桂北柑橘園土壤化學性狀研究①

張超博，邱潔雅，王 敏，李有芳，朱攀攀，王 彤，鄧崇嶺，付行政，凌麗俐，劉升球，陳傳武，彭良志*

桂北柑橘園土壤化學性狀研究①

張超博1,3，邱潔雅1，王 敏1，李有芳1，朱攀攀1，王 彤1，鄧崇嶺2，付行政1，凌麗俐1，劉升球2，陳傳武2，彭良志1*

(1西南大學柑桔研究所，重慶 400712；2廣西特色作物研究院，廣西桂林 541004；3四川省內江市農業(yè)農村局，四川內江 641000)

為了解桂北柑橘園土壤化學狀況，2017年在桂北7個柑橘主產縣(市)選取102個代表性柑橘園采集土壤樣本，對pH、有機質和10種養(yǎng)分進行定量分析。結果表明：土壤pH變幅 3.95 ~ 8.02。其中，pH處于強酸性(pH<4.5)、酸性(pH 4.5 ~ 5.5)和堿性(pH >7.3)范圍的果園分別占總樣本數(shù)的24.51%、48.04% 和9.80%，大部分果園土壤pH為強酸性和酸性，有64.70% 的果園土壤pH適宜或基本適宜(pH 4.5 ~ 7.0)柑橘生長，但僅有14.71% 的果園土壤pH適宜柑橘生長(pH 5.5 ~ 6.5)。土壤有機質含量豐富，適量及以上水平的比例達86.27%。果園土壤營養(yǎng)元素豐缺并存，失衡比較明顯，其中，有效磷和有效鉀含量不足(低量或缺乏)的比例分別為33.33% 和30.39%，超標(高量或過量)比例分別為21.57% 和23.53%；堿解氮和有效鈣含量主要在適量范圍，不足比例分別為36.27% 和31.37 %；有效鐵和有效錳含量豐富，超標比例分別為64.71% 和55.89%；有效鎂、鋅、銅和硼含量不足比例較高，分別為59.80%、92.16%、56.86% 和50.98%。桂北柑橘產區(qū)土壤養(yǎng)分限制因子主要為土壤酸化，有效鎂、鋅、銅和硼含量不足，生產上應注重調節(jié)土壤酸堿度，適度增施鎂、鋅、銅和硼肥。

桂北；柑橘園；土壤；養(yǎng)分

廣西壯族自治區(qū)是我國柑橘主產區(qū)，2016年廣西柑橘面積37.04萬hm2，全國第二；產量578.2萬t，全國第一[1]。桂北柑橘產區(qū)是廣西柑橘的重點產區(qū)，也是贛南–湘南–桂北柑橘優(yōu)勢產業(yè)帶的重要組成部分。近年來，由于廣東砂糖橘遭受黃龍病重創(chuàng)以及砂糖橘持續(xù)較高價位[2]，與之近鄰的桂北柑橘產業(yè)快速發(fā)展，尤其是砂糖橘發(fā)展迅猛，2010年桂林砂糖橘種植面積僅0.8萬hm2，2017 年即達到 8萬hm2，主要分布在陽朔、荔浦、永福、臨桂和靈川[3]；其中，以荔浦為中心的柑橘產區(qū)已經(jīng)發(fā)展成為目前我國最大的砂糖橘產區(qū)。雖然桂北柑橘產業(yè)發(fā)展快，但是單產不高、品質參差不齊，主要原因是果園立地條件和管理水平差別大。土壤是柑橘生長結果的基礎條件，國內外大量研究表明，橘園土壤性狀對柑橘產量和品質有重要影響[4-5]。但長期以來，對桂北柑橘園土壤養(yǎng)分的研究極少，系統(tǒng)性的研究尚未見報道。本文以桂北7個柑橘主產縣(市)的102個代表性柑橘園為對象，研究土壤性狀，為桂北柑橘園的土壤改良和化肥減施增效提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品的采集和前處理

2017年8—10月，在桂北柑橘園7個柑橘主產縣(市)選擇102個代表性果園，進行土樣采集。橘園主要品種為砂糖橘和金柑，少量紐荷爾臍橙，砂糖橘樹齡5 ~ 7 a，金柑樹齡7 ~ 10 a，紐荷爾臍橙樹齡5 ~ 8 a。其中全州縣代表性果園21個、永福縣20個、荔浦市22個、陽朔縣18個、靈川縣6個、富川縣8個和興安縣7個。

每個采樣橘園按“Z”型選取15 株樹，在每株采樣樹的樹冠滴水線(避開施肥穴、施肥溝)外側30 ~ 40 cm選1 ~ 2個采樣點，每個采樣點采集距地表0 ~ 40 cm深土層的土壤約200 g，除去植物根、石塊等雜質，15株樹的采樣點采集的土壤混合均勻后，采用四分法取土樣約500 g，編號登記后帶回實驗室，風干，磨細，過2 mm和0.149 mm尼龍篩，置于干燥、避光容器中保存，待測定分析用。

1.2 土壤樣品的分析與測定

土壤有效養(yǎng)分分析采用國際農化服務中心的土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法(ASI)[6]。有效磷、鉀、鐵、錳、鋅、銅采用ASI浸提劑浸提，有效鈣、鎂采用1 mol/L乙酸銨浸提，其中有效磷采用紫外可見分光光度法測定[7]，有效鉀、鈣、鎂、鐵、錳、鋅、銅采用原子吸收分光光度法測定；堿解氮采用擴散法測定；有效硼采用沸水浸提–姜黃素比色法測定[8]；土壤pH采用pH 儀電位法測定[9]；有機質采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化–容量法測定[8]。

1.3 土壤pH和營養(yǎng)元素的分級標準

土壤pH、有機質和各營養(yǎng)元素養(yǎng)分分級指標以ASI法分析土壤速效養(yǎng)分的評價指標為主體[10]，結合《江西省柑橘園測土技術規(guī)程》[11]和前人[12-15]的相關研究制定。土壤pH的分級標準：<4.5為強酸性，4.5 ~ 5.5為酸性，5.5 ~ 6.5為微酸，6.5 ~ 7.3 為中性，>7.3為堿性。土壤有機質和其他營養(yǎng)元素分級指標見表1。

表1 柑橘園土壤養(yǎng)分分級標準

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)均由Excel 2010和SPSS19.0軟件進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 土壤pH和有機質分布狀況

桂北柑橘園土壤pH的測定結果顯示(表2)，土壤pH平均值為5.26，變幅較大，范圍為 3.95 ~ 8.02。其中，pH處于強酸性(pH<4.5)、酸性(pH 4.5 ~ 5.5)、微酸(pH 5.5 ~ 6.5)、中性(pH 6.5 ~ 7.3)和堿性(pH>7.3)范圍的果園分別占總樣本數(shù)的24.51%、48.04%、14.71%、2.94% 和9.80%，表明橘園土壤pH總體為酸性。根據(jù)柑橘對土壤pH的要求，有64.70% 的土壤樣品pH適宜或基本適宜(pH 4.5 ~ 7.0)柑橘生長。從各縣(市)果園土壤pH的分布頻率來看，荔浦市柑橘園強酸性土壤比率最高，達50.00%，靈川縣柑橘園土壤堿性比率最高，達50.00%。

柑橘園土壤有機質含量7.60 ~ 72.58 g/kg，平均24.96 g/kg。其中，有機質處于缺乏、低量、適量、高量和過量水平的果園比例分別為0.00%、13.73%、57.84%、25.49% 和2.94%，表明土壤有機質總體豐富。靈川縣、荔浦市和富川縣的土壤有機質處于高量或過量水平的比率較高(表2)。

表2 柑橘園土壤pH和有機質的分布狀況

2.2 土壤大量營養(yǎng)元素豐缺狀況

桂北柑橘園土壤堿解氮含量49.11 ~ 290.43 mg/kg，平均115.81 mg/kg，不足(包括缺乏和低量，下同)、適量、超標(包括高量和過量，下同)的果園比例分別為36.27%、58.83% 和4.90%，表明土壤堿解氮含量總體上較充足。從區(qū)域分布看，荔浦橘園土壤堿解氮含量豐富，僅1個果園缺乏；全州、興安和永福土壤堿解氮含量不足的比率較高，分別為52.38%、57.14% 和45.00%(表3)。

土壤有效磷含量1.18 ~ 261.46 mg/kg，平均53.98 mg/kg，不足、適量和超標的果園比例分別為33.33%、45.10% 和21.57%。靈川土壤有效磷含量不足比例最高，達83.33%；興安、永福、荔浦和陽朔土壤有效磷含量適量比例較高，分別為42.86%、60.00%、59.09% 和44.44%；富川土壤有效磷含量主要處于超標水平，所占比例為62.50%(表3)。

土壤有效鉀含量15.04 ~ 556.54 mg/kg，平均152.80 mg/kg，不足、適量和超標果園比例分別為30.39%、46.08% 和23.53%。富川土壤有效鉀含量全部為適量或超標，超標比例87.50%；靈川和興安土壤有效鉀含量無超標果園(表3)。

2.3 土壤中量營養(yǎng)元素豐缺狀況

桂北柑橘園土壤有效鈣含量36.67 ~ 29 689.34 mg/kg，平均2 407.01 mg/kg，不足、適量和超標果園比例分別為31.37 %、53.93% 和14.70%，總體上有效鈣含量較豐富。全州、永福、陽朔和富川土壤有效鈣含量主要處于適量水平，適量占比60% 以上；靈川土壤有效鈣含量兩極分化，不足和超標各占一半；興安土壤有效鈣含量不足比例最高，不足比例71.43%(表4)。

土壤有效鎂含量11.92 ~ 373.08 mg/kg，平均103.89 mg/kg，不足、適量和超標的果園比例分別為59.80%、31.38% 和8.82%，總體上有效鎂含量不足。區(qū)域分布方面，靈川、興安、永福、荔浦和陽朔土壤有效鎂含量主要處于不足范圍，所占比例分別為83.33%、71.43%、70.00%、63.64% 和72.22%；富川土壤有效鎂含量豐富，全部處于適量或超標范圍(表4)。

表3 柑橘園土壤大量營養(yǎng)元素的豐缺狀況(mg/kg)

表4 柑橘園土壤中量營養(yǎng)元素的豐缺狀況(mg/kg)

2.4 土壤微量營養(yǎng)元素豐缺狀況

桂北柑橘園土壤有效鐵含量豐富，范圍在1.55 ~ 222.02 mg/kg，平均43.83 mg/kg，不足、適量和超標果園比例分別為15.68%、19.61% 和64.71%。其中，靈川、永福、荔浦和陽朔土壤有效鐵含量主要處于超標范圍，超標比例分別為83.33%、95.00%、86.36% 和66.66%；富川土壤有效鐵含量主要處于不足水平(表5)。

土壤有效錳含量充足，范圍在1.68 ~ 230.74 mg/kg，平均31.80 mg/kg，不足、適量和超標樣品比例分別為6.86%、37.25% 和55.89%。從區(qū)域分布看，全州、永福、荔浦、陽朔和富川土壤有效錳超標較嚴重。

土壤有效鋅含量缺乏嚴重，范圍在0.21 ~ 24.28 mg/kg，平均2.09 mg/kg，不足、適量和超標的樣品比例分別為92.16%、5.88% 和1.96%。其中，靈川、永福和荔浦土壤有效鋅含量全部為不足，其他縣不足比例也達75% 以上。

土壤有效銅含量普遍不足，含量范圍0.43 ~ 9.99 mg/kg，平均2.58 mg/kg，不足、適量和超標果園比例分別為56.86%、39.22% 和3.92%。靈川、興安、荔浦和陽朔土壤有效銅含量主要以不足為主，不足比例分別為83.33%、100.00%、59.09% 和83.33%；全州、永福和富川土壤有效銅適量水平較高。

土壤有效硼含量0.15 ~ 1.78 mg/kg，平均0.56 mg/kg，不足、適量、超標果園比例分別為50.98%、44.12% 和4.90%。全州、靈川和興安土壤有效硼含量主要處于不足范圍，所占比例分別為95.24%、66.67% 和85.71%；永福、荔浦、陽朔和富川土壤有效硼含量主要處于適量范圍，所占比例均達55% 以上。

2.5 土壤pH、有機質和有效營養(yǎng)元素間的相關性

土壤母質、成土過程、土地類型、pH、有機質、施肥等因素影響土壤營養(yǎng)元素的含量。土壤pH、有機質、有效營養(yǎng)元素含量的相關分析表明，土壤pH與有機質、堿解氮、有效鈣和有效鎂含量呈極顯著正相關(<0.01)；有機質與堿解氮、有效鉀、有效鈣、有效鎂含量呈極顯著正相關(<0.01)，與有效硼含量呈顯著正相關(<0.05)；土壤多數(shù)礦質養(yǎng)分含量之間也存在顯著或極顯著正相關或負相關關系(表6)。

3 討論

土壤是巖石礦物等經(jīng)過成土過程的產物，是供給植物賴以生長的養(yǎng)分和水分的基礎[16-17]。長期以來，我國在柑橘科研和生產上比較關注施肥與柑橘產量、品質的關系，對橘園土壤的研究不夠。柑橘生長與土壤環(huán)境關系密切，在一定條件下甚至是決定性因素，研究土壤性狀對持續(xù)發(fā)展柑橘生產具有重要意義[18]。果園土壤性狀受氣候、土壤類型和栽培管理方式等因素的影響[19]，不同地區(qū)果園土壤養(yǎng)分水平相差較大。印度柑橘產區(qū)土壤養(yǎng)分限制因子為氮、鉀、硼和鋅[20]，巴西加工甜橙產區(qū)土壤養(yǎng)分限制因子為氮、磷、鎂、鋅和鈣[21-22]，重慶三峽庫區(qū)柑橘土壤養(yǎng)分限制因子為鋅和硼[23]。橘園土壤養(yǎng)分分析能明確土壤養(yǎng)分豐缺狀況，并查明影響柑橘生長結果的土壤限制因子，是柑橘樹體營養(yǎng)診斷的重要輔助手段。

表5 桂北柑橘園土壤微量營養(yǎng)元素的豐缺狀況(mg/kg)

表6 柑橘園土壤pH、有機質和有效營養(yǎng)元素間的相關性

注：**表示相關性達極顯著水平(<0.01)；*表示相關性達顯著水平(<0.05)。

從本研究結果看，桂北柑橘產區(qū)土壤酸性較強，一方面是因為當?shù)丶t壤占絕大多數(shù)，另一方面是因為生產上長期重施化肥導致的結果[24]。過量施用化肥引起土壤鹽基元素的淋失，導致土壤酸化[24]。前人研究表明，即使是施用尿素也會導致土壤酸化[25]。因此，對于土壤pH<5.5的橘園酸化土壤，有必要定期施用石灰、鈣鎂磷肥等提高土壤pH。桂北柑橘園土壤有機質含量豐富，普遍好于贛南、重慶三峽庫區(qū)和湖北等柑橘產區(qū)[15,23,26]，主要原因是桂北柑橘產區(qū)主要是在肥沃的農耕地上種植，有別于其他柑橘產區(qū)主要在荒山荒坡的貧瘠土地上種植；另外，桂北主產砂糖橘、金柑和臍橙，近年這些品種效益較好，種植者比較重視有機肥施用[27]。一般情況下，施肥量，特別是有機肥施用量與柑橘價格變化基本一致，價格高、效益好，施肥量大[27]，反之則少。

桂北橘園土壤堿解氮主要在適量范圍，但仍有36.27% 的橘園存在不足水平。而梁珊珊[28]調查發(fā)現(xiàn)，我國廣西產區(qū)的柑橘氮肥施用量為597.27 kg/hm2，遠高于柑橘發(fā)達國家的氮肥用量。高氮肥施用量卻出現(xiàn)土壤堿解氮不足，原因除了無機態(tài)氮容易被柑橘等植物吸收利用外，也與其在土壤中容易揮發(fā)、淋洗等損失[29]有關。桂北柑橘生產上施用的化肥大多數(shù)是等比例的復合肥，但土壤有效磷和有效鉀含量超標比例明顯大于堿解氮，主要是柑橘對磷的需求量通常只有氮需求量的1/3 ~ 1/4，過量施用磷肥是土壤有效磷超標的主要原因，如果不是桂北橘園土壤酸性強，磷易被Al3+固定[30]，有效磷超標的比例會更高。桂北土壤有效鉀含量超標比例較高，主要是復合肥施用量大，鉀在土壤中易被吸附固定，較難淋洗損失。桂北橘園近1/3的土壤有效鈣含量不足，近六成果園土壤有效鎂含量不足，這與黃玉溢等[31]測定廣西柑橘主產區(qū)56份土壤樣品有效鈣鎂含量缺乏的結果基本吻合。主要原因是桂北橘園土壤酸性，高溫多雨淋溶作用強烈，導致土壤鈣、鎂流失嚴重[31-32]，且當?shù)馗涕偕a上石灰施用少，也基本沒有鎂肥施用的概念。因此，桂北柑橘生產上應改變目前普遍施用氮磷鉀三元素等比例復合肥的做法，針對橘園目前土壤狀況，生產和施用氮磷鉀鎂四元素復合肥或復混肥，建議氮∶磷∶鉀∶鎂比例為1∶(0.3 ~ 0.4)∶(0.8 ~ 1.0)∶(0.2 ~ 0.3)；改肥料撒施為主為開溝或灌溉施肥為主，提高氮肥利用率；對于土壤嚴重缺鎂的橘園，應施用鎂石灰、氫氧化鎂、白云石粉和菱鎂石粉等堿性鎂肥，盡量不選硫酸鎂等酸性鎂肥。

桂北橘園土壤有效鐵和有效錳含量豐富，超標比例較高，土壤酸性強是有效鐵和有效錳含量高的主要原因，這與曾林芳等[33]測定富川縣60個果園土壤樣品、王男麒等[34]測定贛南223個紅壤果園土壤樣品的結果大體相同。和全國其他柑橘產區(qū)一樣[35-36]，桂北橘園土壤有效鋅普遍缺乏或低量(適宜范圍為5 ~ 10 mg/kg)。但有前人[31,33,37]調查廣西部分地區(qū)柑橘園土壤有效鋅含量大部分處于適量或者高量范圍(適宜范圍為1 ~ 5 mg/kg)，出現(xiàn)這種結果的主要原因是土壤有效鋅的分級標準不同。但從目前柑橘葉片營養(yǎng)診斷研究結果看，所有的報道均為廣西柑橘園葉片鋅含量缺乏嚴重[33,38-41]，說明橘園土壤有效鋅適宜標準采用5 ~ 10 mg/kg更切合柑橘實際情況。桂北橘園土壤有效銅含量主要處于不足和適量水平，主要原因是桂北柑橘產區(qū)主栽品種是抗?jié)儾〉纳疤情?、金柑等品種，生產上含銅殺菌劑應用少，紅壤本身的含銅量又低。前人調查廣西部分地區(qū)柑橘園土壤有效硼含量不足比例為96.3% ~ 100%[31,33, 37,39,42]，但本研究發(fā)現(xiàn)桂北橘園土壤有效硼含量不足的比例為50.98%，明顯低于前人報道，這與近年來我國柑橘生產上大力推廣硼肥施用有關，目前桂北柑橘生產上已普遍施用硼肥。因此，桂北橘園在微量肥料的施用上，首先應防止土壤酸化，減輕土壤鐵、錳的毒害；葉面噴施鋅、銅和硼肥為主，并適度土壤補充。有潰瘍病的橘園，也可噴施含銅殺菌劑改善柑橘樹體銅營養(yǎng)。

土壤是個復雜的系統(tǒng)，土壤pH及各種營養(yǎng)元素之間會相互影響。桂北柑橘園土壤偏酸，又偏重肥料的施用，營養(yǎng)元素間的相關性更顯復雜。不過，土壤pH、有機質與各種營養(yǎng)元素有效含量之間的關系總體上符合土壤學的基本規(guī)律[43]。

4 結論

桂北柑橘產區(qū)土壤酸化嚴重，有機質含量較豐富，營養(yǎng)元素豐缺并存，養(yǎng)分失衡比較明顯。其中，土壤堿解氮和有效鈣含量主要在適量范圍，但約1/3的橘園在不足水平；有效磷和有效鉀含量不足與超標并存；有效鐵和錳含量較豐富，超標比例較高；而土壤有效鎂、鋅、銅和硼含量不足比例較高。桂北柑橘產區(qū)土壤養(yǎng)分限制因子主要為土壤酸化及有效鎂、鋅、銅和硼含量不足，生產上應適量施用石灰、鎂石灰、鈣鎂磷肥、氫氧化鎂等來降低土壤酸度，增加土壤鎂含量，提高土壤磷有效性；鋅、銅和硼肥應以葉面補充為主，適度配合土壤施用。

致謝：在土壤樣品采集過程中，得到7個采樣縣(市)行業(yè)主管部門、果園主等相關人員的支持和協(xié)助，在此一并致謝。

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Study on Soil Chemical Properties of Citrus Orchards in Northern Guangxi

ZHANG Chaobo1,3, QIU Jieya1, WANG Min1, LI Youfang1, ZHU Panpan1, WANG Tong1, DENG Chongling2, FU Xingzheng1, LING Lili1, LIU Shengqiu2, CHEN Chuanwu2, PENG Liangzhi1*

(1 Citrus Research Institute, Southwest University, Chongqing 400712, China; 2 Guangxi Academy of Specialty Crops, Guilin, Guangxi 541004, China; 3 Neijiang Municipal Bureau of Agriculture and Rural Affairs, Neijiang, Sichuan 641000, China)

In order to evaluate soil chemical properties of citrus orchards in northern Guangxi, 102 typical citrus orchards in 7 major citrus production counties in northern Guangxi were selected, soil samples were collected in 2017, and soil pH, organic matter and 10 nutrient contents were quantitatively analyzed and studied. The results showed that the range of soil pH was 3.95–8.02, among them, strong acid (pH<4.5), acid (pH 4.5–5.5) and alkaline (pH>7.3) soil samples were accounted for 24.51%, 48.04% and 9.80% of the total samples, respectively, and most orchard soils were strongly acid and acid. 64.70% of soil samples was suitable or basically suitable for citrus growth in pH (4.5–7.0), among of them, only 14.71% of soil samples was suitable for citrus growth in pH (5.5–6.5). Soil organic matter was rich, the proportion of suitable and above the suitable levels reached 86.27% in total. Most of the citrus orchards were rich and deficient coexistence in soil nutrients, which indicated poor balance of soil nutrients. 33.33% and 30.39% of soil samples were below the optimal ranges for citrus growth in available P and K, respectively, while 21.57% and 23.53% of soil samples were above optimal ranges, respectively. Soil available N and Ca were mainly within the suitable levels for citrus growth, however 36.27% and 31.37% of soil samples were in the insufficient levels, respectively. Soil available Fe and Mn were rich, and 64.71% and 55.89% of soil samples exceeded suitable levels, respectively. 59.80%, 92.16%, 56.86% and 50.98% of soil samples were deficient for citrus growth in available Mg, Zn, Cu and B, respectively. Soil acidification and deficiencies in available Mg, Zn, Cu and B are the limiting factors for citrus growth in northern Guangxi, thus, attentions should be paid to adjust soil pH and applying more Mg, Zn, Cu and B fertilizers.

Northern Guangxi; Citrus orchard; Soil; Nutrient elements

S158

A

10.13758/j.cnki.tr.2020.06.013

張超博, 邱潔雅, 王敏, 等. 桂北柑橘園土壤化學性狀研究. 土壤, 2020, 52(6): 1187–1195.

國家重點研發(fā)計劃專項課題(2017YFD0202006)和國家現(xiàn)代農業(yè)(柑橘)產業(yè)技術體系建設專項(CARS-26-01A)資助。

(pengliangzhi@cric.cn)

張超博(1992—)，男，河南南陽人，碩士研究生，主要從事果樹栽培與生理研究。E-mail：1535508384@qq.com