琯溪蜜柚園土壤肥力和葉片營養(yǎng)隨樹齡的變化

雷 靖，孫冠利，莊木來，朱東煌，李瀟彬，譚啟玲，胡承孝*

（1．園藝植物生物學(xué)教育部重點實驗室，湖北 武漢 430070；2．華中農(nóng)業(yè)大學(xué)新型肥料湖北省工程實驗室/微量元素研究中心，湖北 武漢 430070；3．福建省平和縣農(nóng)業(yè)局，福建 平和 363700）

琯溪蜜柚［Citrus grandis（L.）Osbeck.cv.‘Guanximiyou’］屬于我國優(yōu)質(zhì)栽培名柚，以果大皮薄、無核質(zhì)優(yōu)、汁多柔軟、香甜微酸、味極永雋之上乘品質(zhì)而盛名遠著，是10種在歐盟注冊成功的地理標志產(chǎn)品之一［1］?，g溪蜜柚原產(chǎn)于平和縣，已有500多年的栽培歷史，被稱為“世界柚鄉(xiāng)”和“中國柚都”，是我國最大的柚類生產(chǎn)和出口基地［2］。2015年平和縣琯溪蜜柚年產(chǎn)量近150萬t，年產(chǎn)值將近60億元以上［3］，是平和縣農(nóng)業(yè)收入的主要來源。

近年來琯溪蜜柚種植面積逐漸擴大，然而真正高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的果園不到一半［4-5］，大部分山地果園都面臨著土壤肥力退化、果樹營養(yǎng)失調(diào)和果實品質(zhì)下降等問題。長期偏施化肥，忽視有機肥的使用［6］；肥料配比上存在磷肥用量偏高，鉀肥、鈣鎂肥施用不足等突出問題［7］。張東等［8］認為樹齡是影響果樹葉片養(yǎng)分含量的一個主要因素，1993年楊光蓉［9］曾報道不同樹齡臍橙樹間氮、鉀、鈣含量有顯著差異；趙崢等［10］報道不同種植年限對葡萄園土壤可利用氮、磷、鉀、鋅和硼含量有顯著影響，不同樹齡也影響落葉松、枸杞園及紅松土壤養(yǎng)分變化［11-13］。但有關(guān)樹齡對琯溪蜜柚園土壤肥力、葉片營養(yǎng)變化的研究尚鮮見報道。因此，本文比較分析不同樹齡琯溪蜜柚園土壤肥力和葉片養(yǎng)分含量的變化，為琯溪蜜柚園科學(xué)合理施肥提供理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

2014年10月，在福建省平和縣板仔、文峰、霞寨、小溪、五寨、國強6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)以酸柚砧木白肉琯溪蜜柚為試驗材料，選擇不同樹齡（4～10、10～20和>20年）且具代表性的26個蜜柚園采集樣品，其中“4～10年”樹齡的蜜柚園8個，“10～20年”10個，樹齡>20年8個。每個果園按“S”形路線選取10株長勢中等均勻的采樣樹構(gòu)成1個混合樣，每個果園隨機采集土壤及葉片樣品各5個（即5個重復(fù)）。

1.2 樣品采集與制備

1.2.1 土壤樣品的采集與制備

采集：在選定的蜜柚樹冠滴水線附近，每株對角采2點（避開施肥穴），沿S形路線布置采樣點。采集深度為0～30 cm，用取土鏟先鏟出一個土層斷面，再平行于斷面取土。每個采樣點的取土深度及采樣量保持一致，土樣上層與下層比例相同。所有樣品均采用不銹鋼取土器，每個樣品由20個樣點混合而成，平均每個采樣單元（3～4 hm2）采集1個混合樣，采集的土樣經(jīng)充分混勻后按照“四分法”取1 kg左右備用。

制備：土壤樣品及時置于干凈的室內(nèi)通風(fēng)處自然風(fēng)干，并注意防止酸堿及灰塵的污染。風(fēng)干過程中經(jīng)常翻動并將大土塊捏碎以加速干燥。將風(fēng)干后的樣品用木棍碾壓，并將植物殘體、石塊等侵入體和新生體剔除干凈。經(jīng)0.833 mm孔篩反復(fù)多次過篩，直至全部通過，供pH值、交換性能及有效養(yǎng)分等項目的測定。將通過0.833 mm孔篩的土樣用“四分法”取出一部分繼續(xù)碾磨，使之全部通過0.147 mm孔篩，供有機質(zhì)項目的測定。

1.2.2 葉片樣品的采集和制備

采集：柑橘是常綠果樹，在10月（即在當(dāng)年生營養(yǎng)春梢抽出后6個月）采集葉片樣品，在樹冠中部外側(cè)東南西北4個方位采集生長中等的當(dāng)年生春梢營養(yǎng)枝頂部向下第3片葉（完整無病蟲），每株采4片葉，10株蜜柚樹共40片葉混成1個樣品。采樣時間一般以8：00～10：00為宜。

制備：先將中性洗滌劑配成0.1%的水溶液，再將葉片置于其中洗滌30 s，取出后盡快清水沖洗，再用0.2% HCl（去離子水）溶液洗滌約30 s，然后用去離子水洗凈。整個操作要求2 min內(nèi)完成，避免養(yǎng)分的損失。將洗凈的葉片用濾紙吸干，先置于105℃鼓風(fēng)干燥箱中殺酶30 min，然后保持在75～80℃條件下恒溫烘干。烘干的樣品從烘箱取出冷卻后輕輕搓碎，然后在不銹鋼粉碎機中磨細，裝袋，備用。

1.3 測定項目和方法

1.3.1 土壤肥力測定

參照鮑士旦［14］、胡靄堂［15］的方法，土壤pH值采用土水比為1∶2.5的水浸提-電位法；土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法；土壤堿解氮采用堿解-擴散法；土壤有效磷采用NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法；土壤速效鉀采用中性NH4OAc浸提-火焰光度法；土壤交換性鈣鎂采用乙酸銨浸提-原子吸收分光光度法；土壤有效性鐵、錳、銅、鋅采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法；土壤有效硼采用沸水浸提-姜黃素比色法。

1.3.2 葉片營養(yǎng)元素測定

參照鮑士旦［14］、胡靄堂［15］的方法，葉片樣品經(jīng)H2SO4-H2O2消化之后，制得N、P、K待測液，葉片N采用KDY-9830凱氏定氮儀測定；葉片P采用鉬銻抗比色法-紫外可見分光光度計700 nm波長下測定；葉片K采用火焰光度計測定；葉片Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn 經(jīng) HNO3-HClO4消化，制得待測液，采用原子吸收分光光度計測定；葉片B采用HCl浸提-姜黃素比色法測定。

1.4 柑橘園土壤肥力與葉片營養(yǎng)元素含量分級

綜合莊伊美［16］、魯劍?。?7］及第二次全國土壤調(diào)查養(yǎng)分劃分和福建省園地土壤養(yǎng)分分級標準（試行）［18］提出：

蜜柚園土壤酸堿性分級：pH值＜4.5，極酸；4.5～5.5，酸；5.5～6.5，微酸；6.5～7.5，微酸至微堿；7.5～8.5，堿；>8.5，強堿。

蜜柚園土壤有機質(zhì)含量分級：＜10 g/kg，缺乏；10 ～ 20 g/kg，適宜；>20 g/kg，豐富。

蜜柚園土壤速效養(yǎng)分含量分級標準見表1。

琯溪蜜柚葉片養(yǎng)分含量分級標準見表2。

表1 蜜柚園土壤速效養(yǎng)分含量分級標準 （mg/kg）

表2 琯溪蜜柚葉片養(yǎng)分含量分級標準

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007進行處理；不同樹齡琯溪蜜柚園之間的顯著性差異比較采用SPSS 20.0統(tǒng)計分析軟件，多重比較采用LSD法，不同小寫字母表示不同處理間差異顯著（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 琯溪蜜柚園土壤肥力隨樹齡的變化

2.1.1 土壤pH值和有機質(zhì)含量

26個琯溪蜜柚園土壤pH值范圍為3.51～5.77，平均值為4.26，總體處于極酸水平（pH＜4.5），隨樹齡增大有愈加酸化的趨勢（表3）。說明平和縣琯溪蜜柚園土壤酸化現(xiàn)象普遍存在且嚴重。

表3 不同樹齡琯溪蜜柚園土壤pH值及有機質(zhì)含量

琯溪蜜柚園土壤有機質(zhì)含量在12.53～32.28 g/kg之間，平均值為20.53 g/kg，隨樹齡增加而顯著下降（表3），4～10年柚園土壤有機質(zhì)含量顯著高于20年以上的柚園，樹齡小于20年柚園土壤有機質(zhì)含量適宜，樹齡大于20年柚園土壤有機質(zhì)含量缺乏?？赡茉蚴乾g溪蜜柚園長期不重視施用有機肥。

2.1.2 土壤堿解氮、有效磷、速效鉀及交換性鈣、鎂含量

琯溪蜜柚園土壤堿解氮、速效鉀含量分別在 56.21 ～ 128.47 mg/kg、18.03 ～ 68.00 mg/kg之間，平均值分別為86.23、35.16 mg/kg，均嚴重缺乏且隨樹齡變化不顯著（表4），尤其是土壤速效鉀含量缺乏更為嚴重?，g溪蜜柚園土壤有效磷在 116.19～ 326.56 mg/kg之間，平均為 209.53 mg/kg，處于高量至過量水平，其中幼齡（4～10年）柚園土壤有效磷平均高達267.76 mg/kg，柚園土壤有效磷含量有隨著樹齡增加而降低的趨勢，但整體土壤磷富集明顯。因此，琯溪蜜柚園土壤堿解氮、速效鉀含量普遍缺乏而有效磷含量普遍達高量水平。

表4 不同樹齡琯溪蜜柚園土壤大量及中量元素含量 （mg/kg）

琯溪蜜柚園土壤交換性鈣和鎂含量隨著種植年限增加而顯著下降，幼齡果園（4～10年）土壤交換性鈣、鎂含量顯著高于成年（10～20年）及老齡果園（20年以上）；琯溪蜜柚園土壤交換性鈣、鎂含量在 120.14～ 624.57 mg/kg、34.19～ 166.94 mg/kg之間，均值分別為339.93、72.15 mg/kg，均處于缺乏或極缺水平，尤其是樹齡20年以上的琯溪蜜柚園。因此，琯溪蜜柚園土壤有效鈣、鎂含量隨樹齡下降且普遍缺乏。

2.1.3 土壤有效微量元素含量

琯溪蜜柚園土壤有效鐵和有效硼含量分別在48.24 ～ 178.61 mg/kg、0.17 ～ 0.82 mg/kg之間，均值分別為85.59、0.42 mg/kg，分別為過量和缺乏水平，均隨樹齡增加而含量上升（表5）。土壤有效錳、鋅含量分別在 1.26 ～ 23.77 mg/kg、1.47 ～ 12.96 mg/kg，均值分別為10.71、5.04 mg/kg，處于適量，均隨樹齡增加而顯著降低，即幼齡果園（4～10年）處于適量或高量水平而老齡果園（20年以上）處于適量或缺乏。不同樹齡果園間土壤有效銅含量差異不顯著，在1.00～12.85 mg/kg之間，均值為4.60 mg/kg，處于過量水平。因此，隨樹齡增加，琯溪蜜柚園土壤有效鐵、硼含量升高而有效錳、鋅含量顯著下降；總體看，土壤有效鐵、銅含量普遍過高而有效硼含量普遍缺乏，土壤有效錳、鋅含量較為適宜。

表5 不同樹齡琯溪蜜柚園土壤微量元素含量 （mg/kg）

2.2 琯溪蜜柚葉片養(yǎng)分含量隨樹齡的變化

2.2.1 葉片氮、磷、鉀及鈣、鎂含量

琯溪蜜柚葉片氮、鉀含量分別在2.44%～3.01%、1.19%～1.86%之間，均值分別為2.68%、1.46%，處于適量水平，均有隨樹齡增加而含量下降的趨勢，如幼齡樹（4～10年）葉片氮含量偏高；葉片磷、鈣含量分別在0.17%～0.24%、2.46%～5.10%之間，均值分別為0.20%、3.94%，分別處于偏高和適量，但不同樹齡柚樹葉片間差異不顯著；葉片鎂含量在0.26%～0.46%之間，均值為0.35%，處于適量，且隨樹齡增加而提高，尤其是老齡樹（>20年）葉片鎂含量顯著高于幼齡（4～10年）和成年樹（10～20年）葉片鎂含量（表6）。綜上所述，總體上，琯溪蜜柚葉片氮、鉀、鈣、鎂含量適宜而磷含量偏高；隨樹齡增加葉片氮、鉀含量有下降趨勢而葉片鎂含量顯著提高，即幼齡樹葉片氮、鉀含量較高而老齡樹葉片鎂含量較高，葉片磷、鈣含量不因樹齡而明顯變化。

表6 不同樹齡琯溪蜜柚葉片大量及中量元素含量 （%）

2.2.2 葉片微量元素含量

琯溪蜜柚葉片錳、銅、硼含量依次為22.03 ～ 190.13 mg/kg、12.98 ～ 48.00 mg/kg、99.43 ～ 246.25 mg/kg，均值依次為 87.30、29.85、150.12 mg/kg，處于偏高或過量水平，不同樹齡間葉片含量沒有顯著差異；葉片鐵、鋅含量分別為71.43 ～ 154.40 mg/kg、17.41 ～ 38.99 mg/kg，均值分別為110.05、24.94 mg/kg，分別處于適量和偏低水平，隨樹齡增加葉片鐵含量顯著下降而鋅含量顯著升高，即幼齡樹（4～10年）葉片鐵含量和老齡樹（>20年）葉片鋅含量較高（表7）。因此，琯溪蜜柚葉片錳、銅、硼含量偏高或過量，葉片鋅含量隨樹齡升高但普遍缺乏，葉片鐵含量隨樹齡下降且多處于適宜水平。

表7 不同樹齡琯溪蜜柚葉片微量元素含量 （mg/kg）

3 討論

本試驗采集的6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)26個不同樹齡（4～10、10～20和>20年）琯溪蜜柚園土壤有機質(zhì)、交換性鈣、交換性鎂、有效錳隨樹齡增大而顯著降低，有效硼含量則顯著升高。土壤有機質(zhì)含量隨樹齡增大呈現(xiàn)顯著降低趨勢，樹齡大于20年柚園呈現(xiàn)匱乏，這與王永利［19］在早實核桃園的研究結(jié)論相似。然而與蔡金良［13］對紅松土壤的研究結(jié)果不一致。不同研究者觀點不一致，可能與樹體品種、土壤條件、施肥習(xí)慣等差異有關(guān)。錢笑杰等［20］研究表明土壤有機質(zhì)將直接影響土壤氮素及鉀素含量，平和縣應(yīng)積極倡導(dǎo)有機肥部分替代化肥，廣辟肥源等措施［7］。柚園土壤交換性鈣、鎂缺乏嚴重，隨著樹齡增加含量顯著降低?？赡茉颍阂皇悄戏剿嵝约t壤鈣、鎂自身含量低；二是受高溫多雨等影響，雨水的淋溶作用帶走了大部分鈣、鎂元素［21］；三是成年柚園投產(chǎn)時間久，長期偏施氮、磷、鉀肥［7］，加之果實不斷攜出［22-23］而施用量和次數(shù)都不足。據(jù)李清華等［7］對平和縣鈣、鎂肥用量的調(diào)查結(jié)果顯示，平均用量分別僅占參考用量的26.36%～29.00%和22.50%～45.00%。土壤交換性鈣、鎂缺乏已成為南方柑橘主產(chǎn)區(qū)果實品質(zhì)提升的主要制約因素［24-25］。土壤有效錳隨樹齡增大而顯著降低，20年以上柚園呈現(xiàn)缺乏；有效硼隨樹齡增大而顯著增加，4～10年及10～20年柚園含量缺乏，這與錳對硼吸收不利相符。

不同樹齡柚葉鉀、鎂、鐵和鋅含量差異顯著，鉀、鎂及鐵含量隨樹齡增大而顯著下降，鋅元素顯著升高。不同樹齡柚園土壤及葉片鎂素均差異顯著，但隨樹齡變化趨勢不一致，可能與鉀、鈣之間的拮抗作用有關(guān)［8，26］。土壤交換性鎂含量極缺，而參考葉片養(yǎng)分含量分級標準，柚葉片鎂含量適宜。這與調(diào)查中柚樹老葉脈間失綠、葉片黃化的普遍缺鎂癥狀不符。柑橘對鎂的敏感性強弱一般為柚>甜橙>寬皮柑橘，由此判斷依據(jù)臍橙養(yǎng)分需求制定的分級標準［16-17］對柚類的適用性有待考究。土壤有效磷和有效銅過量直接導(dǎo)致柚葉相應(yīng)元素含量過高。柚園土壤有效硼缺乏，而葉片硼偏高可能與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶習(xí)慣葉面噴施硼肥的施肥方式有關(guān)。對柚葉礦質(zhì)元素含量與土壤肥力進行相關(guān)性分析，結(jié)果表明柚葉片鉀、鐵和鋅元素與部分土壤肥力指標有顯著相關(guān)性，其余葉片礦質(zhì)元素與土壤肥力指標相關(guān)性未達顯著水平。其中柚葉片鉀與土壤有機質(zhì)（r=0.705**）、交換性鈣（r=0.877**）、交換 性鎂（r=0.908**）及有效錳（r=0.725**）呈極顯著正相關(guān)，與有效鐵（r=-0.629*）及有效硼（r=-0.603*）呈顯著負相關(guān)。由此可知，不同樹齡柚園土壤有機質(zhì)、交換性鈣、交換性鎂及有效錳含量隨種植年限的增加而顯著下降，間接導(dǎo)致柚樹葉片鉀含量降低［20］。葉片鐵與土壤有效磷呈極顯著正相關(guān)（r=0.759**），與有效錳呈顯著正相關(guān)（r=0.628*），與有效鐵呈顯著負相關(guān)（r=-0.556*）。葉片鋅與土壤有效鐵呈顯著正相關(guān)（r=0.558*），與有效磷呈顯著負相關(guān)（r=-0.683*）。

綜上可知，調(diào)查范圍內(nèi)琯溪蜜柚生長的立地條件較差，養(yǎng)分失衡嚴重。針對平和地區(qū)琯溪蜜柚園土壤極酸，交換性鈣、鎂嚴重缺乏的現(xiàn)狀，可通過年施用 1.0 ～ 1.5 kg/株鈣肥［27］和 0.2 ～ 0.4 kg/株鎂肥［7］等堿性肥料緩解［28］。針對有機質(zhì)和速效鉀嚴重缺乏的現(xiàn)狀，推薦年施用有機肥15～20 kg/株，鉀肥0.9～1.0 kg/株［7］。磷素在土壤中過度富集［25］，柚園應(yīng)適量減施磷肥，參照李清華等［7］琯溪蜜柚年施用磷肥以0.5～0.6 kg/株為宜，位高生等［29］的研究表明，老齡樹（>20年）施用0.85 kg/株磷肥果實產(chǎn)量及品質(zhì)最佳。建議規(guī)模化柚園在生產(chǎn)實踐中依據(jù)當(dāng)前土壤和葉片的養(yǎng)分狀況，結(jié)合不同樹齡間養(yǎng)分需求差異［27］，成年樹宜增施，幼齡樹宜減施。制定出適宜的施肥方案，保證樹體營養(yǎng)均衡。

4 結(jié)論

本研究初步結(jié)果表明，平和縣琯溪蜜柚園土壤和葉片養(yǎng)分含量隨樹齡變化顯著：土壤有機質(zhì)、交換性鈣、交換性鎂、有效錳含量隨樹齡增大而顯著降低，土壤有效硼含量整體缺乏且隨樹齡增大而顯著升高；柚葉片鉀、鎂及鐵含量隨樹齡增大而顯著下降，鋅顯著升高。綜上所述，隨著柚園種植年限的上升，該地區(qū)應(yīng)注重改良土壤酸性，適量增施有機肥、鉀、鈣、鎂肥，減少磷肥的施用和含銅農(nóng)藥的噴施。