水肥一體化條件下化肥減施對(duì)芒果園土壤肥力的影響*

王爍衡，林 電，張 鵬，范聲濃，孟 鑫，林一凡，王 瑞，吳 昊，程寧寧

（海南大學(xué)熱帶作物學(xué)院，?？?570228）

水肥一體化是將水分和肥料緊密結(jié)合在一起 的新農(nóng)業(yè)技術(shù)，它不產(chǎn)生地表徑流，也不會(huì)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，水肥滲漏比較少，能較好地促使果樹(shù)根系對(duì)肥料養(yǎng)分的吸收，同時(shí)具有顯著的節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥、省工、高產(chǎn)、高效以及減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)[1-2]，且水肥一體化減量施肥30%使芒果增產(chǎn)33.38%[3]，減量施肥40.6%使設(shè)施番茄增產(chǎn)9%[4]。針對(duì)果園減量施肥現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)?shù)孛⒐麍@土壤養(yǎng)分狀況，進(jìn)行有針對(duì)性地減量施肥對(duì)芒果園土壤養(yǎng)分平衡以及可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。有研究表明，用傳統(tǒng)施肥方法進(jìn)行滴灌施肥，會(huì)造成水肥耦合不協(xié)調(diào)，肥料施用量過(guò)高、肥料浪費(fèi)[5]，而水肥一體化代替?zhèn)鹘y(tǒng)的施肥方式既可以解決水土流失、耗費(fèi)人力等問(wèn)題，又可以在保障作物產(chǎn)量的情況下減少肥料的投入[6]，通過(guò)水肥一體化能夠精確控制灌水量、施肥量和灌溉施肥時(shí)間。仲乃琴等[7]在研究馬鈴薯化肥減施時(shí)曾提到可以根據(jù)馬鈴薯的需肥規(guī)律和土壤養(yǎng)分狀況，將肥料直接供應(yīng)到根區(qū)，實(shí)現(xiàn)了“按需施肥”，顯著提高了養(yǎng)分利用效率，是實(shí)現(xiàn)馬鈴薯化肥減施的有效途徑之一。很多研究已證明，水肥一體化減量施肥可以提高果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)[3-4,8]。但趙亞南等[9]在研究小麥減量施肥時(shí)發(fā)現(xiàn)減量施肥條件下小麥產(chǎn)量高于預(yù)期目標(biāo)產(chǎn)量，氮素需求量也明顯高于預(yù)計(jì)氮素需求量，這導(dǎo)致減肥處理的施氮量不足以補(bǔ)充作物帶走的氮素，氮素平衡表現(xiàn)為虧缺狀態(tài)，在當(dāng)前小麥產(chǎn)量和氮素需求水平下，長(zhǎng)期持續(xù)以此減氮水平可能會(huì)造成土壤氮素肥力下降。趙偉、郭江等[10-11]研究番茄、玉米在化肥減施情況下，產(chǎn)量沒(méi)有明顯差異，但作物中硝酸鹽含量下降，土壤中養(yǎng)分的累積減少。前人的研究大多集中在水肥一體化減量施肥對(duì)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)上，對(duì)土壤養(yǎng)分的影響研究偏少，但作物的高產(chǎn)往往會(huì)帶走大量的土壤養(yǎng)分；水肥一體化減量施肥對(duì)芒果園土壤養(yǎng)分平衡的影響未見(jiàn)報(bào)道，如何及時(shí)填補(bǔ)芒果園高產(chǎn)后損耗的大量土壤養(yǎng)分，實(shí)現(xiàn)果園土壤養(yǎng)分的供需平衡，是水肥一體化減量施肥需關(guān)注的重要方向。研究水肥一體化減量施肥對(duì)芒果園土壤肥力的影響具有重要意義，尤其是針對(duì)土壤保水保肥能力差，對(duì)水肥一體化需求更加迫切的芒果園土壤開(kāi)展研究，可為海南芒果園科學(xué)施肥、提高養(yǎng)分吸收和肥料利用率、維持果園土壤養(yǎng)分平衡的適宜水肥一體化減量施肥模式提供理論參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2017 年10 月20 日至2019 年4 月1 日在海南省樂(lè)東黎族自治區(qū)佛羅鎮(zhèn)紅泰農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行，供試芒果品種為臺(tái)農(nóng)一號(hào)，樹(shù)齡20 年。年平均氣溫為20～26 ℃，6 月氣溫最高，平均氣溫32.4 ℃，1 月氣溫最低，平均氣溫16.1 ℃，平均年日照時(shí)數(shù)2 534 h，平均年日照時(shí)數(shù)1 300 h，平均年降水量1 653.4 mm。試驗(yàn)地為平地果園，土壤類型為海相沉積燥紅土。選擇多點(diǎn)采樣法在芒果園滴水線未施肥處采集0～20 cm 和20～40 cm 土層的土壤，測(cè)得土壤養(yǎng)分，如表1 所示。

表1 土壤基本理化性質(zhì)

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置7 個(gè)處理：A.土施（100%）；B.分次土施（100%）；C.水肥（100%）；D.水肥（90%）；E.水肥（80%）；F.水肥（70%）；G.水肥（60%）（各處理后百分?jǐn)?shù)為各處理施肥量相較于常規(guī)施肥處理A 的施肥量的百分比）。各處理設(shè)置3 次重復(fù)，每次重復(fù)5 株，各處理間設(shè)保護(hù)行。土施施肥溝平均長(zhǎng)100 cm、寬30 cm、深15 cm，每株樹(shù)均對(duì)角挖2 個(gè)溝，肥料與土摻勻掩埋；滴灌帶沿滴水線呈環(huán)狀鋪設(shè)，設(shè)置8 個(gè)滴頭，滴頭間距約為0.8 m。

1.2.2 施肥時(shí)期和方法

根據(jù)前期對(duì)臺(tái)農(nóng)芒果樹(shù)需肥規(guī)律的研究，在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期（攻梢期和催花期）和果實(shí)成熟期分別施入攻梢肥、催花肥和壯果肥，施入時(shí)間分別為：2017年10 月26 日、2018 年1 月20 日、2018 年6 月4日、2018 年11 月7 日、2019 年1 月26 日、2019年5 月22 日。供試肥料主要為尿素（46.4%N）、磷酸二氫鉀（52%P2O5、34%K2O）、硫酸鉀（52%K2O），具體田間施肥量見(jiàn)表2。常規(guī)施肥量為（N：223 kg/hm2，P2O5：67 kg/hm2，K2O：223 kg/hm2）[12]。其中每個(gè)施肥時(shí)期分別占總施肥量的30%、40%和30%[13]。處理A 是在每個(gè)生理時(shí)期一次性施入，處理B 則是與水肥減施處理施肥次數(shù)一致，每次施肥量一致，間隔時(shí)間為7 d，土施處理不灌水；水肥各處理灌水量均保持同一水平，其他時(shí)期不灌水。

表2 田間試驗(yàn)施肥量方案

1.2.3 樣品采集、測(cè)定項(xiàng)目與方法

分別在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期階段和果實(shí)成熟期階段（2017 年10 月20 日、2018 年5 月18 日和2018年11 月1 日、2019 年4 月1 日），隨機(jī)選擇每個(gè)處理中的3 株樹(shù)，由于芒果樹(shù)根系主要集中在10～30 cm 土層范圍內(nèi)，所以在樹(shù)冠內(nèi)距離施肥點(diǎn)10～20 cm 處分別采集0～20、20～40 cm 土層的土壤，并在采樣點(diǎn)插牌標(biāo)記位置。將土壤在自然條件下風(fēng)干，并過(guò)1.00、0.25 mm 篩，分別測(cè)定土壤pH 值和有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂、有效銅、有效鋅含量。

土壤pH 值采用pH 酸度計(jì)，水土比為2.5∶1測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀外加熱容量法測(cè)定；土壤堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；土壤速效磷含量采用NH4F 和HCL 溶液浸提，鉬銻抗比色法測(cè)定；土壤速效鉀含量采用NH4OAc 浸提，火焰光度計(jì)測(cè)定法測(cè)定；土壤交換性鈣、交換性鎂含量采用NH4OAc 浸提-原子吸收分光光度法測(cè)定；土壤有效銅、有效鋅含量采用鹽酸浸提-原子吸收分光光度法測(cè)定。全國(guó)第2 次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[14]見(jiàn)表3。

表3 土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均利用Excel 軟件進(jìn)行整理和制圖，利用SPSS 20 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、主成分分析，采用Duncan’s 法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)芒果園土壤pH 值的影響

土壤pH 值作為土壤重要的化學(xué)性質(zhì)之一，對(duì)作物的生長(zhǎng)以及土壤的物理性質(zhì)等方面都有很大的影響[15]。由表4 可知，所有處理在第2 年果實(shí)成熟期的土壤pH 值均低于第1 年?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)期，且除了處理F 0～20 cm 土層和處理D 20～40 cm 土層外，其他處理土壤pH 值均顯著低于第1 年?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)期。土壤pH 值變化還具有季節(jié)性，除處理D 外，其他處理的土壤pH 值均為營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期高于果實(shí)成熟期，且在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期各處理土壤pH 值為第2 年低于第1 年。經(jīng)過(guò)2 年水肥一體化減量施肥后，果園土壤從中性變?yōu)槿跛嵝院退嵝浴Ｕf(shuō)明土施和水肥減施處理都會(huì)導(dǎo)致土壤向酸性變化。

表4 芒果園土壤pH 值

2.2 不同處理對(duì)芒果園土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤肥力水平密切相關(guān)，有機(jī)質(zhì)作為土壤的重要組成部分，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的形成和土壤物理性狀的改善起著決定性作用[16]。由表5可以看出，除了處理A、B、F 外，其他處理在第2年?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)期0～20 cm土層有機(jī)質(zhì)含量較第1年同時(shí)期出現(xiàn)下降，且處理C、E、G 的土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著下降，下降幅度分別為60.24%、48.79%和38.29%，而處理A、B 的土壤有機(jī)質(zhì)含量則顯著上升，上升幅度分別為152.63%、147.43%，這可能是由于土施化肥造成地面草本植物的生長(zhǎng)，季節(jié)性枯死之后在一定程度上增加了土壤有機(jī)質(zhì)含量；20～40 cm 土層，除了處理A、F 外，其他處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量均較第1 年同時(shí)期出現(xiàn)下降，其中處理E顯著下降。第2 年果實(shí)成熟期0～40 cm 土層內(nèi)所有處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量都較第1 年同時(shí)期出現(xiàn)下降，其中除了處理C 20～40 cm 土層外，其他處理均顯著下降。芒果園土壤有機(jī)質(zhì)含量隨土層深度的增加而降低，這是由于果園枯枝落葉的腐殖化過(guò)程主要出現(xiàn)在土壤表層。0～20 cm 土層土施處理和水肥減施處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量＜15 g/kg 的各占75%，而20～40 cm 土層的土壤有機(jī)質(zhì)含量均＜10 g/kg，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表3），芒果園土壤有機(jī)質(zhì)含量為低水平以下。綜上所述，與第1年?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)期相比，所有處理在第2 年果實(shí)成熟期的土壤有機(jī)質(zhì)含量均出現(xiàn)下降，且果園土壤中有機(jī)質(zhì)含量缺乏。

表5 芒果園土壤有機(jī)質(zhì)含量 g/kg

2.3 不同處理對(duì)芒果園土壤氮磷鉀含量的影響

2.3.1 土壤堿解氮含量的變化

土壤中堿解氮含量可以反映氮素供應(yīng)水平，影響地上部植株的生長(zhǎng)狀況[17]。由表6 可知，第2 年?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)期0～20 cm 土層土壤堿解氮含量除了處理A、B、F 外，其他處理的土壤堿解氮含量都低于第1 年同時(shí)期，其中處理C、E 的土壤堿解氮含量顯著低于第1 年，分別下降72.54%、62.01%；20～40 cm 土層，第2 年?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)期處理A、F、G 土壤堿解氮含量高于第1 年，其他處理呈下降趨勢(shì)，其中處理C、E 下降顯著，分別下降64.62%、57.88%。第2年果實(shí)成熟期0～20 cm土層所有處理的土壤堿解氮含量呈下降趨勢(shì)，20～40 cm 土層除了處理D外，其他處理的土壤堿解氮含量較第1 年同時(shí)期有所增加，其中處理A、B、G 顯著增加，分別增加168.97%、107.69%、257.20%。根據(jù)土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表3），在整個(gè)試驗(yàn)期測(cè)得的果園0～40 cm 土壤堿解氮含量為低水平以下，說(shuō)明水肥減施降低了0～20 cm 土層的堿解氮含量。

表6 芒果園土壤堿解氮含量 mg/kg

2.3.2 土壤速效磷含量的變化

土壤速效磷是評(píng)價(jià)土壤供磷能力的重要指標(biāo)[18]，速效磷含量的高低決定了土壤的供磷能力。由表7可以看出，在果園0～40 cm 土層，各處理土壤速效磷含量均為第2 年?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)期低于第1 年同時(shí)期，其中水肥減施處理除處理F 外，其他處理速效磷含量均顯著下降。20～40 cm 土層，除處理A 外，其他處理均為第1 年果實(shí)成熟期低于第2 年同時(shí)期。第2 年果實(shí)成熟期與第1 年?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)期相比，水肥減施處理除處理F 外，其他水肥減施處理均下降，其中0～20 cm 土層內(nèi)土壤速效磷含量下降顯著；土施處理的土壤速效磷含量在0～20 cm 土層下降幅度較小，而在20～40 cm 土層則有所增加。同時(shí)，水肥減施處理的土壤速效磷含量還會(huì)隨土層深度的增加而減少。0～20 cm 土層土壤速效磷含量均高于40 mg/kg，而20～40 cm 土層土壤速效磷含量高于40 mg/kg 的土施處理占75%，水肥減施處理占90%，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表3），芒果園土壤速效磷含量為高水平以上。綜上所述，除處理F 外，水肥減施顯著降低了0～20 cm 土層土壤速效磷含量。

表7 芒果園土壤速效磷含量 mg/kg

2.3.3 土壤速效鉀含量的變化

已有研究證明，土壤速效鉀在土壤養(yǎng)分循環(huán)與利用方面具有重要地位，能直接反映土壤的鉀素供應(yīng)能力[19-20]。由表8 可知，第2 年果實(shí)成熟期各處理0～40 cm土層土壤速效鉀含量較第1年?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)期呈上升趨勢(shì)，其中0～20 cm 土層除處理E 外，其他處理土壤速效鉀含量均顯著上升，且所有處理營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期0～20 cm 土層土壤速效鉀含量均高于第1 年同時(shí)期。第2 年果實(shí)成熟期20～40 cm 土層所有處理的土壤速效鉀含量均高于第1 年同時(shí)期，且處理A、B 的土壤速效鉀含量顯著上升，其中處理B 上升幅度高達(dá)706.74%，這是因?yàn)閮?yōu)化施肥與傳統(tǒng)施肥相比提高了鉀肥在其中的比例，所以提高了果園土壤速效鉀含量。土施處理0～40 cm 土層土壤速效鉀含量小于100 mg/kg 的占75%，水肥減施處理0～20 cm 土層土壤速效鉀含量小于100 mg/kg的占85%，20～40 cm 土層的則占90%，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表3），芒果園土壤速效鉀含量較低。綜上所述，水肥減施和土施處理均增加了土壤中速效鉀含量，且土壤速效鉀含量不會(huì)隨土層深度的增加而降低，但是果園土壤速效鉀含量仍然大都處于低水平以下。

表8 芒果園土壤速效鉀含量 mg/kg

2.4 不同處理對(duì)芒果園土壤微量元素含量的影響

2.4.1 土壤交換性鈣含量的變化

鈣素是果樹(shù)的表光元素，前人研究果樹(shù)鈣素營(yíng)養(yǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，裂果與果實(shí)中的鈣含量呈負(fù)相關(guān)[21]，芒果對(duì)鈣素的需求僅次于N 和K。由表9 可知，第2年果實(shí)成熟期與第1 年?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)期相比，在0～20 cm 土層，除處理C 外，其他水肥減施處理的交換性鈣含量顯著下降，而處理A、B 的土壤交換性鈣含量則在0～40 cm 的土層內(nèi)都有提升。與第1 年果實(shí)成熟期相比，水肥減施處理均顯著提升了第2 年果實(shí)成熟期的鈣含量。土施處理的土壤交換性鈣含量＜500 mg/kg 的占94%，水肥減施處理的占58%，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表3），芒果園水肥減施處理的土壤交換性鈣含量由高水平變成中等水平以下。綜上所述，水肥減施處理顯著增加了果實(shí)成熟期土壤交換性鈣含量。

表9 芒果園土壤交換性鈣含量 mg/kg

2.4.2 土壤交換性鎂含量的變化

鎂對(duì)于提高果實(shí)的品質(zhì)和產(chǎn)量有著積極的影響[22]。由表10 可知，第2 年果實(shí)成熟期與第1 年?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)期相比，土施處理的土壤交換性鎂含量呈上升趨勢(shì)，而水肥減施處理則基本呈下降趨勢(shì)，且除處理F 20～40 cm 土層外，其他水肥減施處理土壤交換性鎂含量均顯著下降。水肥減施處理0～40 cm土層土壤交換性鎂含量基本為營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期下降而果實(shí)成熟期增加。0～20 cm 土層交換性鎂含量＜50 mg/kg 的占61%，20～40 cm 土層的占86%，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表3），芒果園土壤交換性鎂含量大部分位于極低水平。綜上所述，土施處理不會(huì)降低土壤交換性鎂含量，而水肥減施處理的土壤交換性鎂含量則出現(xiàn)顯著下降，且果園土壤中交換性鎂含量貧乏。

表10 芒果園土壤交換性鎂含量 mg/kg

2.4.3 土壤有效銅含量的變化

銅元素是果樹(shù)必需的微量營(yíng)養(yǎng)元素之一。果樹(shù)雖然對(duì)銅的吸收量很小，但是銅存在于一些氧化酶中，參與許多代謝過(guò)程，同時(shí)銅也會(huì)影響核酸的合成。由表11 可知，芒果園土壤有效銅含量為0.41～5.84 mg/kg，處理A、B、F 在0～40 cm 土層土壤有效銅含量總體為上升趨勢(shì)，其中處理F 第2 年果實(shí)成熟期的土壤有效銅含量較第1 年?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)期顯著上升，0～20 cm 土層上升幅度為75.68%，20～40 cm土層上升幅度為83.17%，而其他水肥減施處理第2年果實(shí)成熟期與第1 年?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)期相比，0～20 cm土層土壤有效銅含量呈下降趨勢(shì)，其中處理C 下降幅度最大，為37.60%。芒果園0～20 cm 土層土壤有效銅含量均＞1 mg/kg，20～40 cm 土層土壤有效銅含量＞1 mg/kg 的占79%，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表3），芒果園土壤有效銅含量較豐富，這歸因于果園在進(jìn)行病蟲(chóng)害防治時(shí)大量使用銅制劑、波爾多液和代森錳鋅等殺菌劑。綜上，水肥減施處理和土施處理對(duì)果園土壤有效銅含量影響較小。

表11 芒果園土壤有效銅含量 mg/kg

2.4.4 土壤有效鋅含量的變化

鋅是作物生長(zhǎng)必需的微量營(yíng)養(yǎng)元素之一，是許多酶的組分，土壤中缺鋅會(huì)導(dǎo)致果樹(shù)葉片出現(xiàn)萎縮卷曲現(xiàn)象。由表12 可知，試驗(yàn)地芒果園土壤有效鋅含量為1.55～27.07 mg/kg。土施處理0～20 cm 土層土壤有效鋅含量變幅不大，而第2 年?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)期水肥減施處理土壤有效鋅含量較第1 年同時(shí)期均顯著降低；20～40 cm 土層，水肥減施處理除處理F外，其他處理均顯著下降。0～20 cm 土層土壤有效鋅含量均高于3 mg/kg，20～40 cm 土層高于3 mg/kg的占比為57%，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表3），果園土壤有效鋅含量為豐富。綜上所述，水肥減施處理降低了土壤中有效鋅含量，土施處理對(duì)土壤有效鋅含量影響不大。

表12 芒果園土壤有效鋅含量 mg/kg

2.5 各指標(biāo)之間的相關(guān)性

研究表明，土壤pH 值過(guò)高或過(guò)低均會(huì)影響元素在土壤中的存在形態(tài)，當(dāng)土壤pH 值下降時(shí)會(huì)導(dǎo)致鈣和鎂等養(yǎng)分離子的吸附量顯著減少[23]，而土壤中的CaSiO3又可以促進(jìn)植物對(duì)磷的吸收[24]，同時(shí)Ca2+與Mg2+和Zn2+有拮抗作用，銅與鋅同樣存在拮抗作用[25]。

由表13 可知，土壤pH 值與速效磷、交換性鈣、交換性鎂、有效銅、有效鋅含量均呈極顯著正相關(guān)，和速效鉀含量之間呈極顯著負(fù)相關(guān)。有機(jī)質(zhì)含量與堿解氮、速效磷、交換性鎂、有效鋅含量均呈極顯著正相關(guān)。堿解氮含量與有機(jī)質(zhì)、速效磷、交換性鎂、有效銅、有效鋅含量均呈極顯著正相關(guān)。速效磷含量與pH 值和有機(jī)質(zhì)、堿解氮、交換性鈣、交換性鎂、有效銅、有效鋅含量均呈極顯著正相關(guān)。速效鉀和堿解氮之間有顯著正相關(guān)關(guān)系，和pH 值之間有極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。交換性鈣含量與pH 值和速效磷、交換性鎂、有效銅、有效鋅含量均呈極顯著正相關(guān)。交換性鎂含量與pH 值和有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、交換性鈣、有效銅、有效鋅含量均呈極顯著正相關(guān)。有效銅含量與pH 值和堿解氮、速效磷、交換性鈣、交換性鎂、有效鋅含量均呈極顯著正相關(guān)。有效鋅含量與pH 值和有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、交換性鈣、交換性鎂、有效銅含量均呈極顯著正相關(guān)。土壤養(yǎng)分之間的關(guān)系比較復(fù)雜，各元素之間普遍存在協(xié)同、拮抗作用。因此，在優(yōu)化減量施肥的同時(shí)需要注意不同養(yǎng)分的配比，才能保證肥料養(yǎng)分的高效利用。

表13 芒果園土壤各指標(biāo)之間的相關(guān)性

3 討論

3.1 水肥減施對(duì)土壤pH 值的影響

水肥一體化是符合現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的先進(jìn)灌溉施肥技術(shù)，合理的施肥量及施肥方法是促進(jìn)作物達(dá)到增產(chǎn)節(jié)肥效果的前提。研究發(fā)現(xiàn)，水肥減施使0～40 cm 土層土壤pH 值降低，這與臧小平等[26]在研究滴灌施肥對(duì)紅毛丹果園土壤肥力影響時(shí)得出的結(jié)論不一致，而與鄧蘭生等[27]在荔枝園長(zhǎng)期滴灌條件下得出的結(jié)論一致，是由于土壤pH 值的變化受當(dāng)?shù)毓麍@土壤質(zhì)地和氣候方面的影響，同時(shí)也與所施化肥種類和施用量有關(guān)，但無(wú)論水肥減施處理還是土施處理土壤pH 值均表現(xiàn)出隨土層深度的增加而降低的趨勢(shì)，這與姚智等[28]在研究海南芒果主產(chǎn)區(qū)土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀時(shí)得出的結(jié)論一致。通過(guò)對(duì)土壤各養(yǎng)分指標(biāo)間的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，芒果園土壤pH值與土壤速效鉀之間呈極顯著負(fù)相關(guān)，這與趙靜等[29]在研究梨園土壤pH 值與土壤速效鉀之間的相關(guān)性得出的結(jié)論相反，這是植物富集作用導(dǎo)致的。芒果樹(shù)最適宜的pH 值為5.5～7.0，超出這個(gè)范圍就會(huì)影響芒果樹(shù)根系對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用，因此在進(jìn)行減量施肥的同時(shí)要注意適當(dāng)施用石灰改良果園土壤。同時(shí)本研究還發(fā)現(xiàn)，土壤pH 值具有季節(jié)性變化，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期高于果實(shí)成熟期，這與孫鵬躍等[30]的研究結(jié)果一致，說(shuō)明土壤pH 值隨不同物候期變化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，土壤中陽(yáng)離子、土壤溫度和土壤含水率都會(huì)對(duì)土壤pH 值造成影響。

3.2 水肥減施對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響

有機(jī)質(zhì)含量是衡量芒果園土壤肥力的重要指標(biāo)之一。各處理土壤有機(jī)質(zhì)含量都會(huì)隨土層深度的增加而下降，這與姚智等[28]研究海南芒果主產(chǎn)區(qū)養(yǎng)分以及姬景紅等[31]研究不同灌溉方式對(duì)有機(jī)質(zhì)的影響得出的結(jié)論一致，其原因是果園表層的枯枝落葉的腐殖化作用。通過(guò)對(duì)果園土壤養(yǎng)分的相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)含量對(duì)果園土壤的堿解氮、速效磷、交換性鎂、有效鋅含量的提升起促進(jìn)作用。

3.3 水肥減施對(duì)土壤大、中、微量元素的影響

水肥一體化減量施肥處理后土壤堿解氮含量整體呈下降趨勢(shì)，分次土施處理在第2 年果實(shí)成熟期20～40 cm 土層的堿解氮含量要遠(yuǎn)高于水肥減施處理，是由于水肥一體化施肥提高了肥料遷移轉(zhuǎn)化的效率，直接將氮肥運(yùn)輸至果樹(shù)根部，促進(jìn)了果樹(shù)吸收，提高了氮肥的利用效率[32]，導(dǎo)致20～40 cm土層的土壤堿解氮含量降低。與土施處理比較，水肥等量施肥處理和水肥減施處理顯著增加了生姜對(duì)氮鉀肥料的吸收量，利用率也顯著提高[33]，這與本研究結(jié)論一致。土壤速效鉀含量總體呈上升趨勢(shì)，是因?yàn)閮?yōu)化施肥后提高了鉀肥的施用比例。除了水肥（70%）處理外，其他水肥減施處理0～40 cm土層土壤速效磷含量總體呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明了水肥減施降低了土壤速效磷含量，而水肥（70%）處理的土壤速效磷含量的提升與王超然[34]的結(jié)論一致，適當(dāng)?shù)乃蜀詈蠒?huì)增加土壤的速效磷含量，過(guò)量則具有降低的趨勢(shì)。研究結(jié)果表明，應(yīng)進(jìn)一步減少磷肥施用比例，同時(shí)增加氮、鉀肥的施入量。

試驗(yàn)結(jié)果表明，土施處理提高了土壤中的中、微量元素含量，而水肥減施處理土壤中、微量元素含量則呈下降趨勢(shì)，這與馬小川[35]在研究水肥一體化對(duì)肥料利用和柑橘生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)得出的結(jié)論一致。通過(guò)果園土壤養(yǎng)分的相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)土壤pH 值與果園土壤交換性鈣、交換性鎂、有效銅、有效鋅含量的提升有關(guān)。本研究結(jié)果表明，芒果園土壤中的交換性鈣、交換性鎂含量偏低，而有效銅、有效鋅含量則比較豐富，因此建議芒果園施用適當(dāng)石灰和鎂肥。

研究表明，減量施肥條件下，氮肥和磷肥偏生產(chǎn)力、農(nóng)學(xué)效率和表觀回收率比傳統(tǒng)施肥大幅度提高[9]。本試驗(yàn)中，雖然水肥一體化減量施肥與土施處理相比降低了果園土壤養(yǎng)分，但同時(shí)期水肥減施處理的芒果產(chǎn)量以及果實(shí)養(yǎng)分含量都要高于優(yōu)化土施處理[3]，這與鄧蘭生等[36]在甘蔗上、臧小平等[37]在香蕉上以及榮傳勝等[38]在蘋(píng)果和梨上得到的結(jié)論一致。因此，水肥減施芒果產(chǎn)量提高，對(duì)果園土壤中的大中微量元素的需求增加，這就導(dǎo)致減量施肥處理的施肥量不足以補(bǔ)充果實(shí)采摘后帶走的土壤養(yǎng)分，導(dǎo)致水肥減施條件下土壤養(yǎng)分出現(xiàn)下降。因此，在確定減量施肥的目標(biāo)時(shí)，必須要結(jié)合果園的實(shí)際產(chǎn)量、養(yǎng)分需求量和土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況，以維持果園土壤的長(zhǎng)期生產(chǎn)力。在本試驗(yàn)中，果實(shí)養(yǎng)分的磷含量并沒(méi)有顯著變化[3]，除水肥（70%）處理外，其他水肥減施處理的土壤磷素盈余為顯著降低，但果園土壤磷含量仍比較高。

綜上，水肥一體化減量施肥后，雖然芒果產(chǎn)量提高[3]，但是土壤pH 值及土壤肥力出現(xiàn)下降。因此，在減量施肥的同時(shí)也要及時(shí)關(guān)注土壤肥力情況，做好針對(duì)性補(bǔ)充。

4 結(jié)論

優(yōu)化土施以及優(yōu)化土施分次施肥會(huì)降低土壤的pH 值和有機(jī)質(zhì)含量，但會(huì)增加土壤堿解氮、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂、有效銅、有效鋅的含量。水肥減施會(huì)導(dǎo)致果園土壤的pH 值和有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、交換性鈣、交換性鎂、有效銅、有效鋅的含量總體呈下降趨勢(shì)，但果園土壤中速效磷、有效銅及有效鋅含量仍然比較豐富，果園土壤速效鉀含量雖然顯著增加，但是含量仍然較低。

水肥一體化減量施肥提高了肥料利用率、顯著降低了土壤磷的盈余，但同時(shí)也導(dǎo)致了其他養(yǎng)分的虧缺以及pH 值的降低，不利于果樹(shù)的可持續(xù)生產(chǎn)，所以在進(jìn)行減量施肥的同時(shí)要確保果園土壤養(yǎng)分的平衡、維持果園長(zhǎng)期生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)果園的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展?；蕼p施應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行減量，而一味追求化肥減施而帶來(lái)的土壤養(yǎng)分虧缺的問(wèn)題，應(yīng)給予重視。