云南紅河流域沖積沙壤土結構香蕉園土壤水肥力狀況研究

李濤等

摘 要 對云南紅河流域沖積沙壤土結構的香蕉園不同深度條件下土壤水肥力狀況進行監測和研究，結果表明：（1） 該研究區香蕉園中土壤水pH 5.4～7.4，平均值6.08，電導率47～230 μS/cm，平均值101.6 μS/cm，隨著土壤深度的增加，其pH、電導率逐漸減小，整體上表現為20 cm>40 cm>80 cm；（2） 土壤水中的主要營養元素堿解氮、有效磷、速效鉀在不同時間梯度、不同縱向深度具有不同的含量及變化特征，三者的平均值分別為3.49、0.015 、8.7 mg/L，說明該區域內土壤水肥力狀況較低，尤其缺乏磷肥；（3） 相關性分析說明，除20 cm深度土壤水中的堿解氮、有效磷、速效鉀具有一定相關性外，其他不同縱向深度土壤水中的堿解氮、有效磷、速效鉀不具有顯著相關性，變化差異較大。

關鍵詞 香蕉 ；沙壤土 ；土壤水 ；肥力狀況

分類號 S668

Soil Water and Fertility Status of Banana Plantations in the Alluvial Sandy Loam in Honghe-river Drainage Areas

LI Tao LI Qin CHEN Hongjie LI Chun

ZHOU Min ZHAO Dongxing YANG Shaoqiong CHEN Weiqiang

（Honghe Institute of Tropical Agriculture， Hekou， Yunnan 661300）

Abstract In this paper， the soil water fertility was monitored and studied under the different depth soil in the banana plantation of the alluvial sandy loam structure in Honghe-river drainage area， the results showed that： （1）The soil water pH of the banana plantation was 5.4～7.4 in this studied area， the average was 6.08； and the conductivity was 47～230 μS/cm， the average was 101.6 μS/cm. The soil water pH and conductivity has decrease with the increase of soil depths on the whole， their value as： 20 cm > 40 cm > 80 cm. （2） The main nutrition elements hydrolyze nitrogen、available phosphorus、effective potassium had different content and characteristics under the different periods， and different depth. the average content for the solution as： hydrolyze nitrogen 3.49 mg/L， available phosphorus 0.015 mg/L， effective potassium 8.7 mg/L， it was indicated that the fertility status of the soil water was low within the region， especially lack of phosphate fertilizer. （3） The correlation analysis shows that except the soil water hydrolyze nitrogen， available phosphorus， effective potassium form 20 cm deep has some correlations，but others has not significant relationships which form different depths soil water， and their differences has large. This study has important implications for guiding fertilization of banana.

Keywords banana ； sandy loam ； soil water ； fertility status

云南紅河流域沖積沙壤土的香蕉種植面積約6 700 hm2，香蕉是該流域最主要經濟作物之一，也是該地區的農業支柱產業，對促進當地經濟發展、增加農民收入、保障勞動力就業等都起著重要作用。目前對紅河流域香蕉園的研究主要集中在土壤肥力、香蕉產量、病蟲害防治等幾個方面，有研究報道，該地區香蕉園土壤中含沙量較多，土壤肥力總體偏低，在香蕉施肥管理上還存在肥料施入不足或施肥過量等問題，缺乏科學的土壤養分管理措施[1]。

香蕉種植生產中普遍通過測定土壤養分指標來評價香蕉園的肥力狀況，而忽視了測定土壤水養分指標。存在于土壤系統中的各種營養元素及礦物質，如果沒有土壤水分的參與并不能直接被植物吸收利用，需溶解于土壤水中后才能被植物根系吸收利用，所以僅通過測定土壤養分指標指導香蕉施肥并不十分科學完善，還應同步測定土壤水養分指標，二者結合共同指導香蕉施肥。目前，國內外對香蕉養分需求規律和施肥量等已有較多研究，相關研究表明，香蕉園土壤肥力具有一定的時空變異，不同深度的土壤其堿解氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂含量各不相同[2]，而且香蕉自身在不同生長發育階段對氮、磷、鉀等營養元素的吸收量也不盡相同[3]，幼苗時期由于受土壤水分脅迫的影響，其根、莖、葉的生長量及對營養元素的需求量會隨著土壤水分含量的減少呈先上升后下降的趨勢[4]；每公頃香蕉園為獲得45 t的香蕉產量需施氮肥667～709 kg、磷肥200～213 kg、鉀肥748～851 kg[5]，每株香蕉在整個生長過程中需水量為2 309.5 mm[6]；香蕉栽培水肥調控技術通過在滴灌下施肥，將肥料溶解于水中隨灌溉水施到香蕉根部，有利于氮、磷、鉀等養分的平衡供應[7]，促進香蕉對營養元素的吸收和利用，從而可提高施肥效果，增加香蕉產量，節約種植成本[8]。此外，香蕉產量的改善和品質的提高還受到香蕉品種、種植密度、土壤特性、氣候條件等多因素的影響[9-11]。在這些研究中，對香蕉園土壤養分、水肥一體化技術方面的研究報道較多，但直接對土壤水養分進行研究的報道極少。endprint

本試驗通過對云南紅河流域香蕉園土壤水進行長期動態觀測研究，通過對香蕉園土壤水的理化性質和肥力狀況的分析，弄清溶于水中可以被香蕉吸收利用的營養元素含量，并結合該地區的種植背景、環境條件分析香蕉園土壤系統中水分肥力的變化規律，及時指導農民施肥，減少病蟲害的發生，使香蕉產業做到穩定、健康發展。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地點位于云南省紅河熱帶農業科學研究所內，屬于紅河流域具有代表性的沖積沙壤土，是一個典型的熱帶香蕉園，園內以種植紅研1號、巴西蕉和威廉斯蕉為主，種植面積約15 hm2；土壤分布較均勻，土層較厚，巖石分布少；區內屬熱帶雨林季風性氣候，最高溫度40.9℃，最低溫度1.9℃，年平均溫度22℃，年平均降水量1 587.3 mm，年平均濕度84 %，日照1 605 h；降水量全年分布不均，雨季（5～10月）降雨量約占全年總雨量的80 %，最多的8月平均雨量達330.2 mm，干濕季分明，具有雨量充沛、雨熱同季、高溫高濕的特點 。

1.2 研究方法

試驗共選擇3個研究點，每個研究點設置3個不同土壤深度即20、40和80 cm，用WS系列土壤溶液取樣器采集土壤水，該取樣器裝置陶瓷頭直徑31 mm，長7 cm，采用正負壓的方式來提取管內吸取的溶液，不用取土分解，方便實驗觀測。分別埋放于香蕉園土壤中，在雨季 （5～10月）每月定期抽取瓶內的土壤水，將抽取到的土壤水盛放于350 mL聚乙烯塑料瓶中。

1.3 測定項目

在實驗室分析測定其pH、電導率、溫度、有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀等。其中pH、電導率和溫度使用pH/電導率儀測定；堿解氮采用凱氏定氮法[12]；有效磷采用氫氧化鈉熔融—鉬銻抗比色法[13]；速效鉀采用原子吸收法；有機質采用重鉻酸鉀氧化—外加熱法[12]。所有樣品由云南省紅河熱帶農業科學研究所分析測試中心測定。

2 結果與分析

2.1 土壤水理化性質

大多數的作物均不耐太酸或太堿的土壤，酸性土壤鈣鎂離子會減少，氫離子增多，硝態氮、磷的有效性降低，而堿性土其土壤中的堿解氮、鈣鎂離子有效性降低；電導率是測定土壤水溶性鹽的指標，是判定土壤中鹽類離子是否限制作物生長的因素，該特性與土壤營養成分含量密切相關，在一定程度上可以用于間接評價土壤肥力水平；溫度是限制香蕉生長發育的重要生態因子，影響著植物的新陳代謝及呼吸作用，溫度過高或過低都會對其產生抑制作用，只有在適宜的溫度范圍內，才能保障植物的生長繁育。因此，自2012年5～10月對云南省紅河熱帶農業科學研究所內的香蕉園土壤水pH、電導率、溫度進行動態監測，取3個重復點的平均值作統計分析，結果如下。

2.1.1 pH

從圖1可知，香蕉園中土壤水pH 5.4～7.4，平均值6.08，說明紅河流域沖積沙壤土香蕉園的pH非常符合香蕉種植最適pH范圍（5.5～6.5），而且其波動變化范圍與前人對該地區香蕉園土壤的研究結果pH 4.49～8.15相近[14]。從監測數據來看，在不同時間梯度上，土壤水pH呈小幅波動變化，但總體上趨于穩定；在不同縱向深度上，20 cm處土壤水pH最高，80 cm處最低，說明隨著土壤深度的增加，其土壤水pH逐漸減小，表現為表層土土壤水pH高于深層土土壤水，通過計算三者的土壤水pH平均值，香蕉園土壤水在縱向深度上其土壤水pH表現為20 cm（6.69）>40 cm（6.36）>80 cm（5.72）。

2.1.2 電導率

由圖2可知，香蕉園3個土層土壤水的電導率從6～10月逐漸降低，其中6、7月最高，9、10月最低，表明在不同時間梯度上，3個土層中的土壤水其電導率前期高，后期低，總體上呈不斷下降，最后達到緩慢變化的狀態；從縱向深度上看，其電導率變化范圍較大（47～230 μS/cm），平均值表現為20 cm（114.27μS/cm）>40 cm（94.06 μS/cm）>80 cm（92.81 μS/cm），但來自于20 cm的土壤水電導率與40和80 cm處相比波動變化較大，而40和80 cm處的變化差異較小，說明總體上香蕉園土壤水電導率表層土大于深層土，但隨著土壤深度增加，其土壤水電導率變化差異減小，并趨于穩定。

2.1.3 溫度

從圖3可看出，自5～10月其3個土層的土壤水溫度呈波浪式變化，總體上水溫不斷降低，且三者的水溫相差不大，變化范圍為25～30℃，表明該段時間內高溫多濕，完全符合香蕉的種植條件，達到其最適宜生長溫度24～32℃[15]。經計算三者平均值表現為40 cm（28.24℃）>20 cm（28.11℃）>80 cm（28.02℃），表明在一定深度范圍內隨著土層深度增加土壤水水溫略有升高，但深度增加到一定程度時（近底部）水溫反而開始下降。

從7～9月，由夏季轉為秋季，受氣溫影響土壤水水溫逐漸下降，尤其8月底下降明顯，其中9月中旬的一次觀測數據顯示3個土層的水溫均出現了大幅度下降。據河口縣氣象局觀測記錄顯示，9月12～16日連續降雨，氣溫明顯下降，該段時間內最高溫31.4℃，最低溫20.5℃，平均溫度為25.3℃，較之前的氣溫下降了3～4℃，由于熱量的傳導作用，與大氣接觸的土壤溫度先開始降，存在于土壤中的土壤水也隨之下降。

2.2 土壤水的養分狀況

2.2.1 堿解氮

從圖4可知，7～10月20和40 cm處表層土壤水堿解氮開始逐漸降低，到9月上旬回升后開始下降，而80 cm處深層土壤水總體上略有下降，但變化不大。從三者的平均值來看，20 cm處3.61 mg/L，40 cm處3.40 mg/L，80 cm處3.36 mg/L，表明隨著土壤深度增加土壤水中的堿解氮含量逐漸降低，但3個不同深度堿解氮含量相差不大，僅為0.07～0.25 mg/L，變化梯度不明顯。endprint

2.2.2 有效磷

從圖5可知，20 cm處和40 cm處土壤水有效磷含量變化差異較大，其中20 cm處總體表現為不斷下降，而40 cm處總體上逐漸上升，80 cm處則變化不大，總體表現穩定。計算平均值比較土壤水中有效磷含量為40 cm（0.021 mg/L）>20 cm（0.019 mg/L）>80 cm（0.006 mg/L），20和40 cm處相差不大，而80 cm與之相差較大，僅為其30%。

2.2.3 速效鉀

從圖6中，表明20 cm處土壤水速效鉀含量較高，但波動范圍較大，而40和80 cm處總鉀含量相對較低，但二者平緩中呈交替變化。3個不同深度的土壤速效鉀平均值表現為20 cm（12.13 mg/L）>80 cm（7.08 mg/L）>40 cm（6.66 mg/L）。

從監測數據來看，在不同時間梯度上，最初收集到的幾次土壤水中其堿解氮、有效磷、有效鉀含量均較高，之后緩慢下降。原因可能是經過上一年秋冬兩個旱季的積累，各種營養元素、有機質及礦物質富集在土壤中，而此時由于土壤中缺乏足夠水分來溶解這些物質，待下一年雨季來臨時大范圍降雨才能溶解這些物質，使得開始幾次收集的土壤水中其理化性質指標、營養元素含量相對較高，而之后隨著雨季的來臨，降雨量增多，營養元素等被稀釋。另外，香蕉屬于大水大肥的農業經濟作物，其根系主要分布于土下10～50 cm范圍內，因生長速度快、生長量大，對養分需求量較多[16]，所需的氮、磷、鉀元素非常大，處于這一土層范圍內的營養元素被香蕉生長吸收利用，在沒有人為增肥的情況下，土壤水中的營養元素含量下降明顯，這些都可能是使得土壤水肥力不斷降低的原因。

從不同縱向深度上來看，其主要營養元素堿解氮、有效磷、速效鉀含量分布不均，變化差異較大。其中，堿解氮的含量為表層土壤水的大于深層土壤水的，且隨著土壤深度增加其含量不斷減少；有效磷為中間土層（40 cm）含量最高，表層土次之，深層土最低；土壤水速效鉀含量則為40 cm>20 cm>80 cm。造成這種差異的原因可能是來自不同深度的土壤水，由于在垂直剖面上所處的土壤深度不同，其營養元素含量、物質循環利用方式、輸入和輸出途徑均不同，具有一定的局部環境差異性；其次，各種營養元素的含量受到土壤礦化、生物固持、植物吸收、硝化作用和淋失等各種因素的影響而不斷變化[17]；另外，土壤類型和有機質含量，外界的施肥、耕作、降水和氣溫也影響著它們的變化。

2.3 土壤水有機質

香蕉園土壤水有機質含量20 cm處為19.3 mg/L，40 cm處為6.4 mg/L，80 cm處為3.8 mg/L，可見表層土中有機質含量要遠大于深層土。形成這一差異的原因可能最上面的表層土易受生產活動、地表生物和氣候條件的影響，一般疏松多孔，干濕交替頻繁，溫度變化大，通透性良好，所以其有機質含量多，營養元素豐富，生產性能好；而深層土受地表氣候的影響很少，其溫度濕度相對恒定，同時土壤質地也比較緊實，物質轉化較為緩慢，有機質含量偏低，可供利用的營養物質較少，植物根系不發達。此外，表層土20 cm處的土壤水為雨水降于地表后優先蓄積形成，深層土40 cm處和較深層土80 cm處的土壤水經過表層土的過濾和稀釋作用后，其能溶解的營養元素相對偏少，表明土壤深度越深其有機質、土壤肥力等均逐漸降低。

2.4 香蕉園土壤水氮、磷、鉀相關性分析

采用SPSS 19.0軟件對香蕉園土壤水中的營養元素氮、磷、鉀進行相關性分析及顯著性檢驗，結果見表1。

從表1中的相關性分析結果可知：20 cm深的土壤水，其堿解氮與有效磷、有效鉀的相關性分別達到極顯著和顯著，而有效磷與有效鉀的相關性未達到顯著；40 cm和80 cm土壤水其堿解氮、有效磷、有效鉀之間的相關性也未達到顯著性。堿解氮、有效磷不同深度的土壤水之間的相關性不顯著，速效鉀中，只有20 cm的與40 cm的相關性達到顯著水平，其它深度之間均未達顯著性。

通過相關性分析，表明不同縱向深度的土壤水中僅20 cm處的堿解氮與有效磷、有效鉀存在相關性，說明20 cm處土壤水肥力具有一定同步性，肥力比較均衡，有利于作物生長發育；而40和80 cm深的土壤水堿解氮、有效磷、有效鉀相關性不顯著，表明該深度的土壤水肥力不均衡，有的營養元素高，有營養元素低，比例失調，不利于作物生長發育。

3 討論與結論

通過對云南紅河流域沙壩香蕉園土壤水pH、電導率、肥力狀況等分析研究，表明該研究區沖積沙壤土香蕉園的pH 5.4～7.4，平均值6.08，非常適宜香蕉種植；電導率47～230 μS/cm，平均值101.6 μS/cm，電導率相對較低，表明該香蕉園土壤水溶性鹽的指標相對較低，土壤并未鹽堿化，也適合農作物種植。

土壤水肥力狀況總體偏低，其有機質和速效鉀含量中等，堿解氮含量偏低，有效磷含量嚴重不足；不同時間梯度、不同縱向深度的土壤水中，其主要營養元素堿解氮、有效磷、速效鉀分布不均，變化差異較大，土壤水中富含的營養元素隨著土壤深度增加逐漸降低；總的來說該研究區內土壤水肥力處于較低水平，在施肥和養分管理上應重施磷肥、適當施用氮肥。

今后應加強香蕉土壤水肥力的研究，定期觀測香蕉園土壤水的養分含量，及時了解香蕉園土壤系統的肥力狀況，指導蕉農進行針對性施肥，及時補充土壤養分，提高香蕉產量和質量，以此節約成本，為該地區香蕉產業的可持續發展提供技術支撐和理論依據。

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