云南干熱河谷葡萄園土壤肥力特征與初步評價

李建查+何光熊+張武+潘志賢+張永輝+馬澤啟+史亮濤+沙毓滄

摘 要 為明晰云南干熱河谷葡萄園土壤肥力狀況，采集該地4個葡萄生產(chǎn)基地縣的典型葡萄園0～40 cm土層的土壤樣品，分析其養(yǎng)分含量，并運用改進(jìn)后的Nemerow綜合指數(shù)法定量評價土壤肥力。結(jié)果表明：云南干熱河谷葡萄園土壤pH平均6.21，適宜葡萄種植；有機(jī)質(zhì)含量2.93%，屬一般水平；全氮含量0.17%，屬較高水平，全磷含量0.09%，全鉀含量1.44%，各采樣區(qū)土壤全量養(yǎng)分含量差異不顯著；堿解氮、有效磷和速效鉀含量分別為229.50、78.04、351.38 mg/kg，均屬高水平；有效鋅、有效鐵和有效錳含量分別為4.65、61.46、36.86 mg/kg，均屬高水平，有效硼含量為0.91 mg/kg，屬中等水平。改進(jìn)的Nemerow肥力綜合指數(shù)評價結(jié)果顯示，土壤綜合肥力等級為Ⅰ級，即肥沃水平。土壤全磷、全鉀和有效錳的肥力指數(shù)均為Ⅱ級，其他指標(biāo)肥力指數(shù)均達(dá)到Ⅰ級，其中有效磷鉀的肥力指數(shù)較高。這表明，云南干熱河谷葡萄園土壤肥力水平較高，應(yīng)適當(dāng)控制氮磷鉀肥施用量，防止養(yǎng)分過量流失，增施錳肥，促進(jìn)土壤養(yǎng)分平衡。

關(guān)鍵詞 云南干熱河谷 ；葡萄園 ；土壤肥力

中圖分類號 S151.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.11.001

Abstract In order to clarify soil fertility characteristics of vineyards in dry-hot valley， Yunnan. Soil nutrient were detected in Binchuan， Yongsheng， Yuanjiang and Jianshui in Yunnan. Soil fertility was evaluated in the way of Nemerow. The results showed that Soil pH was 6.21， and it was suitable for planting gape. The content of soil organic matter was 2.93% at general level. The content of total nitrogen was 0.17% at high level. Total phosphorus was 0.09%， total potassium was 1.44%. Soil total nutrients were not different among vineyards sites. The content of available nitrogen was 229.50mg/kg， content of Olsen-P was 78.04 mg/kg， content of available potassium was 351.38 mg/kg at high level. Content of available zinc was 4.65 mg/kg， content of iron was 61.46 mg/kg， content of available manganese was36.86 mg/kg at high level. Content of available boron was 0.91 mg/kg at middle level. Comprehensive fertility index of Nemerow indicated that soil fertility grade was Ⅰ， soil was rich. Soil fertility grade of total phosphorus，total potassium and available manganese were Ⅱ，and others wereⅠ. Fertility index of available phosphorus and available potassium were big. This indicated that soil fertility grade of vineyards in valley of Yunnan. For preventing nitrogen and potassium to run off，the quantities of nitrogen and potassium were controlled to use in vineyards. It is necessary to add the quantity of manganese fertility for promoting nutrient to keep balance.

Keywords dry-hot valley of Yunnan ； vineyards ； soil fertility

葡萄是中國重要的果樹種類。土壤是果樹栽培的基礎(chǔ)，土壤肥力高低直接影響葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)。果農(nóng)為了片面追求產(chǎn)量和收入，盲目向土壤過量施肥，導(dǎo)致肥料利用率低，土壤養(yǎng)分富集和失衡。中國目前在生產(chǎn)上，特別重視氮、磷、鉀等大量營養(yǎng)元素的補(bǔ)充，而忽略果樹對微量營養(yǎng)元素的需求，容易造成土壤中大量營養(yǎng)元素積累，微量營養(yǎng)元素短缺或失衡[1]，降低土壤綜合肥力。云南是中國早熟葡萄的種植區(qū)之一，葡萄產(chǎn)業(yè)在云南農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域占據(jù)重要地位。云南干熱河谷光熱資源豐富，全年氣溫較高，太陽輻射較強(qiáng)[2]，有利發(fā)展經(jīng)濟(jì)作物，已成為云南早熟葡萄的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)區(qū)。目前對云南干熱河谷葡萄園土壤肥力狀況整體分析評價的研究較少。據(jù)此，本文對云南干熱河谷葡萄種植區(qū)土壤肥力狀況進(jìn)行分析評價，以期為云南葡萄園管理、合理施肥以及葡萄產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)選擇在云南典型河谷區(qū)賓川（BC）、永勝（YS）、元江（YJ）和建水（JS）4個縣的葡萄園，賓川年降雨量559.4 mm，年均溫17.9℃，平均海拔1 810 m；永勝年降雨量730 mm，年均溫18.7℃，平均海拔1 519 m；元江年降雨量649.0mm，年均溫23.8℃，平均海拔1 622 m；建水年降雨量761.5 mm，年均溫18.8℃，平均海拔1 325 m。研究區(qū)種植葡萄品種以‘紅提和‘夏黑為主。

1.2 樣品采集及處理

1.2.1 樣品采集

2014年9月，葡萄萌芽前，在賓川（BC）、永勝（YS）、元江（YJ）和建水（JS）4個云南干熱河谷葡萄生產(chǎn)基地縣采集土壤樣品，每個縣選擇3個有代表性的典型葡萄園作為采樣點。按照隨機(jī)、等量、多點混合原則，采用S形采樣法采取混合土壤樣品，采樣深度為0～20 cm和 20～40 cm，在每個縣區(qū)葡萄園的葡萄根區(qū)采集土壤樣品6個，共計24個，帶回實驗室，自然風(fēng)干，過2 mm篩備用。

1.2.2 樣品處理

測定項目及方法：電位法（NY/T1121.2）測定土壤pH，外加熱重鉻酸鉀氧化法（NY/T 1121.6）測定有機(jī)質(zhì)，凱氏定氮法（NY/T53）測定全氮，HClO4-H2SO4 法（NY/T88）測定全磷，NaOH 熔融火焰光度法（NY/T 87）測定全鉀，堿解-擴(kuò)散法（LY/T 1229）測定堿解氮，碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法（NY/T 1121.7）測定有效磷，火焰光度計法（NY/T 889）測定速效鉀，有效鐵、有效鋅、有效銅、有效錳采用DTPA溶液浸提-火焰原子吸收光度法（NY/T 890）測定。

土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)》，具體指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)見表1[3]、表2[4]。采用改進(jìn)的Nemerow法計算土壤單項肥力指數(shù)和土壤綜合肥力指數(shù)[5]，依據(jù)《南方地區(qū)耕地土壤肥力診斷與評價》（NT/Y 1749-2009）附錄C中建議標(biāo)準(zhǔn)值作為評價標(biāo)準(zhǔn)值（Si），定量分析云南干熱河谷葡萄園土壤肥力水平。

單項肥力指數(shù)Pi=Ci/Si（Pi土壤中某指標(biāo)i的單項肥力指數(shù)，值越高表明該指標(biāo)越豐富，土壤肥力越高；Ci土壤中某項指標(biāo)i的實測值；Si土壤中某項指標(biāo)i的評價標(biāo)準(zhǔn)值。）

綜合肥力指數(shù)P綜2=[（Ci/Si）2min+（Ci/Si）2ave]/2×（N-1）/N（Ci/Si）2min。土壤所有肥力指標(biāo)中單項肥力指數(shù)最小值平方，其中單項肥力指數(shù)Pi>3時，該項肥力指數(shù)以Pi=3計算；（Ci/Si）2ave土壤所有肥力指數(shù)的平均值平方，其中單項肥力指數(shù)Pi>3時，該項肥力指數(shù)以Pi=3計算；N參與評價土壤肥力指標(biāo)個數(shù)。肥力等級按表3進(jìn)行評價。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄園主要土壤肥力指標(biāo)分析

土壤pH是土壤許多化學(xué)性質(zhì)的綜合反映，直接關(guān)系到土壤中養(yǎng)分元素的存在形態(tài)和植物有效性，是影響葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因子。土壤pH在6.0～7.0最有利于葡萄生長，高于8.5或低于4.0都不利于葡萄生長[3]。云南干熱河谷不同采樣區(qū)葡萄園土壤pH在5.13～7.34，平均值為6.21，差異不顯著，適宜葡萄生長；賓川土壤pH介于6.71～7.34，平均值為7.13；永勝土壤pH介于5.54～6.98，平均值為6.12；元江土壤pH介于5.39～6.83，平均值為6.02；建水土壤pH介于5.13～5.78，平均值為5.57。

果園產(chǎn)量隨著土壤有機(jī)質(zhì)含量的增加而增加，果實品質(zhì)也隨土壤有機(jī)質(zhì)含量增加有所提高[6-7]。對葡萄園土壤有機(jī)質(zhì)分析顯示（表4），云南干熱河谷采樣區(qū)葡萄園0～40 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)含量為2.93%，屬于一般水平；賓川葡萄園土壤有機(jī)質(zhì)含量稍低，為1.61%；永勝葡萄園土壤有機(jī)質(zhì)含量為4.43%，屬于高水平；元江土壤有機(jī)質(zhì)含量為2.74%，建水葡萄園土壤有機(jī)質(zhì)含量為2.96%，有機(jī)質(zhì)含量水平均一般。4個采樣區(qū)葡萄園0～40 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)含量差異不顯著。

氮、磷、鉀是葡萄生長發(fā)育所必需的重要大量營養(yǎng)元素，需求量大。對不同區(qū)域葡萄園土壤大量營養(yǎng)元素含量（表4）進(jìn)行分析顯示：云南干熱河谷采樣區(qū)葡萄園0～40 cm土層土壤全氮含量為0.17%，屬于較高水平，全磷含量為0.09%，全鉀含量為1.44%，各采樣區(qū)葡萄園土壤全量養(yǎng)分含量差異不顯著。賓川葡萄園0～40 cm土層土壤全氮含量稍低，永勝葡萄園土壤全氮含量屬于高水平，元江葡萄園土壤全氮含量水平一般，建水葡萄園土壤全氮含量較高。云南干熱河谷采樣區(qū)葡萄園0～40 cm土層土壤堿解氮含量為229.50 mg/kg，有效磷含量為78.04 mg/kg，速效鉀含量為351.38 mg/kg，均屬于高水平。賓川葡萄園0～40 cm土層土壤堿解氮含量稍低，永勝葡萄園土壤堿解氮含量屬于高水平，元江葡萄園土壤堿解氮含量水平較高，建水葡萄園土壤堿解氮含量高。賓川、永勝和建水葡萄園0～40 cm土層土壤有效磷和速效鉀含量均屬于高水平，元江葡萄園土壤有效磷和速效鉀含量均屬于較高水平。除建水葡萄園20～40 cm土層土壤堿解氮含量顯著高于玉溪和永勝，4個采樣區(qū)葡萄園土壤氮磷鉀三大營養(yǎng)元素有效態(tài)含量差異均不顯著。

葡萄生長發(fā)育對微量營養(yǎng)元素的需求量較少，但微量營養(yǎng)元素對其生命活動的調(diào)節(jié)具有重要作用。對不同區(qū)域葡萄園土壤微量營養(yǎng)元素含量（表5）進(jìn)行分析顯示：云南干熱河谷采樣區(qū)葡萄園0～40 cm土層土壤有效鋅含量為4.65 mg/kg，含量水平很高；有效鐵含量為61.46 mg/kg，屬于高水平；有效錳含量為36.86 mg/kg，屬于高水平；有效硼含量為0.91 mg/kg，屬于中等水平。賓川0～20 cm土層土壤鐵、錳和硼三種微量營養(yǎng)元素有效態(tài)含量屬于低等水平；永勝20～40 cm土層土壤有效錳含量屬于低等水平，其他區(qū)域各土層的土壤鋅、鐵、錳和硼有效態(tài)含量均屬于中等或高等水平。各采樣區(qū)葡萄園土壤有效鐵和有效硼含量差異均不明顯，建水葡萄園0～20 cm土層土壤有效鋅含量顯著高于其他區(qū)域的葡萄園土壤，建水葡萄園0～40 cm土層土壤有效錳含量顯著高于其他區(qū)域。

2.2 葡萄園土壤肥力狀況

改進(jìn)的Nemerow肥力綜合指數(shù)評價結(jié)果（表6）表明，云南干熱河谷采樣區(qū)葡萄園土壤綜合肥力指數(shù)為2.02，綜合肥力等級為Ⅰ級。土壤全磷、全鉀和有效錳的肥力指數(shù)均為Ⅱ級，而有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀、有效鋅、有效鐵、有效硼的肥力指數(shù)均達(dá)到Ⅰ級，其中有效磷單項肥力指數(shù)最高，為10.41，有效鉀次之，單項肥力指數(shù)為4.39，堿解氮單項肥力指數(shù)為2.19。這表明，云南干熱河谷葡萄園土壤肥力水平較高，施肥增產(chǎn)的邊際效應(yīng)，可視作物產(chǎn)量與品質(zhì)的需求，適當(dāng)施錳肥，以促進(jìn)平衡為主，防止氮磷鉀等養(yǎng)分過量流失。

云南干熱河谷葡萄園采樣區(qū)賓川葡萄園土壤綜合肥力指數(shù)1.35，綜合肥力等級為Ⅱ級，土壤單項肥力指數(shù)達(dá)Ⅰ級的有有效磷、有效鉀，僅占測定指標(biāo)總數(shù)的18.2%；單項肥力指數(shù)達(dá)Ⅱ級的有全氮、全磷、有機(jī)質(zhì)、有效鋅、有效鐵和有效硼；全鉀、堿解氮、有效錳的肥力指數(shù)均為Ⅲ級。這表明，賓川葡萄園土壤肥力水平一般，需要增施有機(jī)質(zhì)以及含氮、鋅、鐵、錳的肥料。元江葡萄園土壤綜合肥力指數(shù)1.64，綜合肥力等級為Ⅱ級，土壤單項肥力指數(shù)達(dá)Ⅰ級的有有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、有效鉀和有效硼，占測定指標(biāo)總數(shù)的54.5%；肥力指數(shù)為Ⅱ級的有全磷、全鉀、有效鋅和有效鐵；有效錳的肥力指數(shù)為Ⅲ級。這表明，元江葡萄園土壤肥力水平一般，需要增施含鋅、鐵、錳的肥料。永勝葡萄園土壤綜合肥力指數(shù)2.04，綜合肥力等級為Ⅰ級，土壤單項肥力指數(shù)達(dá)Ⅰ級的有有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、有效鉀、有效鋅、有效鐵和有效硼，占測定指標(biāo)總數(shù)的72.2%；全磷的肥力指數(shù)為Ⅱ級；全鉀和有效錳的肥力指數(shù)均為Ⅲ級。這表明，永勝葡萄園土壤整體肥力水平較高，還是需要增施一定量的含錳肥料。建水葡萄園土壤綜合肥力指數(shù)為2.08，綜合肥力等級為Ⅰ級，土壤單項肥力指數(shù)達(dá)Ⅰ級的有有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、有效錳、堿解氮、有效磷、有效鉀、有效鋅和有效硼，占測定指標(biāo)總數(shù)的81.8%；有效鐵的肥力指數(shù)為Ⅱ級；全鉀的肥力指數(shù)為Ⅲ級。這表明，建水葡萄園土壤肥力水平較高，需要增施一定量的含鐵肥料。

3 討論與結(jié)論

除賓川土壤堿解氮含量較高以外，云南干熱河谷不同區(qū)域葡萄園土壤有機(jī)質(zhì)含量及大量營養(yǎng)元素含量差異不明顯。有效磷和有效鉀含量水平都很高，其單項肥力指數(shù)也很大，這與張小卓等研究結(jié)果一致[5]。這可能與近幾年果農(nóng)大量施用磷鉀肥來提高葡萄產(chǎn)量有關(guān)，這將導(dǎo)致磷鉀大量積累和養(yǎng)分失衡，導(dǎo)致肥料利用效率低，增加環(huán)境污染風(fēng)險。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中各種營養(yǎng)元素特別是氮、磷的重要來源，是土壤微生物必不可少的能源，能改善土壤的物理性狀。有研究表明，土壤中積累的有機(jī)質(zhì)可以通過多種機(jī)制提高土壤養(yǎng)分含量[8-9]，提高果園有機(jī)質(zhì)含量不僅能實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，還可以提高果實品質(zhì)[10]。云南干熱河谷葡萄園土壤有機(jī)質(zhì)含量屬于一般水平，需增施有機(jī)肥，為葡萄優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)提供良好肥力條件。

任何一種元素的不足或過量，都會對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生影響，導(dǎo)致植物生長不良，甚至死亡[11]。微量元素作為植物體內(nèi)多種酶、輔酶的組成成分和活化劑，一旦缺乏，對植物的生長產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至成為植株產(chǎn)量和品質(zhì)的限制因子。云南干熱河谷不同區(qū)域葡萄園土壤微量營養(yǎng)元素含量存在區(qū)域不平衡現(xiàn)象。賓川0～20 cm土層土壤鐵、硼和錳三種微量營養(yǎng)元素的含量屬于低等水平，永勝20～40 cm土層土壤有效錳含量屬于低等水平，其他區(qū)域的土壤鋅、鐵、硼和錳四種微量營養(yǎng)元素有效態(tài)含量均屬于中等或高等水平。有研究表明，土壤微量營養(yǎng)元素有效態(tài)含量處于中等或高等水平，不需要增施微量營養(yǎng)元素肥料，當(dāng)土壤有效微量營養(yǎng)元素含量處于低等水平時，需要對土壤增施相應(yīng)的微量營養(yǎng)元素肥料[4]。這表明，賓川葡萄園需要增施適量的鐵、錳和硼等3種微量營養(yǎng)元素肥料，永勝葡萄園需要補(bǔ)充錳。單項肥力指數(shù)顯示，云南干熱河谷有效錳肥力水平很低。這表明，云南干熱河谷葡萄園土壤應(yīng)該注意微量元素的補(bǔ)充，以促進(jìn)土壤養(yǎng)分平衡。

土壤肥力高低取決于各因子的協(xié)調(diào)程度[12]，葡萄的正常生長與成熟需要適量的各種營養(yǎng)元素及其適宜的比例[13]。因此，根據(jù)云南干熱河谷主要葡萄園土壤肥力的實際情況確定施肥的種類和施肥量，建議該區(qū)在葡萄生產(chǎn)過程中，增加有機(jī)肥施用量，補(bǔ)充微量元素，控制氮磷鉀肥施用量，注重平衡施肥，最終實現(xiàn)云南干熱河谷葡萄產(chǎn)業(yè)的優(yōu)質(zhì)、高效、可持續(xù)發(fā)展。

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