河北省苹果园土壤肥力状况调查及施肥对策

2020-01-03马筱建杨素苗石海强秦立者杜纪壮徐国良尼群周段鹏伟

天津农业科学 2020年11期

马筱建杨素苗石海强秦立者杜纪壮徐国良尼群周段鹏伟

摘要：為掌握河北省苹果果园土壤肥力状况，解决单产偏低问题，促进苹果产业健康发展，于2019年秋季对河北省9地市43个苹果果园开展了土壤肥力调查，分析了河北省果园的有机质和大量元素肥力状况，并针对性提出了施肥策略。主要结果：（1）河北省苹果园土壤有机质明显偏低，平均含量9.3 g·kg-1，总体上仅有18.6%的果园有机质处于适量到丰富水平，有81.4%的果园处于有机质缺乏或者较低的状态;（2）土壤速效氮平均值为57.8 mg·kg-1，有65.1%果园处于速效氮低或者缺乏水平，有27.9%处于适宜水平，有7%处于丰富水平;（3）土壤有效磷平均值为54.3 mg·kg-1，相对较丰富，有65%果园处于适量或丰富水平，而约35%处于较低或缺乏水平;（4）土壤速效钾的平均值为122.8 mg·kg-1，整体上有76.7%土壤速效钾养分处于低或者缺乏状态， 23.3%处于适量或丰富水平;（5）总体土壤肥力偏低是造成河北省苹果单产偏低的重要原因之一。施肥策略：（1）增加有机肥施用，注重土壤肥力培养;（2）加强测土施肥和施肥标准化技术的应用;（3）有机无机肥施用相结合。

关键词：河北省;苹果果园;土壤肥力;大量元素养分;施肥策略

中图分类号：S661.1 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2020.11.011

Investigation of the Apple Orchard Soil Fertility in Hebei Province and Fertilization Strategy

MA Xiaojian， YANG Sumiao， SHI Haiqiang， QIN Lizhe， DU Jizhuang， XU Guoliang， NI Qunzhou， DUAN Pengwei

（Shijiazhuang Pomology Institute， Hebei Academy of Agriculture and Forestry， Shijiazhuang， Hebei 050061，China）

Abstract： In order to know the soil fertility status of the apple orchards in Hebei Province， and help to solve the problem of lower unit land yield and to develop the apple production industry，investigation was made of 43 orchards in 9 prefectures of the province. This paper published the investigation results about the organic matter and macro-nutrient status in the apple orchards. According fertilization strategy was also suggested. The investigation results were as follows ：（1） generally the soil organic matter of the apple orchards in Hebei Province was in a lower status with an average content of 9.3 g·kg-1， 81.4% of the orchards was in poor or low status， only 18.6% was in appropriate or rich status; （2） the average soil available nitrogen was 57.8 mg·kg-1， among them， 27.9% was “appropriate”， 65.1% was in poor or short status， 7% was in rich status; （3） the average soil available phosphorus was 54.3 mg·kg-1， a generally abundant status， among them about 65% was in appropriate or rich status， 35% was in poor or short status; （4） the average soil available potassium was 122.8 mg·kg-1， among them， 76.7% was in poor or short status， 23.3% was in appropriate or rich status; （5） lower general fertility was one of the main causes of the problem of lower apple yield for the orchards in Hebei Province. The recommended fertilization strategy included：（1） paying attention to cultivate soil fertility and increasing the application of organic fertilizer; （2） extending the soil testing based chemical fertilizer application and standardizing orchard fertilization; 3） combined use of chemical fertilizer and organic fertilizers.

Key words： Hebei Province; apple orchard; soil fertility; micro-elements; fertilization strategy

河北省是我国主要的苹果主产省之一，约在2007年之前，河北省苹果面积和产量分别占全国第三和第四位，2007年之后，面积和产量分别占全国的第四和第五位[1-2]。总体来看，河北省虽然是苹果生产大省，但长期存在面积和产量在全国的位次不匹配现象，实质上反映了单产较其他生产大省低的现实问题。造成这一问题的原因可能有多种，比如生产环境条件，管理水平，水资源限制等，但土壤肥力方面也是重要原因之一。土壤肥力是植物生产的基础，果园土壤肥力对苹果优质高效生产及促进农业增收具有重要作用[3]。土壤养分指标是土壤肥力的体现，也是果树生产环境条件和施肥技术的综合反映。鉴于土壤肥力的重要性，国家规模的耕地土壤肥力调查，已经开展过多次，并且对大田作物有着明确的肥力指标，比如全国第二次土壤普查将土壤肥力分为六级[4]。但蔬菜、果树等对土壤养分和施肥制度与小麦、玉米等大田作物有明显不同，肥力指标也不同[5-6]，因此许多从事果树研究专家对苹果果园的土壤肥力开展了单独的调查和评价研究[7-9]。为了摸清河北省苹果果园的土壤肥力状况，探明单产水平低的原因，以提高水果生产水平，开展了河北省全省范围果园土壤肥力调查研究。本文，分析了苹果园土壤有机质和大量元素肥力指标的调查结果，并针对性的提出了施肥策略。

2 材料和方法

本研究所选调查区域为除张家口和廊坊外的河北省9地市，33个苹果种植县共43个富士苹果园（表1），南起邯郸市磁县，北至承德市平泉市（N 36°41′—41°20′，E 113°78′—119°27′）调查苹果园选取原则首先选择当地知名度较高的苹果生产基地，其次侧重规模种植大户或者合作社，兼顾地点均衡。土壤样品采集时间为2019年10—11月，每个果园选取有代表性的三棵苹果树（富士类），分别采集每棵树的行间，株间和树冠下三个点0～20 cm土层的土壤，土樣采用四分法混合均匀后，装袋。土壤样品取回后，风干，过2 mm 筛。样品有机质测定采用重铬酸钾滴定法;碱解氮采用扩散法;有效磷采用碳酸氢钠浸提，钼锑抗比色法;速效钾采用醋酸铵浸提，火焰光度法[10]。

果园土壤丰缺指标按照《河北省菜地、果园土壤土壤养分状况与调控技术》的指标[6]判断，具体各土壤肥力指标列于表2。

采用EXCEL 2016和SPSS16.0进行数据处理。

3 研究结果

3.1 土壤有机质状况

表3是河北省不同地市取样调查的苹果园0～20 cm土层土壤有机质情况。从有机质的调查结果来看，整体上河北省苹果园有机质含量偏低，平均含量为9.3 mg·kg-1，根据选择的河北省果园土壤肥力指标，该平均值属于<10 g·kg-1的缺乏水平。但是全省果园土壤有机质变异系数为83.4%，变异系数比较大。因此实际情况是有一些果园有机质含量会比较高。表3结果表明，有9.3%的果园土壤有机质>20 mg·kg-1，属于丰富的水平，还有9.3%的果园土壤有机质在15～20 mg·kg-1之间，属于“适量”水平，即总体上仅有18.6%的果园有机质处于适量到丰富水平，而60.5%果园有机质处于<10 g·kg-1的缺乏的水平，还有20.9%处于低的水平，或者说有81.4%的果园处于有机质缺乏或者较低的状态。

不同地区有机质差异也很大，其中果园土壤有机质地区平均含量由大到小的次序为：承德13.7 mg·kg-1 >唐山7.3 mg·kg-1 >邢台5.6 mg·kg-1 >保定4.2 mg·kg-1>邯郸3.5 mg·kg-1 >石家庄3.1 mg·kg-1 >衡水3.0 mg·kg-1。同时同一区域不同果园土壤有机质含量差异也很大，其中石家庄、邢台和邯郸的区内变异比较大，变异系数Cv达到75%以上。而衡水、保定的果园土壤有机质变异相对较小，Cv在22.5%～33%间。

有机质是果园土壤肥力的一个重要表征指标，上述结果表明，河北省果园整体上有机质含量偏低，仅有不足20%果园有机质处于较好状态，而有80%以上的果园处于有机质较低或者缺乏状态。

3.2 土壤速效氮状况

河北省苹果果园0～20 cm土壤速效氮调查结果列于表4，该土壤速效氮包括了土壤铵态氮和硝态氮。从表4结果来看，土壤速效氮平均值为57.8 mg·kg-1，从平均数数值来看，速效氮含量处于30～60 mg·kg-1的低水平。有16.3%的苹果园土壤速效氮处于<30 mg·kg-1 缺乏水平，48.8%果园处于30～60 mg·kg-1的“低”水平，有27.9%果园处于60～120 mg·kg-1的适量水平，有7%处于>120 mg·kg-1 丰富水平。另外整体上看土壤速效氮的变异系数Cv为65.8%，也是比较高的，其最大值为210.2 mg·kg-1（唐山滦州市杨柳庄镇燕子峪村），最小值17.7 mg·kg-1（承德市平泉市小寺沟镇河沟子村），最大值和最小值相差10倍。这说明，不同地区果园土壤速效氮水平相差很大。

表4中结果还表明，同一地区，不同果园土壤速效氮差别也是比较大的，比如邢台地区果园土壤速效氮最大值为124.9 mg·kg-1，最小值为19 mg·kg-1，相差5倍多，再比如石家庄地区果园速效氮最大值为114.7 mg·kg-1，而最小值为32.7 mg·kg-1，两者相差2.5倍。

按调查的地区来说，河北省全省果园土壤速效氮，地区平均值由大到小次序分别为：

唐山92.5 mg·kg-1>保定80.8 mg·kg-1>邢台63.2 mg·kg-1>承德61.5 mg·kg-1>石家庄59.9 mg·kg-1>衡水48.1 mg·kg-1>邯郸28.7 mg·kg-1，以唐山的平均值最大，邯郸平均值最小。

从上述果园土壤速效氮的调查结果来看，整体上河北苹果园有65.1%处于速效氮低或者缺乏水平，有7%处于丰富水平，仅27.9%处于适宜水平。因此河北省果园氮肥的施用存在一定问题，部分果园氮肥不足，而有的施用过量。氮肥施用过量，不仅会影响水果品质，而且还会造成硝态氮淋溶，污染地下水，威胁环境安全。

3.3 土壤有效磷状况

表5是河北省苹果园土壤速效磷的调查结果。从结果来看，全省苹果园土壤有效磷平均值为54.3 mg·kg-1，按照河北省有关果园土壤有效磷指标，40 mg·kg-1以上为土壤有效磷丰富的标准，即从平均值来看，河北苹果园土壤有效磷比较丰富，但从表5的有效磷变异系数来看，其Cv达到了110.4%，即高度变异，因此还应具体分析具体果园土壤速效磷的养分状况。从表5结果来看，仍然有23.3%的果园土壤速效磷低于10 mg·kg-1，即对果园来说属于缺乏的范畴。另外有11.6%果园土壤处于有效磷10～20 mg·kg-1的低水平。对磷养分来说，有27.9%果园处于适量（20～40 mg·kg-1）水平，37.2%果園处于丰富（>40 mg·kg-1）水平。总体来看河北苹果园土壤有效磷65.1%果园处于适量或者高于适量的水平，而约35%处于较低或缺乏水平。

从表5区域有效磷平均含量来看，果园土壤有效磷由高到低的次序为：保定121.8 mg·kg-1>唐山110.0 mg·kg-1>邢台49.1 mg·kg-1 >衡水38.7 mg·kg-1 >石家庄38.1 mg·kg-1 >承德23.5 mg·kg-1>邯郸14.6 mg·kg-1。果园区域土壤有效磷变异系数在57.5%-120%之间，变异较大。但分析区域土壤有效磷含量特征，保定地区果园最低有效磷含量达到了60 mg·kg-1，因此保定地区土壤有效磷整体上是最高的。而邯郸、承德最高土壤有效磷含量分别为38.3 mg·kg-1和51.3 mg·kg-1，其最高值相对较低，因此这两个地区有效磷平均含量是比较低的。其他地区如邢台、唐山、石家庄等有效磷含量居于中间。河北省土壤母质缺磷，因此土壤磷主要来自施肥，苹果园土壤不同有效磷反映了不同施肥习惯。

3.4 土壤速效钾状况

表6是河北省果园土壤速效钾的调查结果。从表中结果来看，河北省调查的9个地市43个果园土壤速效钾的平均值为122.8 mg·kg-1，这个数值速效钾的含量处于河北省果园指标中100～150 mg·kg-1的低水平。但土壤速效钾全省果园土壤含量的变异系数Cv达到了84.8%，最大值土壤速效钾含量为518.3 mg·kg-1（顺平县神南乡南神南村），最低值为31.9 mg·kg-1（宽城自治县宽城镇于杖子村），两者相差16倍。因此，具体全省苹果园土壤钾水平虽然整体较低，但有13.9%的果园土壤速效钾处于>200 mg·kg-1的丰富水平，有9.4%处于150～200 mg·kg-1的适宜水平，有23.2%处于100～150 mg·kg-1的低水平，有53.5%处于<100 mg·kg-1的缺乏水平。整体上来看，河北省苹果园有76.7%土壤速效钾养分处于低或者缺乏状态， 23.3%处于适量或丰富水平。

从地区来看，不同地区果园土壤平均速效钾含量由高到低顺序为：保定233.2 mg·kg-1>唐山187.1 mg·kg-1>秦皇岛151.4 mg·kg-1>衡水131.1 mg·kg-1>邢台105.3 mg·kg-1>石家庄104.8 mg·kg-1>沧州96.8 mg·kg-1>邯郸72.1 mg·kg-1>承德64.3 mg·kg-1。从表中调查数据来看，保定、唐山、衡水土壤速效钾相对较高，而承德、邯郸的土壤速效钾相对较低，但除保定外，各个地区都有严重缺钾的果园存在。

4 结论与讨论

4.1 河北省苹果园土壤主要存在问题

上述土壤养分调查结果表明，目前河北苹果果园整体土壤肥力不高，果园间土壤养分变异大，主要存在以下问题：

（1）土壤有机质含量较低

土壤有机质是苹果土壤肥力重要指标，它会影响到苹果的品质和产量[11]。河北省果园整体上有机质含量偏低，仅有不足20%果园有机质处于较好状态，而有80%的果园处于有机质较低或者缺乏状态。提升有机质水平，是提升河北省苹果产量品质的一个有效手段之一。

（2）果园间养分变异大

果园土壤养分会受到土壤母质、灌溉、果园管理等多方面因素影响，但施肥是一个重要因素。全省范围内速效氮Cv 为65.8%，有效磷Cv 为110.4%、速效钾Cv为84.8%，果园间土壤养分变异大主要受到不同施肥量的影响。它反映果园间不同果园施肥水平差异较大，土壤养分管理的随意性较大问题。

（3）施肥重无机轻有机

土壤有机质是一个长期过程形成的，它是施肥习惯的重要反映。调查结果中河北苹果园整体有机质含量偏低，表明长期有机肥投入不足，主要依赖化肥进行生产。这种施肥习惯不容易平衡苹果的产量和品质。河北省苹果面积产量在全国位次上出现一些下滑迹象，产量由全国第四位逐渐到下滑到第五位，与不合理施肥可能有一定内在关系。

（4）土壤肥力偏低是造成苹果单产较低的原因之一。

综合以上调查结果，河北省苹果园土壤肥力总体偏低，并且不同果园土壤肥力差异很大是造成苹果单产较其他生产大省偏低的重要原因之一。

4.2 施肥策略