湖南柑橘土壤中微量養分特征及施肥對策①

黃 蘭，周衛軍，崔浩杰，周奕廷，曹 勝，劉 雙

(湖南農業大學資源環境學院，長沙 410125)

湖南省是全國柑橘產業發展優勢區域，光照、水熱、土壤肥力均適宜柑橘生長[1]。目前湖南省柑橘種植面積達38 萬hm2，產量達到517 萬t[2]。但近年來，均以不斷增大種植面積來促進產量增長，而果實品質不佳[2]。土壤作為營養物質的來源，為柑橘生長發育提供大量的養分，研究柑橘園土壤養分豐缺對柑橘產業發展有巨大的意義[4]。由于溫度、地貌類型、施肥措施等的不同，柑橘園土壤養分豐缺狀況在不同地區甚至同一地區不同區域也大不相同。如在湖北省主要是硼和氮素的不足[5]，印度柑橘園主產區缺乏鉀、銅和鋅[6]。目前，對湖南省柑橘主產區土壤的中、微量元素研究并沒有十分深入，只在土綱之間得出土壤各元素的差別，且以水稻土等糧食作物土壤的研究居多，涉及到柑橘土壤中、微量元素的較少。但柑橘園土壤中、微量元素對柑橘的生長又具有重要的調節作用。因此，為弄清湖南省柑橘園土壤中、微量養分豐缺狀況，以及湘南、湘西北、湘西南區域柑橘土壤中、微量元素的分布差異，采樣分析了湖南省柑橘園土壤中、微量元素含量，以期為湖南省柑橘園制定科學、合理的施肥對策提供依據。

1 材料與方法

1.1 土樣的采集與制備

在湖南省柑橘主產區——湘南、湘西北、湘西南3 個區域(圖1)，根據園地的土壤、地形、作物生長、耕作施肥等情況，選擇典型的柑橘園布設采樣點。每個采樣點沿柑橘樹冠投影邊沿向主干推進10 ～ 20 cm，采集0 ～ 40 cm 深度土壤樣品(圖2)。每個采樣點按“S”形采集5 點以上土樣，混合均勻后采用四分法獲取1 kg 左右混合樣。本研究共采集84 個混合樣品，采樣點分布如圖1 所示。采樣同時，記錄采樣點的經緯度、海拔、地形和成土母質等信息。土壤樣品帶回實驗室，挑出肉眼可見的根系與雜物，風干，磨碎，過10 目和100 目篩，裝袋備用。

圖1 采樣點位置圖Fig. 1 Sampling sites

圖2 土壤采集方法Fig. 2 Method of soil sampling

1.2 測定項目與方法

土壤pH：水浸提電位法，土水質量比1∶2.5；土壤有機質：重鉻酸鉀容量法；土壤交換性鈣、鎂：乙酸銨浸提-原子吸收分光光度法；土壤有效硫：磷酸鹽浸提-硫酸鋇比濁法；土壤有效態鐵、錳、銅、鋅：二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提-原子吸收法；土壤有效硼：熱水回流浸提法；土壤有效鉬：草酸-草酸銨浸提，催化極譜法[7]。

1.3 數據處理與統計分析

使用Excel 2010 軟件對數據進行統計分析，使用SPSS 18.0 軟件進行相關性分析，使用ArcGis軟件依據采樣時記錄的經緯度對采樣地點進行宏觀觀測。

1.4 柑橘土壤養分含量的評價標準

本研究柑橘園土壤pH、有機質分級指標分別參考柑橘園土壤養分分級標準[8-10]，其中柑橘土壤pH分級指標為：＜4.5 為強酸性；4.5 ～ 5.4 為酸性；5.5 ～6.5 為弱酸性；6.6 ～ 7.5 為中性；7.6 ～ 8.5 為堿性，＞8.5 為強堿性；有機質含量分級標準為： ＜10 g/kg為極缺，10 ～ 20 g/kg 為缺乏，20 ～ 30 g/kg 為適宜，30 ～ 40 g/kg 為豐富，＞40 g/kg 為極豐富。其他養分豐缺狀況按表1 劃分[11]。

表1 柑橘園土壤有效養分豐缺標準(mg/kg)Table 1 Standards of soil nutrients for citrus orchards (mg/kg)

2 結果與分析

2.1 柑橘園土壤pH、有機質特征

土壤的酸堿度不僅影響土壤養分的形態特征及有效性，而且對柑橘生長發育影響很大，柑橘適宜的pH 為5.5 ～ 6.5(弱酸性)[11]。湖南省柑橘園土壤pH 總體較低(表2)，平均為4.6，屬于酸性范圍，變異系數為18%，可見湖南省柑橘園大多數地區土壤偏酸性。其中，湘西南地區pH 平均值為4.3，屬于強酸性范圍，酸化程度最嚴重；湘南地區酸化程度次之，平均值為4.7，屬于酸性范圍；湘西北地區pH 平均值為4.8。研究結果顯示，湖南省柑橘園土壤酸堿度呈強酸性的占49.4%，酸性的占37.4%，而適宜于柑橘生長的弱酸性只有8.4%，因此，為保證柑橘正常生長和產量的提高，必需通過施肥與施用土壤調理劑提高土壤pH 到柑橘適宜的范圍內。

土壤有機質是土壤肥力的核心，對土壤養分的供應、結構的改善、緩沖性能的調節等方面具有重要作用，柑橘生產適宜的有機質含量高于20.0 g/kg[11]。湖南省柑橘園土壤有機質含量偏低，平均為 19.9 g/kg，屬于缺乏水平(表3)；其中湘南、湘西北、湘西南地區柑橘土壤中有機質含量平均值分別為20.5、20.9、18.1 g/kg，不同區域雖有差異，但都處于較低水平。湖南省柑橘園土壤有機質含量有50% 樣點以上屬于缺乏狀況，因此，合理的施用有機肥、栽種綠肥、秸稈異地還田等方式提高土壤有機質是非常重要的柑橘園土壤保育措施。

表2 湖南柑橘園土壤pH 和分布頻率Table 2 Value and distribution frequency of soil pH in Hunan citrus orchards

表3 湖南柑橘園土壤有機質含量和分布頻率Table 3 Content and distribution frequency of soil organic matter in Hunan citrus orchards

2.2 柑橘園土壤中量元素(鈣、鎂、硫)特征

湖南省柑橘園主產區土壤交換性鈣平均為1 590 mg/kg，總體屬于適宜水平，但變異較大，分布不均衡，且有37.3% 的樣點屬于缺乏水平(表4)。其中湘西北地區平均含量最高，達到了1 809 mg/kg，總體屬于適量狀態，僅6.6% 的樣點處于缺乏水平；湘西南地區次之，為933 mg/kg，總體處于缺乏狀態，53.6% 的樣點處于缺乏水平；湘南地區平均含量最低，僅855 mg/kg，總體處于缺乏狀態，56% 的樣點處于缺乏水平。解決柑橘園土壤鈣缺乏最根本的辦法是在酸性土壤中增施石灰，調節土壤酸堿度，并增施有機肥[11]。

由表4 可知，湖南省柑橘園土壤交換性鎂的平均值為197 mg/kg，變異系數為78%，整體處于適宜水平。其中，平均含量最高的是湘西北地區，達到了232 mg/kg，處于適量狀態；湘南和湘西南地區都處于缺乏狀態，分別為210、147 mg/kg。

湖南省柑橘園土壤有效硫含量普遍處于極豐富狀態，變異系數大，在湘西北地區有效硫含量豐富程度稍低，平均含量為45.1 mg/kg(表4)，應防止施肥過度造成硫中毒。

表4 柑橘園土壤中鈣、鎂、硫含量和分布頻率Table 4 Contents and distribution frequency of soil exchangeable calcium and magnesium and available sulfur in Hunan citrus orchards

2.3 柑橘園土壤微量元素(鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬)特征

柑橘為多年生植物，長期固定生長于一地，土壤能供給的營養元素逐年消耗，積累量減少，而生產上多重視大量元素的施用，對微量元素的補充未引起重視。柑橘雖然對微量元素需求量不多，但是必不可少[11]。由表5 可知，湖南省柑橘園土壤有效鐵、有效銅含量處于極豐富狀態，但有效鐵變異系數為86%，變化幅度較大。其中湘西北和湘西南地區有效鐵含量極豐富，分別為92.9 mg/kg 和126 mg/kg；湘南地區有效鐵含量稍低，為49.5 mg/kg，處于豐富狀態。土壤中有效銅含量變異極大，由適宜至極豐富水平都有分布。其中湘南地區有效銅含量最高，平均含量達3.58 mg/kg，處于極豐富狀態；湘西南地區有效銅含量次之，平均含量1.76 mg/kg，處于豐富狀態；湘西北地區有效銅含量最低，平均含量為 0.97 mg/kg，處于適量狀態。土壤中有效錳含量處于豐富狀態，平均含量達42.0 mg/kg，且空間分布均勻，3個地區有效錳含量普遍偏高。其中湘西北和湘西南地區有效錳含量處于豐富狀態，分別為38.5 mg/kg 和40.6 mg/kg，湘南地區有效錳含量為51.3 mg/kg，處于極豐富狀態。在湖南省柑橘園土壤中，有效鐵、銅、錳含量充足，在施肥過程中可不必增施鐵、銅、錳肥。

湖南省柑橘園土壤有效鋅含量平均值為3.56 mg/kg，處于適量狀態，且分布均勻，3 個區域有效鋅含量普遍適宜柑橘植物的生長，其中湘西南地區有效鋅含量最貼合適宜含量。有效鉬含量變異系數較大，為129%，其中湘西北和湘西南地區有效鉬含量適宜柑橘生長，湘南地區有效鉬平均含量極豐富，達到0.34 mg/kg。在湖南省柑橘園土壤中，有效鋅、鉬含量適宜，但不豐富，在施肥過程中可適當補充鋅和鉬肥。

湖南省柑橘園土壤中有效硼含量處于缺乏狀態，平均含量為0.31 mg/kg，變化幅度較大，其中湘西北地區有效硼平均含量最低，為0.24 mg/kg，處于極缺狀態；湘南和湘西南地區有效硼含量處于缺乏狀態，分別為0.38 mg/kg 和0.33 mg/kg。在施肥過程中應當重視硼肥的施加。

表5 柑橘園土壤中有效鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬含量和分布頻率Table 5 Contents and distribution frequency of soil available iron, manganese, copper, zinc, boron and molybdenum in citrus orchards

表6 柑橘園土壤pH、有機質及各養分之間的相關性關系(n=84)Table 6 Correlation coefficients among soil pH, SOM and available nutrients in citrus orchards

2.4 柑橘園土壤pH、有機質及各養分之間的關系

從表6 可以看出，柑橘園土壤pH 與交換性鈣、鎂含量之間呈極顯著正相關，與有效硫含量呈極顯著負相關，這可能是因為南方土壤在濕潤溫熱條件下，鈣鎂離子容易淋失，土壤鹽基飽和度低，土壤易呈酸性。土壤有機質與有效硼含量之間存在極顯著正相關，與有效鋅含量呈顯著正相關，這可能是因為有機肥中本身含有硼和鋅。因此，可通過調節土壤pH、合理施用有機肥，提高土壤有效肥力，為植株生長提供充足養分[12]。此外，土壤交換性鈣與鎂含量呈極顯著正相關，與有效硫含量之間呈極顯著負相關，說明在淋失過程中，鈣鎂可能是同時淋失；有效鐵含量與其余養分含量間相關關系均不顯著；土壤有效錳與有效銅、硼、鉬含量之間呈極顯著正相關；土壤有效銅與有效硼、硫、鉬含量之間呈極顯著正相關；土壤有效鋅與有效硼含量之間呈極顯著正相關，與土壤有效硫含量之間呈顯著正相關；土壤有效硼與有效硫含量之間呈極顯著正相關，與有效鉬含量之間呈顯著正相關。

3 討論

湖南省柑橘園土壤pH 大部分低于適宜值，一小部分適宜柑橘生長，還有極少數弱堿性土壤，這一結論與前人研究結論不一致。經調查證實，長期的柑橘種植活動是導致湖南省柑橘園土壤酸化的主要原因之一，柑橘對酸的緩沖作用較弱，一般種植柑橘后，土壤中交換性鋁含量增加，會導致土壤pH 下降[17]。另外，不合理施肥也是土壤酸化的原因之一[18]。化學肥料的施用及有機肥用量降低都會使土壤酸化情況更嚴重[19]。土壤的酸堿度對柑橘生長影響很大[20]。湖南省柑橘園土壤有86.8% 樣點呈酸性或強酸性，湘西南地區土壤pH 屬于強酸性范圍，湘南和湘西北地區屬于酸性范圍。施用石灰被認為是目前酸化土壤最有效和最直接的改良方法，可在湖南省柑橘園施用石灰或堿性肥料，以迅速有效地中和酸性土壤的酸度，増加養分有效性，從而增加農作物對養分的吸收利用、減少某些養分(例如鈣、鎂)的淋失[21]。

有研究表明[22-23]，湖南省柑橘園土壤中有機質含量有50% 以上樣點屬于缺乏狀況；土壤中有效鐵、錳、鉬含量豐富，有效鋅、硼含量不豐富，這些結論與本研究結果一致。但本研究結果顯示，湖南省柑橘園土壤中交換性鈣、鎂含量不豐富，有效銅含量豐富，這些結論與前人研究結論不一致，這可能是與研究對象、施肥方式、成土母質及采樣地點的地域差異相關，今后可就此進一步進行研究。土壤有機質是影響柑橘生長的關鍵因素之一[24]。本研究顯示56.1% 的樣點有機質含量偏低，在3 個地區中有機質含量分布極不均衡，其中適宜柑橘生長的有機質含量湘南地區分布最廣，湘西北次之，湘西南最少。為保證柑橘產業的持續發展，土壤有機質應達到20 g/kg 或更高[25]，因此，在湖南省應加強土壤培肥，增加土壤有機質含量，改善土壤中、微量養分的供應狀況。柑橘對中、微量養分需求量不大，但必不可少[26]。在湖南省柑橘園土壤中有效硫、鐵、錳、銅、鉬含量充足，在施肥過程中可不必增施硫、鐵、錳、銅和鉬肥；交換性鈣、鎂及有效鋅、硼普遍或部分地區含量不豐富，在施肥過程中應因地制宜，采取根際施用與葉面噴施相結合的方法，補充柑橘園土壤中不豐富的養分，為柑橘健康生長創造條件。

4 結論

1)湖南省柑橘園土壤pH 大部分低于適宜值，其中湘西南地區土壤pH 屬于強酸性范圍，湘南和湘西北地區屬于酸性范圍；50% 以上土壤有機質含量屬于缺乏狀況，其中適宜柑橘生長的有機質含量湘南地區分布最廣，湘西北次之，湘西南最少。

2)湘西北地區土壤交換性鈣、鎂含量處于適量狀態，湘西南、湘南地區處于缺乏狀態。

3)湖南省柑橘園土壤有效硫、鐵、錳、銅、鉬含量充足；有效鋅含量適宜柑橘生長，且分布均衡，但含量不豐富；有效硼含量普遍缺乏。

4)柑橘園土壤pH 與交換性鈣、鎂含量之間呈極顯著正相關，與土壤有效硫含量呈極顯著負相關；有機質與有效硼含量存在極顯著正相關，與有效鋅含量呈顯著正相關。由于土壤中養分關系緊密，因此在進行施肥時應全面考慮各養分的配合施用，而不是孤立地只施用某一種養分。