粤东地区柑橘园土壤养分调查分析

赖 多，邵雪花，匡石滋，肖维强，刘传和，贺 涵

（广东省农业科学院果树研究所/农业农村部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室/广东省热带亚热带果树研究重点实验室，广东 广州 510640）

【研究意义】广东是我国柑橘种植大省，种植历史悠久、品种丰富，2017年全省柑橘橙柚种植面积达28.64万hm2，总产量约400万t，是农民增收的支柱产业之一。但近年来随着柑橘产业的发展，农民不断追求产量而忽视果实品质。研究表明，除品种特性外，柑橘品质很大程度上受田间施肥和土壤的理化性质（如结构、质地等）及养分状况（如矿质元素等）影响[1-5]。此外，不同的土壤类型也会影响肥料的施用效果。唯有科学合理的养分供给才能保障柑橘高产优质，而柑橘园土壤养分状况是制定柑橘合理施肥方案的重要依据[6-7]。因此，明确柑橘园土壤养分丰缺状况，才能有针对性地指导田间合理施肥，科学调控柑橘树体营养，提高柑橘的产量和品质。【前人研究进展】由于不同柑橘栽培地区的地理位置、气候、土壤条件以及栽培管理方式等方面存在差异，各地柑橘园土壤的养分问题各不相同[8]。例如，湖北、湖南两省柑橘园土壤主要缺氮、硼、锌[9]；浙江省柑橘园土壤酸性较强，铁、锰、铜、锌等元素有效性较高，而钙、镁、硼等有效性较低[8]；重庆柑橘园土壤有机质含量偏低，主要缺乏锰、硼、锌[10]。2006年，姚丽贤等[11]调查发现广东柑橘园土壤的钾、钙、镁等养分不平衡。然而，近十几年来，柑橘栽培管理方式不断变化，肥料投入也不断增加，但是鲜见关于广东地区柑橘园土壤养分肥力状况的研究报道。【本研究切入点】粤东地区是广东省柑橘种植的老产区之一，主要种植蕉柑（又称潮州柑）。目前，尚未见有关粤东地区柑橘园土壤养分的调查研究。【拟解决的关键问题】本研究针对普宁市及饶平县28个柑橘种植园，采集0～30 cm土层土壤样品进行性质检测分析，综合评价粤东各柑橘种植区土壤肥力现状，以期为该产区柑橘园的合理施肥及树体营养和果实品质调控提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 采样地点

粤东普宁市、潮州市是蕉柑两大主产区，于2017年12月分别在普宁市（包括赤岗、洪阳、广太、南溪、云落镇）以及潮州市饶平县的柑橘园进行土壤样品采集。其中普宁市采集22个样点，饶平县采集6个样点，共计采集28个样点。饶平县样点采集2个贡柑园和1个椪柑园样品，其他均为蕉柑园样品。

1.2 样品采集方法与处理

于2017年12月柑橘采收前，对上述各样点进行土壤样品采集，利用GPS记录采样点的地理位置。

根据柑橘园的地形和面积合理布置采样点及采样数量，每个柑橘园不少于10个采样点。采用“S”形布点，每株对角采两点，采样避开施肥穴与滴灌头湿润区，用不锈钢取土器采集树冠滴水线附近 0～30 cm土样，每个土壤样品由10～15个样点的土壤组成混合样。将各采样点的土样等量混合均匀为一个样品，用四分法缩分至1 kg左右，装入干净的样品袋，注明样品编号、采样地点、时间和柑橘品种。土样采集带回实验室后，置阴凉处自然风干，磨碎、过筛备用。

1.3 测定指标及方法

有机质（OM）采用重铬酸钾外加热法测定；碱解氮采用碱解扩散法测定；有效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定；速效钾采用乙酸铵交换-火焰光度法测定；交换性钙和交换性镁用乙酸铵交换-原子吸收分光光度法测定；有效铁、有效锰、有效铜、有效锌用DTPA浸提-原子吸收分光光度法测定；有效硼用沸水浸提-姜黄素比色法测定；有效钼用草酸-草酸铵浸提-极谱法测定；土壤pH用水浸提-电位法测定（土水比 1∶2.5）。

1.4 土壤养分状况评价方法

柑橘园土壤pH评价参照庄伊美[12]和苏婷婷等[7]的分级标准。土壤有机质分级标准为：含量＜5.0 g/kg为极低，5.0～10.0 g/kg为低，10.0～15.0 g/kg为偏低，15.0～30.0 g/kg为适宜，＞30.0 g/kg为丰富。其他养分分级标准参照表1[13]，土壤养分变异程度分3个等级[14]。

试验数据采用Excel 2010和GraphPad Prism 8.0软件（www.graphpad.com）进行处理和统计分析。

表1 柑橘园土壤有效养分分级标准Table 1 Classification standards of soil available nutrients in citrus orchards

2 结果与分析

2.1 粤东柑橘园土壤pH和有机质含量状况

除了强酸性（pH＜4.5）和强碱性（pH＞8.5）土壤，柑橘在其余pH值土壤均适合或基本适合生长，但最适pH为5.5～6.5。从表2、表3结果可以看出，普宁市广太镇土壤pH值显著高于普宁赤岗、洪阳、南溪、云落镇和饶平县，其所有柑橘园土壤pH在最适合柑橘生长5.5～6.5范围，变幅为5.81～6.01，平均值和变异系数分别为5.93%和1.76%，为弱变异；饶平县83.33%柑橘园土壤pH基本适宜（66.67%）或最适宜（16.67%）柑橘生长，主要集中在4.8～5.5范围，变幅为4.78～5.56，平均值和变异系数分别为5.01和6.13%，为弱变异；赤岗、洪阳、云落镇所有柑橘园及南溪镇50%、饶平县16.67%柑橘园土壤pH＜4.8，偏酸性，其中最低为3.21，样本采于南溪镇柑橘园。总体来看，目前粤东地区柑橘园的土壤偏酸性，pH值平均为4.72，有60.71%的柑橘园土壤pH低于4.8，其中最适宜柑橘生长的土壤样本比例仅占14.29%。说明粤东地区柑橘园土壤有酸化的趋势，其原因可能是肥料施用不合理，氯化钾、硫酸铵、氨肥等酸性肥料在土壤沉积。因此，在田间养分管理上应减少酸性化学肥料的施用，同时要及时补充土壤有机质。

由表2、表3可知，广太镇柑橘园土壤有机质含量最高，显著高于饶平县，南溪、洪阳、云落镇柑橘园土壤有机质含量中等，赤岗镇最低。广太、洪阳、云落镇柑橘园土壤有机质含量均处于柑橘适宜生长范围15.0～30.0 g/kg，其变幅分别为18.6～22.1 g/kg、15.8～16.4 g/kg和 15.7～16.7 g/kg；平均值分别为20.03、16.06、16.04 g/kg；变异系数分别为9.15%、1.50%和2.44%，属于弱变异。南溪镇柑橘园土壤有机质平均含量为16.42 g/kg，比洪阳、云落镇高，但变幅（10.4～28.7 g/kg）范围较大，变异系数达到38.27%，属于强变异，有66.67%处于偏低水平（＜15.0 g/kg）。其次，赤岗镇和饶平县分别也有33.33%和16.67%柑橘园有机质含量处于偏低水平。对于整个粤东地区，柑橘园土壤有机质平均含量为16.82 g/kg，变幅范围为10.4～28.7 g/kg，变异系数为19.60%，属于中等变异等级；其中有机质含量偏低（10.0～15.0 g/kg）的占21.43%，而78.57%柑橘园土壤有机质含量比较丰富，均超过15.0 g/kg，适宜柑橘生长。但土壤有机质含量丰富（＞30.0 g/kg）的柑橘园比例为0。

表2 粤东柑橘园土壤pH和有机质含量Table 2 Soil pH and organic matter content in citrus orchards in Eastern Guangdong

表3 粤东柑橘园土壤pH和有机质分布情况Table 3 Distribution of soil pH and organic matter content in citrus orchards in Eastern Guangdong

2.2 粤东柑橘园土壤大、中量养分丰缺状况

由表4可知，粤东地区柑橘园土壤碱解氮平均含量为112.68 mg/kg，适宜柑橘生长，但仍有53.57%的土壤碱解氮含量处于缺乏水平（＜100 mg/kg），而且地区分布不均匀，变异系数较高，达到35.08%。其中云落和南溪柑橘园土壤碱解氮含量缺乏的比例分别为100%和66.66%，针对这类土壤，在实际生产中应多施加氮肥。粤东地区柑橘园土壤有效磷、速效钾基本不缺乏，分别有21.43%和10.71%的柑橘园适宜柑橘种植，而大部分柑橘园土壤有效磷、速效钾含量处于高量水平（分别大于80 mg/kg和200 mg/kg），分别占总量的78.57%和 78.58%；仅南溪、云落镇个别柑橘园土壤缺乏速效钾，但有效磷、速效钾两种养分的地区分布比碱解氮更不均匀，变异系数高达50%以上，属于强变异，说明地区之间的差异较大，应根据实际情况增加或减少磷、钾肥用量。

相对于大量养分，粤东地区柑橘园土壤中量养分交换性钙、交换性镁缺乏较严重，尤其是土壤交换性镁含量有89.29%的柑橘园偏低，含量极缺（＜80 mg/kg）的柑橘园达到32.14%，适宜柑橘种植的柑橘园仅占所有样本柑橘园的10.71%，且地区差异较大，变异系数达41.48%，其中适宜区主要集中在赤岗镇。而粤东地区柑橘园土壤交换性钙含量分布极为不均，变异系数高达54.43%，从极缺至高量各范围均有分布，有39.29%的土壤样本交换性钙含量在适宜柑橘种植的范围内，含量处于极缺和缺乏等级的比例分别占3.57%和46.43%，高量比例也不小，占10.71%，全部分布在广太镇。

2.3 粤东柑橘园土壤微量养分丰缺状况

由表5可见，粤东地区柑橘园土壤6种微量元素铁、锰、铜、锌、硼、钼有效养分含量范围分 别 为 31.37～268.63、5.73～32.84、0.74～5.70、0.87～7.81、0.12～0.59、0.08～0.35 mg/kg，各 有 效养分含量变异系数在38%以上（均大于30%），属于强变异。从分布频率来看，粤东地区柑橘园土壤有效铁普遍过量，占样本总量的96.43%，尤其是洪阳、广太、南溪镇，有效铁平均含量在200 mg/kg以上；土壤有效铜含量适宜柑橘种植的样本比例仅有10.71%，含量处于高量和过量等级的样本比例分别占39.29%和50%；土壤有效锰、有效钼含量不同地区差异较大，67.86%和78.57%的土壤样本有效锰和有效钼含量适宜柑橘种植，高量水平的样本比例分别为33.24%和17.86%，而个别柑橘园土壤有效钼含量处于过量水平，占3.57%，主要集中在洪阳镇；柑橘园土壤有效锌含量适宜种植的分布比有效锰、有效钼较广，适宜的样本比例高达 82.14%，缺乏和高量的样本比例为3.57%与14.29%。不同于其他5种微量元素，粤东地区柑橘园土壤严重缺硼，67.86%和21.43%的土壤样本有效硼含量处于极缺和缺乏等级，仅有10.71%土壤有效硼适宜柑橘种植。

2.4 粤东柑橘园土壤pH、有机质及有效养分相关性分析

对粤东柑橘园土壤pH值与各养分及养分之间进行相关性分析，结果见表6。从表6可以看出，土壤pH与有效钙、有效锰含量呈极显著正相关，与土壤有效铜呈显著正相关；土壤有机质与有效钾呈极显著正相关，与碱解氮、有效硼呈显著正相关；土壤碱解氮与有效磷、有效钾呈极显著正相关，与有效硼呈显著正相关；土壤有效磷与有效钾呈显著正相关，与有效镁呈显著负相关；土壤有效钾与有效硼呈显著正相关，土壤有效钙与有效镁、有效锰呈极显著正相关，与有效锌呈显著正相关；土壤有效铁与有效硼呈极显著负相关；土壤有效铜与有效锌呈极显著正相关。

表4 粤东柑橘园土壤大、中量养分含量和分布频率Table 4 Contents and distribution frequency of available macro-medium-element in soil of citrus orchards in Eastern Guangdong

3 讨论

土壤酸碱度是土壤肥力和作物生长的重要限制因子，对土壤养分的存在状态和有效性密切相关以及生物作用过程都有重要影响[15-16]。粤东地区柑橘园土壤pH普遍偏酸性，个别柑橘园已经酸化。土壤酸化的实质是土壤中的H+与胶体表面盐基离子交换反应，盐基离子淋湿，H+又与矿物晶格表面Al反应形成交换性铝，H+和Al3+过多导致土壤pH降低[17-19]。从粤东地区28个柑橘园土壤主要养分状况推断，柑橘种植过程引起土壤中交换性铝和可溶性铝的聚集，降低盐基离子如Na+、Ca2+及Mg2+的含量，是导致柑橘园土壤酸化的一个主要原因。此外，酸性肥料大量施用、不合理的耕作措施以及南方多酸雨也会引起土壤的酸化[17]。尽管柑橘是一种喜酸性植物，在酸性土壤可以生长，但是土壤过酸一方面会导致土壤养分失衡，另一方面也会影响柑橘对矿质养分的吸收，造成根系生长不良、果实品质下降等问题[1,20-21]。因此对于粤东地区柑橘种植者，应注重田间管理措施，根据实际情况，可通过施用化学改良剂如石灰或其他碱性肥料适当提高土壤pH。

表5 粤东柑橘园土壤微量养分含量和分布频率Table 5 Contents and distribution frequency of available microelement in soil of citrus orchards in Eastern Guangdong

表6 粤东柑橘园土壤pH、有机质及有效养分相关性分析结果Table 6 Correlations among soil pH, organic matter and available nutrients in citrus orchards in eastern Guangdong

粤东地区柑橘园有机质含量比较丰富，土壤碱解氮总体上处于适宜范围，而超过70%柑橘园的有效磷、钾处于高量水平。粤东地区柑橘园土壤磷、钾呈过量状态，可能是由于粤东地区柑橘上农民长期习惯施用等量氮、磷、钾三元复合肥（15-15-15或16-16-16），不依据柑橘的吸收规律施肥，造成过量的磷和钾在土壤中滞留；而且磷在土壤中移动性较差，难以被柑橘利用[22]。这也可能是因为土壤pH降低，导致增加了磷、钾肥的有效性[23]。但是仍有53.57%的柑橘园土壤碱解氮处于缺乏水平，而且地区差异较大。这主要是土壤氮素受季节影响[24]，而粤东地区夏季雨水丰富，不合理的施肥方式（如土壤撒施）导致大量氮素随地表径流流失。从本调查结果看，应适当增加氮肥，合理控制磷肥和钾肥的施用。

中量元素钙和镁是柑橘生长必需的矿质营养元素，与果实的品质和产量密切相关。粤东地区柑橘园土壤的交换性钙和交换性镁普遍缺乏，与前人的研究一致[11]，其中交换性镁含量有89.29%的柑橘园偏低，其中极缺比例高达32.14%。本研究结果表明，土壤pH与交换性钙间以及交换性钙与交换性镁间呈极显著相关性，与苏婷婷等[7]对重庆市柑橘园土壤养分的相关性分析结果一致。因此，可推测造成粤东地区柑橘园交换性钙、镁普遍缺乏的主要原因是土壤pH偏低，导致钙、镁易流失。同时，粤东柑橘种植区主要处于我国东南沿海，属南亚热带季风气候区，海洋性气候明显，土壤风化和淋溶作用强烈，钙、镁随原生矿物的分解而淋失[25]。因此，粤东地区柑橘园应该增加钙肥、镁肥施用量。

粤东地区柑橘园土壤的微量元素普遍不平衡，有效含量均存在不同程度的缺乏或过量，其中有效硼缺乏比较严重，而有效铁、有效铜普遍过高。姚丽贤等研究表明，广东柑橘园土壤缺硼比例达51.4%[11]，而本研究调查发现粤东柑橘园有67.86%和21.43%的土壤有效硼含量处于极缺和缺乏等级，且有效硼与碱解氮呈显著正相关，与有效铁呈极显著负相关。这可能与长期以来我国柑橘生产上不太重视硼肥的施用有关[26]。而大量的研究表明，影响柑橘园土壤中微量养分有效含量的原因很多，除了与成土母质本身的养分含量高低有直接关系外，还与柑橘园所处的地理位置以及农民的施肥习惯有关，例如含铜杀菌剂的连续喷施也会导致铜含量过高[26-28]。可见，土壤有效铜含量过高的一个因素可能是粤东地区柑橘产区溃疡病比较严重，生产上经常喷施含铜杀菌剂。其次，土壤pH值是影响土壤有效硼、有效铁含量的重要因素，即土壤pH越低，有效硼、有效铁含量越高[10,29-30]。另外，粤东地区柑橘园土壤pH、有机质及多个大中微量元素养分之间存在显著或极显著正相关或负相关关系，而土壤中养分之间存在相互拮抗或协同作用，pH的变化也会影响这些机制[31]。因此在生产管理中，应该通过这些养分的相关关系，调节柑橘园土壤的有效养分。

4 结论

通过养分等级评价可知，粤东地区柑橘园土壤普遍偏酸性，土壤养分不平衡，不同养分的丰缺状况差别很大，有效磷、有效钾、有效铁、有效铜等养分含量较高，而有效钙、有效镁、有效硼等养分含量较低。因此，粤东地区柑橘园在今后的田间施肥中，应结合营养诊断进行合理施肥，酸性柑橘园应增施石灰或碱性肥料，适当控制磷、钾肥的施用，并加强钙、镁、硼肥的施用。