山西省梨主产区梨园土壤养分和叶片营养的调查研究

白牡丹，郝国伟，张晓伟，杨 盛，郭黄萍

（山西省农业科学院果树研究所/果树种质创制与利用山西省重点实验室，太原030031）

0 引言

山西省地处黄土高原，土层深厚、海拔高、光照充足、昼夜温差大，具有生产优质梨果得天独厚的地理环境优势，是国内梨树栽培最适宜的区域之一。梨树是山西省第二大果树栽培树种，从南到北均有分布，以忻州、晋中、晋东南、晋南4个梨区比较集中。

近年来，山西省梨的面积和产量都呈动态稳定逐年增长的趋势。据山西省农业厅统计，2010年梨园面积达8.53万hm2，产量90万t；2011年梨园面积达8.6万hm2，产量 93.5 万 t；2015 年梨园面积达 9.51 万 hm2，产量132.08 万 t；2017 年 梨 园 面 积 达 10.18 万 hm2，产 量133.12万t。但是，梨果品质却没有相应提升。梨园基础实施条件差、管理模式单一、盲目施肥、土壤养分失衡等是导致梨果品质无法提升的重要原因。因此，本研究对山西省梨主产区梨园土壤养分和叶片营养状况进行调查分析，以期为山西省梨果生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

研究田间试验于2016 年在山西省代县、原平、祁县、隰县和运城盐湖区5 个梨主产区及山西省农业科学院果树研究所梨试验基地（简称果树所）进行，室内试验在果树所进行。选择晴天进行田间样品采集。

1.2 土壤和叶片样品采集及处理

代县梨园的主栽品种为15～22 年生‘酥梨’；原平梨园的主栽品种为16～24 年生‘酥梨’；祁县梨园的主栽品种为9～32年生‘玉露香梨’和‘酥梨’；隰县梨园的主栽品种为12～20年生‘玉露香梨’、‘晋蜜梨’和‘酥梨’；运城盐湖区梨园的主栽品种为9～32 年生‘红香梨’和‘酥梨’；果树所梨园的主栽品种为15～20年生‘玉露香梨’。

用GPS定位采集样品的梨园，记录经纬度。每个梨园取样点都按S 形布点采集土样和叶片，采集8 个点。土样取0～40 cm土壤，多点混合，按照四分法留1 kg备用，将土样自然风干，用木棍研细通过1 mm孔径的尼龙筛，过筛混匀装袋后待测。叶样取每株树冠外围东、西、南、北、中部1.5 m上下高度的长枝健康完整叶片，每个方向取叶5片，每株树约25片叶，编号后置于装有冰袋的泡沫箱带回实验室，洗涤、烘干、研磨后过筛，混匀装袋后待测。

1.3 测定方法

土壤有机质含量采用油浴加热重铬酸钾氧化容量法测定；全氮含量测定采用凯氏定氮法；有效磷含量测定采用碳酸氢钠-钼锑抗比色法；速效钾含量测定采用乙酸铵浸提-火焰光度计法；有效铜、锌、铁、锰含量用四乙酸(DTPA)提取-原子吸收分光光度法[1]。叶片氮含量测定采用凯氏定氮法；磷、钾、铁、锰、铜、锌含量采用电感耦合等离子体原子发射光谱法。每个指标重复测定3次。

2 结果与分析

2.1 土壤pH值及有机质含量分析

由图1可知，代县、原平、祁县、隰县、运城盐湖区、果树所梨园土壤酸碱度平均为pH 7.62、7.61、7.51、7.69、7.65、7.52，稍微偏碱。梨树生长适宜的土壤范围是pH 5.6～7.2，但在pH 5.8～8.5条件下均可生长[2]。

图1 梨园土壤pH值

土壤有机质是梨园土壤肥力的重要指标。由图2可知，代县、原平、祁县、隰县、运城盐湖区、果树所梨园土壤的有机质含量平均值分别为8.57、10.85、14.17、8.77、13.47、17.17 g/kg。参照绿色食品园地土壤肥力分级指标[3]，果树所调查的梨园有机质含量达到了Ⅱ级尚可标准，其他地区梨园有机质含量都偏低。

图2 梨园土壤有机质含量

2.2 土壤营养元素含量分析

由表1可知，果树所梨园土壤的全氮含量大于1.0 g/kg，参照绿色食品园地土壤肥力分级指标[3]，达到Ⅰ级优良标准；祁县和运城盐湖区梨园土壤的全氮含量平均值大于0.8 g/kg，达到了Ⅱ级尚可标准；代县、原平、隰县梨园土壤的全氮含量偏低。

表1 梨园土壤养分含量分析

梨园土壤有效磷和速效钾的适宜标准值参照张光星[2]的标准分别为10～40、65～200 mg/kg。代县60%的梨园土壤有效磷含量偏低，其他地区土壤有效磷含量均衡；所有梨园土壤速效钾含量都在适宜值内或高于适宜值，说明山西省梨园土壤中钾肥供给充足。

梨园土壤微量元素铁、锰、铜、锌的适宜值参照李美桂等[4]的标准。由表1可以看出，几乎所有梨园土壤有效铁含量低于适宜值10～250 mg/kg；原平、祁县、运城盐湖区、果树所梨园土壤有效锰含量在适宜值7～100 mg/kg 范围，代县和隰县梨园土壤有效锰含量偏低；运城盐湖区和果树所梨园土壤有效铜含量在适宜值1～4 mg/kg范围内，代县、原平、祁县、隰县梨园土壤有效铜含量偏低；梨园土壤有效锌含量变幅较大，变异系数达108.17%，原平、祁县、运城盐湖区部分梨园土壤锌含量在适宜值1～4 mg/kg 范围内，果树所梨园土壤锌含量较丰富，代县和隰县缺锌最严重。

2.3 叶片营养元素含量分析

梨园叶片营养元素的适宜值参照李港丽等[5]的标准。由表2可以看出，代县、果树所梨园叶片氮含量在适宜值20～24 g/kg范围，原平、祁县、隰县、运城盐湖区梨园叶片氮含量丰富；各梨园叶片磷含量都在适宜值1.2～2.5 g/kg 范围内；梨园叶片钾含量的适宜值为10～20 g/kg，所有梨产区均有部分梨园叶片钾含量不足，原平和运城盐湖区梨园叶片缺钾最严重，祁县梨园叶片钾含量较均衡。

调查梨园叶片铁含量变幅较大，隰县、运城盐湖区、果树所梨园叶片铁含量在适宜值96～168 mg/kg内，代县、原平、祁县大多数梨园叶片铁含量高于适宜值。梨园叶片锰含量平均值为100.31 mg/kg，远高于梨园叶片锰适宜值30～60 mg/kg，说明山西省梨园叶片锰含量丰富。梨园叶片铜含量都在适宜值6～50 mg/kg范围内，能满足树体生长需求。梨园叶片锌含量范围在9.79～21.87 mg/kg，低于适宜值，所有梨产区大部分梨园叶片锌含量不足，祁县梨园叶片缺锌最严重。

2.4 叶片营养元素与土壤养分含量的相关性分析

从表3 可以看出，叶片中的氮含量与土壤中的锌含量呈显著负相关；叶片中的铁含量与土壤中的钾含量呈极显著负相关，与铜含量呈显著正相关。叶片中的氮、钾、铜元素含量与土壤中相应元素呈负相关，叶片中的磷、铁、锰、锌元素含量与土壤中相应元素呈正相关，但相关性都不显著。

表2 梨园叶片营养元素含量分析

表3 叶片营养元素与土壤养分含量相关性分析

3 结论

大多数梨园pH值高于梨树生长的适宜标准值，土壤pH 值偏高已经成为山西省地区梨园生产的障碍因子。除果树所外，其他地区梨园土壤有机质含量普遍低。大多数梨园土壤有效磷、速效钾、有效锰含量丰富，97%的梨园有效铁含量不足；50%以上的梨园土壤全氮、有效铜、有效锌含量不足。果树所梨园土壤养分含量较为均衡。土壤中有机质和全氮对其他元素的影响较大。

梨园叶片氮、铁、锰含量丰富，磷和铜含量相对适宜，80%的梨园叶片锌含量不足，75%的梨园叶片钾含量不足。叶片营养元素氮、磷、铁、铜的含量果树所梨园较均衡。梨园叶片中铁含量与锰、铜、锌含量比较密切，磷含量与其他元素含量之间存在一定程度的协同作用。

梨园叶片中的氮、磷、钾、铁、锰、铜、锌与土壤中相对应的元素含量存在一定的正负相关性，但相关性都不显著。因此，在山西省梨主产区应采用叶片诊断为主、土壤测定为辅的方法制定施肥方案。在实际应用中，还应根据梨树的需肥规律、梨园土壤的供肥规律合理选用适宜氮磷钾比例的复合肥。

4 讨论

土壤pH 值影响果树根系对矿质养分的吸收与利用，梨树在pH 5.8～8.5条件下可以正常生长[2,6-7]。本研究结果表明，山西省梨主产区梨园土壤酸碱度大于pH 7.5，土壤整体呈碱性，因此，施肥时应注意施入偏酸性肥料调节土壤pH值，或者改良土壤酸碱性，以利于树体根系生长和土壤营养吸收。有机质含量是衡量土壤肥力的重要指标，有机质的胶体特性能吸附土壤中较多的阳离子，使其具有保肥力和缓冲性，还能改善土壤的理化性状[8-9]。谢凯等[10]研究认为有机质、碱解氮、pH值是环渤海湾地区梨园土壤养分的主要限制因子。张强等[11]的研究表明土壤有机质含量与矿质营养成分均有正相关性，提高果园土壤有机质含量可增加土壤中微量元素的有效含量。霍颖等[12]的研究表明梨园行间种草可以提高沙地梨园土壤表层和亚表层有机质含量和土壤养分含量，改善土壤供肥状况。山西省梨园有机质含量普遍偏低，其原因可能是大多数梨园有机肥施用不足。所以，山西省梨园应增施有机肥，同时采取果园生草、覆草，以提高土壤有机质含量及微量元素的含量。在实际生产过程中，山西省梨园普遍存在氮肥施用过量，而调查结果却显示，50%的梨园土壤全氮含量偏低，这可能与氮肥施用时期、施肥次数、施肥技术等有关[13]。

山西省梨园土壤有效磷和速效钾含量适宜或者偏高，叶片中磷含量适宜、钾含量缺乏。这说明土壤矿质营养丰富可为树体提供充足的养分，但当土壤矿质养分含量超过一定期限时，过高的养分含量并不能使树体相应的营养含量也增高。沈洋等[14]研究结果表明，土壤有机质、交换性镁、有效锌含量适中，有效锰含量丰富、交换性钙、有效铁、有效铜含量较低时才能获得较好品质的梨果。山西省大多数梨园土壤有效铁、有效铜含量不足，少数梨园土壤有效锌含量较低，因此，可以通过增施微量元素肥来提高果实品质。袁怀波[15]研究指出苹果梨叶片磷、镁含量适中，需控制氮、铁，补充钾。潘海发和徐义流[16]研究报道砀山酥梨叶片存在缺钾现象。山西省大多数梨园叶片氮、铁、锰含量较丰富，磷和铜相对适宜，钾和锌缺乏。不同品种梨树叶片矿质营养差异较大，因此在制定施肥方法时，应根据不同品种自身的营养状况进行[17]。

叶片营养主要来源于土壤施肥和叶面追肥，叶片营养状况在一定程度上可以反映土壤以及树体的养分状况[18-19]。结合土壤养分理论，叶片营养元素与土壤相应元素并不是孤立存在的，表现为对应关系，两者之间存在着一定程度的相关性，这种相关性是指导果树进行科学施肥的重要依据[20]。本研究中，山西省梨园叶片中的氮、磷、钾、铁、锰、铜、锌与土壤中相对应的元素含量存在一定的正负相关性，但相关性都不显著，主要原因可能与果园土壤的养分分布特点和果树的生物学特性有关。贾兵等[21]对安徽沙壤土砀山酥梨梨园的研究结果和任爱华[22]对黑龙江省梨主产区梨园的研究结果与之相似。而魏雪梅等[23]对金花梨的研究结果表明梨园土壤中钙元素含量与叶片中钙元素呈极显著正相关，土壤中镁、硼元素含量与叶片中镁、硼元素呈负较高相关，土壤中氮、磷、锌、铁元素含量与叶片中相应元素呈较低负相关。这说明叶片营养元素含量与土壤中相应的营养元素之间并不是简单的对应关系，单纯通过土壤施入某种元素并不一定能提高叶片中相应元素的含量。因此，要进行科学合理地施肥，不能单一的通过测定土壤或叶片中营养元素的多少来确定相应叶片和土壤中养分的丰缺，并以此来判断施肥量。

已有研究表明，果实产量与土壤磷、钾、钙、铁、锌、铜呈正相关，受多种矿质元素的综合影响[24]。施钾肥可提高果实的可滴定酸、可溶性糖及Vc含量[25]。受到调查条件的限制，本研究没有开展山西省梨主产区梨果产量和品质的调查，下一步将对其进行调查，并开展山西省梨园土壤和叶片营养元素含量与产量和品质关系的分析。因此，山西省梨园营养诊断配方施肥方面研究还需进一步细化。