利川市梨園養分投入及土壤養分狀況分析

陳啟亮，楊曉平，范凈，牟秉喜，張靖國，胡紅菊，陳繼富，田雅琴

（1.湖北省農業科學院果樹茶葉研究所，武漢430064；2.利川市農業技術推廣中心，湖北利川 445400）

湖北省利川市位于武陵山區北部，2015年利川市砂梨栽培面積為2 826.67 hm2，產量為4.17萬t，栽培面積和產量均居恩施州首位，湖北省第三，產值占利川市林果產業的70%以上，為農民脫貧致富作出了重要貢獻［1］。果園土壤養分狀況直接影響樹體生長、產量、品質和果園的可持續生產［2］。土壤養分的投入主要來自化肥和有機肥，投入量直接決定了土壤中養分含量，梨園土壤的養分狀況是制定梨園土壤管理和合理施肥方案的重要依據［3］。謝文龍等［4］研究表明長期施用酸性肥料導致福建省81.2%梨園土壤偏酸（pH＜5.0）；張璐等［5］調查表明重慶市梨園N∶P2O5∶K2O養分投入的配比為1.00∶0.62∶0.63，有機肥氮磷鉀平均投入量僅占總養分投入量的20.52%、9.39%和15.21%。重慶市梨園土壤pH平均為5.33，整體呈酸性，土壤有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀含量總體均處于中等及以上水平。利川市梨園大多位于丘陵坡地，平均海拔1 100 m，土層較淺，梨園施肥盲目，直接影響了利川市梨產業的可持續發展。為促進利川市梨產業提質增效，對代表性梨園的肥料投入和土壤養分狀況進行了調查分析，為指導利川市梨園合理施肥提供依據。

1 材料和方法

1.1 土壤樣品采集

在利川市砂梨主產區南坪鄉、汪營鎮、涼霧鄉分別選取代表性的梨園（產量37 500～60 000 kg/hm2）各6個作為試驗材料的采集地點，主栽品種均為長十郎梨，共計18個梨園。梨園株行距2 m×3 m，樹形為開心形，樹齡15～20年。2018年8月下旬在選定的18個梨園按對角線隨機設5點，挖取樹冠外圍垂直投影處的土壤樣品。每點在0～20 cm（表土層）、20～50 cm（亞表土層）、50～80 cm（底土層）的土層中分別取樣，每層取土壤1～2 kg，混合均勻后按垂直坐標四分法，選取1/4（約0.5 kg）作為該層的土壤樣品，將5個點同一層的土壤混合均勻后，再按四分法反復進行混合和取樣，最后將所得的1 kg土壤帶回實驗室，由專業人員放在陰涼處風干后，全部磨碎過尼龍篩（1 mm孔徑），用于土壤養分指標測定。

1.2 肥料投入量調查

2018年12 月對18個梨園的施肥情況進行調查，調查內容包括施肥種類和施用量等。

1.3 土壤養分的測定

土壤養分指標測定參照鮑士旦［6］的方法，土壤pH用電位法測定；土壤有機質采用重鉻酸鉀外加熱法，堿解氮采用堿解擴散法，有效磷采用鉬銻抗比色法，速效鉀采用火焰光度法。

1.4 土壤養分分級標準

土壤養分評價方法參照楊夫臣等［7］提出的湖北省砂梨主產區梨園土壤養分級標準（表1）。化肥養分含量按照農戶所施肥料包裝袋上標識的養分含量計算，有機肥養分投入量以鮮基計，按照文獻［8］提供的養分含量折算為純養分含量。

表1 湖北省砂梨主產區梨園土壤養分分級標準

1.5 數據分析

數據采用Microsoft Excel 2016進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 梨園養分投入狀況

2.1.1 梨園肥料施用量及種類 利川市調查梨園肥料施用量及種類見表2，梨園有機肥平均施用量為15 250.05 kg/hm2，化肥平均施用量2 966.70 kg/hm2，尿素、碳酸氫銨、復混肥（15∶15∶15）、復混肥（15∶10∶15）平 均 施 用 量 分 別 為625.05、83.40、1 816.65、441.60 kg/hm2。尿素施用量變異幅度最小，碳酸氫銨和復混肥（15∶10∶15）各梨園施用量差異很大，變異系數分別達424.26%和171.39%。利川市梨園施用的有機肥種類單一，全部為豬糞；施用的化肥有尿素、碳酸氫銨、復混肥（15∶15∶15）和復混肥（15∶10∶15）4種。

表2 梨園肥料施用量分析

2.1.2 梨園氮磷鉀養分投入量 利川市調查梨園氮磷鉀養分投入量見表3，梨園總N、P2O5、K2O養分平均投入量分別為724.35、349.80、382.95 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O比例為1.00∶0.48∶0.53，各養分投入量變異系數在15.27%～19.59%。有機養分投入遠少于無機養分的投入量，其中，化肥氮磷鉀平均投入量分別為640.20、313.20、338.70 kg/hm2，占總養分投入量的88.40%、89.54%、88.44%。

表3 梨園氮磷鉀養分投入

2.2 梨園土壤狀況

2.2.1 土壤pH狀況 利川市調查梨園土壤pH范圍為4.47～6.18，平均為5.12，變異系數為8.02%（表4），變異系數隨土層深度增加而降低，說明土層越深，各梨園土壤pH變化越小。土壤pH最大值僅為6.18，土壤酸化現象嚴重。

表4 梨園土壤pH狀況

2.2.2 土壤有機質及大量元素狀況 表土層中，利川市調查梨園土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀平均含量分別為19.61 g/kg、95.94 mg/kg、27.83 mg/kg、101.96 mg/kg（表5），土壤有機質含量和有效磷含量整體呈中等以上水平，堿解氮含量呈現兩極分化，速效鉀含量整體呈中等以下水平，有5.56%的梨園有機質含量偏低，16.67%的梨園有效磷含量偏低，44.44%的梨園堿解氮和速效鉀含量偏低，50%的梨園土壤有機質和土壤堿解氮含量較高。

表5 梨園有機質及大量元素含量狀況及分布頻率

土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量隨土層加深逐漸降低，在底土層中，土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別下降到10.03 g/kg、58.06 mg/kg、2.65 mg/kg、47.67 mg/kg，100%梨園土壤有機質、有效磷、速效鉀偏低，88.89%的梨園堿解氮含量偏低，整體土壤養分呈偏低狀態。有效磷含量在土壤中變異幅度最大，在表土層、亞表土層、底土層中變異系數分別達到68.39%、111.54%、44.79%。

3 小結與討論

3.1 利川市梨園施肥現狀

利川市梨園存在盲目施肥、傳統經驗施肥的狀況。1年施肥3～4次，有機肥種類單一，以豬糞為主。利川市梨園土壤養分投入主要來自化肥，梨園N、P2O5、K2O總 投 入 量 平 均 分 別 為724.35、349.80、382.95 kg/hm2。N∶P2O5∶K2O養分投入比例為1.00∶0.48∶0.53。梨園推薦施肥量按照每生產100 kg果實施入氮（N）1.0 kg、磷（P2O5）0.5 kg、鉀（K2O）1.0 kg，N∶P2O5∶K2O比例為1.0∶0.5∶1.0［9］，有機養分的貢獻率要在30 %以上［10］。中國梨園的有機肥平均施用量為27 000 kg/hm2［11］，而利川市有機肥平均施用量為16 015.05 kg/hm2，僅為全國有機肥平均施用量的59.3%，總氮磷鉀養分投入量分別是推薦量（目標產量45 000 kg/hm2）的1.61、1.55和0.85倍，化肥氮磷鉀平均投入量分別占總養分投入量的88.40%、89.54%、88.44%。可以看出，利川市調查梨園養分投入比例失衡，養分投入以無機養分為主。存在過量施用氮肥導致土壤酸化、樹體營養生長過旺、果實品質和產量下降等問題［3］，不利于其他養分吸收。結合利川市梨產業實際，以利川市梨園平均產量45 000 kg/hm2為目標時，梨園推薦施肥量可參考如下標準：N、P2O5、K2O分別為450、225、450 kg/hm2，其中有機養分占30%～50%。

3.2 梨園土壤pH狀況

利川市梨園土壤pH在4.47～6.18，平均為5.12，變異系數為8.02%。隨土層深度增加pH呈先升后降的趨勢，與李慶軍等［12］的結論一致；按土壤pH的大小進行劃分［13］，6.5～7.5為中性，6.0～6.5為弱酸性，5.5～6.0為酸性，4.5～5.5為強酸性，小于4.5為極強酸性。利川市100%梨園土壤呈酸性，絕大多數呈強酸性。多年長期偏施尿素等酸性肥料，是造成利川市梨園土壤pH降低的主要原因，利川市20世紀80年代第二次土壤普查時土壤pH為6.3，到2011年土壤pH為5.2［13］，本研究表明，當前梨園土壤pH已下降到5.12，土壤酸化問題是利川市梨園生產的主要障礙因子。

梨樹在土壤pH為5.4～8.5的條件下均可生長，最適土壤pH為6.0～7.5［14］，土壤酸化造成土壤養分的有效性降低，土壤貧瘠，農產品的產量和品質下降［15］，適宜的土壤pH可以避免部分營養元素的缺乏和毒害作用［16］。因此，生產上要重視通過施生石灰或草木灰等堿性肥料等措施來提高土壤pH，以利于根系生長和土壤營養吸收。

3.3 梨園土壤主要養分狀況

利川市梨園土壤主要養分具有表聚效應，在0～80 cm土層范圍內，隨著土層深度的增加土壤有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀含量均逐漸減少，具有較明顯的層次性，不同層次之間差異較為顯著。這種分布特征和變化趨勢與于年文等［2］、丁闊等［17］研究結果一致。利川市梨園土壤養分表聚效應主要是因為梨園生產中長期在土壤表層施用肥料造成了表層土壤養分含量較高。梨樹是深根系作物，一般60%的根群集中在30～60 cm的深度范圍內［11］。土壤養分表聚化會導致果樹根系向上分布，引起樹勢衰弱，樹體抗性變弱，因此建議基肥施肥時應適當深施，施肥深度30～60 cm。

利川市梨園土壤有機質含量在表土層基本適宜，隨著土層深度增加，土壤有機質含量整體呈降低狀態，在底土層中，100%土壤有機質含量偏低。土壤有機質含量是衡量耕地肥力的重要指標。利川市土壤有機質含量多年來持續降低，由全國第二次土壤普查時的2.6%下降到目前不足2.0%，主要原因是長期偏施化肥、有機肥投入減少，導致土壤團粒結構破壞，肥力衰退［13］。土壤有機質不僅能為梨樹生長直接提供所需的營養元素［18］，還可以緩和化肥施用不當造成的不良反應，提高化肥的肥效［19］，而且能保水保肥，改善土壤理化性質，并起緩沖pH的作用［20］。應通過增施有機肥、果園生草等措施培肥土壤，增加土壤有機質含量。

調查利川市梨園，發現土壤堿解氮、有效磷和速效鉀存在豐缺失衡現象。在表土層中，有5.56%的梨園有機質含量偏低，16.67%的梨園有效磷含量偏低，44.44%的梨園堿解氮和速效鉀含量偏低；隨著土層加深，土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量逐漸降低，在底土層中，土壤堿解氮、有效磷和速效鉀整體含量偏低。肥料投入量大，而部分梨園存在土壤氮磷鉀含量不足，主要與梨園土壤酸化嚴重，偏施化肥，有機肥投入少，氮磷鉀投入比例不平衡、施肥深度不合理等因素有關。

生產上要重視通過施生石灰或草木灰等堿性肥料等措施來提高土壤pH，增施有機肥和果園生草等改良土壤，基肥適當深施。以利川市梨園平均產量45 000 kg/hm2為目標時，梨園推薦施肥量可參考如下標準：N、P2O5、K2O分別為450、225、450 kg/hm2，其中有機養分占比30%～50%。