上海郊区不同种植区域桃园土壤养分特征研究

褚长彬，赵 峥，周德平，吴淑杭*，金海洋

(1 上海市农业科学院生态环境保护研究所，上海 201403；2 上海市农业技术推广服务中心,上海 201103)

经济作物是上海农业的重要组成部分，其中又以蔬菜和瓜果类作物为主。桃是上海主要栽培的果树品种之一，现有种植面积6 000多hm2，超过了上海果树总种植面积的20%，年产值达6亿元(人民币，下同)，具有较高的经济效益产出[1]。上海桃的栽培品种以水蜜桃和黄桃为主，肉质柔软，甜美多汁，种植区域主要集中在浦东、金山和奉贤等区[2-5]。桃中不仅含有丰富的维生素和中微量元素，同时也具有良好的保健功能，例如水蜜桃具有美肤、清胃、润肺、祛痰等功能，而黄桃则能调节血糖、抗氧化和延缓衰老，是当下最受欢迎的水果之一。

桃的品质是决定其经济价值的关键因素，而诸多研究表明果树果实的品质与土壤养分特征和施肥等措施密切相关[6-8]。桃树在生长过程中不仅需要大量的N、P、K等养分的供给，同时也需要吸收各类微量营养元素以保证果实的品质和风味[9-10]。刘树奎等[11]的研究表明土壤养分含量与桃果实的多项品质指标呈正相关关系，其中土壤有效态的Ca和Mg含量与果实中维C含量呈极显著正相关关系，是决定桃品质的关键因素。施肥是影响土壤营养状态和养分结构组成的重要农业管理措施，科学合理的施肥方式能够在保证土壤养分供给的前提下维持土壤生态健康[12]。孔祥银等[13]对京郊桃园的调查研究表明桃园要根据土壤的营养状态进行按需施肥，以此保证桃园的产量和果实的品质，以及桃园的生态可持续发展。李贵美等[14]在鲁中山区的研究则发现不同种植区域的桃园其土壤养分存在较大差异，其中土壤有效磷含量普遍处于盈余状态，桃园的施肥措施应根据土壤养分状况做出适当调整。近年来，微生物肥料的施用也是调节土壤养分结构的重要手段。张珊珊等[15]的研究表明微生物肥料能够大幅度提升桃园土壤中有机碳、有效磷和速效钾的含量，同时降低土壤pH，从而改善土壤肥力，促进桃树养分吸收，提高果实品质。范洁群等[16]的研究也表明微生物肥料能显著提高桃园土壤的碱解氮、有效磷和速效钾，同时改善土壤微生物活性并提高果实品质。因此，根据土壤养分状况进行科学合理的按需施肥是保证桃园优质高产的关键。

本研究以上海桃主产区的规模化桃园为研究对象，采用ASI土壤养分状况系统研究法，考察不同种植区域桃园土壤的养分特征，以期了解当下桃园土壤的营养状态，为上海地区规模化桃园中养分的科学管理与高效施肥提供参考。以ASI法及其养分分级标准为依据，实现土壤的养分平衡与高效供给，对于上海地区规模化桃园的清洁高效生产和生态可持续发展具有重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

上海农业具有鲜明的都市农业特征，粮食种植面积较小，而主要以经济附加值较高的蔬菜和瓜果类为主。桃是上海郊区主要栽培的四大果树之一，主要分布在浦东、金山和奉贤3个区，以水蜜桃和黄桃为代表具有较高的经济价值，在上海果业的经济产出中占有非常重要的地位。上海的气候类型属于典型的亚热带潮湿型季风气候，年平均气温约为15.4℃，年平均降雨量约为1 100 mm，四季分明，雨量充沛，降雨主要集中于每年的6—8月份，气候条件适宜于果树等经济作物的栽培。

1.2 样品采集方案

在2015年选择上海桃主产区浦东、金山和奉贤的108个桃园进行土壤样品的采集与分析测定。其中，位于浦东的桃园60个，位于金山和奉贤的桃园各24个。采样时间在10月当季桃采收后，土壤样品采集方法为“S”型5点取样法，每次采样共采集5个样品构成一个混合样，每个桃园随机采集10个样品(相当于10个重复)，样品采集深度为20 cm。土壤样品采集后立即用封口袋封装并带回实验室，之后在室温下将土壤样品进行风干，待样品完全风干后进行研磨并过2 mm筛，之后待测。

1.3 样品分析测定

土壤样品的测定指标主要包括有效氮、磷、钾的含量、有机质含量、中微量元素(钙、镁、硫、铁、铜、锰、锌、硼)含量和土壤pH。其中，pH在水相中进行测定(Mettler Toledo)；土壤有机质采用重铬酸钾氧化法进行测定；土壤有效态养分含量和中微量元素含量采用土壤养分状况系统研究法(Agro Services International Inc.，ASI法)进行分析测定。ASI法是一种快速、高效检测土壤中有效态养分的实验室分析方法，能同时测定土壤中多种大、中、微量元素的含量，从而提高实验室分析测定的效率。该方法最早于1980年由美国佛罗里达的国际农化服务中心提出，并在后期引入我国进行了广泛的应用。根据ASI法检测结果将土壤养分进行了分级，共包括低、中、高和极高4个水平，各元素含量分级标准如表1所示。

表1 ASI法土壤养分分级标准

Table 1 Grading standard for ASI analysis method

1.4 数据处理分析

采用Excel 2010软件记录数据与处理分析，采用SPSS 23.0软件检验不同处理之间的显著性差异(P<0.05)。通过箱线图对各种植区域桃园土壤的养分特征进行全面的比较和分析，图中数据包括各种植区域养分的分布概况与变化范围、养分的主要集中区域、以及养分的平均值与中位数等，箱线图的绘制采用Origin 9进行。

2 结果与分析

2.1 不同种植区域桃园土壤主要养分特征

上海郊区108个桃园中土壤有效氮、磷、钾的分布状况如图1所示。其中，桃园土壤有效氮含量普遍集中在10—50 mgL，浦东、金山和奉贤三个不同种植区域土壤有效氮的平均含量分别为30.09 mgL、25.06 mgL和25.78 mgL，为浦东种植区的最高，但与其他两个种植区无显著差异，浦东区桃园土壤有效氮低、中、高水平占比分别为36.7%、51.7%和11.6%。土壤有效磷的含量也为浦东区的最高，显著高于金山区，但与奉贤区没有显著差异，三个种植区的平均含量分别为81.14 mgL，51.45 mgL和57.04 mgL，浦东区桃园土壤有效磷低、中、高水平占比分别为1.7%、6.7%和91.6%。土壤有效钾的含量也为浦东区最高，平均含量为 233.40 mgL，显著高于奉贤区，但与金山区无显著差异，浦东区桃园土壤有效钾低、中、高水平占比分别为1.7%、18.3%和70%，金山区和奉贤区桃园土壤有效钾的平均0含量则分别为 177.49 mgL和 163.07 mgL。总的来说，浦东种植区桃园土壤中主要养分的有效含量普遍高于其他两个种植区，且分布范围也更加广泛，而金山区与奉贤区之间则无显著差异。

2.2 不同种植区域桃园土壤中微量养分特征

三个种植区桃园土壤中中微量养分状况如图2所示。其中，浦东种植区的有效态锌含量最高，显著高于其他两个种植区，平均含量为7.73 mgL，有效态锌低、中、高水平占比分别为13.3%、15%和71.7%；而有效态铁含量最低，显著低于其他两个种植区，平均含量为88.97 mgL。而金山种植区桃园土壤中有效态的钙、镁和铁含量均为最高，平均含量分别为2 284.95 mgL， 485.78 mgL和 143.30 mgL，其中有效态钙、镁均处于高水平及以上；有效态铁低、中、高水平占比分别为0%、20.8%和79.2%；而有效锌和硼的含量为最低，平均含量分别为4.32 mgL和0.66 mgL。在奉贤区桃园土壤中则为有效硼的含量为最高，显著高于其他两个种植区，平均含量为1.02 mgL，有效态硼低、中、高水平占比分别为0%、4.2%和95.8%，绝大部分处于极高水平；而有效钙和镁的含量为最低，平均含量分别为1 689.99 mgL和 349.12 mgL。此外，上海郊区桃园土壤中有效态硫、铜和锰的含量则三个不同种植区之间并没有表现出显著差异。

2.3 不同种植区域桃园土壤有机质含量特征

土壤有机质含量是反映土壤肥力的终于指标。图3为上海郊区桃园土壤中有机质含量的分布状况。结果表明，金山区桃园土壤中有机质含量最高，其变化范围为0.73%—1.30%，平均含量为0.96%，显著高于浦东区和奉贤区桃园，有机质低、中、高水平占比分别为33.3%、66.7%和0%，主要集中于中等水平。浦东区和奉贤区桃园土壤的有机质含量则普遍集中在0.2%—1.0%，平均含量分别为0.60%和0.58%，二者之间无统计学上的显著性差异。

2.4 不同种植区域桃园土壤pH特征

上海郊区桃园中土壤pH的分布特征如图4所示，变化范围较大，为4.87—8.92，其中金山区桃园土壤的pH分布较为集中，且显著低于其他两个种植区，平均值为6.20。而浦东区和奉贤区桃园土壤的平均pH分别为7.30和6.99，二者之间并无显著差异。总的来说，浦东区和奉贤区桃园的土壤为中性，而金山区桃园的土壤略为偏酸性。土壤pH是影响作物生长的关键因素，适宜的土壤pH条件对于果树的正常生长至关重要。

3 讨论与结论

已有研究结果表明[17]，不同种植区域的桃园土壤中主要养分和中微量元素含量均存在较大差异。其中，浦东区桃园土壤中有效磷和速效钾的含量明显高于其他两个种植区，这不仅与各种植区土壤养分的本底值有关，同时也与各种植区桃园中的养分管理方式有关。调查过程中发现，浦东区桃园的总施肥量普遍高于金山区和奉贤区，这也可能是导致浦东区桃园土壤主要养分含量较高的主要原因。在土壤中微量元素含量方面，则是金山种植区的桃园处于较高水平，其中钙含量、镁含量和铁含量显著高于其他两个种植区，而其他中微量元素含量则无显著差别。此外，金山区桃园土壤中有机质的含量也显著高于其他两个种植区，这主要与金山区有机肥的施用比例较高有关，有机肥中含有大量的有机质和中微量元素成分，在长期施用有机肥后在土壤中慢慢累积[18]。在土壤pH方面，金山区桃园也显著低于其他两个种植区，这一方面与金山区所处的地理位置有关，上海市金山区位于长江入海口临海的位置，土壤pH的本底值偏酸性，显著低于其他两个种植区；另一方面，金山区土壤pH偏低与土壤较高的有机质含量有关，诸多研究均表明土壤有机质含量与土壤pH呈显著的负相关关系[19-20]。

虽然各种植区桃园土壤养分含量存在较大差异，但总体土壤的营养状态均处较高水平。根据本研究中ASI法的检测结果和ASI法养分分级标准，上海各种植区桃园土壤中速效氮含量普遍处于中级水平，有效磷含量普遍处于高级水平，而速效钾含量则普遍处于极高水平。在土壤中微量元素含量方面，土壤有效态的钙、镁、铁、锰、锌和硼含量普遍处于高级水平，而土壤有效态的硫和铜含量则普遍处于极高水平。在土壤有机质含量方面，则是浦东区和奉贤区桃园处于中级水平，而金山区桃园处于高级水平。总的来说，上海各种植区桃园土壤中养分含量处于较充足的状态，能够满足桃树生长对土壤养分的基本需求。然而，根据本研究的调查研究结果，以及从土壤健康和桃园清洁高效生产的角度出发，桃园中的养分管理方式也应该进行适当调整。例如，应该适当降低桃园的总施肥量，尤其是磷钾肥的施用量。过量施肥是我国农田中普遍存在的问题，也是导致农业面源污染的主要原因之一[21]。以土壤有机质含量和中微量元素含量为参考，金山区桃园应适当减少有机肥的施用量，而浦东区和奉贤区桃园则应适当增加有机肥的施用量，从而满足桃树生长对土壤中有机质和中微量元素含量的需求，科学合理的施用有机肥也是调节土壤pH的有效措施[22-23]。过量施肥和不合理施肥是目前制约我国现代农业健康可持续发展的重要阻碍，根据土壤养分状况进行科学施肥和按需施肥是实现上海地区桃园清洁高效生产和生态可持续发展的重要措施。

采用ASI法对上海三个不同种植区桃园土壤的养分状况进行了调查研究，结果表明，三个不同种植区桃园土壤中氮、磷、钾主要养分含量，土壤有机质含量以及中微量元素含量均存在较大差异，各种植区养分管理方式的不同和土壤养分本底值的差异可能是导致该差异的主要原因。根据ASI法养分分级标准，目前上海各种植区桃园土壤的养分普遍处于高或极高水平，因此，应适当降低桃园的总施肥量，同时根据各种植区的需求调整有机肥的施用比例，从而实现桃园土壤养分的科学平衡供给，为上海各种植区桃园的生态可持续发展和清洁高效生产提供保障。