琯溪蜜柚园土壤肥力和叶片营养随树龄的变化

雷 靖，孙冠利，庄木来，朱东煌，李潇彬，谭启玲，胡承孝*

（1．园艺植物生物学教育部重点实验室，湖北 武汉 430070；2．华中农业大学新型肥料湖北省工程实验室/微量元素研究中心，湖北 武汉 430070；3．福建省平和县农业局，福建 平和 363700）

琯溪蜜柚［Citrus grandis（L.）Osbeck.cv.‘Guanximiyou’］属于我国优质栽培名柚，以果大皮薄、无核质优、汁多柔软、香甜微酸、味极永隽之上乘品质而盛名远著，是10种在欧盟注册成功的地理标志产品之一［1］。琯溪蜜柚原产于平和县，已有500多年的栽培历史，被称为“世界柚乡”和“中国柚都”，是我国最大的柚类生产和出口基地［2］。2015年平和县琯溪蜜柚年产量近150万t，年产值将近60亿元以上［3］，是平和县农业收入的主要来源。

近年来琯溪蜜柚种植面积逐渐扩大，然而真正高产稳产的果园不到一半［4-5］，大部分山地果园都面临着土壤肥力退化、果树营养失调和果实品质下降等问题。长期偏施化肥，忽视有机肥的使用［6］；肥料配比上存在磷肥用量偏高，钾肥、钙镁肥施用不足等突出问题［7］。张东等［8］认为树龄是影响果树叶片养分含量的一个主要因素，1993年杨光蓉［9］曾报道不同树龄脐橙树间氮、钾、钙含量有显著差异；赵峥等［10］报道不同种植年限对葡萄园土壤可利用氮、磷、钾、锌和硼含量有显著影响，不同树龄也影响落叶松、枸杞园及红松土壤养分变化［11-13］。但有关树龄对琯溪蜜柚园土壤肥力、叶片营养变化的研究尚鲜见报道。因此，本文比较分析不同树龄琯溪蜜柚园土壤肥力和叶片养分含量的变化，为琯溪蜜柚园科学合理施肥提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 试验设计

2014年10月，在福建省平和县板仔、文峰、霞寨、小溪、五寨、国强6个乡镇以酸柚砧木白肉琯溪蜜柚为试验材料，选择不同树龄（4～10、10～20和>20年）且具代表性的26个蜜柚园采集样品，其中“4～10年”树龄的蜜柚园8个，“10～20年”10个，树龄>20年8个。每个果园按“S”形路线选取10株长势中等均匀的采样树构成1个混合样，每个果园随机采集土壤及叶片样品各5个（即5个重复）。

1.2 样品采集与制备

1.2.1 土壤样品的采集与制备

采集：在选定的蜜柚树冠滴水线附近，每株对角采2点（避开施肥穴），沿S形路线布置采样点。采集深度为0～30 cm，用取土铲先铲出一个土层断面，再平行于断面取土。每个采样点的取土深度及采样量保持一致，土样上层与下层比例相同。所有样品均采用不锈钢取土器，每个样品由20个样点混合而成，平均每个采样单元（3～4 hm2）采集1个混合样，采集的土样经充分混匀后按照“四分法”取1 kg左右备用。

制备：土壤样品及时置于干净的室内通风处自然风干，并注意防止酸碱及灰尘的污染。风干过程中经常翻动并将大土块捏碎以加速干燥。将风干后的样品用木棍碾压，并将植物残体、石块等侵入体和新生体剔除干净。经0.833 mm孔筛反复多次过筛，直至全部通过，供pH值、交换性能及有效养分等项目的测定。将通过0.833 mm孔筛的土样用“四分法”取出一部分继续碾磨，使之全部通过0.147 mm孔筛，供有机质项目的测定。

1.2.2 叶片样品的采集和制备

采集：柑橘是常绿果树，在10月（即在当年生营养春梢抽出后6个月）采集叶片样品，在树冠中部外侧东南西北4个方位采集生长中等的当年生春梢营养枝顶部向下第3片叶（完整无病虫），每株采4片叶，10株蜜柚树共40片叶混成1个样品。采样时间一般以8：00～10：00为宜。

制备：先将中性洗涤剂配成0.1%的水溶液，再将叶片置于其中洗涤30 s，取出后尽快清水冲洗，再用0.2% HCl（去离子水）溶液洗涤约30 s，然后用去离子水洗净。整个操作要求2 min内完成，避免养分的损失。将洗净的叶片用滤纸吸干，先置于105℃鼓风干燥箱中杀酶30 min，然后保持在75～80℃条件下恒温烘干。烘干的样品从烘箱取出冷却后轻轻搓碎，然后在不锈钢粉碎机中磨细，装袋，备用。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 土壤肥力测定

参照鲍士旦［14］、胡霭堂［15］的方法，土壤pH值采用土水比为1∶2.5的水浸提-电位法；土壤有机质采用重铬酸钾容量法-外加热法；土壤碱解氮采用碱解-扩散法；土壤有效磷采用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法；土壤速效钾采用中性NH4OAc浸提-火焰光度法；土壤交换性钙镁采用乙酸铵浸提-原子吸收分光光度法；土壤有效性铁、锰、铜、锌采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法；土壤有效硼采用沸水浸提-姜黄素比色法。

1.3.2 叶片营养元素测定

参照鲍士旦［14］、胡霭堂［15］的方法，叶片样品经H2SO4-H2O2消化之后，制得N、P、K待测液，叶片N采用KDY-9830凯氏定氮仪测定；叶片P采用钼锑抗比色法-紫外可见分光光度计700 nm波长下测定；叶片K采用火焰光度计测定；叶片Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn 经 HNO3-HClO4消化，制得待测液，采用原子吸收分光光度计测定；叶片B采用HCl浸提-姜黄素比色法测定。

1.4 柑橘园土壤肥力与叶片营养元素含量分级

综合庄伊美［16］、鲁剑巍［17］及第二次全国土壤调查养分划分和福建省园地土壤养分分级标准（试行）［18］提出：

蜜柚园土壤酸碱性分级：pH值＜4.5，极酸；4.5～5.5，酸；5.5～6.5，微酸；6.5～7.5，微酸至微碱；7.5～8.5，碱；>8.5，强碱。

蜜柚园土壤有机质含量分级：＜10 g/kg，缺乏；10 ～ 20 g/kg，适宜；>20 g/kg，丰富。

蜜柚园土壤速效养分含量分级标准见表1。

琯溪蜜柚叶片养分含量分级标准见表2。

表1 蜜柚园土壤速效养分含量分级标准 （mg/kg）

表2 琯溪蜜柚叶片养分含量分级标准

1.5 数据分析

试验数据采用Excel 2007进行处理；不同树龄琯溪蜜柚园之间的显著性差异比较采用SPSS 20.0统计分析软件，多重比较采用LSD法，不同小写字母表示不同处理间差异显著（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 琯溪蜜柚园土壤肥力随树龄的变化

2.1.1 土壤pH值和有机质含量

26个琯溪蜜柚园土壤pH值范围为3.51～5.77，平均值为4.26，总体处于极酸水平（pH＜4.5），随树龄增大有愈加酸化的趋势（表3）。说明平和县琯溪蜜柚园土壤酸化现象普遍存在且严重。

表3 不同树龄琯溪蜜柚园土壤pH值及有机质含量

琯溪蜜柚园土壤有机质含量在12.53～32.28 g/kg之间，平均值为20.53 g/kg，随树龄增加而显著下降（表3），4～10年柚园土壤有机质含量显著高于20年以上的柚园，树龄小于20年柚园土壤有机质含量适宜，树龄大于20年柚园土壤有机质含量缺乏。可能原因是琯溪蜜柚园长期不重视施用有机肥。

2.1.2 土壤碱解氮、有效磷、速效钾及交换性钙、镁含量

琯溪蜜柚园土壤碱解氮、速效钾含量分别在 56.21 ～ 128.47 mg/kg、18.03 ～ 68.00 mg/kg之间，平均值分别为86.23、35.16 mg/kg，均严重缺乏且随树龄变化不显著（表4），尤其是土壤速效钾含量缺乏更为严重。琯溪蜜柚园土壤有效磷在 116.19～ 326.56 mg/kg之间，平均为 209.53 mg/kg，处于高量至过量水平，其中幼龄（4～10年）柚园土壤有效磷平均高达267.76 mg/kg，柚园土壤有效磷含量有随着树龄增加而降低的趋势，但整体土壤磷富集明显。因此，琯溪蜜柚园土壤碱解氮、速效钾含量普遍缺乏而有效磷含量普遍达高量水平。

表4 不同树龄琯溪蜜柚园土壤大量及中量元素含量 （mg/kg）

琯溪蜜柚园土壤交换性钙和镁含量随着种植年限增加而显著下降，幼龄果园（4～10年）土壤交换性钙、镁含量显著高于成年（10～20年）及老龄果园（20年以上）；琯溪蜜柚园土壤交换性钙、镁含量在 120.14～ 624.57 mg/kg、34.19～ 166.94 mg/kg之间，均值分别为339.93、72.15 mg/kg，均处于缺乏或极缺水平，尤其是树龄20年以上的琯溪蜜柚园。因此，琯溪蜜柚园土壤有效钙、镁含量随树龄下降且普遍缺乏。

2.1.3 土壤有效微量元素含量

琯溪蜜柚园土壤有效铁和有效硼含量分别在48.24 ～ 178.61 mg/kg、0.17 ～ 0.82 mg/kg之间，均值分别为85.59、0.42 mg/kg，分别为过量和缺乏水平，均随树龄增加而含量上升（表5）。土壤有效锰、锌含量分别在 1.26 ～ 23.77 mg/kg、1.47 ～ 12.96 mg/kg，均值分别为10.71、5.04 mg/kg，处于适量，均随树龄增加而显著降低，即幼龄果园（4～10年）处于适量或高量水平而老龄果园（20年以上）处于适量或缺乏。不同树龄果园间土壤有效铜含量差异不显著，在1.00～12.85 mg/kg之间，均值为4.60 mg/kg，处于过量水平。因此，随树龄增加，琯溪蜜柚园土壤有效铁、硼含量升高而有效锰、锌含量显著下降；总体看，土壤有效铁、铜含量普遍过高而有效硼含量普遍缺乏，土壤有效锰、锌含量较为适宜。

表5 不同树龄琯溪蜜柚园土壤微量元素含量 （mg/kg）

2.2 琯溪蜜柚叶片养分含量随树龄的变化

2.2.1 叶片氮、磷、钾及钙、镁含量

琯溪蜜柚叶片氮、钾含量分别在2.44%～3.01%、1.19%～1.86%之间，均值分别为2.68%、1.46%，处于适量水平，均有随树龄增加而含量下降的趋势，如幼龄树（4～10年）叶片氮含量偏高；叶片磷、钙含量分别在0.17%～0.24%、2.46%～5.10%之间，均值分别为0.20%、3.94%，分别处于偏高和适量，但不同树龄柚树叶片间差异不显著；叶片镁含量在0.26%～0.46%之间，均值为0.35%，处于适量，且随树龄增加而提高，尤其是老龄树（>20年）叶片镁含量显著高于幼龄（4～10年）和成年树（10～20年）叶片镁含量（表6）。综上所述，总体上，琯溪蜜柚叶片氮、钾、钙、镁含量适宜而磷含量偏高；随树龄增加叶片氮、钾含量有下降趋势而叶片镁含量显著提高，即幼龄树叶片氮、钾含量较高而老龄树叶片镁含量较高，叶片磷、钙含量不因树龄而明显变化。

表6 不同树龄琯溪蜜柚叶片大量及中量元素含量 （%）

2.2.2 叶片微量元素含量

琯溪蜜柚叶片锰、铜、硼含量依次为22.03 ～ 190.13 mg/kg、12.98 ～ 48.00 mg/kg、99.43 ～ 246.25 mg/kg，均值依次为 87.30、29.85、150.12 mg/kg，处于偏高或过量水平，不同树龄间叶片含量没有显著差异；叶片铁、锌含量分别为71.43 ～ 154.40 mg/kg、17.41 ～ 38.99 mg/kg，均值分别为110.05、24.94 mg/kg，分别处于适量和偏低水平，随树龄增加叶片铁含量显著下降而锌含量显著升高，即幼龄树（4～10年）叶片铁含量和老龄树（>20年）叶片锌含量较高（表7）。因此，琯溪蜜柚叶片锰、铜、硼含量偏高或过量，叶片锌含量随树龄升高但普遍缺乏，叶片铁含量随树龄下降且多处于适宜水平。

表7 不同树龄琯溪蜜柚叶片微量元素含量 （mg/kg）

3 讨论

本试验采集的6个乡镇26个不同树龄（4～10、10～20和>20年）琯溪蜜柚园土壤有机质、交换性钙、交换性镁、有效锰随树龄增大而显著降低，有效硼含量则显著升高。土壤有机质含量随树龄增大呈现显著降低趋势，树龄大于20年柚园呈现匮乏，这与王永利［19］在早实核桃园的研究结论相似。然而与蔡金良［13］对红松土壤的研究结果不一致。不同研究者观点不一致，可能与树体品种、土壤条件、施肥习惯等差异有关。钱笑杰等［20］研究表明土壤有机质将直接影响土壤氮素及钾素含量，平和县应积极倡导有机肥部分替代化肥，广辟肥源等措施［7］。柚园土壤交换性钙、镁缺乏严重，随着树龄增加含量显著降低。可能原因：一是南方酸性红壤钙、镁自身含量低；二是受高温多雨等影响，雨水的淋溶作用带走了大部分钙、镁元素［21］；三是成年柚园投产时间久，长期偏施氮、磷、钾肥［7］，加之果实不断携出［22-23］而施用量和次数都不足。据李清华等［7］对平和县钙、镁肥用量的调查结果显示，平均用量分别仅占参考用量的26.36%～29.00%和22.50%～45.00%。土壤交换性钙、镁缺乏已成为南方柑橘主产区果实品质提升的主要制约因素［24-25］。土壤有效锰随树龄增大而显著降低，20年以上柚园呈现缺乏；有效硼随树龄增大而显著增加，4～10年及10～20年柚园含量缺乏，这与锰对硼吸收不利相符。

不同树龄柚叶钾、镁、铁和锌含量差异显著，钾、镁及铁含量随树龄增大而显著下降，锌元素显著升高。不同树龄柚园土壤及叶片镁素均差异显著，但随树龄变化趋势不一致，可能与钾、钙之间的拮抗作用有关［8，26］。土壤交换性镁含量极缺，而参考叶片养分含量分级标准，柚叶片镁含量适宜。这与调查中柚树老叶脉间失绿、叶片黄化的普遍缺镁症状不符。柑橘对镁的敏感性强弱一般为柚>甜橙>宽皮柑橘，由此判断依据脐橙养分需求制定的分级标准［16-17］对柚类的适用性有待考究。土壤有效磷和有效铜过量直接导致柚叶相应元素含量过高。柚园土壤有效硼缺乏，而叶片硼偏高可能与当地农户习惯叶面喷施硼肥的施肥方式有关。对柚叶矿质元素含量与土壤肥力进行相关性分析，结果表明柚叶片钾、铁和锌元素与部分土壤肥力指标有显著相关性，其余叶片矿质元素与土壤肥力指标相关性未达显著水平。其中柚叶片钾与土壤有机质（r=0.705**）、交换性钙（r=0.877**）、交换 性镁（r=0.908**）及有效锰（r=0.725**）呈极显著正相关，与有效铁（r=-0.629*）及有效硼（r=-0.603*）呈显著负相关。由此可知，不同树龄柚园土壤有机质、交换性钙、交换性镁及有效锰含量随种植年限的增加而显著下降，间接导致柚树叶片钾含量降低［20］。叶片铁与土壤有效磷呈极显著正相关（r=0.759**），与有效锰呈显著正相关（r=0.628*），与有效铁呈显著负相关（r=-0.556*）。叶片锌与土壤有效铁呈显著正相关（r=0.558*），与有效磷呈显著负相关（r=-0.683*）。

综上可知，调查范围内琯溪蜜柚生长的立地条件较差，养分失衡严重。针对平和地区琯溪蜜柚园土壤极酸，交换性钙、镁严重缺乏的现状，可通过年施用 1.0 ～ 1.5 kg/株钙肥［27］和 0.2 ～ 0.4 kg/株镁肥［7］等碱性肥料缓解［28］。针对有机质和速效钾严重缺乏的现状，推荐年施用有机肥15～20 kg/株，钾肥0.9～1.0 kg/株［7］。磷素在土壤中过度富集［25］，柚园应适量减施磷肥，参照李清华等［7］琯溪蜜柚年施用磷肥以0.5～0.6 kg/株为宜，位高生等［29］的研究表明，老龄树（>20年）施用0.85 kg/株磷肥果实产量及品质最佳。建议规模化柚园在生产实践中依据当前土壤和叶片的养分状况，结合不同树龄间养分需求差异［27］，成年树宜增施，幼龄树宜减施。制定出适宜的施肥方案，保证树体营养均衡。

4 结论

本研究初步结果表明，平和县琯溪蜜柚园土壤和叶片养分含量随树龄变化显著：土壤有机质、交换性钙、交换性镁、有效锰含量随树龄增大而显著降低，土壤有效硼含量整体缺乏且随树龄增大而显著升高；柚叶片钾、镁及铁含量随树龄增大而显著下降，锌显著升高。综上所述，随着柚园种植年限的上升，该地区应注重改良土壤酸性，适量增施有机肥、钾、钙、镁肥，减少磷肥的施用和含铜农药的喷施。