大荔冬棗園土壤肥力檢測與評價

趙 岳， 郭 瑞，鄭險峰，黃冬琳，高文海，李新崗

(1.西北農林科技大學 資源環境學院，陜西楊凌 712100; 2.西北農林科技大學 林學院，陜西楊凌 712100)

陜西省渭南市大荔縣位于關中平原東部，紅棗栽培歷史悠久，是棗樹的重要發源地[1]。大荔縣于20世紀90年代后期開始引種栽培冬棗，近年來，冬棗栽培已經遍布大荔全縣，冬棗面積仍在增加。如今，大荔為全國設施冬棗第一縣，在西北冬棗種植產業規模上排名第一[2]。但是有關大荔冬棗養分管理現狀的報道與研究嚴重滯后于生產，導致部分棗園出現冬棗生長不良、病害較重、品質降低、成熟期推遲等問題，嚴重制約冬棗產業的發展。因此，調查和研究大荔冬棗養分投入狀況對冬棗生產具有重要意義。

對土壤肥力做出科學的評價，高效利用土壤養分資源，對于精準農業的實施具有重要意義[3]。從2006年開始，國內進行了以大田作物為主的測土配方施肥項目，取得了豐碩成果[4]。但對紅棗等經濟類作物的測土工作尚未涉及，棗區土壤養分狀況不明，基礎研究嚴重滯后，棗園土壤養分含量沒有合理的豐缺指標評價體系，無法合理指導農戶施肥，紅棗施肥盲目性大。大荔冬棗園土壤養分狀況還停留在2009年的研究結果上，多數棗農依然遵循當時提出的施肥建議：控氮、穩磷、補鉀。但是，經過近10 a的施肥，現今大荔土壤養分現狀如何、施肥方針是否適用等問題亟待解決。

因此，本研究于2016年12月在陜西大荔縣冬棗集中產區采用農戶抽樣調查、采集代表性果園土壤樣品進行分析檢測與評價等方法，了解該地區棗園肥料投入現狀，并對土壤養分豐缺狀況進行初步分析，旨在結合土壤養分狀況調整施肥方案，為冬棗合理施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 施肥調查與樣品采集及分析

研究采用農戶調查與樣品采集檢測相結合的方法，于2016年12月進行施肥調查及樣品的采集與分析。

調查地點為大荔縣安仁、羌白、趙渡、范家、許莊5個鄉鎮25個行政村，以上村鎮均為大荔冬棗集中產區。調查對象為每個村隨機選取的冬棗種植農戶，采用面對面調查方式，逐戶調查。調查問卷內容包括冬棗種植年份與面積、田間水肥管理情況、基肥與追肥肥料品種與用量、化肥養分含量、灌溉與農藥噴施情況、以及近3 a產量與收益。共取得有效調查問卷136份。

在上述調查結果的基礎上，根據各鄉鎮冬棗面積大小，選擇高中低不同肥力的代表性棗園，采集土壤樣品127個，帶回實驗室進行檢測分析。

有機質用外加熱重鉻酸鉀容量法測定，硝態氮用氯化鉀浸提-連續流動分析儀，有效磷用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法，速效鉀用1.0 mol·L-1NH4OAc浸提-火焰光度法測定。土壤中量元素有效鈣用1.0 mol·L-1NH4OAc交換原子吸收分光光度法測定，土壤微量元素有效鐵、錳、銅、鋅用DTPA浸提-原子吸收分光光度法，微量元素有效硼用沸水浸提-姜黃素比色法測定[5]。

1.2 數據處理及評價標準

化肥養分含量按照產品包裝所標注的含量進行計算，有機肥料養分含量參照《中國有機肥料養分志》數據；平均值均為所有調查樣本總量除以總樣本數。數據運用Excel 2007軟件處理。冬棗養分投入分級參照文獻[6]結果，以上下浮動10%為變幅，劃分為很低、低、適中、高、很高5個等級。

棗園土壤養分狀況參照全國第二次土壤普查農田養分分級標準及文獻[7](其中堿解氮100～150 mg·kg-1即硝態氮42～75 mg·kg-1為正常，硝態氮(y)與堿解氮(x)相關關系依y=0.001 0x2+0.410 1x-9.324,R2=0.928 8)劃分為豐富、正常、缺乏3個等級，如表1。

表1 土壤養分分級Table 1 Soil nutrient grade

2 結果與分析

2.1 大荔冬棗施肥結構

表2為大荔冬棗產區農戶所用肥料種類表，農戶普遍施用化肥，由表3可知，55.1%(75戶，調查樣本總數136戶)農戶施用有機肥，所有農戶中只有3戶單施有機肥沒有施用化肥。有95戶農戶(69.9%)施用復合肥，其中，有21戶農戶選擇施用高鉀復合肥，所占比例為15.4%，且21戶農戶均在追肥期施用高鉀復合肥。表2中普通復合肥是相對于高鉀復合肥而言，特指當地種植戶普遍施用的養分含量為17-17-17或15-15-15這類固定配比高濃度復合肥。農戶施用復合肥的積極性較高，這是因為復合肥肥效高、易操作，但農戶基追肥均施用同一種養分比例的復合肥料，容易導致養分投入比例不科學。

在施用的氮肥品種中，農戶主要施用尿素與磷酸二銨，分別占12.0%和33.1%；在施用的氮磷肥品種中，主要為磷酸二銨，占33.1%；在施用的鉀肥品種中，農戶大多施用硫酸鉀，占12.5%，其次是氯化鉀與黃藻鉀，各占4.4%。

表3所示為大荔冬棗產區化肥與有機肥用量，可知大荔冬棗產區2016年施肥情況：全年施用的肥料中，氮、磷、鉀平均用量分別為380.0、424.0、398.2 kg·hm-2，N∶ P2O5∶K2O=0.90∶1∶ 0.94養分投入十分接近。與大荔地區最佳氮、磷、鉀配比N∶P2O5∶K2O=1∶0.6∶0.75[6]比較，應在全面減少化肥施用基礎上提高氮、鉀肥所占比例。

在氮、磷、鉀各自的供給情況中：化肥提供的氮為292.8 kg·hm-2，有機肥提供的氮為87.2 kg·hm-2，分別占全年總量的77.1%與22.9%；化肥提供的磷為351.1 kg·hm-2，有機肥提供的磷為72.9 kg·hm-2，分別占全年總量的82.8%與17.2%；化肥提供的鉀為324.1 kg·hm-2，有機肥提供的鉀為74.1 kg·hm-2，分別占全年總量的81.4%和18.6%。氮、磷、鉀3種養分施肥結構中化肥與有機肥的比例約為8∶2。可見，該區域農戶的養分投入以化肥為主，有機肥料用量不足。

表2 大荔冬棗產區冬棗施肥種類Table 2 Fertilizer type for Ziziphus jujube in Dali of Shaanxi

表3 大荔冬棗產區化肥與有機肥平均用量Table 3 Average input of organic manure for Ziziphus jujube in Dali of Shaanxi

由表3可知，3種養分投入標準差均在300 kg·hm-2以上。有機肥投入量小，變異很大，大荔冬棗農戶有機肥用量差異很大；氮磷鉀化肥投入量都很大，需要控制養分投入。

2.2 大荔冬棗施肥量

2.2.1 氮肥用量 由表4可知：2016年全年冬棗施氮量為380.0 kg·hm-2，高于大荔冬棗產區適宜施氮量300 kg·hm-2。在氮肥用量分布中，施氮量很高的農戶所占比例為45.7%，施氮量高的農戶所占比例為22.8%，施氮量適中的農戶所占比例為16.5%，施氮量低和很低的農戶分別占11.0%和4.0%。施氮量很高和高的農戶所占比例之和為68.5%。

表4 大荔冬棗產區冬棗氮肥用量分布Table 4 Distribution of N fertilizer input for Ziziphus jujube in Dali of Shaanxi

2.2.2 磷肥用量 由表5可知：2016年全年冬棗施磷量為424.0 kg·hm-2，高于大荔冬棗產區適宜施磷量180 kg·hm-2，磷肥投入過量。在磷肥用量分布中，施磷量很低的農戶所占比例為15.0%，施磷量很高的農戶所占比例為68.5%，磷肥用量適中的僅占3.2%。因此，引導施磷量偏高農戶合理施用磷肥，施磷量偏低農戶提高施磷量將是大荔地區未來冬棗養分管理的重點。

2.2.3 鉀肥用量 冬棗是喜鉀果樹，鉀對果實膨大、提早成熟、增加糖度效果明顯[8]。由表6可知：2016年全年冬棗施鉀量為398.2 kg·hm-2，高于大荔冬棗產區適宜施鉀量225 kg·hm-2。在鉀肥用量分布中，施鉀量很高的農戶所占比例54.3%，施鉀量高的農戶所占比例為8.7%，施鉀量適中的農戶所占比例為8.7%，施鉀量低的農戶所占比例為5.5%，施鉀量很低的農戶所占比例為22.8%。施鉀量高和很高的農戶占63%，施鉀量低和很低的農戶占28.3%。

表5 大荔冬棗產區磷肥用量分布Table 5 Distribution of P fertilizer input for Ziziphus jujube in Dali of Shaanxi

表6 大荔冬棗產區鉀肥用量分布Table 6 Distribution of K fertilizer input for Ziziphus jujube in Dali of Shaanxi

2.2.4 冬棗基、追肥養分投入數量比例 表7為大荔冬棗產區不同時期冬棗養分投入量及比例。通過分析表7可知：在大荔冬棗產區，養分的投入主要方式是基施，輔以追施。在基施中，氮、磷、鉀平均用量分別為350.9、407.8、329.1 kg·hm-2，所占比例分別為92.3%、96.2%、82.7%；在追施中，氮、磷、鉀平均用量分別為29.1、16.0、69.1 kg·hm-2，所占比例分別為7.7%、3.8%、17.3%。氮、磷基追肥比例為9∶1，鉀基追肥比例為8∶2。

表7 大荔冬棗產區不同時期冬棗養分投入量及比例Table 7 Basal and topdressing rates of fetilizers for Ziziphus jujube in Dali of Shaanxi

同時通過調查發現：多數棗農在施用基肥時,往往習慣于春季施用，錯過了早秋施基肥的最佳時機(早秋施肥有利于棗樹在越冬期和萌芽前養分需求)。春季施基肥不僅傷根嚴重，使損傷的根系不能迅速得到恢復，而且施肥后必然要進行灌水，地溫回升速度慢，不利于冬棗樹發芽。同時，隨意施肥、濫用肥料的問題非常嚴重，破壞了棗樹根系的結構，影響了根系的正常生長發育[9]。

2.3 大荔冬棗產區土壤養分狀況與評價

2.3.1 土壤氮磷鉀和有機質質量分數狀況與評價 大荔冬棗產區的土壤氮磷鉀和有機質質量分數分布情況如圖1，土壤硝態氮質量分數平均值為89.2 mg·kg-1，土壤硝態氮質量分數處在正常范圍內的占14.7%，質量分數豐富和缺乏的分別各占37.5%和47.8%，不同土壤間硝態氮質量分數差異很大。土壤有效磷質量分數豐富的占31.6%，水平適中的占32.4%，有36.0%質量分數較低。土壤有效磷質量分數平均為18.0 mg·kg-1，質量分數適中。土壤速效鉀質量分數豐富，達到86.0%，其余部分質量分數水平適中，不存在缺乏現象。土壤速效鉀質量分數平均為215.8 mg·kg-1，遠高于正常水平。土壤有機質質量分數正常的占3.7%，剩余96.3%均低于正常水平。

圖1 大荔冬棗園土壤氮、磷、鉀、有機質質量分數的分布Fig.1 Distribution of soil nitrogen,phosphorus,potassium and organic matter mass fraction in Ziziphus jujube orchard in Dali

2.3.2 土壤中微量元素質量分數狀況與評價 大荔冬棗產區土壤有效鐵、錳、銅、鋅、鈣、硼質量分數分布情況如圖2，土壤有效鐵、有效銅、有效鋅、有效鈣和有效硼質量分數平均分別為6.9 mg·kg-1、1.1 mg·kg-1、1.6 mg·kg-1、3 079 mg·kg-1、1.47 mg·kg-1，其質量分數豐富，土壤有效錳質量分數平均為6.3 mg·kg-1，屬于正常范圍。大荔冬棗產區土壤中微量元素質量分數平均水平處于正常或豐富。但是仍有11.8%的棗園土壤有效鐵質量分數缺乏，25.7%的棗園土壤有效錳質量分數缺乏，2.9%的棗園土壤有效鋅質量分數缺乏， 6.7%的棗園土壤有效硼質量分數缺乏。

圖2 大荔冬棗園土壤中微量元素質量分數的分布Fig.2 Distribution of soil trace element mass fraction in Ziziphus jujube orchard in Dali

3 討 論

3.1 大荔冬棗產區施肥現狀

根據冬棗養分需求特性可知，其營養生長和生殖生長養分競爭十分激烈，這就需要在養分管理上通過施肥來緩和營養生長和生殖生長的矛盾，如春季早施肥、適量施肥、加強根外追肥等。根據最小養分率，氮、磷、鉀施用必須符合冬棗的需肥規律。冬棗的產量和品質與施肥量及氮磷鉀的比例均有關系[10]。從目前研究看，有關冬棗的3414試驗、2+x試驗等田間試驗報道較少，基礎研究仍顯薄弱，冬棗平衡施肥工作亟待加強。雷春賢等[6]研究大荔冬棗最佳施肥量表明，該區域冬棗栽培過程中氮、磷、鉀肥最佳施用量分別為300 kg·hm-2、180 kg·hm-2、225 kg·hm-2，最佳施肥比例為1∶0.60∶0.75。而調查結果發現，該地區冬棗園化肥投入偏高，且較為混亂：2016年平均施氮量為380.0 kg·hm-2，其中施氮量適中的農戶所占比例為16.5%，施氮量低和很低的農戶分別占11.0%和4.0%。施氮量很高和高的農戶所占比例之和為68.5%。顯然，該地區農戶氮肥施用量偏高，應引導農戶減少氮肥用量，著重提高氮肥利用率。2016年平均施磷量為424.0 kg·hm-2，磷肥施入過量和不足現象同時存在。在磷肥用量分布中，施磷量高和很高的農戶所占比例之和為77.9%，施磷量適中的農戶占3.2%，施磷量低和很低的農戶占比之和為18.9%。2016年平均施鉀量為398.2 kg·hm-2，施鉀量很高的農戶與施鉀量高的農戶共63%，施鉀量適中的農戶占8.7%，施鉀量低和很低的農戶占比之和為28.3%。磷、鉀肥投入量超標較為嚴重。調查結果還顯示，該區域2016年施肥結構比例為1∶1.12∶1.05，磷、鉀肥比例過高。

有機肥對于果實優質具有重要意義。王春煥等[11]認為：根據棗園的肥力，應實行配方施肥。其中一個原則就是要重施雞糞、羊糞、油渣等有機肥。周愛英[12]認為：棗園產量、品質與有機肥施用量呈正相關，增施有機肥、提高土壤有機質含量是實現冬棗優質高產的重要基礎，所以應多施用以羊糞、雞糞等優質有機肥、微生物肥和微量元素肥為主的有機肥料。范玉貞[13]認為：適當施用復合菌肥可增加土壤養分含量和氮素的有效化；呂平會等[14]認為：盛花期噴施適量赤霉素能促進棗花粉萌發和授粉，刺激子房的膨大，提高冬棗產量。

而大荔冬棗產區土壤有機質質量分數普遍偏低。該地區在氮、磷、鉀各自的供給情況中：化肥提供的氮與有機肥提供的氮分別占全年總量的77.1%與22.9%；化肥提供的磷與有機肥提供的磷分別占全年總量的82.8%與17.2%；化肥提供的鉀與有機肥提供的鉀分別占全年總量的81.4%和18.6%。3種養分投入化肥與有機肥比例基本為8∶2，該區域農戶的養分投入主要施用化肥，有機肥料用量明顯不足。尤其對于溫棚，由于在建棚時下挖1 m以上深度，造成溫棚土壤有機質的大幅降低，應特別重視有機肥的投入和地力的恢復。

根據相關試驗，不合理的施肥造成了土壤肥力的下降以及樹體營養缺失，使產量低、品質差問題日益突出，甚至造成了環境污染[15]。但是，土壤中的元素是互相影響的，只列出一種或者幾種元素來評價土壤肥力是不合理的[16]。因此，應科學施用肥料，減少施肥不合理對樹體、土壤、環境等造成的負面影響。氮肥施用過多，易引起棗樹徒長、貪青晚熟、易發病蟲、不利棗果儲藏、磷肥施用過多，容易在土壤中發生化學固定，磷肥當季利用率降低。氮磷鉀過剩，造成資源浪費和環境污染。此外，養分供應失衡還會引發元素間拮抗作用、誘發缺素。

3.2 大荔冬棗產區土壤肥力現狀

劉娜娜等[7]對2009年渭南市大荔縣1 122份農業土壤進行測定分析，結果顯示大荔農業土壤全氮和有機質含量最為豐富，堿解氮和錳缺乏最為嚴重，其次是鐵，其他養分含量基本屬于正常水平。周愛英等[17]2009年對100個冬棗示范園土壤取樣測定，認為土壤中有機質、速效氮、有效磷、速效鉀4項指標均達不到冬棗高產優質的土壤肥力要求。

本研究對大荔冬棗產區土壤養分質量分數測定的結果表明，土壤硝態氮、有效磷平均質量分數屬于正常范圍，土壤硝態氮質量分數不同農戶之間差別很大，有效磷質量分數較周愛英等[17]的測定結果下降了47%。土壤速效鉀質量分數偏高，這與北方土壤富鉀、鉀肥基肥用量較大以及冬棗生育后期沖施高鉀肥料有關。土壤有機質質量分數普遍偏低。土壤交換性鈣、有效硼、有效銅和有效鋅質量分數較豐富，有效鐵和有效錳的質量分數處于正常范圍，但仍然有6.7%土壤有效硼質量分數較低，11.8%的土壤有效鐵質量分數缺乏，25.7%的土壤有效錳質量分數缺乏，有2.9%農戶土壤有效鋅的質量分數缺乏。

雖然調查結果顯示，土壤中微量元素質量分數基本處于正常或豐富的范圍內，但各農戶棗園間土壤中微量元素質量分數存在一定的差異，而且部分農戶的棗園出現中微量元素質量分數不足的問題。中微量元素雖然質量分數低，但是發揮的作用卻是巨大的，缺乏任何一種元素都有可能會影響到果實成熟的早晚、產量的高低、品質的優劣，甚至對棗樹的正常生長產生不良影響。而中微量元素的臨界范圍一般較小，施肥量過大又可能造成中毒現象。因此，進一步加強冬棗微量元素應用研究，在掌握土壤微量元素豐缺狀況的基礎上，“因缺補缺”，適時、適量、適度補施。現實情況則是，農戶對中微肥的肥效了解較少，施用濃度和使用次數不甚合理，為了方便，很多中微肥都是隨激素或農藥等一同施入。因此，在實際生產實踐中，應該根據土壤本身養分的基礎質量分數以及棗樹各個生長時期對營養的不同需求量，合理施用中微肥，同時還要注重中微肥的配施。

4 結 論

大荔冬棗產區目前有機肥施用量不足，化肥施用量過大；常用復合肥養分配比不符合冬棗養分需求規律，氮磷鉀投入比例失調，基追比例不合理；土壤速效鉀質量分數過高，有機質質量分數不足，硝態氮質量分數差異大。應指導農戶增加有機肥用量，減少化肥施用量，同時注意基追比與施肥時期。基肥以腐熟、半腐熟的農家肥為主，適量配以化肥，在采果后的秋末至冬初施入。開春后根據棗樹不同生育期需肥特點補充追施肥料。為此筆者提出，大荔棗園施肥應遵循“重施有機肥，穩磷控氮鉀，噴施中微肥”的原則，注意協調氮磷鉀肥投入比例，建議施肥比例為N∶P2O5∶K2O = 1.7～2∶1∶1.3～2，合理施用葉面肥。