%）高10.5%；可能與常年施用含銅殺菌劑有關(guān)，因此預(yù)防銅毒害應(yīng)盡量減少銅制殺菌劑的使用，或與抗生素等生防制劑交替使用，避免土壤中銅的累積［8］。

葉片鋅缺乏的柑橘園占95.1%以上，可能與夷陵區(qū)柑橘葉片P/Zn 值為105.5 有關(guān)，譚海玉［9］研究溫州蜜柑葉片P/Zn 值在90 以上則會(huì)產(chǎn)生缺鋅癥狀。缺鋅影響柑桔生長(zhǎng)發(fā)育與產(chǎn)量，因此應(yīng)補(bǔ)施鋅肥［10］。柑橘園葉片硼80.5%處于適宜水平，而土壤有效硼則完全處于缺乏狀態(tài)，可能因?yàn)楣r(nóng)噴施葉面硼肥的緣故，因此應(yīng)繼續(xù)施用硼鋅肥，來(lái)改善柑橘的生長(zhǎng)發(fā)育和營(yíng)養(yǎng)狀況，保障增產(chǎn)效果［11］。葉片鎂65.9%含量處于低水平，而缺鎂影響柑橘的生長(zhǎng)發(fā)育［12］，因此針對(duì)缺鎂的土壤可通過(guò)土施與葉面噴施相結(jié)合，緩效與速效鎂肥相結(jié)合的方式改良土壤。

土壤有效營(yíng)養(yǎng)元素含量與葉片營(yíng)養(yǎng)元素含量之間關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜［13］，因?yàn)橥寥李愋?、?shù)體類型和立地條件等差異導(dǎo)致夷陵區(qū)土壤養(yǎng)分與樹(shù)體養(yǎng)分之間的相關(guān)性研究與其他柑橘園研究結(jié)果存在較大差異［14-18］。葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素間存在一定的協(xié)同與拮抗動(dòng)態(tài)平衡，一種元素的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)很可能受到另一種或幾種營(yíng)養(yǎng)元素的影響［19］。葉片銅與葉片磷極顯著正相關(guān)，與土壤有效銅和葉片鎂極顯著負(fù)相關(guān)，與葉片鉀顯著負(fù)相關(guān)；常年施用含銅殺菌劑，可能抑制柑橘吸收鎂和鉀元素，促進(jìn)了對(duì)磷元素的吸收，導(dǎo)致柑橘葉片中鎂和鉀元素含量低，磷元素高；因此施用石灰來(lái)提高土壤pH 值，降低土壤中可交換銅含量，同時(shí)減少銅制殺菌劑的使用，或與抗生素等生防制劑交替使用，避免土壤中銅的累積。土壤交換性鈣與土壤pH 值和葉片鈣極顯著正相關(guān)，同時(shí)葉片鈣與葉片氮和葉片鉀極顯著負(fù)相關(guān)，該結(jié)論與溫明霞［20］在重慶柑橘園的研究結(jié)果一致。pH 值與土壤有效鐵、有效錳和有效銅負(fù)相關(guān)，與蘇婷婷等對(duì)重慶市柑橘園土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀研究的結(jié)果一致［21］，但是與三峽重慶庫(kù)區(qū)pH 值與土壤有效鋅和錳存在極顯著正相關(guān)，與土壤有效鐵有顯著負(fù)相關(guān)的結(jié)論有所不同［22］；同時(shí)pH 值也與葉片中除鉀和硼之外的元素有相關(guān)性，說(shuō)明pH 值是影響柑橘吸收養(yǎng)分的重要因素。土壤交換性鈣與土壤有效鐵、有效錳、有效銅和有效鋅負(fù)相關(guān)，土壤有效鐵、有效銅和有效鋅三者協(xié)同正相關(guān)，與文獻(xiàn)［21］結(jié)果一致。土壤有機(jī)質(zhì)與土壤堿解氮、交換性鎂以及葉片鎂極顯著正相關(guān)，因此應(yīng)加大有機(jī)肥的施用，改善土壤地力，改善柑橘缺鎂現(xiàn)狀。土壤氮磷鉀之間存在協(xié)同正相關(guān)關(guān)系，同時(shí)都與土壤有效硼和葉片氮正相關(guān)，因此應(yīng)當(dāng)合理施用氮磷鉀，促進(jìn)有效硼的有效性和柑橘對(duì)氮的吸收。柑橘園肥力水平復(fù)雜多樣，應(yīng)以葉片營(yíng)養(yǎng)診斷和土壤測(cè)試結(jié)果為基礎(chǔ)，合理施用氮磷鉀肥，采用無(wú)機(jī)肥料配施有機(jī)肥來(lái)提高土壤肥力，改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)［23］，同時(shí)增施硼、鋅和鎂肥，減少含銅殺菌劑的用量。