杜雨睛,韓效釗,王 柯,黃晗達(dá),蔡佳雄,張 旭,劉 昆
(1.合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,安徽合肥230009;2.安徽天河生物科技有限公司,安徽碭山235300;3.合肥綠農(nóng)肥業(yè)有限責(zé)任公司,安徽合肥230088)
碭山縣處于黃河故道,因盛產(chǎn)碭山酥梨而被譽(yù)為“梨都”。碭山酥梨的種植面積有4.7萬(wàn)公頃,年產(chǎn)量30億斤,是我國(guó)傳統(tǒng)的主要梨子品種,屬我國(guó)中部地區(qū)優(yōu)良的品種之一,因其味甜汁美而聞名于國(guó)內(nèi)外,是碭山縣農(nóng)民增收的主要支柱產(chǎn)業(yè),被上海吉尼斯總部授牌“世界最大的連片果園”。梨園土壤肥力是影響梨子質(zhì)量和產(chǎn)量的主要決定因素,土壤養(yǎng)分狀況是衡量土壤肥力性能的重要指標(biāo),是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)無(wú)公害果品、創(chuàng)造良好經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)約成本和減少環(huán)境污染的可靠保障,而了解梨園土壤養(yǎng)分含量是指導(dǎo)梨樹(shù)科學(xué)施肥的基礎(chǔ),對(duì)科學(xué)栽培、合理施肥具有重要的指導(dǎo)作用[1],不合理施肥不僅使肥料利用率降低,造成更多的環(huán)境污染,而且會(huì)使土壤肥力下降。許多研究表明,土壤肥力狀況對(duì)果樹(shù)產(chǎn)量和品質(zhì)均有很大影響[2-4]。目前,對(duì)碭山酥梨的研究主要集中在果實(shí)品質(zhì)、需冷量及相關(guān)基因表達(dá)分析等方面[5-7],尚未見(jiàn)關(guān)于碭山縣梨園土壤養(yǎng)分狀況的研究。本文以黃河故道地區(qū)唐寨鎮(zhèn)梨園為主要調(diào)研對(duì)象,對(duì)碭山縣唐寨鎮(zhèn)梨園土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行分析,為指導(dǎo)梨園合理施肥,實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)與增產(chǎn)提供參考依據(jù)。
在安徽省碭山縣唐寨鎮(zhèn)梨園進(jìn)行土樣采集,采用“S”形取樣法,選取該地區(qū)4個(gè)代表性梨園,每個(gè)梨園選取五棵梨樹(shù),以樹(shù)干為中心向外延伸到樹(shù)冠投影邊緣附近2/3處,避開(kāi)當(dāng)年施肥穴,用管形土鉆取樣,共取20個(gè)樣株,每個(gè)樣株按照東、南、西、北四個(gè)方向采集10~40 cm 土樣,每點(diǎn)取土樣約2 kg,棄去植物殘?bào)w、碎石等,平鋪于塑料袋上讓其自然風(fēng)干,用四分法反復(fù)淘汰直至剩余土樣約0.5 kg,之后過(guò)2 mm 篩,所得土樣用于土壤養(yǎng)分含量的測(cè)定。
土壤pH 值用電位法測(cè)定,有機(jī)質(zhì)含量用高溫外加熱重鉻酸鉀氧化—容量法測(cè)定,全氮含量用凱氏定氮法測(cè)定,全磷含量用氫氧化鈉熔融—鉬銻抗比色法測(cè)定,有效磷含量用0.05 mol/L 碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法測(cè)定,全鉀含量用氫氧化鈉熔融—原子吸收光度法測(cè)定,有效鉀含量用冷的2 mol/L 硝酸溶液浸提—火焰光度法測(cè)定,有效銅鐵錳鋅采用DTPA 浸提—原子吸收光度法測(cè)定,有效硼采用亞甲胺—H 比色法測(cè)定,交換性鈣和鎂采用乙二胺四乙酸(EDTA)絡(luò)合滴定法測(cè)定,有效硫采用氯化鈣浸提—硫酸鋇比濁法測(cè)定[8]。
梨園土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量參照全國(guó)第二次土壤普查分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[9](表1)。有效銅、鐵、錳、鋅、硼、硫、交換性鈣和鎂含量豐缺指標(biāo)參照姜存?zhèn)}[10]的標(biāo)準(zhǔn)。
表1 全國(guó)第二次土壤普查分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
所有數(shù)據(jù)在Excel 2010軟件上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。
適宜果樹(shù)生長(zhǎng)的pH 范圍為6.5~7.5[11]。由表2 可知,碭山縣唐寨鎮(zhèn)梨園20 個(gè)樣本的土壤pH 范圍在7.11~8.40之間,平均值為7.80,土壤呈偏堿性,其中pH在6.5~7.5 的占20%,在調(diào)查的20 個(gè)樣本中只有4 個(gè)屬于適宜的范圍,變異系數(shù)為0.04,為弱性變異。
表2 唐寨鎮(zhèn)梨園土壤pH值分布情況
土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中各種營(yíng)養(yǎng)特別是氮、磷的重要來(lái)源,它還能促使形成結(jié)構(gòu)疏松的土壤,從而改善土壤的物理性狀。由表3可知,20個(gè)樣本的有機(jī)質(zhì)含量范圍在0.77%~2.19%之間,平均值為1.45%,對(duì)比表1,土壤有機(jī)質(zhì)屬于中等級(jí)別的占15%,缺少的占70%,較缺的占15%,變異系數(shù)為0.27,為中等變異。可見(jiàn),碭山縣唐寨鎮(zhèn)梨園土壤有機(jī)質(zhì)含量普遍缺少,這與優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)梨園的狀況相比相差很大。因此,需加大有機(jī)肥施用力度,提高梨園土壤有機(jī)質(zhì)含量,這是該地區(qū)梨園土壤管理的重要內(nèi)容。
由表3 可知,所取20 個(gè)樣本中全氮含量范圍為0.46~1.09 g/kg,平均值為0.73 g/kg,調(diào)查樣本中只有15%的土壤含氮量處于中等水平,處于缺水平的占30%,處于較缺或極缺水平的占45%,變異系數(shù)為0.25,為中等變異。氮含量整體處于較缺水平。
目前我國(guó)不同類型的土壤中全磷含量大致在0.31~1.72 g/kg,平均含量為0.68 g/kg[12],調(diào)查樣本中土壤全磷含量范圍為0.78~1.94 g/kg,變異系數(shù)為0.22,為中等變異。該地區(qū)全磷含量整體處于較高水平。有效磷含量處于28.28~211.68 mg/kg,平均值為83.50 mg/kg,對(duì)比表1,處于較豐富水平的占20%,處于豐富水平的占80%,變異系數(shù)為0.70,為中等變異,該地區(qū)有效磷含量?jī)蓸O分化較大,有效磷含量整體處于豐富水平。
目前我國(guó)土壤中全鉀的含量一般在20 g/kg 左右,高的可達(dá)30~40 g/kg,低的可至1~4 g/kg[13]。調(diào)查的20個(gè)樣本中土壤全鉀含量范圍為42.63~58.50 g/kg,變異系數(shù)為0.16,為中等變異,該地區(qū)梨園土壤中全鉀含量整體處于較高水平。所取的20個(gè)調(diào)查樣本的速效鉀的含量范圍在415.6~857.5 mg/kg,平均值為651.0 mg/kg,變異系數(shù)為0.18,為中等變異。對(duì)比表1,碭山縣唐寨鎮(zhèn)梨園土壤速效鉀含量全部處于豐富水平,說(shuō)明該梨園土壤的速效鉀含量豐富。
表3 唐寨鎮(zhèn)土壤有機(jī)質(zhì)和大量元素含量分布
由表4可以看出,碭山縣唐寨鎮(zhèn)梨園土壤中交換性鈣和鎂的含量分別為103.949~313.586 mg/kg、5.112~118.660 mg/kg,處于低量的分別占100%和80%,含量十分低。有效硫含量范圍為3.189~9.565 mg/kg,平均值為7.434 mg/kg,調(diào)查樣本中有效硫含量全部處于低量水平,故該地區(qū)土壤應(yīng)補(bǔ)施中量元素肥。有效鋅、鐵含量范圍分別為1.341~3.147 mg/kg、0.305~0.944 mg/kg,平均值分別為1.887 mg/kg、0.602 mg/kg,調(diào)查樣本全部處于低量水平,故應(yīng)補(bǔ)充鋅、鐵元素。有效錳含量范圍為5.496~11.126 mg/kg,平均值為7.099 mg/kg,調(diào)查樣本中有95%處于低量水平,僅有5%處于中量水平,總體含量較缺乏,故應(yīng)補(bǔ)充。有效銅含量范圍為1.016~13.726 mg/kg,平均值為7.179 mg/kg,調(diào)查樣本有75%的銅含量處于過(guò)量水平,這可能與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣施用波爾多溶液殺菌防害有關(guān),故應(yīng)適當(dāng)控制該類藥品的使用。有效硼含量為0.312~2.233 mg/kg,平均值為0.876 mg/kg,處于中量水平的占40%,處于低量水平的占35%,故應(yīng)因地制宜,合理補(bǔ)施。
表4 唐寨鎮(zhèn)梨園土壤中、微量礦質(zhì)元素的含量分布
碭山縣唐寨鎮(zhèn)梨園的土壤質(zhì)地類型主要是鹽堿土[14],梨樹(shù)耐鹽能力中等,在鹽堿地根系生長(zhǎng)不良,樹(shù)體易早衰,產(chǎn)量低,因此需要對(duì)土壤加以改良,深施多施有機(jī)肥,種植綠肥作物,合理施用化肥,以減少地面的過(guò)度蒸發(fā),防止鹽堿上升或中和土壤堿性。
土壤pH 值影響果樹(shù)根系對(duì)礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收和利用,當(dāng)pH過(guò)高時(shí),會(huì)使P、K、Ca等養(yǎng)分被土壤固定,不能被果樹(shù)利用。土壤適宜果樹(shù)生長(zhǎng)的pH 范圍為6.5~7.5,該地區(qū)梨園土壤樣本pH值平均為7.80,偏堿性。因此,在施肥時(shí)注意多施偏酸性的肥料或者選擇堿性土壤調(diào)理劑。
土壤有機(jī)質(zhì)含量是評(píng)價(jià)土壤肥力的一項(xiàng)重要指標(biāo),是土壤肥沃程度的重要標(biāo)志之一,是土壤肥力的主要物質(zhì)基礎(chǔ),是植物所需營(yíng)養(yǎng)元素的重要來(lái)源[15],對(duì)于土壤物理、化學(xué)性質(zhì)的改善具有及其重要的作用。該地區(qū)梨園土壤的有機(jī)質(zhì)含量平均值為1.45%,不到肥沃土壤有機(jī)質(zhì)含量的一半,整體處于較低水平,這可能與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民施用有機(jī)肥較少或施有機(jī)肥種類單一有關(guān)。因此需加強(qiáng)土壤培肥和有機(jī)肥的施用量,增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,提高土壤的緩存性及改善土壤的穩(wěn)定性,創(chuàng)造出使梨樹(shù)生長(zhǎng)最適宜的土壤環(huán)境。
梨樹(shù)生長(zhǎng)過(guò)程需要大量氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素,氮對(duì)梨樹(shù)生長(zhǎng)具有很大的作用,缺氮會(huì)影響葉片發(fā)育。磷素對(duì)促進(jìn)光合作用、加速幼苗和根系的生長(zhǎng)具有良好的作用。鉀素能提高產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)成分,增加含糖量,是品質(zhì)元素。該地區(qū)梨園土壤氮含量較低,處于較缺水平,這可能與該地區(qū)土壤質(zhì)地類型有關(guān),鹽堿地的保肥性較差,也可能與該地區(qū)農(nóng)民一次性施入氮肥有關(guān)。因此,應(yīng)合理施用氮肥,分批施用,保證氮肥的供應(yīng)。有效磷和速效鉀含量豐富,有效磷含量豐富可能與磷肥易被土壤固定有關(guān)。土壤中較高的含鉀量為梨子生長(zhǎng)提供了良好的條件,但是鉀素過(guò)剩會(huì)使耐貯性下降,同時(shí)也會(huì)影響鈣、鎂離子的吸收,引起鈣、鎂缺乏癥。梨樹(shù)在土壤有效磷、鉀含量較高時(shí),增施磷、鉀肥往往沒(méi)有肥效,只有注意氮肥與磷、鉀肥的配合施用才能取得較好效果。
本研究結(jié)果表明,碭山縣唐寨鎮(zhèn)梨園土壤交換性鈣和鎂含量缺乏,有效鋅、鐵、錳含量均處于低水平,有效硼含量缺乏,有效銅含量處于高水平,應(yīng)減少含銅殺菌劑的使用。
綜上所述,碭山縣唐寨鎮(zhèn)梨園土壤應(yīng)結(jié)合產(chǎn)區(qū)施肥實(shí)際情況,以后施肥應(yīng)增施有機(jī)肥,合理施用氮肥,穩(wěn)定磷鉀肥用量,補(bǔ)施鋅鐵錳微肥,減少含銅殺菌劑的使用,積極推廣測(cè)土配方施肥技術(shù)。