湖北省主要產區柑橘園土壤、葉片及果實礦質營養現狀調查與分析

何利剛，吳黎明，蔣迎春，張蓮蓮，姜 艷，姚京磊，王志靜，宋 放

（1.湖北省農業科學院果樹茶葉研究所，武漢 430064；2.長江大學園藝園林學院，湖北 荊州 434025）

柑橘是世界第一大水果，2018年中國柑橘種植總面積248.67 萬hm2，產量4 138.14 萬t，位居世界首位。湖北省是中國優質柑橘適栽區之一，栽培歷史悠久，具有深厚的柑橘文化。2018年，湖北省柑橘種植面積22.72 萬hm2，全國排名第六，產量達488.05 萬t，全國排名第三，單位面積產量排名第二［1］。柑橘產業是湖北省山區農民經濟收入的支柱產業，在農村精準扶貧、農民脫貧致富過程中發揮了重要作用［2］。然而，隨著柑橘產業的迅速發展，為了保障柑橘果品產量和外觀品質，化肥和農藥濫用越來越嚴重，直接導致果品內在品質下降，生產成本增加，肥藥殘留超標，在威脅食品和生命安全的同時，也破壞了人類賴以生存的生態環境，既阻礙了柑橘產業的可持續穩定發展，也不利于農民收入增加和農村經濟發展［3，4］。合理施肥、科學用藥是解決當前柑橘生產中肥藥施用問題的有效舉措［5，6］。

為了了解湖北省柑橘主產區果園礦質營養和品質現狀，在國家重點研發計劃項目“湖北柑橘化肥農藥減施技術集成研究與示范”支持下，湖北省農業科學院果樹茶葉研究所柑橘課題組于2017年對宜都、當陽和秭歸柑橘主產區75 個柑橘果園的土壤、葉片和果實進行了礦質營養元素和果實品質綜合分析，并結合柑橘營養診斷相關標準，初步明確了上述地區果園土壤和樹體營養元素水平，以期為湖北省柑橘主產區果園營養診斷施肥、提高施肥效率和改善果園生態提供重要理論依據。

1 材料與方法

1.1 樣品采集及預處理

以宜都、當陽和秭歸柑橘主產區各25 個果園為調查對象，于2017年10月下旬至12月上旬對果園土壤、葉片和果實進行規范取樣。

土壤樣品采集遵循代表性、可比性原則，根據柑橘園地形地勢條件采集樣品。土壤樣品采用“S”形布點采樣，根據地塊大小避開道路、田埂、溝邊和施肥點設置8～15 個樣點，標記樣點植株并記錄GPS經緯度和海拔高度便于跟蹤研究，在樣點植株樹冠滴水線內側10 cm 處刨去表層植被利用取土器或鍬挖取30 cm 深度土壤，完成某一地塊樣點采樣后，將各樣點土壤混勻后采用四分法取樣，土壤樣品陰干后粉碎，根據測定要求過篩放于樣品袋，置于干燥瓶中保存備用。

植物樣品采集按照典型性、代表性原則，在土壤布點取樣基礎上，在樣點植株東、南、西、北4 個方位中上部采集當年生春梢近頂端第三、四片無病蟲葉片作為葉片樣品，每株10～15 片葉；果實樣品則在樣點植株東、南、西、北4 個方位分別采集上、中、下部果實，每株15～20 個果實。完成地塊采樣后，各樣點葉片、果實分別充分混勻。用于營養素元素分析的葉片和果實樣品采集后105 ℃滅活15～20 min、80 ℃恒溫充分干燥后粉碎，于樣品袋中同樣置于干燥瓶中保存備用，其余用于鮮果品質測定分析。

1.2 土壤營養元素測定

土壤樣品pH 采用水浸提-電位法測定（1.0∶2.5）；有機質采用重鉻酸鉀-外加熱法測定；堿解氮采用堿解-擴散法測定；速效K、交換性Ca 和Mg 采用醋酸銨交換-ICP 法測定；有效Fe、Mn、Cu 和Zn 采用DTPA 浸提-ICP 法測定；其他營養元素P、B 和Mo通過M3 浸提-ICP 法測定［7］。

1.3 葉片和果實營養元素測定

葉片N 元素采用H2SO4-H2O2消煮-靛酚藍比色法測定；K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu 和Zn 元素采用鹽酸浸提-ICP 法測定；B 元素采用姜黃素比色法測定；其他營養元素P 和Mo 通過H2SO4-H2O2消煮-ICP測定。

1.4 果實品質分析

取15～20 個果實稱量測定果重，采用米尺測定縱徑和橫徑，計算平均單果重和果形指數；采用酸堿滴定法測定可滴定酸含量；采用數顯糖度計測定可溶性固形物含量，計算固酸比；利用草酸-2，6-二氯酚靛酚鈉滴定維生素C 含量；采用恒溫干燥法測定果實含水量。

1.5 數據處理及分析

試驗數據整理、計算和分析均采用Excel 2016軟件。參考文獻［8］中對柑橘園土壤和葉片養分分級指標進行分級，并計算統計不同等級比例。

2 結果與分析

2.1 土壤營養狀況分析

經過測定，參考柑橘土壤養分分級標準，2017年宜都、當陽和秭歸地區柑橘園土壤分析結果見表1、表2、表3。宜都地區主要表現為K、Ca、Mg、Cu、Zn、B 含量較低，Fe、Mn 含量較高，其中88% 的柑橘園Mg 缺乏，44% 的柑橘園表現極度缺乏，92.00%的柑橘園B 缺乏，60.00% 的柑橘園Fe 超過適量水平；當陽地區主要表現為B、Zn 含量較低，N、K、Mg、Fe、Mn 含量較高，其中64.00% 的柑橘園N 超過適量水平，Mg、Fe 超量的柑橘園分別占72.00%、76.00%，Mn 元素超量的柑橘園達到88.00%，與宜都地區比較，當陽地區缺B 更為嚴重，缺B 的柑橘園占比高達96.00%；秭歸地區土壤營養狀況主要表現為Mg、Fe、Zn 含量較低，Ca 含量較高，較宜都、當陽地區土壤營養狀況稍好，由于山地條件，土壤中Ca 含量普遍偏高，Mg 和Fe 缺乏的柑橘園占比分別為52.00%和48.00%，Zn 缺乏相對嚴重，缺Zn 的柑橘園占比高達88.00%，其中56.00%的柑橘園Zn 極度缺乏。

表1 2017年宜都地區柑橘園土壤營養狀況

表2 2017年當陽地區柑橘園土壤營養狀況

表3 2017年秭歸地區柑橘園土壤營養狀況

2.2 葉片營養狀況分析

參考柑橘葉片營養診斷標準，2017年宜都、當陽及秭歸地區柑橘園葉片營養狀況分析結果見表4。結果表明，宜都地區柑橘園柑橘葉片主要表現為N、K、Zn 含量較低，Mn、Mo 含量較高，88.00% 的柑橘園葉片表現缺N，96.00% 的柑橘園葉片K 含量偏低或缺乏，葉片Mn 元素含量偏高；當陽地區葉片營養狀況主要表現為N、P、K、Zn 含量較低，Mn、Mo 含量較高。葉片缺N、P 和K 更為嚴重，柑橘園占比分別高達96.00%、100.00% 和100.00%，Zn 缺乏也比較嚴重，柑橘園占比達92%；秭歸地區葉片營養表現為N、Mg、Zn 含量較低，Mn、Mo 含量較高，96.00%的柑橘園葉片N 含量偏低，其中60.00% 的柑橘園表現缺乏，Mg 和Zn 含量偏低的柑橘園占比分別為68.00% 和88.00%。3 個地區柑橘葉片Mn 含量均偏高，推測可能與殺菌劑使用有關。

表4 2017年宜都、當陽及秭歸地區柑橘園葉片營養狀況

2.3 果實品質及營養現狀

品質分析結果（表5）表明，受各地區栽培柑橘品種的影響，各地品質參差不齊，宜都地區以溫州蜜柑為主，其平均單果重為118.80 g，當陽地區以椪柑為主，平均單果重為125.04 g，秭歸地區以臍橙為主，平均單果重達220.50 g。可滴定酸和可溶性固形物含量與品種有關，同時受自然氣候條件影響，宜都可滴定酸含量為0.49%，最大達0.76%，可溶性固形物含量平均值為10.49 °Brix，當陽地區果實可滴定酸含量（0.82%）偏高，可溶性固形物含量為11.02 °Brix，秭歸地區可滴定酸含量為0.64%，可溶性固形物含量最高，達11.57 °Brix。固酸比一定程度上反映了樣品采集時的果實成熟度，由此可見，溫州蜜柑成熟度較高，椪柑和臍橙成熟度欠佳。維生素C 含量與類型相關，三者之中，秭歸臍橙維生素C含量最高，其次為宜都溫州蜜柑，當陽椪柑最低。

表5 2017年宜都、當陽和秭歸地區果實品質分析

果實營養狀況反映了不同柑橘類型的營養成分及含量（表6）。宜都溫州蜜柑錳和鋅元素含量變異系數較大，分別達52.30%、54.27%。當陽椪柑與宜都類似，錳和鋅元素含量變異系數高達73.96% 和88.60%。秭歸地區臍橙也表現類似，說明錳和鋅元素在柑橘果實中含量范圍較廣，最高和最低相差近10 倍。

表6 2017年宜都、當陽和秭歸地區果實營養分析

3 討論

本研究在土壤和葉片養分分級過程中，最初參考重慶市質量技術監督局2013年發布的地方標準《柑橘營養診斷配方施肥技術規程》［9］，通過查閱更多標準和文獻，最終決定參考陶夢銘等［8］關于湖北省和湖南省柑橘園土壤和樹體養分分級標準，主要原因在于本研究調查對象位于湖北省柑橘主產區，參考后者更為合適，更具有現實意義。眾所周知，柑橘栽培品種繁多，樹體養分分級參考統一標準必然在一定程度上影響分析結果，如本研究中3 個地區其主栽品種就存在較大差異，宜都地區以溫州蜜柑為主，當陽以椪柑為主，而秭歸則以臍橙為主，因此在葉片分級比較過程中會產生誤差，但是分級結果結合養分測定數據仍然可以作為樹體養分狀況評價的參考。同理，由于土壤受植被類型和地理環境影響，土壤養分分級結果也具有一定的局限性，但是對于柑橘園施肥管理仍然具有重要指導意義。

周幫國等［10］對宜都柑橘園土壤養分進行調查結果發現，70% 以上土壤pH 處于適宜范圍，本研究也表明2017年80% 的柑橘園土壤處于酸性適宜區，仍然存在酸化趨勢，建議施用一定量石灰加以改良，防止進一步惡化。宜都柑橘園土壤有機質豐富，速效N 和P 含量均在適量范圍，然而2017年土壤中速效K 缺乏普遍，約占56.00%，這與2012年結果不同，推測可能與K 肥施用和水土流失有關。宜都92% 的柑橘園土壤有效B 缺乏，這與岳建平［11］的研究結果一致。與2010年相比，B 缺乏現象在擴大，因此，需要注意施用硼肥。當陽市柑橘園土壤pH較宜都稍好，但仍有40% 的柑橘園土壤處于酸性適宜區，與張影［12］養分調查結果比較有顯著改善，2009年速效N 表現缺乏，2017年90% 的柑橘園速效N 在適量以上，其中60%以上的柑橘園處于高量水平，70% 以上的柑橘園有效Mg 也處于高量過剩區。秭歸土壤條件綜合評價較宜都、當陽稍好，然而仍然存在嚴重缺Zn，以及Ca 過量現象，這可能與秭歸柑橘園土壤類型有關，秭歸土壤類型有黃壤、紫色土和石灰土，其中石灰土pH 呈微堿性，本次調查中52.00% 的柑橘園土壤處于堿性適宜區，因此限制了Zn 元素的有效性，不利于Zn 元素的移動和吸收［13］。

宜都、當陽和秭歸3 個地區柑橘園葉片均表現缺N，但是土壤中堿解N 含量均在適宜及以上，尤其是宜都和當陽地區，土壤堿解N 處于適宜區的柑橘園占比分別為68.00% 和36.00%，高量水平的柑橘園占比分別為32.00% 和64.00%，而這2 個地區柑橘園葉片N 缺乏最為嚴重，占比分別為88.00%和96.00%，而秭歸76.00% 的柑橘園土壤堿解N 在適宜區，12.00% 的柑橘園處于高量區，葉片N 缺乏比例最低，柑橘園占比為60.00%，說明土壤中堿解N 含量與葉片中N 含量沒有直接關系，因此在施肥時尤其是葉面肥應該注重樹體營養水平，而不是土壤相關養分指標。與N 不同，3 個地區土壤中均表現Zn 不足，葉片也都表現不同程度的缺Zn 癥狀，其中秭歸土壤缺Zn 最為嚴重，柑橘園占比高達88.00%，當陽次之，為76.00%，宜都排第三，為64%，葉片缺Zn 的柑橘園占比大小則依次為當陽>宜都>秭歸。Mn 元素作為微量營養元素，對于植物生長必不可少。3 個地區土壤中Mn 元素處于高量以上的柑橘園占比分別為52.00%、88.00%和40.00%，葉片中Mn 含量偏高比例則分別為80.00%、88.00%、60.00%，土壤中和葉片中Mn 過量推測與殺菌劑施用有關，但還需要進一步研究確認。