利川市梨園養(yǎng)分投入及土壤養(yǎng)分狀況分析

陳啟亮，楊曉平，范凈，牟秉喜，張靖國(guó)，胡紅菊，陳繼富，田雅琴

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)茶葉研究所，武漢430064；2.利川市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，湖北利川 445400）

湖北省利川市位于武陵山區(qū)北部，2015年利川市砂梨栽培面積為2 826.67 hm2，產(chǎn)量為4.17萬(wàn)t，栽培面積和產(chǎn)量均居恩施州首位，湖北省第三，產(chǎn)值占利川市林果產(chǎn)業(yè)的70%以上，為農(nóng)民脫貧致富作出了重要貢獻(xiàn)［1］。果園土壤養(yǎng)分狀況直接影響樹(shù)體生長(zhǎng)、產(chǎn)量、品質(zhì)和果園的可持續(xù)生產(chǎn)［2］。土壤養(yǎng)分的投入主要來(lái)自化肥和有機(jī)肥，投入量直接決定了土壤中養(yǎng)分含量，梨園土壤的養(yǎng)分狀況是制定梨園土壤管理和合理施肥方案的重要依據(jù)［3］。謝文龍等［4］研究表明長(zhǎng)期施用酸性肥料導(dǎo)致福建省81.2%梨園土壤偏酸（pH＜5.0）；張璐等［5］調(diào)查表明重慶市梨園N∶P2O5∶K2O養(yǎng)分投入的配比為1.00∶0.62∶0.63，有機(jī)肥氮磷鉀平均投入量?jī)H占總養(yǎng)分投入量的20.52%、9.39%和15.21%。重慶市梨園土壤pH平均為5.33，整體呈酸性，土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量總體均處于中等及以上水平。利川市梨園大多位于丘陵坡地，平均海拔1 100 m，土層較淺，梨園施肥盲目，直接影響了利川市梨產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為促進(jìn)利川市梨產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效，對(duì)代表性梨園的肥料投入和土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行了調(diào)查分析，為指導(dǎo)利川市梨園合理施肥提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 土壤樣品采集

在利川市砂梨主產(chǎn)區(qū)南坪鄉(xiāng)、汪營(yíng)鎮(zhèn)、涼霧鄉(xiāng)分別選取代表性的梨園（產(chǎn)量37 500～60 000 kg/hm2）各6個(gè)作為試驗(yàn)材料的采集地點(diǎn)，主栽品種均為長(zhǎng)十郎梨，共計(jì)18個(gè)梨園。梨園株行距2 m×3 m，樹(shù)形為開(kāi)心形，樹(shù)齡15～20年。2018年8月下旬在選定的18個(gè)梨園按對(duì)角線隨機(jī)設(shè)5點(diǎn)，挖取樹(shù)冠外圍垂直投影處的土壤樣品。每點(diǎn)在0～20 cm（表土層）、20～50 cm（亞表土層）、50～80 cm（底土層）的土層中分別取樣，每層取土壤1～2 kg，混合均勻后按垂直坐標(biāo)四分法，選取1/4（約0.5 kg）作為該層的土壤樣品，將5個(gè)點(diǎn)同一層的土壤混合均勻后，再按四分法反復(fù)進(jìn)行混合和取樣，最后將所得的1 kg土壤帶回實(shí)驗(yàn)室，由專業(yè)人員放在陰涼處風(fēng)干后，全部磨碎過(guò)尼龍篩（1 mm孔徑），用于土壤養(yǎng)分指標(biāo)測(cè)定。

1.2 肥料投入量調(diào)查

2018年12 月對(duì)18個(gè)梨園的施肥情況進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括施肥種類和施用量等。

1.3 土壤養(yǎng)分的測(cè)定

土壤養(yǎng)分指標(biāo)測(cè)定參照鮑士旦［6］的方法，土壤pH用電位法測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱法，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法，有效磷采用鉬銻抗比色法，速效鉀采用火焰光度法。

1.4 土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)方法參照楊夫臣等［7］提出的湖北省砂梨主產(chǎn)區(qū)梨園土壤養(yǎng)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表1）?；署B(yǎng)分含量按照農(nóng)戶所施肥料包裝袋上標(biāo)識(shí)的養(yǎng)分含量計(jì)算，有機(jī)肥養(yǎng)分投入量以鮮基計(jì)，按照文獻(xiàn)［8］提供的養(yǎng)分含量折算為純養(yǎng)分含量。

表1 湖北省砂梨主產(chǎn)區(qū)梨園土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2016進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 梨園養(yǎng)分投入狀況

2.1.1 梨園肥料施用量及種類 利川市調(diào)查梨園肥料施用量及種類見(jiàn)表2，梨園有機(jī)肥平均施用量為15 250.05 kg/hm2，化肥平均施用量2 966.70 kg/hm2，尿素、碳酸氫銨、復(fù)混肥（15∶15∶15）、復(fù)混肥（15∶10∶15）平 均 施 用 量 分 別 為625.05、83.40、1 816.65、441.60 kg/hm2。尿素施用量變異幅度最小，碳酸氫銨和復(fù)混肥（15∶10∶15）各梨園施用量差異很大，變異系數(shù)分別達(dá)424.26%和171.39%。利川市梨園施用的有機(jī)肥種類單一，全部為豬糞；施用的化肥有尿素、碳酸氫銨、復(fù)混肥（15∶15∶15）和復(fù)混肥（15∶10∶15）4種。

表2 梨園肥料施用量分析

2.1.2 梨園氮磷鉀養(yǎng)分投入量 利川市調(diào)查梨園氮磷鉀養(yǎng)分投入量見(jiàn)表3，梨園總N、P2O5、K2O養(yǎng)分平均投入量分別為724.35、349.80、382.95 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O比例為1.00∶0.48∶0.53，各養(yǎng)分投入量變異系數(shù)在15.27%～19.59%。有機(jī)養(yǎng)分投入遠(yuǎn)少于無(wú)機(jī)養(yǎng)分的投入量，其中，化肥氮磷鉀平均投入量分別為640.20、313.20、338.70 kg/hm2，占總養(yǎng)分投入量的88.40%、89.54%、88.44%。

表3 梨園氮磷鉀養(yǎng)分投入

2.2 梨園土壤狀況

2.2.1 土壤pH狀況 利川市調(diào)查梨園土壤pH范圍為4.47～6.18，平均為5.12，變異系數(shù)為8.02%（表4），變異系數(shù)隨土層深度增加而降低，說(shuō)明土層越深，各梨園土壤pH變化越小。土壤pH最大值僅為6.18，土壤酸化現(xiàn)象嚴(yán)重。

表4 梨園土壤pH狀況

2.2.2 土壤有機(jī)質(zhì)及大量元素狀況 表土層中，利川市調(diào)查梨園土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀平均含量分別為19.61 g/kg、95.94 mg/kg、27.83 mg/kg、101.96 mg/kg（表5），土壤有機(jī)質(zhì)含量和有效磷含量整體呈中等以上水平，堿解氮含量呈現(xiàn)兩極分化，速效鉀含量整體呈中等以下水平，有5.56%的梨園有機(jī)質(zhì)含量偏低，16.67%的梨園有效磷含量偏低，44.44%的梨園堿解氮和速效鉀含量偏低，50%的梨園土壤有機(jī)質(zhì)和土壤堿解氮含量較高。

表5 梨園有機(jī)質(zhì)及大量元素含量狀況及分布頻率

土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量隨土層加深逐漸降低，在底土層中，土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別下降到10.03 g/kg、58.06 mg/kg、2.65 mg/kg、47.67 mg/kg，100%梨園土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀偏低，88.89%的梨園堿解氮含量偏低，整體土壤養(yǎng)分呈偏低狀態(tài)。有效磷含量在土壤中變異幅度最大，在表土層、亞表土層、底土層中變異系數(shù)分別達(dá)到68.39%、111.54%、44.79%。

3 小結(jié)與討論

3.1 利川市梨園施肥現(xiàn)狀

利川市梨園存在盲目施肥、傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)施肥的狀況。1年施肥3～4次，有機(jī)肥種類單一，以豬糞為主。利川市梨園土壤養(yǎng)分投入主要來(lái)自化肥，梨園N、P2O5、K2O總 投 入 量 平 均 分 別 為724.35、349.80、382.95 kg/hm2。N∶P2O5∶K2O養(yǎng)分投入比例為1.00∶0.48∶0.53。梨園推薦施肥量按照每生產(chǎn)100 kg果實(shí)施入氮（N）1.0 kg、磷（P2O5）0.5 kg、鉀（K2O）1.0 kg，N∶P2O5∶K2O比例為1.0∶0.5∶1.0［9］，有機(jī)養(yǎng)分的貢獻(xiàn)率要在30 %以上［10］。中國(guó)梨園的有機(jī)肥平均施用量為27 000 kg/hm2［11］，而利川市有機(jī)肥平均施用量為16 015.05 kg/hm2，僅為全國(guó)有機(jī)肥平均施用量的59.3%，總氮磷鉀養(yǎng)分投入量分別是推薦量（目標(biāo)產(chǎn)量45 000 kg/hm2）的1.61、1.55和0.85倍，化肥氮磷鉀平均投入量分別占總養(yǎng)分投入量的88.40%、89.54%、88.44%。可以看出，利川市調(diào)查梨園養(yǎng)分投入比例失衡，養(yǎng)分投入以無(wú)機(jī)養(yǎng)分為主。存在過(guò)量施用氮肥導(dǎo)致土壤酸化、樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)旺、果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量下降等問(wèn)題［3］，不利于其他養(yǎng)分吸收。結(jié)合利川市梨產(chǎn)業(yè)實(shí)際，以利川市梨園平均產(chǎn)量45 000 kg/hm2為目標(biāo)時(shí)，梨園推薦施肥量可參考如下標(biāo)準(zhǔn)：N、P2O5、K2O分別為450、225、450 kg/hm2，其中有機(jī)養(yǎng)分占30%～50%。

3.2 梨園土壤pH狀況

利川市梨園土壤pH在4.47～6.18，平均為5.12，變異系數(shù)為8.02%。隨土層深度增加pH呈先升后降的趨勢(shì)，與李慶軍等［12］的結(jié)論一致；按土壤pH的大小進(jìn)行劃分［13］，6.5～7.5為中性，6.0～6.5為弱酸性，5.5～6.0為酸性，4.5～5.5為強(qiáng)酸性，小于4.5為極強(qiáng)酸性。利川市100%梨園土壤呈酸性，絕大多數(shù)呈強(qiáng)酸性。多年長(zhǎng)期偏施尿素等酸性肥料，是造成利川市梨園土壤pH降低的主要原因，利川市20世紀(jì)80年代第二次土壤普查時(shí)土壤pH為6.3，到2011年土壤pH為5.2［13］，本研究表明，當(dāng)前梨園土壤pH已下降到5.12，土壤酸化問(wèn)題是利川市梨園生產(chǎn)的主要障礙因子。

梨樹(shù)在土壤pH為5.4～8.5的條件下均可生長(zhǎng)，最適土壤pH為6.0～7.5［14］，土壤酸化造成土壤養(yǎng)分的有效性降低，土壤貧瘠，農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)下降［15］，適宜的土壤pH可以避免部分營(yíng)養(yǎng)元素的缺乏和毒害作用［16］。因此，生產(chǎn)上要重視通過(guò)施生石灰或草木灰等堿性肥料等措施來(lái)提高土壤pH，以利于根系生長(zhǎng)和土壤營(yíng)養(yǎng)吸收。

3.3 梨園土壤主要養(yǎng)分狀況

利川市梨園土壤主要養(yǎng)分具有表聚效應(yīng)，在0～80 cm土層范圍內(nèi)，隨著土層深度的增加土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量均逐漸減少，具有較明顯的層次性，不同層次之間差異較為顯著。這種分布特征和變化趨勢(shì)與于年文等［2］、丁闊等［17］研究結(jié)果一致。利川市梨園土壤養(yǎng)分表聚效應(yīng)主要是因?yàn)槔鎴@生產(chǎn)中長(zhǎng)期在土壤表層施用肥料造成了表層土壤養(yǎng)分含量較高。梨樹(shù)是深根系作物，一般60%的根群集中在30～60 cm的深度范圍內(nèi)［11］。土壤養(yǎng)分表聚化會(huì)導(dǎo)致果樹(shù)根系向上分布，引起樹(shù)勢(shì)衰弱，樹(shù)體抗性變?nèi)酰虼私ㄗh基肥施肥時(shí)應(yīng)適當(dāng)深施，施肥深度30～60 cm。

利川市梨園土壤有機(jī)質(zhì)含量在表土層基本適宜，隨著土層深度增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量整體呈降低狀態(tài)，在底土層中，100%土壤有機(jī)質(zhì)含量偏低。土壤有機(jī)質(zhì)含量是衡量耕地肥力的重要指標(biāo)。利川市土壤有機(jī)質(zhì)含量多年來(lái)持續(xù)降低，由全國(guó)第二次土壤普查時(shí)的2.6%下降到目前不足2.0%，主要原因是長(zhǎng)期偏施化肥、有機(jī)肥投入減少，導(dǎo)致土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)破壞，肥力衰退［13］。土壤有機(jī)質(zhì)不僅能為梨樹(shù)生長(zhǎng)直接提供所需的營(yíng)養(yǎng)元素［18］，還可以緩和化肥施用不當(dāng)造成的不良反應(yīng)，提高化肥的肥效［19］，而且能保水保肥，改善土壤理化性質(zhì)，并起緩沖pH的作用［20］。應(yīng)通過(guò)增施有機(jī)肥、果園生草等措施培肥土壤，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量。

調(diào)查利川市梨園，發(fā)現(xiàn)土壤堿解氮、有效磷和速效鉀存在豐缺失衡現(xiàn)象。在表土層中，有5.56%的梨園有機(jī)質(zhì)含量偏低，16.67%的梨園有效磷含量偏低，44.44%的梨園堿解氮和速效鉀含量偏低；隨著土層加深，土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量逐漸降低，在底土層中，土壤堿解氮、有效磷和速效鉀整體含量偏低。肥料投入量大，而部分梨園存在土壤氮磷鉀含量不足，主要與梨園土壤酸化嚴(yán)重，偏施化肥，有機(jī)肥投入少，氮磷鉀投入比例不平衡、施肥深度不合理等因素有關(guān)。

生產(chǎn)上要重視通過(guò)施生石灰或草木灰等堿性肥料等措施來(lái)提高土壤pH，增施有機(jī)肥和果園生草等改良土壤，基肥適當(dāng)深施。以利川市梨園平均產(chǎn)量45 000 kg/hm2為目標(biāo)時(shí)，梨園推薦施肥量可參考如下標(biāo)準(zhǔn)：N、P2O5、K2O分別為450、225、450 kg/hm2，其中有機(jī)養(yǎng)分占比30%～50%。