陳海寧 張占田 姚 杰 王婷婷 解學仕 劉保友*
(1山東省煙臺市農業科學研究院,山東煙臺 265500;2史丹利農業集團股份有限公司,山東臨沭 276700)
土壤退化是指人類對土壤的不合理利用而引起的土壤性質變差及生產力下降的過程,主要有土壤侵蝕、土壤酸堿化、土壤鹽化以及肥力下降等多種形式。果園土壤質量是果業可持續發展的基礎,是最重要的保障條件。果園土壤退化不僅降低土壤生產力,還會降低果品產量和品質,甚至導致樹體內有毒元素的富集。以煙臺、威海等地為主的膠東地區是山東蘋果的優勢產區聚集地,在“高投入、高產出”片面思想的指導下,農戶盲目大量施用化肥,少施或不施有機肥,形成了化肥用量不斷加大與土壤質量不斷下降的惡性循環,造成資源浪費和生產成本增加,嚴重影響生態環境,也給食品安全帶來隱患。要保障食品和生態環境安全,只有及時掌握果園土壤質量現狀和動態變化,才有可能對果園土壤進行精準管理,實現果品生產和土壤環境的平衡,從而達到果業可持續發展的目的[1]。
山東省酸性土壤以煙臺和威海面積較大[2],果園土壤pH值平均僅為5.21,約超半數的蘋果園土壤pH值低于5.50[3]。土壤酸化會使果園土壤緩沖能力降低、土壤物理結構破壞、表層土壤沙化、有益動物和微生物種群缺失,不利于有機質分解和養分的轉化,影響果樹對水分和養分的吸收,從而加速樹體老化,導致產量和品質下降。
土壤有機質含量是評價果園土壤質量動態變化的重要指標[4,5]。土壤有機質的數量與質量變化是制約土壤理化性質(如土壤水分、通氣狀況、抗蝕能力、供肥保肥能力、有效養分吸收等)的關鍵因素[6],土壤有機質含量水平對果園可持續生產非常重要。膠東地區約58.31%的蘋果園土壤有機質含量低于10 g/kg,遠低于果樹優質豐產所需的土壤條件。
果園土壤受人為因素的影響,土壤物理退化更為顯著,主要是土壤緊實度逐漸增大,通氣孔隙比例下降。膠東果園土壤多為壤土或砂土,自身有機質含量低,土壤團聚作用弱,透氣透水能力差,再加上過量施肥、不合理灌溉、機械操作等人為活動影響,加劇了土壤板結。果園土壤板結影響土壤肥力和水分等的保持,對果樹根系的生長發育極為不利。
生產中重視氮磷鉀等大量元素的投入,而忽視中微量元素的施用,重視氮磷的應用而忽視鉀肥的施用。長期的不平衡施肥造成果樹根際營養元素失衡和缺乏,導致縮果病、苦痘病、小葉病等生理性病害頻繁發生[7]。
土壤微生物是驅動土壤養分循環和轉化的關鍵因子[8],是評價土壤質量的重要指標。土壤酸化會導致土壤有益微生物數量減少,致病菌數量增加,阻礙果樹正常生長。
加強退化土壤的退化特征、演變趨勢的研究,根據退化的特征和類型,選擇不同的技術和產品。針對土壤酸化問題突出,且多山、土層淺薄的地區,施用合適的酸化土壤改良劑,增施有機肥,提高土壤有機質含量,改善土壤團粒結構,增加土壤緩沖能力,維持土壤酸堿平衡。對于土壤板結問題,增加有機物料的施用量,提高土壤肥力和緩沖性。對于生物功能退化的土壤,適當接種功能性有益微生物,優化土壤生物結構,提高土壤酶活,促進果樹對有效養分的吸收,增加土壤肥力。
施用化肥時,應根據果樹品種、產量水平和土壤肥力等確定肥料種類、施用量、施肥時期和施用方法,盡可能讓來自土壤、肥料等的養分供應與蘋果養分需求在數量上匹配、時間上同步、空間上耦合[7]。此外,在施肥方面也可采用緩控釋肥料、水肥一體化技術等,保障肥料養分釋放與樹體高效利用,最大限度地提高肥料利用率。
果園土壤退化是個極其復雜的問題,頻繁的人為活動導致果園土壤退化日益加重。研究并明確土壤退化機制,建立物理、化學、生物和農藝措施相結合的綜合調控技術,協調土壤—資源—果品—健康之間的關系,是防控果園土壤退化的重要手段。