基于獼猴桃葉片黃化問題的土壤分析研究

宋賢杰, 谷玉鋅, 何 姍, 張 棟, 張長青, 張書紅

(1.河南心連心化學工業集團股份有限公司 河南新鄉 453731;2.河南科技大學園藝與植物保護學院 河南洛陽 471023)

陜西省周至縣地處關中西部,因“山曲為盩,水曲為厔”而得名。周至縣是世界上最大的獼猴桃生產基地,耕地面積68萬畝(1畝=667 m2),主要作物獼猴桃種植面積為43萬畝[1];其次是糧食作物,種植面積12萬畝;還有少部分大棚蔬菜,種植面積約5萬畝。目前,周至縣的獼猴桃種植面積占我國獼猴桃總種植面積的24.96%,年產鮮果超過510 kt,占全國獼猴桃總產量的40.59%,年總產值超過30億元,被稱為“獼猴桃之鄉”[2]。

周至縣北部的土壤呈中性或微酸性,腐殖質含量高,是獼猴桃的優生區[3]。但是隨著種植面積的擴大,獼猴桃葉片黃化病成為常見的現象。黃化病不僅會使獼猴桃葉片褪綠變薄,降低光合作用的效率,還會導致果實黃化萎縮,喪失商品性,嚴重影響獼猴桃品質,獼猴桃葉片黃化病已經成為當地獼猴桃產業綠色發展的阻礙因素之一。基于此,本研究通過對發生黃化病獼猴桃果園與正常獼猴桃果園的土壤進行取樣檢測,根據土樣的測定結果分析土壤對獼猴桃葉片黃化的影響,以期為獼猴桃的科學栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集

2022年3月,在周至縣分別選取品種均為翠香的6個正常的獼猴桃果園(以下簡稱正常果園)、6個發生黃化病的獼猴桃果園(以下簡稱黃化病果園),單個果園的面積為2～3畝。在果園中選擇均勻分布的5個采樣點,用取土器采集0～40 cm深的土壤樣品。每個采樣點的土樣混合后通過四分法選取1 kg,封寄至河南省心連心化學工業集團股份有限公司化學分析實驗室,經風干、磨細、過篩后保存,供分析測定。

1.2 樣品的測定

土壤的pH采用水土比為2.5∶1的電位法測定;土壤的有機質采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定;銨態氮和硝態氮用1 mol/L氯化鉀溶液浸提后,采用流動分析法測定;有效磷用碳酸氫鈉溶液浸提后,采用分光光度法測定;有效鉀用1 mol/L乙酸銨溶液浸提后,采用火焰光度法測定;有效銅、有效鋅、有效錳和有效鐵用二乙基三胺五乙酸(DTPA)溶液浸提后,采用原子吸收分光光度法測定[4]。

1.3 數據分析

數據采用Excel 2021、SPSS 26.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 土壤測定結果

12個果園土壤的pH及主要養分含量的測定結果見表1。

表1 12個果園土壤的pH及主要養分含量

由表1可知:正常果園的土壤呈中性偏堿性,黃化病果園的土壤pH普遍高于正常果園的;正常果園的土壤中有機質質量分數最高為1.53%,黃化病果園的最高僅為0.51%,黃化病果園的土壤中有機質含量整體偏低;正常果園和黃化病果園的土壤中有效磷的質量濃度分別為89.40～238.70、40.50～209.10 mg/L,速效鉀的質量濃度分別為258.60～591.70、76.70～246.50 mg/L,有效銅的質量濃度分別為2.70～13.00、0.60～2.70 mg/L,有效鋅的質量濃度分別為4.20～54.50、0.50～7.50 mg/L,有效鎂的質量濃度分別為146.00～670.20、32.70～115.40 mg/L,有效鐵的質量濃度分別為86.20～230.40、9.20～29.10 mg/L。

2.2 葉片黃化的原因分析

2.2.1 土壤酸度對葉片黃化的影響

正常果園和黃化病果園土壤的pH和主要養分含量平均值見表2。

表2 正常果園和黃化病果園土壤的pH和主要養分含量平均值

從表2可看出,黃化病果園土壤的pH平均值偏高,比正常果園的高0.99。土壤pH會影響養分的有效性,一些中微量元素在高pH條件下不利于作物的吸收,如鐵、鋅、鎂等養分在堿性土壤中移動性較差,植物根系吸收困難。因此,獼猴桃葉片的黃化可能與土壤pH有一定關系。

2.2.2 土壤養分含量對葉片黃化的影響

正常果園的土壤中有機質含量的平均值是黃化病果園的3.09倍,二者差異達到了顯著水平。土壤中的有機質在土壤肥力方面起著重要作用,除了促進養分的有效化,還能夠改善土壤理化性狀,起到保水保肥的效果。有機質含量在一定程度上反映了作物的生長狀況,獼猴桃葉片出現黃化現象可能是因土壤中有機質含量偏低造成的。

正常果園的土壤中有效鎂含量的平均值是黃化病果園的5.55倍,二者之間存在顯著性差異。鎂元素參與葉綠素的合成,植物體內缺少鎂元素時,會影響葉片的顯色。

黃化病果園的土壤中銨態氮、速效鉀、有效銅、有效錳的含量為正常果園的59.19%、37.50%、26.28%、40.98%,均存在顯著性差異。正常果園的土壤中硝態氮的平均質量濃度為63.42 mg/L,但在黃化病果園的土壤中只有13.02 mg/L,二者之間存在極顯著性差異。同樣,正常果園的土壤中有效鐵和有效鋅的平均質量濃度分別為129.22、31.75 mg/L,但在黃化病果園的土壤中僅為15.67、2.27 mg/L,均存在極顯著性差異,表明黃化病果園的土壤中極度缺乏有效鐵和有效鋅。缺鐵和鋅都會導致葉片呈現黃化癥狀,進一步說明獼猴桃葉片黃化與某些中微量元素的缺乏有關。

整體來看,正常果園的土壤中有機質含量顯著高于黃化病果園的;大量元素中硝態氮、銨態氮和速效鉀含量差異明顯,達到了顯著或極顯著水平;部分微量元素如有效鐵和有效鋅含量的差異達到極顯著水平。充足的養分供應才能保證作物正常生長,因此,獼猴桃果樹葉片的黃化現象可能是多種元素缺乏共同導致的。

2.3 土壤中各養分之間的相關性分析

土壤條件是果樹生長的基礎,葉片是土壤營養條件的具體表現,獼猴桃葉片的黃化現象反映了土壤養分的缺乏和不協調[5]。不同果園土壤的pH、有機質、各有效養分含量之間的相關性見表3。

表3 不同果園的土壤pH、有機質、各有效養分含量之間的相關性

從表3可以看出:土壤的pH與有機質、硝態氮、有效磷以及中微量元素(銅除外)含量呈負相關,進一步說明隨著土壤堿性增大,土壤中養分的有效性逐漸降低,堿性土壤會影響植物對養分的吸收,因此改良土壤的pH不僅可以活化有機質,而且能提高養分的有效性;土壤中有機質的含量與多種元素含量均呈正相關,說明有機質能夠影響元素的積累,改變土壤的養分容量和養分活性,一定程度上決定了土壤的肥力狀態。

土壤中的有效鐵含量與有機質含量呈顯著相關,說明適當補充有機質可以提高土壤中鐵的有效性;同時,提高土壤中的有效磷含量,也可以提高有效鐵的含量。北方土壤多屬于石灰性土壤,高pH和高碳酸氫鹽含量嚴重降低了土壤中鐵的有效性,缺鐵會造成葉綠素合成受阻,進而出現葉片黃化,導致作物減產。研究表明,土壤中的鐵元素雖然含量較高,但是可以被作物利用的有效鐵含量較低,大多數鐵被土壤中的其他元素固定,因此活化土壤中的鐵元素顯得更加重要[6]。

土壤中速效鉀與鐵、鋅、硼呈負相關,說明土壤中鉀素積累過多,會影響作物對以上元素的吸收。果樹多在膨果期施用鉀肥,如果前期大量施用鉀肥,作物無法吸收的鉀元素會積累在作物根系,影響作物對其他元素的吸收[7]。土壤中各養分之間存在著復雜的協同和拮抗關系,缺少一種元素都會對其他元素產生影響,而植株的生長狀態則反映了土壤的肥力狀況,因此在施肥過程中要結合作物的生育期補充相應的養分[8]。

3 結語

土壤養分直接影響和綜合作用于果樹的生長發育,從葉片的黃化現象可以看出果樹對養分的吸收狀況。

土壤中的有機質可以改良土壤理化性狀,有利于養分的有效化[9-10]。正常果園土壤中的有機質含量比黃化病果園的高0.67,說明黃化病果園的土壤缺少有機質。有機質與中微量元素之間存在正相關,增加有機質的含量,能夠提高中微量元素的有效性,因此,黃化病果園應當重視有機肥的施用[11]。

試驗中,正常果園土壤的pH接近中性,但是黃化病果園的偏堿性。土壤呈堿性會在一定程度上阻礙有機質溶解、養分釋放[12]。在多數土壤中,當土壤pH趨于中性時,土壤中的養分活性較高;而較高的土壤pH也會抑制土壤微生物的活性,限制土壤肥力的發揮[13]。黃化病果園土壤中有效鐵的含量是正常果園的12.13%,差異達到極顯著水平,說明黃化病果園的土壤中嚴重缺乏有效鐵。有研究表明,鐵元素在土壤pH高于7.5時的有效性降低[14];劉文國等[15]發現,pH過高的獼猴桃果園容易出現缺鐵性黃化病,進一步說明獼猴桃葉片黃化現象與土壤中有效鐵含量有密切聯系。因此,調節土壤pH、增施鐵肥,在一定程度上可減少獼猴桃葉片黃化現象的發生。

鎂是葉綠素的主要成分,當植物體內缺乏鎂元素時,同樣會產生葉片黃化現象[16]。試驗時分析了土壤中有效鎂的含量,黃化病果園的土壤中有效鎂含量是正常果園的18.02%,二者達到了顯著性差異水平,因此施肥過程中同樣要注意提高鎂肥的施用量。

黃化病果園土壤的有機質和有效養分含量均低于正常果園的,因此獼猴桃葉片出現黃化癥狀不僅限于一種元素的缺乏,良好的耕作施肥、合理的果園管理、充足的養分供應是獼猴桃正常生長的保證。在實際生產過程中,通常存在大量補充氮、磷、鉀肥而忽視中微量元素施用的問題,因此在獼猴桃不同生育期應注意補充相應的中微量元素,有利于作物的吸收和生長,減少病癥的發生。

整體來看,黃化病果園中土壤的pH偏高,有機質和有效養分存在缺乏的情況。因此,治理獼猴桃葉片黃化病,應注意調節土壤的pH,增施有機肥和中微量元素,同時注重果園的管理,從而提高獼猴桃的產量和品質。