何翠翠 馮煥德 魏志遠 侯憲文 陳業淵
摘? 要? 本文主要通過了解海南島芒果園施肥現狀及對應的土壤養分狀況,綜合分析施肥管理現狀,為芒果種植科學施肥提供理論基礎。研究結果表明,海南島芒果主產區肥料投入平均水平為N 334.01 kg/hm2、P2O5177.10 hm2、K2O 184.21 hm2,其中N∶P2O5∶K2O為1∶0.53∶0.55,芒果化肥消耗系數為0.059 01 kg/kg,純氮消耗系數為0.020 7 kg/kg,施用有機肥農戶比例為76.92%,有機肥平均施用量低于333.33 kg/hm2。海南島芒果主產區土壤有機質含量偏低,范圍為11.16~17.22 g/kg;堿解氮含量偏高,范圍為278.86~859.10 mg/kg;速效磷含量差異較大,為21.74~81.73 mg/kg;速效鉀含量在96.56~97.19 mg/kg。綜上所述,海南島芒果園氮磷鉀肥料投入比例不科學,鉀肥投入量偏低,建議增施鉀肥;有機肥投入嚴重不足,建議提高施用有機肥農戶比例,增大有機肥施用量。
關鍵詞? 海南島;芒果;施肥現狀;土壤養分狀況中圖分類號? S667.7??? 文獻標識碼? A
海南島地處熱帶地區,水熱資源豐富,為熱帶作物生長提供了良好的自然氣候條件。芒果是海南島重要的水果產業之一,芒果被譽為“熱帶水果之王”,截止到2015年年末,芒果樹的種植面積占了整個園林水果種植面積的30.12%[1],是海南島種植面積最大的一種果樹。近些年,隨著芒果栽培技術的提高,植物生長調節劑的使用,芒果花期提前,收獲期由過去的5—6月提前到2—4月[2],極大地提高了芒果種植的經濟效益。芒果種植模式改變、花期提前、生育期縮短,對土壤養分需求提高,而海南島芒果主產區多丘陵、低山等坡地,本身土壤多貧瘠,有機質、全N、有效P含量較低,均為四級以下水平[3-4]。因此,芒果園土壤養分管理就尤為重要。
關于芒果施肥,科研人員進行了大量研究[3-10]。確定果樹的肥料需要量是很復雜的,涉及果實產量、枝葉生長量、土壤養分可供給量、肥料的流失量及植株的吸收利用率等因素。曾柱發等[11]提出芒果每年每株施N肥1.50 kg、Ca(H2PO4)21.50 kg、KCl 1.25 kg,即每株全年總施肥量為4.25 kg,每年每株增施農家肥20~40 kg。何麗金[12]提出芒果每年每株施肥量為N 0.5 kg、P2O50.3 kg、K2O 0.6 kg,配合25 kg有機肥施用。有機肥具有提高土壤質量、增加作物產量的作用[13]。早在2002年,曾柱發等[11]就針對赤紅壤芒果園的施肥方案進行了研究,指出芒果園土壤肥力調控需要N、P、K合理搭配,Ca、Mg、B等肥料調控,合理施用有機肥等。臧小平等[3]研究表明每株芒果施用7.5 kg有機肥對改善芒果果實品質和改良土壤性狀效果較好。芒果種植施肥方式主要為滴水線處開溝埋施、撒施、沖施、葉面配施等,近些年,也出現了一些新施肥方式,如樹干吊瓶輸液、滴灌等。傳統芒果施肥時期為3個時期:催稍肥、催花肥、壯果肥。何麗金[12]研究了4次施肥時期,在原有施肥次數的基礎上增加了壯花肥1次,并調整了N、P、K的施肥比例,同時,總的施肥量由N 0.3 kg、P2O50.3 kg、K2O 0.3 kg,配合25 kg有機肥施用,增加到N 0.5 kg、P2O50.3 kg、K2O 0.6 kg,配合25 kg有機肥施用。
施肥是農業生產中的一項重要的管理措施,施肥量高低主要由作物需求、土壤養分狀況等因素決定,施肥量高低影響土壤養分。在眾多施肥調研的文章中,主要針對某種作物施肥現狀及作物產量進行區域調研并進行整理分析,如樊仙等[14]進行甘蔗產量、施肥習慣及施肥種類、施肥時間、施肥方式等進行了調查研究;王浩等[15]實地入戶調查玉米產量與N、P、K肥的施用量,分析評價玉米施肥狀況;胡凡等[16]進行獼猴桃產量、施肥調查和分析。而有關施肥措施和土壤養分狀況相結合的文章比較少見,其原因可能為對調研農戶的農田進行樣品采集,工作量較大;施肥措施的調研沒有季節性,而土壤樣品采集對季節性要求較高,多為農作物收獲后。施肥措施和土壤養分狀況相結合這種方式可以更有效地提高調查問卷的有效性,提高調研質量。
本研究通過問卷調查和土壤樣品采集、測定土壤養分情況相結合的方式,首先明確海南島芒果種植施肥現狀,然后明確芒果園土壤養分狀況,結合芒果園施肥現狀和土壤養分狀況對芒果園施肥管理方式進行評價,為芒果園合理施肥提供依據。
1.1? 數據收集、調查方法、測試方法
芒果種植區域主要集中在南部縣市,海南省統計年鑒顯示,2016年南部昌江縣、陵水縣、東方市、樂東縣、三亞市,5個縣市的芒果種植面積占了海南省全省芒果種植面積的96.37%。因此,對海南芒果施肥現狀的調查研究區域選擇在海南島南部的昌江縣、陵水縣、東方市、樂東縣、三亞市。設計芒果園施肥調查問卷,在研究區域內共選取了71個有代表性的果園(圖1),首先以市縣為單位劃分研究區域,然后調研決定某個市縣芒果園分布范圍,根據果園大小、果園位置、種植芒果樹樹齡等因素選取有代表性的芒果園進行詳細的施肥管理調查研究,并在該果園內用土鉆采集土壤樣品。調研芒果種植面積超過550 hm2,達到海南島總種植面積的1%,采集果園內土壤樣品。
1.2? 土壤樣品采集
每個果園按照“S”形走勢選取5株生長一致的果樹,在每株芒果樹滴水線處環形等間距選取4個采樣點,采集0~20 cm、20~40 cm土層的土壤樣品,將某個果園同一深度的土壤樣品進行混合,然后采用四分法留取樣品1 kg供分析使用。土壤經風干研磨過篩后備用。
1.3? 養分含量測定
土壤樣品放置于室內自然風干,過2 mm篩,

圖1 芒果園調研點分布情況
Fig. 1 ?The distribution of mango orchards investigated
供土壤pH、土壤堿解N、土壤有效P、土壤有效K等養分含量的測定;土壤樣品進一步過0.25 mm篩,供土壤有機質含量的測定。
土壤pH:采用pH酸度計,水土比為2.5∶1測定;土壤有機質:采用KMnO4加熱容量法測定;土壤堿解N采用1 mol/L NaOH堿解擴散法測定;土壤有效P采用HCl-NH4F浸提——鉬銻抗比色法(Bray法)測定;土壤有效K采用1 mol/L NH4OAc浸提——火焰光度法測定[17]。
1.4? 數據整理與分析
本研究采用SPSS 18.0統計軟件進行數據分析。
2.1? 海南省芒果種植面積、單產
近些年,海南省芒果種植面積有所波動。如圖2所示,2011年種植面積和年末收獲面積均達到相對低值;2011年至今,海南島芒果種植面積、收獲面積均呈現增長的趨勢。芒果單位面積產量從2005年至今呈現出逐漸上升的趨勢,如圖3所示,由2005年單產6 814 kg/hm2上升至2015年單產12 500 kg/hm2,增幅83.45%。芒果主產區主要分布在海南島西南部地區,其中三亞市、樂東縣、東方市、昌江縣、陵水縣為芒果種植優勢區域。據海南省年鑒顯示,2016年該五縣市的芒果種植面積達海南省總種植面積的93.98%,產量達全省總產量的96.58%。其中,三亞市芒果種植面積占海南島40%以上,總產量接近海南省總產量的一半,位居海南省首位;其次為樂東縣和東方市,各約占海南省芒果種植面積的20%;昌江縣和陵水縣芒果種植面積相對較少,不足10%。
由于不同地區氣候條件、土壤狀況、管理措施的不同,不同地區的芒果總產量和單位面積產量產生比較大的差異。相對于總產量來講,單位面積產量更能體現氣候、土壤和管理措施對芒果的影響,而地區總產量則更能體現這種影響的比重大小。對于芒果單位面積產量來講,三亞市芒果單產最高,為14 974 kg/hm2;其次為樂東縣和陵水縣,分別為12 773 kg/hm2和11 890 kg/hm2;昌江縣和東方市單產較低,不足9 000 kg/hm2(表1)。
2.2? 海南島芒果肥料投入量
芒果園總的養分含量投入情況如表2所示。海南島芒果園肥料投入平均水平為N 334.01 kg/ hm2、P2O5177.10 kg/hm2、K2O 184.21 kg/hm2,N∶P2O5∶K2O為1∶0.53∶0.55。海南島不同地區養分投入結果顯示,陵水縣的平均N、P2O5、K2O養分投入量最大,分別為493.76、241.67、212.15 kg/hm2;三亞市和樂東縣的平均養分投入量次之,東方市養分投入量最低,分別為185.91、152.67、145.5 kg/hm2。
化肥消耗系數可以通過單位農產品化肥消耗量來表示。本研究調研結果顯示,芒果化肥消耗系數為0.059 01 kg/kg,純氮消耗系數為0.020 7 kg/kg。在肥料種類的選擇上,高達96.92%的農戶選擇施用無機肥料,無機肥料多為復合肥,約有90.77%的農戶選擇了等N、P、K含量的復合肥,僅有6.15%的農戶選擇施用高K復合肥,約有52.31%的農戶選擇了尿素。調查結果顯示,芒果園農戶對肥料種類的選擇如表3所示。高達76.92%農戶選擇每年或者隔年施用有機肥,但有機肥肥料施用量較低,數據結果顯示,平均有機肥施用量在333.33 kg/hm2以下,且42%的農戶有機肥施用量小于333.33 kg/hm2。而有機肥種類繁多,有商品有機肥,還有各種畜禽糞便,不同有機肥的養分含量不同,且約有20%的農戶對有機肥量沒有進行評估,這些增加了有機肥的養分含量統計的難度。
施肥方式調研結果表明,芒果園施肥方式主要為開溝埋施和雨前撒施或者用水沖施。有機肥施肥方式全部為開溝埋施,對于無機化肥,72.22%的農戶選擇開溝施肥,27.78%的農戶選擇撒施或者沖施。農戶認為肥料開溝埋施肥效好,但成本高,而雨前撒施或者用水沖施則效果相對較差,但施用便利,人工成本較低。葉面肥在近些年越來越受到果農的喜愛,86.15%的芒果種植園選擇葉面肥,葉面肥的使用頻率較高,在芒果采果后的營養生長階段,基本7~10 d施用1次葉面肥,如果碰到陰雨天氣施葉面肥的頻率會加大,每次農藥的噴施都會給葉面肥的噴施提供了便利條件。
2.3? 海南島芒果園土壤養分狀況
土壤樣品測定結果表明,全省芒果園土壤pH較低,表層土壤pH高于20~40 cm土壤pH(表4)。同時,pH和地理位置關系相關性較大,位于北部的昌江縣和東方市的土壤pH較高,大于6;位于南部的樂東縣、三亞市和陵水縣土壤pH則較低,均低于6。結果表明,表層土壤養分含量高于20~40 cm。三亞市土壤有機質含量最高,約為17.22 g/kg;樂東縣和陵水縣次之,約為15 g/kg;昌江縣和東方市土壤有機質含量最低,約為11 g/kg。在本次調查研究中,土壤堿解N含量偏高,昌江縣土壤堿解N含量最高,為859.10 mg/kg;然后依次為東方市、三亞市、陵水縣,樂東縣土壤堿解N含量最低,為278.86 mg/kg。
2.4? 海南島芒果單產與土壤養分、肥料投入量的相關性分析
本研究做了芒果單產與土壤養分及肥料投入相關性分析(表5)。結果顯示,芒果單產與土壤養分中有機質含量呈極顯著正相關關系,相關系數為0.99,與其他養分指標相關性未達到顯著水平。芒果單產與土壤堿解N含量呈現出負相關關系,相關系數為–0.5,未達到顯著相關水平;芒果單產與土壤速效P、速效K呈現出正相關關系,相關系數分別為0.50、0.72,未達到顯著相關水平。在作物營養元素有效性方面,土壤pH是一個重要的指標,結果顯示,芒果單產與pH呈現出負相關關系,相關系數為–0.79,未達到顯著相關水平。芒果單產與肥料投入量相關性分析結果顯示,芒果單產與N肥、K肥投入量呈現出正相關關系,相關系數分別為0.33、0.61,未達到顯著相關水平;而芒果單產與磷肥投入呈現出負相關關系,相關系數為–0.03,未達到顯著相關水平。
3.1? 海南島芒果園施肥現狀評價
海南島芒果園N、P、K肥料投入比例不科學,K肥投入量偏低。調研結果顯示,海南島芒果園平均肥料投入水平N 334.01 kg/hm2、P2O5177.10 kg/hm2、K2O 184.21 kg/hm2,N∶P2O5∶K2O 為1∶0.53∶0.55,P2O5與K2O投入量接近,占N投入量的50%~60%。而專家推薦施肥中N∶K2O比例小于1[12,18],也就是K2O的投入量要高于N投入量。因此,海南島芒果園農戶施肥現狀與專家推薦施肥相比,K投入水平偏低,K元素是作物的品質元素[19],建議芒果園種植農戶合理增施K肥。
海南島芒果園有機肥投入嚴重不足,農戶施用有機肥比例達到76.92%,但有機肥施用量偏低,平均有機肥施用量低于333.33 kg/hm2。芒果單位面積產量情況受多種因素的影響[20-21],比如,多年生芒果樹生長情況、枝條修剪、疏花疏果等。土壤有機質是土壤肥力水平的主要指標,是芒果產量的基礎,提高土壤有機質有助于芒果產量的提高。本研究中發現,海南省芒果單產與土壤有機質含量呈現出極顯著正相關關系。結果說明,土壤有機質含量是芒果增產限制因子,而有機肥投入是提高土壤有機質含量最有效的途徑。因此,需要采取多種途徑增加施用有機肥芒果園種植戶數量,同時增加單位面積果園的有機肥投入量。
從芒果單位面積產量和養分投入水平來分析施肥現狀的合理性,海南島芒果主產區5個縣市中,樂東縣、三亞市和陵水縣3個地區芒果平均產量較高,同時養分投入量也較高,該3個縣市施肥現狀基本合理。昌江縣和東方市地理位置偏北,芒果單位面積產量偏低,養分投入量應低于樂東縣、三亞市和陵水縣。東方市養分投入量明顯低于其他市縣,而昌江縣養分投入量較高,因此,東方市養分投入量相對較科學,昌江縣養分投入相對偏高。
3.2? 海南島芒果園土壤養分狀況
相同的施肥方案對于不同土壤狀況,施肥方案的合理性會產生分歧。因此,本研究在討論了海南島芒果園施肥現狀后,進一步結合土壤養分狀況進行討論。整體來看,海南島芒果園土壤有機質含量偏低。海南島芒果主產區5個縣市中,昌江縣和東方市的土壤有機質含量較低,堿解N含量較高,產生這種現象的原因可能和該地區芒果園肥料投入有關系,昌江縣和東方市的有機肥投入量較低,化肥投入量較高,致使土壤堿解N含量提高,而表征土壤肥力有機質含量沒有提高。因此,昌江縣和東方市的芒果園種植戶應增加有機肥投入量,增加有機肥與無機肥肥料比例。昌江縣的土壤堿解氮含量遠遠高于東方市,原因可能是昌江縣芒果園中投入的N量較高,表2中的數據證實了這一點。因此,昌江縣芒果園土壤中氮素淋溶等對環境產生潛在危害相對較高。
土壤pH對芒果營養元素有效性來講是一個重要的指標。本研究表明,海南島芒果單產與pH呈負相關關系,相關系數為–0.79,土壤酸堿度不是限制芒果產量的因子,也就是說,土壤酸化問題沒有影響到芒果產量。本研究團隊在未來要進一步研究土壤酸堿度對芒果產量的影響,在樣點選取中將會選取地理位置相近、土壤酸度不同的果園進行研究,以此來消除氣候等其他因素的影響。在芒果園土壤中,土壤有機質與pH呈負相關關系,陜南茶園土壤有機質和pH也呈現出負相關關系[22],一些學者得出土壤有機質與土壤pH呈正相關關系[23],也有數據顯示土壤有機質與土壤pH沒有相關性[24],得出這樣不同的結果可能是因為不同地域、不同海拔高度的土壤類型不同,也有可能是不同研究者研究土壤地域大小的不同或土壤樣品數量不同而導致的。
海南島芒果園N、P、K肥料投入比例不科學,K肥投入量偏低,平均肥料投入水平為N 334.01 kg/hm2、P2O5177.10 kg/hm2、K2O 184.21kg/hm2,N∶P2O5∶K2O為1∶0.53∶0.55,建議增施K肥;有機肥投入嚴重不足,施用有機肥農戶比例達到76.92%,平均有機肥施用量低于333.33 kg/hm2,建議提高施用有機肥農戶比例,增大有機肥施用量;海南島芒果產區土壤有機質含量偏低,均低于20 g/kg,呈現出北低南高的趨勢,堿解N含量較高,在芒果主產區5個縣市中,昌江縣和東方市芒果園種植戶有機肥投入量相對較對,昌江縣化肥投入相對偏高,對環境產生潛在危害相對較高。
參考文獻