平和縣琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)果園營養(yǎng)狀況及調(diào)控建議

詹婷 胡承孝 莊木來 李瀟彬 雷靖 聶敏 楊濤 趙小虎

摘要：從福建省平和縣小溪、南勝、五寨、坂仔4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)果園采集30份柚子（以琯溪蜜柚白肉品種為主）果實(shí)及相應(yīng)的土壤、葉片樣品，測定分析了果實(shí)的品質(zhì)及土壤、葉片養(yǎng)分含量指標(biāo)。結(jié)果表明：超過半數(shù)果園土壤呈強(qiáng)酸性，pH<4.50；有機(jī)質(zhì)含量處于適宜范圍，速效磷含量過高，最大值為155.7 mg/kg；中微量元素（鈣、鎂、銅、鋅、硼）含量普遍偏低，尤其是鈣、鎂，其含量均未達(dá)到豐富水平。果樹葉片中全磷、鐵、銅、硼含量偏高，其中磷和鐵含量在30個(gè)調(diào)查果園中均高于適宜范圍；鉀、鎂、鋅含量則相反，最高含量分別為1.32%、0.22%、8.37 mg/kg，均屬于缺乏狀態(tài)。果實(shí)單果重范圍為0.675～1.850 kg（除了2份葡萄柚樣品），且與土壤pH呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系?？墒陈实牟钪禐?7.83個(gè)百分點(diǎn)，主要范圍集中在75%～85%。固酸比差異較大，差值為12.35。Vc含量最大值為28.63 mg/100 g。綜合該研究結(jié)果，建議當(dāng)?shù)毓麍@減少磷肥及銅劑農(nóng)藥施用量，適當(dāng)提高鉀肥及鈣、鎂肥用量，提高土壤pH，促進(jìn)肥料吸收利用，在保障果實(shí)品質(zhì)的條件下減少環(huán)境污染。

關(guān)鍵詞：琯溪蜜柚；土壤；葉片；養(yǎng)分含量；果實(shí)品質(zhì)

中圖分類號(hào)：S666.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A論文編號(hào)：cjas2020-0074

Investigation on Nutrition Status of Guanxi Pomelo Orchards in Pinghe and Fertilization Suggestions

Zhan Ting1， Hu Chengxiao1， Zhuang Mulai2， Li Xiaobin2， Lei Jing1， Nie Min1， Yang Tao1， Zhao Xiaohu1

（1College of Resources and Environment， Huazhong Agricultural University/Hubei Provincial Engineering Laboratory for New-type Fertilizer/Microelement Research Center of Huazhong Agricultural University， Wuhan 437000， Hubei， China； 2Pinghe Agriculture Bureau， Fujian Province， Pinghe 363700， Fujian， China）

Abstract： 30 samples of grapefruit （mainly white variety of Guanxi pomelo）， and corresponding samples of soil and leaves were collected from the representative fruit orchards of Xiaoxi， Nansheng， Wuzhai and Banzai in Pinghe， Fujian， and the quality of fruit and the nutrient contents of soil， leaf and fruit were analyzed. The results showed that more than half of the orchard soil samples were strongly acidic， pH < 4.50； the organic matter content was in a suitable range， but the available phosphorus content was too high， the maximum value was 155.7 mg/kg. The contents of medium and trace elements， especially calcium and magnesium， did not reach the rich level. The contents of total phosphorus， iron， copper and boron in the leaves were high， and the contents of phosphorus and iron in 30 orchards were higher than the suitable range. The contents of potassium， magnesium and zinc were the opposite. The highest contents were 1.32%， 0.22% and 8.37 mg/kg， respectively， which belonged to the state of deficiency. The single fruit weight ranged from 0.675 to 1.850 kg （except 2 grapefruit samples）， and showed a positive correlation with soil pH. The difference of edible rate was 27.83%，and the main range was concentrated between 75% and 85%. The solid-acid ratio was quite different， with a difference of 12.35. The maximum Vc content was 28.63 mg/100 g. In general， it is suggested that local orchards should reduce the application of phosphorus fertilizer and copper pesticide， increase the application of potassium， calcium and magnesium fertilizer， to increase soil pH， promote the absorption and utilization of fertilizers， and reduce environmental pollution while ensuring fruit quality.

Keywords： Guanxi Pomelo； Soil； Leaf； Nutrient Content； Fruit Quality

0引言

琯溪蜜柚果皮顏色橙黃鮮艷，芳香濃郁，果大皮薄。福建省平和縣作為“中國琯溪蜜柚之鄉(xiāng)”，是一個(gè)農(nóng)業(yè)大縣。2017年該縣蜜柚種植總面積達(dá)4.3萬hm2，年產(chǎn)量達(dá)120萬t，總產(chǎn)值近50億元，產(chǎn)量占全國柚類的1/3[1]。

隨著當(dāng)?shù)孛坭之a(chǎn)業(yè)的日益壯大，農(nóng)民為了提高產(chǎn)量而過量施用化肥的問題也愈加嚴(yán)重[2-3]。過量施肥導(dǎo)致了當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染、土壤肥力下降，果實(shí)產(chǎn)量品質(zhì)不穩(wěn)定等現(xiàn)象[4-8]。因此，對(duì)蜜柚種植園土壤、葉片養(yǎng)分狀況以及果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行調(diào)查分析，并在此基礎(chǔ)上，提出合理的施肥建議，將有助于提高肥料利用率，降低生產(chǎn)成本，緩解因蜜柚種植造成的農(nóng)業(yè)生態(tài)污染問題，保障果實(shí)的產(chǎn)量品質(zhì)。筆者以琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)果園土壤、葉片及果實(shí)樣品為對(duì)象，研究其營養(yǎng)元素的含量狀況，并對(duì)果園土壤肥力進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期為研究琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)平衡施肥提供技術(shù)支持及立論依據(jù)。

1材料與方法

1.1調(diào)查地基本情況

2017年11月，在福建省平和縣小溪、南勝、五寨、坂仔4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)以酸柚砧木白肉、紅柚琯溪蜜柚及葡萄柚、黃金柚為調(diào)查研究對(duì)象，選擇具有代表性的30個(gè)蜜柚園，每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)采集土壤、葉片、果實(shí)樣品各5個(gè)，混勻后制成一份樣品。

1.2樣品采集與制備

土壤樣品采集深度為0～30 cm，避開施肥溝，并按照“四分法”保留1 kg左右，樣品風(fēng)干后根據(jù)測定項(xiàng)目過篩保存。植物樣品于上午8：00—10：00點(diǎn)采集，每份樣品40片葉，洗凈殺酶烘干，用不銹鋼粉碎機(jī)磨碎保存[9]。

1.3測定指標(biāo)及方法

土壤樣品測定指標(biāo)包括有機(jī)質(zhì)，pH，堿解氮，速效磷，速效鉀，交換性鈣、鎂，有效鐵、錳、銅、鋅及水溶性硼，測定方法參照《土壤農(nóng)化分析（第三版）》[10]。果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)包括單果重、橫縱經(jīng)、果皮厚度、可食率、出汁率、可溶性固形物、可滴定酸、維C含量，測定方法參照《柑橘鮮果檢驗(yàn)方法：GB/T 8210—2011》[11]。植物樣品測定指標(biāo)包括全氮、全磷、全鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅、硼，測定方法參照《植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)》[12]。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；采用SPSS 22.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1平和縣琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)果園土壤養(yǎng)分狀況

對(duì)平和縣琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)的土壤樣品養(yǎng)分指標(biāo)進(jìn)行測定，其養(yǎng)分狀況結(jié)果如表1所示。參照莊伊美、黃綠林及福建省園地土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（試行）將土壤養(yǎng)分含量分為缺乏、中等和豐富3個(gè)等級(jí)[13-15]。平和蜜柚主產(chǎn)區(qū)果園土壤整體偏酸性，其中超過半數(shù)的果園土壤呈現(xiàn)出強(qiáng)酸性，最小僅為pH 3.72，最高為pH 5.94，均值為pH 4.50；土壤中有機(jī)質(zhì)含量處于良好水平；70%的果園有效磷含量超過30 mg/kg，最高為155.7 mg/kg；70%的果園速效鉀處于適宜狀態(tài)，最高為436.32 mg/kg；氮、鈣、鎂以及微量元素的含量總體含量偏低，多數(shù)果園均處于缺乏狀態(tài)。其中堿解氮含量不處于缺乏狀態(tài)的果園僅有2個(gè)，分別為122.3 mg/kg和220.7 mg/kg。交換性鈣含量最高僅為756.0 mg/kg，90%果園處于缺乏狀態(tài)；交換性鎂含量最高為110.5 mg/kg，均未達(dá)到豐富水平。

2.2平和縣琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)果園土壤pH與有效養(yǎng)分的相關(guān)性

對(duì)平和縣琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)果園土壤pH與營養(yǎng)元素含量分別進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表2所示。土壤鈣含量與pH呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）；氮、鎂和鋅元素含量與pH也達(dá)到顯著正相關(guān)；而pH與土壤中鐵、錳、銅、硼含量則是負(fù)相關(guān)關(guān)系，但未達(dá)到顯著性。

2.3平和縣琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)果園土壤養(yǎng)分主成分分析

根據(jù)12個(gè)養(yǎng)分指標(biāo)之間的兩兩關(guān)系，計(jì)算其特征值、貢獻(xiàn)率以及累積貢獻(xiàn)率，其結(jié)果如表3所示。前4個(gè)特征值的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到74.90%，說明交換性鈣、堿解氮、速效鉀和pH這4個(gè)特征值所包含的信息量已經(jīng)可以代表大部分的原始數(shù)據(jù)。表4為這4個(gè)特征值對(duì)應(yīng)的特征向量。由表3及表4可知，第1主成分的貢獻(xiàn)率為31.53%，是琯溪蜜柚果園土壤有機(jī)質(zhì)、pH、堿解氮、速效鉀以及交換性鈣含量的綜合反應(yīng)；第2主成分的貢獻(xiàn)率為19.72%，其中交換性鎂、有效鐵和有效錳的系數(shù)較大且為正值，因此反映了果園土壤的鎂、鐵、錳的供應(yīng)情況；第3主成分的貢獻(xiàn)率為15.09%，反映的是果園速效磷及水溶態(tài)硼的綜合水平；第4主成分的貢獻(xiàn)率為8.56%，其中有效銅和有效鋅的系數(shù)大于其他養(yǎng)分指標(biāo)，體現(xiàn)了土壤中這2個(gè)微量元素的養(yǎng)分狀況。

2.4平和縣琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)果園土壤養(yǎng)分聚類分析

以歐氏距離為衡量土壤樣本之間差異的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行聚類分析，根據(jù)綜合得分將結(jié)果分為3類，具體結(jié)果如表5所示。第Ⅰ類（19.92≤F≤26.67）包含2個(gè)樣本，占總樣本數(shù)的6.67%；第二類（-4.72≤F≤9.37）包含10個(gè)樣本，占總樣本數(shù)的33.33%；第Ⅲ類（-11.72≤F≤9.59）包含18個(gè)土樣，占總樣本數(shù)的60.00%。因此，平和縣琯溪蜜柚果園的土壤類型主要表現(xiàn)為第Ⅲ類，所占比例超過一半，主要分布在平和縣的南勝鎮(zhèn)、小溪鎮(zhèn)和坂仔鎮(zhèn)。

表6為不同等級(jí)琯溪蜜柚果園土壤養(yǎng)分含量差異性情況。第Ⅰ類土壤中養(yǎng)分含量水平明顯高于其他2類，其中pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀、交換性鈣及有效鋅含量顯著高于較高，其他養(yǎng)分指標(biāo)含量與第Ⅱ類、第Ⅲ類略有差異但是未達(dá)到顯著水平；第Ⅱ類及第Ⅲ類土壤整體養(yǎng)分含量相似，有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效鉀及有效鋅含量接近，但是交換性鈣含量在第Ⅱ類果園土壤中明顯高于第Ⅲ類土壤，并且土壤酸度也弱于第Ⅲ類果園；速效磷、交換性鎂、有效鐵、有效錳、有效銅和水溶性硼含量在三類果園土壤中沒有明顯差異。

2.5平和縣琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)果園葉片養(yǎng)分狀況

由表7可知：半數(shù)果園葉片鈣和銅的含量處于適宜范圍[16-17]；磷、鐵含量處于較高水平，含量范圍分別為0.18% ～0.65%、144.3～256.8 mg/kg，均值為0.39%、196.6 mg/kg，均超出適宜范圍；而鉀、鎂和鋅的最高含量分別為1.32%、0.22%、8.37 mg/kg，均低于適宜標(biāo)準(zhǔn)。由于硼元素可以促進(jìn)坐果，因此，很多果園會(huì)大量施用硼砂，導(dǎo)致果樹葉片硼含量過高，硼含量最高達(dá)到92.80 mg/kg。葉片全氮含量最高僅為2.73%，未達(dá)到豐富水平；且超過半數(shù)果園葉片氮含量處于缺乏狀態(tài)。

2.6平和縣琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)果園果實(shí)品質(zhì)狀況

對(duì)蜜柚果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行測定，其結(jié)果表明，單果重范圍為0.675～1.850 kg（除了2份葡萄柚樣品），主要集中在0.8～1.7 kg（表8）。果皮厚度差異較大，最大值為25.28 mm，最小為5.66 mm（除葡萄柚外）。各樣品間果形指數(shù)即縱橫比差異很小，而可食率的差值為27.83個(gè)百分點(diǎn)，主要范圍集中在75%～85%。出汁率最高的是2份葡萄柚樣品，分別為72.78%和76.07%，其余蜜柚樣品中出汁率最大值與最小值為61.42%、30.44%。固酸比差異較大，差值為12.35。Vc含量越高表示果實(shí)品質(zhì)越好，樣品中Vc最大值為28.63 mg/100 g，而最低僅為10.35 mg/100 g，僅相當(dāng)于最大值的1/3。

2.7平和縣琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)果園果實(shí)品質(zhì)與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性

對(duì)平和縣琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)果園果實(shí)品質(zhì)與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果如表9所示。平和縣琯溪蜜柚單果重及可滴定酸的含量與土壤pH呈正相關(guān)，其余果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)與其呈負(fù)相關(guān)，但是均未達(dá)到顯著性。可食率與土壤速效磷含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，而與pH呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)。果實(shí)中Vc含量僅與土壤速效磷含量正相關(guān)，與其余養(yǎng)分含量指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性并不顯著。

3結(jié)論

福建省平和縣琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)果園土壤酸性較強(qiáng)，有機(jī)質(zhì)含量處于良好水平。中微量元素，尤其是交換性鈣、鎂含量普遍偏低。建議增加鈣、鎂肥施用量，改善土壤酸性。氮肥施用足量，但土壤堿解氮及葉片全氮含量均處于缺乏水平，建議配施土壤調(diào)理劑來減少淋失、提高肥料利用率，從而減少用量。果樹葉片中全磷、鐵、銅、硼含量偏高，其中，磷和鐵含量均高于適宜范圍。鉀、鎂、鋅含量則相反，均屬于缺乏狀態(tài)。因此，建議當(dāng)?shù)毓麍@減少磷肥及銅劑農(nóng)藥施用量，適當(dāng)提高鉀肥及鋅肥需用量。

4討論

福建省平和縣琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)果園土壤的有機(jī)質(zhì)含量總體處于適宜水平，僅有6.67%屬于缺乏狀態(tài)，土壤有機(jī)質(zhì)主要來源于當(dāng)?shù)剞r(nóng)民施用的有機(jī)肥以及果園種草等措施[18]。研究表明，土壤中有機(jī)質(zhì)含量可以改良土壤、提高果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)，柑橘果樹固酸比可提高70.69%，總糖含量提高24.81%[19-23]。因此，后期應(yīng)該更加注重有機(jī)肥的施用及果園綠肥的種植。平和縣90%的果園土壤呈現(xiàn)酸性及強(qiáng)酸性，平均值僅為pH 4.50。通常土壤pH與鈣、鎂含量之間呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系[24]。此外，表2結(jié)果顯示，土壤氮含量與pH呈顯著正相關(guān)關(guān)系，因此，當(dāng)?shù)毓麍@土壤偏酸也會(huì)影響堿解氮含量。本研究結(jié)果顯示平和縣琯溪蜜柚主產(chǎn)區(qū)果園土壤中的鈣含量處于缺乏狀態(tài)，結(jié)合表1及表7可知，大多數(shù)屬于第Ⅱ類及第Ⅲ類果園的土壤交換性鈣含量均低于500 mg/kg，因此果園需要適當(dāng)施用石灰來提高土壤鈣含量，改善土壤酸度。張影等[25]通過對(duì)溫州蜜柑施用石灰的試驗(yàn)，驗(yàn)證增施石灰可以明顯改善果實(shí)品質(zhì)，固酸比達(dá)到了11.26，提高了27.52%。酸性土壤施用石灰可以起到治酸增鈣的雙重作用，石灰用量根據(jù)果園土壤性質(zhì)決定。黃綠林等[6]研究建議石灰用量為每株1 kg左右，2～3年使用一次。

本文研究結(jié)果顯示，果園土壤的堿解氮含量較低，大多數(shù)屬于第Ⅱ類及第Ⅲ類果園的土壤堿解氮含量低于適宜范圍，且60%的葉片中全氮含量屬于缺乏狀態(tài)[17-18]。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)氐视昧刻幱谥辛克絒18]。分析原因，發(fā)現(xiàn)除了果園土壤較酸影響土壤中堿解氮含量之外，果園肥料利用率低也是一個(gè)重要原因。因此，倡導(dǎo)氮肥深施，深施的氮肥利用率可達(dá)到40%～60%，比表層施肥提高10%～30%[23]。

本調(diào)查結(jié)果顯示：土壤中有效磷含量處于極度豐富水平的果園有21個(gè)，含量最高為155.7 mg/kg。此外，處于土壤整體養(yǎng)分水平較低的第Ⅲ類果園的速效磷平均含量（76.79 mg/kg）都超過適宜范圍，因此琯溪蜜柚果園磷肥施用過量的現(xiàn)象十分嚴(yán)重。土壤磷素過量可能是因?yàn)檗r(nóng)民施肥比例不合理，過量施用磷肥。磷肥的過量施用不僅使土壤及果樹葉片中磷含量超出適宜范圍，還導(dǎo)致平和縣半數(shù)以上的果園成為高風(fēng)險(xiǎn)磷素污染園，山地果園徑流整體達(dá)不到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求[26]。磷肥的過量施用還會(huì)導(dǎo)致柑橘減產(chǎn)，位高生等[27]的試驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)琯溪蜜柚果園磷肥施用量為0.39 kg/棵時(shí)，果樹產(chǎn)量達(dá)到100.2 kg；而磷肥施用量為1.30 kg/棵時(shí)，產(chǎn)量僅為71.61 kg，減產(chǎn)了40.25%。也有研究表明，琯溪蜜柚結(jié)果樹每年磷肥（P2O5）施用量應(yīng)為0.6～0.9 kg/株/年[28]。對(duì)于速效鉀，16個(gè)果園的土壤鉀含量處于豐富水平，這是由于部分果園的鉀肥過量施用導(dǎo)致的，許修柱[29]的調(diào)查結(jié)果顯示果園鉀肥投入量為721～1138 kg/hm2。然而，土壤pH越低，鉀素淋溶現(xiàn)象越明顯[30-31]。雖然土壤速效鉀含量高，但是葉片中的全鉀含量均低于適宜范圍（表7）。因此，建議鉀肥與堿性肥料配合使用，來提高鉀肥利用率[22]。

土壤交換性鈣鎂含量均處于缺乏水平，且葉片中含量也較低。絕大多數(shù)處于第Ⅱ類及第Ⅲ類的果園土壤中交換性鎂含量的平均值僅為51.61、27.74 mg/kg，均低于適宜濃度范圍。這種現(xiàn)象主要是因?yàn)楫?dāng)?shù)剞r(nóng)民鈣、鎂肥施用量不足導(dǎo)致的。李清華[18]調(diào)查結(jié)果表明，當(dāng)?shù)剽}、鎂的平均用量分別僅為參考用量的26.36%～ 29.00%、22.50%～45.00%。鎂肥不足導(dǎo)致溫州蜜柑果肉的可溶性糖含量減少20.1%[32]。因此，結(jié)合前人研究結(jié)果，建議鎂肥的施用量為每年每株0.3 kg左右[33]。葉片中微量元素硼、鐵、銅的含量處于適宜或過量水平，這可能是由于95%的農(nóng)民會(huì)在花期噴施2～3次微量元素水溶肥[18]，并且長期使用銅劑農(nóng)藥所導(dǎo)致。

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