新立村桃园施肥现状及养分状况评价

2015-08-18颜克发彭福田柳建平王晓亮党祝庆

山东农业科学 2015年6期

颜克发+彭福田+柳建平+王晓亮+党祝庆

摘要：新立村桃树种植中重视有机肥的施用，但仍以化肥为主，有机肥中氮和钾相对含量低于平均水平，而且不同施肥水平下桃树产量均呈现不同程度的先增后减趋势。新立村桃园有机质含量明显低于果园土壤临界值，pH平均值在6.54～6.63之间，处于适宜桃树生长的偏酸性土壤环境，并且不同样本之间pH和有机质状况基本相同;土壤中碱解氮、速效磷、速效钾、交换性钙镁、有效铁和有效锌含量水平均呈现0～20 cm土层含量明显高于20～40 cm土层，并且0～40 cm土层内有效铁和交换性镁含量适中，碱解氮、速效磷、速效钾和交换性钙含量超标。对桃园植株叶片中对应元素含量水平进行监测发现，氮、钾、锌和铁含量水平超标，镁和磷水平适宜，钙水平存在不足现象。因此，新立村桃园今后的施肥策略应该是适当增加有机肥的投入量，减少氮磷化肥的投入量，并且改良施肥方式和土层现状，减少土壤养分的流失和浪费，从而达到合理和优化施肥的目的。

关键词：桃园;营养;施肥;评价

中图分类号：S662.125.5+4 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2015）06-0061-06

Evaluation on Fertilization and Nutrition Status of

Peach Orchard in Xinli Village

Yan Kefa1， Peng Futian1*，Liu Jianping2，Wang Xiaoliang2，Dang Zhuqing1

（ 1.College of Horticulture Science and Engineering， Shandong Agricultural University/State Key Laboratory of Crop Biology，

Taian 271018，China;2.China University of Geosciences，Beijing 100083，China）

Abstract Although the use of organic fertilizer was necessary in planting of peach in Xinli Village， chemical fertilizers were still dominated. The relative contents of nitrogen and potash in organic fertilizer were lower than the average level， and meanwhile， the peach production varied with the same trend of decreased after increased under different levels of fertilization. The content of organic matter was obviously lower than the critical value of orchard. The mean of pH value was between 6.54 and 6.63， which provided the acidic soil environment suitable for the growth of peach. The situations of pH value and organic matters were basically the same between different samples. The contents of N， P and K， exchangeable Ca， Fe and effective Zn in 0～20- cm soil were significantly higher than those of 20～40- cm soil， and the contents of Fe and exchangeable Mg were moderate， those of N， P， K and exchangeable Ca were excessive. The corresponding elements of peach leaves were monitored， then it was found that the levels of N， K， Fe and Zn were excessive， while those of Mg and P were moderate， and that of Ca was deficiency. Therefore， the fertilization strategy in peach orchard of Xinli Village in the future should be adjusted to appropriately add the organic fertilizer content， reduce the inputs of nitrogen and phosphorus fertilizers， and improve the fertilizing methods and soil conditions， so as to reduce the loss and waste of nutrients in the soil and achieve the purpose of the reasonable and optimized fertilization.

Key words Peach orchards;Nutrition;Fertilization;Evaluationendprint

平谷区是北京市主要的农副产品生产基地之一，全区粮经作物比例达到2∶8。以大桃为主的果树面积发展到2.33×104 hm2，果品总产达到1.6×108 kg，其中大桃产量1.2×108 kg，荣获中国果品学会授予的“中国桃乡”称号。而新立村是北京市平谷区桃种植非常集中的区域，本区域桃种植面积占90%，也是2008年北京奥运会大桃特供产区之一。该区域水源独特，没有外来水，当地水未被污染，对于桃品质的提高可起一定的作用[1～3]。实践证明，农田施肥是保持土壤肥力和增加作物产量的重要环节之一[4～6]。而且对于桃树，不同品种生长特性、抗病性和产量等也是衡量桃树效益的重要环节之一[7～9]。有关平谷区桃园土壤保肥能力和土壤资源管理以及施肥决策系统的建立早有研究[10，11]，但对于大桃主产区之一的新立村桃园养分状况和施肥状况的研究和评价方面较少。因此在新立村发展桃树生产过程中，对桃园施肥状况与产量、施肥评价等问题进行调查研究具有重要意义。本研究利用2011～2012年的桃树种植户施肥状况的调查数据和土壤样本数据，以及桃树叶片元素含量的评价，对新立村桃园土壤现状和施肥状况进行分析和评价，以期为本区优质桃生产提供科学的施肥方法和依据。

1 材料与方法

1.1 新立村土壤概况

新立村位于北京市平谷区南独乐河镇，地处东经116°55′20″～117°24′09″、北纬40°01′44″～40°22′39″之间。土层厚度为30～60 cm，属于浅土层，土质呈微酸性，土壤孔隙度为15%～18%，具有较好的通气性，适合桃树生长。

1.2 处理方法

本调查小组2011年对新立村所有桃园施肥状况进行调查统计，并将所有桃栽培户划分为89个采样区，每个区作为一个样本。于2012年3月对每一个样本的土壤进行采集并采取随机四分法取样，每个样本中均匀分布3个采样点，以0～20 cm和20～40 cm作为取样土层，将每层3点土样均匀混合，自然风干、研磨、过筛、装袋;于2012年7月对每一样本的桃树叶片采样，采集方式为每个样本中随机选取5棵生长状况基本一致的桃树，分别从每棵桃树的内堂和外围选取20片功能叶，每个样本中采取的叶片总量为100片。叶片取回后按清水→洗涤剂→清水→1%盐酸→3次去离子水顺序冲洗后，立即在105℃下杀青30 min，随后在80℃下烘干，不锈钢电磨粉碎后过60目筛，装袋贮存，待测。

土壤样品碱解氮的测定采取碱解扩散法，速效磷用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法，速效钾用醋酸铵浸提-火焰光度法，交换性钙、镁用醋酸铵浸提-EDTA滴定法，有效铁、有效锌用DTPA浸提-原子吸收法。叶片中全氮用H2SO4-H2O2消煮法，全磷用钼锑抗吸光光度法，全钾用火焰光度法，交换性钙、镁用EDTA（乙二胺四乙酸）容量法，叶片全锌用火焰原子吸收光谱法测定，叶片全铁用HNO3-HClO4双酸法。

本研究中化肥养分含量按产品标注的含量计算，有机肥养分含量按照《平谷土壤资源及高效利用》提供的标准值计算[12，13] 。叶片养分评价标准来源于《果园测土配方施肥技术》[14]。所有数据均用Microsoft Excel和DPS统计软件处理分析。

2 结果与分析

2.1 当前新立村桃园土壤养分状况

2.1.1 施肥投入总体特征新立村化肥氮磷钾平均投入分别为806.57、250.05、547.43 kg/hm2，有机肥提供的氮磷钾平均投入水平分别为541.30、463.97、295.67 kg/hm2（表1）。总体看，有机肥提供的氮磷钾比例低于化肥提供的氮磷钾，化肥氮施用平均盈余量为118.3%，磷平均盈余量比例为61.5%，钾投入不足，比例为6.1%;有机肥所提供氮不足，磷、钾肥含量较高，但盈余量不显著。

表1 新立村桃园肥料投入量

肥料种类

元素种类

平均值（kg/hm2）推荐值（kg/hm2）

氮（N） 541.30±141.76 737.48±165.99

有机肥磷（P2O5） 463.97±121.51 395.90±89.11

钾（K2O） 295.67±77.43 252.29±56.79

氮（N） 806.57±188.36 369.53±41.91

化肥磷（P2O5） 250.05±61.77 154.86±24.38

钾（K2O） 547.43±123.62 583.05±99.47

注：表中有机肥结果是对施有机肥农户调查计算得出。

2.1.2 当前新立村桃园土壤营养状况新立村桃园土壤pH值测定结果（表2）显示，土壤处于微酸性，0～20 cm土层pH值为6.54，20～40 cm土层pH值为6.63，适宜桃树生长。土壤有机质测定结果表明，0～20 cm土层有机质15.95 g/kg，20～40 cm土层有机质11.05 g/kg。不同地块之间pH值的变异系数为7%，有机质的变异系数为26%～32%，说明新立村桃园土壤有机质和pH值之间离散程度较低，不同地块之间pH值和有机质状况基本相同。

表2 桃园土壤有机质和pH值测定结果

测量指标

样本数

采样深度

（cm）平均值

变异系数

CV（%）

pH值

89 0～20 6.54 7

89 20～40 6.63 7

有机质（g/kg）

89 0～20 15.95 32

89 20～40 11.05 26endprint

有研究表明，平谷区桃园土壤交换性镁临界值为60.0 mg/kg。新立村桃园当前土壤有效镁含量总体水平盈余不显著，但不同地块之间差异较大（表3）。研究证实土壤交换性Ca、Mg元素存在显著耦合作用，当Ca/Mg比值超过10则作物对镁的吸收抑制明显[15]。由表3看出，新立村当前土壤钙元素严重盈余，不利于桃树对Ca、Mg的吸收和利用。

对新立村桃园进行监测如表4。0～20 cm与20～40 cm两个土层相比，上层土壤有效养分均值都高于下层土壤，但两土层的变化幅度不一，其

表3 桃园土壤交换性Ca、Mg测定结果

测量指标

土层

（cm）平均值

（mg/kg）标准差

σ 变异系数

CV（%）

交换性Mg0～20 67.84 41.17 61.00

20～40 61.52 34.75 56.10

交换性Ca0～20 1490.63 826.65 55.46

20～40 1538.88 893.25 58.05

中只有碱解氮的变幅最低且相近。

0～20 cm土层碱解氮，在所调查地块中有67.41%超出标准值，其中44.94%严重超标;20～40 cm土层碱解氮，44.94%超出标准值，其中29.21%严重超标。

0～20 cm土层速效磷含量适宜的占比为21.35%，低于30 mg/kg、高于60 mg/kg比例分别占31.46%、47.20%。20～40 cm土层速效磷含量适宜的占比为17.98%，低于30 mg/kg、高于60 mg/kg比例分别占56.18%、25.84%。两个土层相比，上层土壤速效磷平均值比下层平均值高68.70%，而且上下层变幅巨大。

速效钾在土壤表层积累现象很明显，同时在施肥过程中不同地块之间存在明显的个体差异，两个土层相比，上层平均值明显高于下层。0～20 cm土层速效钾含量极高的地块占比为42.72%，而20～40 cm土层为12.43%;0～20 cm土层速效钾含量极低的地块占比为33.70%，而20～40 cm土层为71.80%。

表4 桃园土壤养分测定结果

测量指标

采样深度

（cm）

分级比例（%）

缺乏适宜较高过量平均值

（mg/kg）变异系数

CV（%）

<60mg/kg 60～90 mg/kg 90～120 mg/kg >120 mg/kg

碱解氮 0～20 3.37 29.21 22.47 44.94 125.36 39.6

20～40 12.36 42.7 15.73 29.21 96.83 39

<30 mg/kg 30～60 mg/kg 60～90 mg/kg >90 mg/kg

速效磷 0～20 31.46 21.35 7.87 39.33 84.32 95

20～40 56.18 17.98 8.99 16.85 49.97 133

<100 mg/kg 100～125 mg/kg 125～155 mg/kg >155 mg/kg

速效钾 0～20 33.70 14.60 9.01 42.72 155.20 55.10

20～40 71.80 6.72 8.90 12.43 100.50 128.2

<2 mg/kg 2～3 mg/kg 3～6 mg/kg >6 mg/kg

有效锌 0～20 58.42 15.71 19.11 6.72 2.6 127.5

20～40 71.96 10.17 9.21 9.00 2.1 151.4

<10 mg/kg 10～30 mg/kg 30～300 mg/kg >300 mg/kg

有效铁 0～20 16.6 38.2 44.9 0 34.7 76.7

20～40 31.5 31.5 37.1 0 28.8 95.5

对有效锌的监测数据显示，上层土壤有效锌平均值比下层平均值高，但两土层变幅相近，其中0～20 cm土层速效锌含量缺乏的比例为58.42%，20～40 cm土层为71.96%，地块之间个体差异显著，变异系数分别为127.5%和151.4%。

桃园上层土壤有效铁平均值比下层高20.49%， 0～20 cm土层有效铁平均值为34.7 mg/kg，超过适中的比例为44.9%，适中的比例为38.2%; 20～40 cm土层有效铁平均值为28.8 mg/kg，超过适中的比例为37.1%，适中的比例为31.5%。地块之间有效铁变异系数较大，说明当前新立村不同地块之间施肥差异明显。

2.2 当前施肥条件下桃树植株养分特点和产量状况

2.2.1 桃树新梢叶片（7月采样）各元素含量状况通过对89个样本的桃树新梢叶片分别进行相关元素含量的监测结果（表5）表明，新梢功能叶中全氮含量在2.4%～4.0%的样本占比为100%，不同样本之间含量差异不明显，说明当前桃树植株叶片中氮素含量全部超标，但尚未出现氮素过量（中毒）现象。

叶片中全磷含量不足的样本占20.00%，适宜的占53.30%，较高的占25.00%，桃树叶片磷素平均水平适宜，但不同样本之间差异较大。endprint

叶片钾素含量测定结果表明，较高的样本比例为61.67%，过量的占25.03%，适宜的仅为13.30%，平均值为2.30%，不同样本之间变异不大。

叶片中全钙含量处于缺乏的比例为96.70%，而且全钙含量平均值也低于适宜范围，不同样本之间全钙含量波动较小。叶片镁素含量处在适宜范围的比例为100%，而且所有样本之间波动较小，总体处在适宜范围内。叶片铁素含量处在适宜范围的比例仅为16.60%，较高的比例为81.70%。叶片锌元素含量缺乏的样本比例为6.70%，适宜的为18.30%，较高的为61.70%，而且结合平均值和变异系数可知，不同样本之间锌素含量差异较大。

2.2.2 新立村桃树施肥量与产量的关系特征通过对不同地块氮素投入水平和产量水平进行监

表5 桃树新梢叶片养分测定结果

测量指标

分级比例（%）

缺乏适宜较高过量平均值变异系数

CV（%）

N（%）

<1.7 1.7～2.4 2.4～4.0 >4.0

0 0 100 03.38 7

P（%）

<0.15 0.15～0.29 0.29～0.50 >0.50

20.00 53.30 25.00 1.70 0.24 51

K（%）

<0.94 0.94～1.5 1.5～2.7 >2.7

0 13.30 61.67 25.03

2.30 31

Ca（%）

<1.0 1.0～1.5 1.5～2.2 >2.2

96.70 3.30 0 0

0.62 27

Mg（g/kg）

<0.13 0.13～0.30 0.30～0.70 >0.70

0 100.00 0 0

0.20 7

Fe（mg/kg）

<73 73～100 100～250 >250

0 16.60 81.70 1.70

141.00 33

Zn（mg/kg）

<15 15～20 20～60 >60

6.70 18.30 61.70 13.30

33.53 63

测（图1）可得，当化肥氮投入水平达到600～700 kg/hm2时，新立村桃树产量出现最大值，并且随着氮肥施用量的增加产量不再增加或有所降低。桃园磷肥和钾肥的投入和产量的分析出现同样的趋势，达到最大产量时相应的磷肥和钾肥的投入量分别为290～340 kg/hm2和580～630 kg/hm2。有机肥的投入总量水平和桃园产量同样表现出不同程度地先增后递减趋势，当施肥量增加到50～60 t/hm2时桃园产量水平达到最大值。

3 讨论与结论

过量施肥容易造成土壤恶化和生态环境的破坏，氮肥投入严重过量不仅大量浪费资源，同时对环境造成潜在威胁[16，17]。首先是造成土壤硝酸盐大量积累，引起地下水污染。本研究对新立村施用化肥盈余状况进行分析发现，当前氮肥和磷肥的施用量存在严重的过量现象，氮肥投入过量的样本比例为97.7%，磷肥投入过量的比例为86.3%，而有机肥投入过量的样本比例为45.45%。

一般果园要求有机质大于30 g/kg[18]，而通过对新立村桃园土壤养分状况进行监测发现，当前桃园0～20 cm土层有机质含量为15.95 g/kg，20～40 cm土层为11.02 g/kg，明显低于果园土壤要求值。桃园0～40 cm土层pH平均值在6.54～6.63之间，土壤偏酸性，适宜桃树生长。而且由不同地块之间pH变异系数为7%，有机质

图1 新立村桃园不同施肥投入水平下的农户数和产量分布

变异系数为26%～32%，说明新立村桃园的土壤有机质、pH值离散程度较低，不同地块之间pH值和有机质状况基本相同。

张福锁等[19]指出增施有机肥既是提高果园土壤缓冲性的重要措施之一，也是保证苹果优质丰产的重要手段。通过对新立村当前施肥状况进行调查分析可得：新立村桃树种植过程中重视有机肥的施用，但是仍然以化肥为主，有机肥施用量为23%，所占施肥总量的比例较少。当前新立村有机肥主要构成物质为鸡粪、羊粪和猪粪，通过化验分析比对发现，农家肥中氮肥和钾肥含量相对较低，氮肥、磷肥和钾肥的比例为1.19∶1.02∶0.65。因此要求有机肥的施用量在30.08～47.55 t/hm2的同时，适当选择氮肥和钾肥含量较高的农家肥。

贾小红等[20]对平谷区桃园养分含量标准值做了相关研究和论述。本调查参考以上标准对新立村桃园养分状况进行监测发现，当前所有地块中0～20 cm土层碱解氮超标比例为67.41%，20～40 cm土层碱解氮超标比例为44.94%; 0～20、20～40 cm土层速效磷含量低于30 mg/kg比例分别为31.46%、56.18%，两个层次相比，上层土壤速效磷平均值比下层高68.70%，而且不同地块之间上下层变幅巨大;土壤速效钾含量变化与速效磷趋势相同，出现0～20 cm土层含量超标而20～40 cm土层含量明显低于标准值的现象;平谷区桃园土壤交换性镁临界值为60 mg/kg，土壤有效镁含量总体水平盈余不显著，但不同地块之间差异较大。新立村当前土壤钙元素严重盈余，研究证实土壤交换性Ca、Mg元素存在显著耦合作用，当Ca/Mg比值超过10则作物对镁的吸收抑制明显[15]，不利于桃树对Ca、Mg的吸收和利用。

王海廷等[21]研究表明，土壤有效锌含量的临界值为2 mg/kg，而本试验测量数据显示0～20 cm、20～40 cm土层速效锌含量低于临界值的比例分别为58.42%、71.96%。说明新立村当前施肥中不重视锌肥的施用，土壤总体水平存在锌元素缺乏现象。0～20 cm土层有效铁平均值为34.7 mg/kg，超过适中比例为44.9%，适中比例为38.2%， 20～40 cm土层有效铁平均值为28.8 mg/kg，超过适中比例为37.1%，适中比例为31.5%。说明新立村当前有效铁总体水平适中。endprint

本研究参照姜存仓等[14]的标准对新立村桃树植株营养特点进行监测发现，植株叶片中氮素的含量全部超标，与土壤中所反映的氮素过量现象趋势一致。叶片磷素平均水平适宜。总体叶片钾水平处在超标范围，与耕层0～40 cm范围内速效钾含量总体超标现象一致。叶片中所有样本的全钙含量平均值低于适宜范围，不同样本之间全钙含量波动较小，说明新立村当前桃树植株钙含量普遍不足，而土壤中钙肥严重盈余，与叶片中所呈现的不足相矛盾，说明新立村当前钙肥的施用存在严重浪费现象。叶片镁素含量处在适宜范围的比例为100%，而且变异系数为7%，说明所有样本之间波动较小，总体处在适宜范围内，叶片镁元素含量与土壤耕层0～40 cm范围内交换性镁分布趋势一致，总体处在适宜水平。叶片锌元素含量缺乏的样本比例为6.7%，适宜的为18.3%，较高的为61.7%，而且结合平均值和变异系数数值可知，不同样本之间锌素含量差异较大。叶片中铁素含量处在适宜范围的比例仅为16.6%，较高的比例为81.7%。

本研究通过调查分析得出与刘侯俊等[10]和王圣瑞等[17]在苹果树上所做研究结论相似，即随着化肥氮磷钾和有机肥投入量的增加，果树产量均呈不同程度地先增后减趋势，当超过最佳施用量，增产效果不显著或者反而降低。当化肥氮投入水平达到600～700 kg/hm2时，新立村桃树产量出现最大值，并且随着氮肥用量增加产量不再增加或有所降低，达到最高产量时相应的磷、钾肥投入量分别为290～340 kg/hm2和580～630 kg/hm2。有机肥投入总量水平和桃园产量间同样表现出不同程度地先增后递减趋势，当施肥量增加到50～60 t/hm2产量达到最大值。

新立村为平原区，南部为泃河，土壤质地为棕壤，土层厚度30～60 cm，属浅土层，易造成肥料流失，降低水分和肥料的利用率[22～24]。当前新立村桃园土壤有机质含量较低，今后施肥策略中应该增施，而且应选氮、钾含量较高的有机肥。通过对土壤和桃树叶片中元素含量特点分析可得，在施用化肥时应减少氮肥和磷肥用量，并且注重改善施肥模式，提高肥料的吸收利用率，减少肥料流失和浪费。

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