柴冠群,秦 松,3,范成五,劉桂華,敖 明
(1貴州省農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料研究所,貴陽 550006;2貴州省農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境工程技術研究中心;3農(nóng)業(yè)部貴州耕地保育與農(nóng)業(yè)環(huán)境科學觀測實驗站)
火龍果(Hylocereus undulatus Britt)起源于中南美洲熱帶森林,20世紀90年代我國開始引種[1]?;瘕埞蝻L味好、富含鉀、花青素、維生素C及水溶性膳食纖維等營養(yǎng)物質,深受人們喜愛[2],火龍果種植在我國發(fā)展很快,僅貴州種植面積近0.67萬hm2[3]?;瘕埞膬?yōu)質高效栽培和高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)已成為當前生產(chǎn)中急需解決的問題?;瘕埞纳L發(fā)育及營養(yǎng)品質除了受管理水平和氣候因素的影響外,土壤肥力也是關鍵因素之一[4,5]??茖W施肥是保證火龍果高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要途徑,然而對火龍果園土壤肥力狀況進行分析研究是科學施肥的基礎。目前針對貴州省火龍果園土壤養(yǎng)分肥力方面的研究鮮見報到,主要是圍繞引種,栽培生物特性和病蟲害防治等開展研究。因此我們對貴州省火龍果主產(chǎn)區(qū)采集土壤進行分析,并根據(jù)內梅羅綜合指數(shù)評價法對火龍果園土壤養(yǎng)分肥力現(xiàn)狀進行評價,分析其肥力高低原因及提出相關防治對策,以了解貴州省火龍果園土壤基本養(yǎng)分狀況,為因地制宜進行火龍果園土壤管理及科學施肥提供依據(jù)。
根據(jù)貴州省火龍果主產(chǎn)區(qū)分布狀況,課題組于2017年3~4月實地調查了關嶺縣、羅甸縣、望謨縣、貞豐縣和鎮(zhèn)寧縣的代表性果園,了解火龍果施肥管理情況,并分別采集有代表性的成齡果園土壤121個,其中:關嶺縣20個,羅甸縣26個,望謨縣31個,貞豐縣23個,鎮(zhèn)寧縣21個。
采樣時,選擇相對中心位置的地塊,用GPS定位,采集距植株約50cm的表層(0~30cm)土壤樣品,將各采樣點的土樣混合均勻,用四分法保留混合土樣約1kg,帶回實驗室后,剔除石塊等異物,自然風干后,研磨過100目篩。
對土壤有機質、pH、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀進行測定。土壤有機質的測定采樣重鉻酸鉀容量法-外加熱法,全氮采用凱氏定氮法,全磷、全鉀采用NaOH熔融法,pH采用pH-2C精密酸度計測定(土水比1:2.5),堿解氮用堿解擴散法,有效磷用0.5mol/LNaHCO3浸提-鉬銻抗比色法,速效鉀用1mol/LNH4Ac浸提-火焰光度計法[6]。
采用改進的內梅羅綜合指數(shù)法對貴州省火龍果主產(chǎn)區(qū)土壤肥力質量進行綜合評價[7]。參照第2次土壤普查中的土壤各屬性分級標準對所選指標參數(shù)進行標準化以消除各參數(shù)之間的量綱差別,標準化處理的方法如下:
當屬性值屬于差的一級,即Ci≤Xa時,F(xiàn)i=Ci/Xa(Fi≤1);當屬性值屬于中等一級,即Xa≤Ci≤Xc時,F(xiàn)i=1+(Ci-Xa)/(Xc-Xa)(1<Fi≤2);當屬性值屬于較好一級,即Xc≤Ci≤Xp時,F(xiàn)i=2+(Ci-Xc)/(Xp-Xc)(2<Fi≤3);當屬性值屬于好一級,即 Ci>Xp時,F(xiàn)i=3。
上述各式中,F(xiàn)i為單項肥力指數(shù),Ci為該屬性測定值,Xa、Xc、Xp為分級指標。
表1 土壤養(yǎng)分指標分級標準[8]
最后采用改進的內梅羅綜合指數(shù)法對土壤肥力質量進行綜合評價。修正的內梅羅計算公式:
式中,F(xiàn)為土壤綜合肥力指數(shù),F(xiàn)imin為各分肥力指數(shù)的最小值,F(xiàn)iave為各分肥力指數(shù)的平均值,n為參評指數(shù)。
如表2所示,貴州省主要火龍果產(chǎn)地土壤的pH值為4.76~7.22,平均值為6.02,變異系數(shù)為7.41%。土壤全氮為0.55~4.22g/kg,平均值為 1.52g/kg,變異系數(shù)為44.53%。堿解氮為27.43~268.77mg/kg,平均值為92.33mg/kg,變異系數(shù)為41.04%。全磷為0.08~2.12 g/kg,平均值為0.47 g/kg,變異系數(shù)為60.61%。土壤有效磷為1.89~84.40 mg/kg,變異系數(shù)為127.37%。土壤全鉀為 3.10~30.58g/kg,平均值為 15.47g/kg,變異系數(shù)為35.3%。土壤速效鉀為48.55~522.73mg/kg,平均值為133.82 mg/kg,變異系數(shù)為58.65%。土壤有機質為6.53~69.66g/kg,平均值為 25.73g/kg,變異系數(shù)為49.22%。土壤有效磷變異系數(shù)最大,說明貴州省火龍果主產(chǎn)地土壤有效磷含量分布不均衡。
與廣西火龍果種植15a的土壤養(yǎng)分含量相比,貴州省火龍果產(chǎn)地土壤全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀、有機質含量均高于廣西土壤含量,而土壤pH、全磷、全鉀含量均低于廣西土壤含量,說明貴州省火龍果產(chǎn)地土壤酸化較廣西嚴重。
表2 貴州火龍果產(chǎn)地土壤肥力指標基本統(tǒng)計量
不同地區(qū)土壤養(yǎng)分肥力比較來看(表3),關嶺、羅甸、望謨、貞豐、鎮(zhèn)寧的土壤全氮、全磷、有效磷含量差異均不顯著,土壤pH值、堿解氮、全鉀、速效鉀、有機質含量差異顯著。望謨縣土壤pH值最低,平均值為5.56,酸化最嚴重;鎮(zhèn)寧縣土壤pH值最高,平均值為6.33;關嶺縣與羅甸縣全氮含量相當,平均值均為1.64g/kg;鎮(zhèn)寧縣土壤全氮含量最低,平均值為1.27g/kg;羅甸縣堿解氮含量最高,平均值為102.63mg/kg;貞豐縣土壤堿解氮含量最低,平均值為75.60mg/kg;關嶺縣全磷含量最高,平均值為0.53g/kg;羅甸縣土壤全磷含量最低,平均值為0.41g/kg;望謨縣土壤有效磷含量最高,平均值為10.65mg/kg;貞豐縣土壤有效磷含量最低,平均值為5.81mg/kg;貞豐縣土壤全鉀含量最高,平均值為20.55g/kg,望謨縣土壤全鉀含量最低,平均值為13.65g/kg,望謨縣土壤速效鉀含量最高,平均值為173.95mg/kg;羅甸縣土壤速效鉀含量最低,平均值為113.06mg/kg;羅甸縣土壤有機質含量最高,平均值為32.55g/kg;鎮(zhèn)寧縣土壤有機質含量最低,平均值為20.63g/kg。綜上所述,單獨通過土壤養(yǎng)分含量不能評價區(qū)縣綜合肥力。
表3 貴州不同火龍果產(chǎn)地土壤養(yǎng)分含量
表4 貴州不同火龍果產(chǎn)地土壤單項肥力指數(shù)分布頻率 單位:%
由表4可知,關嶺縣火龍果產(chǎn)地土壤調查樣點中全磷、有效磷均有55%的樣點處于較差水平;羅甸縣火龍果產(chǎn)地土壤調查樣點中全氮、堿解氮、全磷、有效磷、全鉀、速效鉀、有機質均有部分樣點處于差水平,其中全磷含量處于差水平占比最高,為53.85%,有效磷次之,為46.15%;望謨縣火龍果產(chǎn)地土壤調查樣點中全氮、堿解氮、全磷、有效磷均有部分樣點處于差水平,其中有效磷處于差水平占比最高,為38.71%,全磷次之,為32.26%;貞豐縣火龍果產(chǎn)地土壤調查樣點中全氮、堿解氮、全磷、有效磷、全鉀、速效鉀、有機質均有部分樣點處于差水平,其中有效磷處于差水平占比最高,為56.52%,全磷次之,為34.78%;鎮(zhèn)寧縣火龍果產(chǎn)地土壤調查樣點中堿解氮、全磷、有效磷均有部分樣點處于差水平,其中全磷含量處于差水平占比最高,為80.95%,有效磷次之,為61.90%,綜上所述,全磷、有效磷含量低,在貴州省火龍果產(chǎn)地應該引起重視。
表5 貴州不同火龍果產(chǎn)地土壤肥力指數(shù)比較
由表5可知,貴州省火龍果園地土壤綜合肥力指數(shù)為 1.214~1.350,望謨(1.350)>羅甸(1.334)>關嶺(1.297)>貞豐(1.291)>鎮(zhèn)寧(1.214);各縣土壤單項肥力指標均處于中上等水平,其中,土壤pH值與全氮均處于較好水平,除鎮(zhèn)寧外,各縣土壤有機質均為較好水平。
土壤有機質能夠有效改善土壤物理性狀,提高土壤緩沖能力,是農(nóng)田土壤質量的重要指標[9]。貴州火龍果園土壤有機質含量為25.73g/kg,明顯高于廣西火龍果園地土壤有機質含量(15.40g/kg),且各縣有機質含量大多均屬于較好水平(2~3),這是因為火龍果是高產(chǎn)出經(jīng)濟作物,多數(shù)果園都比較重視有機肥的施用,有機肥是影響火龍果品質的一個重要因素,建議要重視施用有機肥。
氮、磷、鉀是果樹養(yǎng)分的主要元素,其含量的多少均會影響果樹的生長發(fā)育[10],火龍果的正常生長與成熟需要各種營養(yǎng)元素,營養(yǎng)缺乏或比例不協(xié)調會導致作物出現(xiàn)生長、生理代謝發(fā)生障礙,因此,土壤養(yǎng)分協(xié)調也是影響作物正常生長的關鍵因子[11]。貴州火龍果產(chǎn)地土壤養(yǎng)分出現(xiàn)不均衡狀況,羅甸地區(qū)較為嚴重,土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀均有不同比例的土壤樣點表現(xiàn)為差一級水平,因此,要注重科學施肥,結合測土配方找出關鍵因子,培肥土壤,提升地力。
內梅羅綜合指數(shù)法是當前國內外進行綜合污染和肥力指數(shù)計算的最常用的方法之一,相對于其他評價方法具有更好的準確度和靈敏度,與作物產(chǎn)量呈現(xiàn)更好的相關性[12]。通過對貴州火龍果不同產(chǎn)地土壤進行內梅羅綜合指數(shù)評價顯示,貴州火龍果主產(chǎn)地土壤肥力均處于中等水平,肥力提升空間較大。對貴州不同產(chǎn)地土壤單項肥力指數(shù)進行分析,關嶺、羅甸、望謨、貞豐、鎮(zhèn)寧最小肥力指數(shù)分別為有效磷(1.247)、全磷(1.159)、全磷(1.378)、有效磷(1.049)、全磷(1.054),因此,對于貴州火龍果主產(chǎn)地土壤磷素可能是土壤肥力的主要限制因子,建議科學合理增施磷肥,調節(jié)土壤養(yǎng)分平衡,培肥地力。
貴州火龍果主產(chǎn)地土壤處于弱酸性水平,適宜火龍果生長,土壤養(yǎng)分呈現(xiàn)區(qū)域不平衡現(xiàn)象,關嶺、羅甸、望謨、貞豐、鎮(zhèn)寧土壤堿解氮、全磷、有效磷均處于中等水平,土壤pH、全氮、有機質均處于較好水平,望謨、貞豐、鎮(zhèn)寧土壤速效鉀表現(xiàn)為較好水平,而關嶺、羅甸土壤速效鉀表現(xiàn)為中等水平;運用改進后的內梅羅綜合指數(shù)法評價結果顯示,貴州火龍果主產(chǎn)地土壤綜合肥力均表現(xiàn)為中等水平,望謨(1.350)>羅甸(1.334)>關嶺(1.297)>貞豐(1.291)>鎮(zhèn)寧(1.214),說明貴州火龍果產(chǎn)地土壤需要通過合理施肥,培肥土壤,促進土壤養(yǎng)分平衡。