不同有机肥处理对喀斯特山地‘红阳’猕猴桃园土壤养分的影响*
2020-12-15李良良韩振诚李苇洁
吴 迪,李良良,田 奥,韩振诚,李苇洁
(贵州省山地资源研究所,贵阳 550000)
贵州省是我国猕猴桃分布中心之一,栽培面积位居全国第三[1],猕猴桃生长要求肥沃、温润、疏松的土壤环境,而贵州是全国唯一没有平原支撑的省份,因此,猕猴桃园大多建在喀斯特山地上。喀斯特山地生态环境脆弱,土壤干旱、瘠薄,而有机肥能提高土壤肥力,改善土壤质地、增强水分吸收率、提高土壤微生物活性[2-3],因此,在贵州省喀斯特山地种植猕猴桃,有机肥的使用十分重要。当前,贵州山区农户主要用厩肥,而企业主要用商品有机肥,但在肥料的用量以及施肥时间上都没有统一标准,导致猕猴桃园中养分缺乏和过剩现象同时存在,直接影响猕猴桃的产量和效益。‘红阳’是贵州省主栽猕猴桃品种,国内外关于‘红阳’猕猴桃施肥技术的研究较多,如李志国等[4]研究表明,均衡施用N、P、K肥可以提高‘红阳’猕猴桃叶片光合作用,促进植株新梢和主干茎的生长,从而提高果实产量;叶加贵[5]认为基肥应以农家肥为主,同时辅以一定量的速效氮、磷肥,但以上研究试验地主要在平原地区,而针对‘红阳’在喀斯特这一特殊生境下的研究却较少,并主要集中在土壤养分调查方面[6-7]。针对此问题,本研究通过分析施用不同有机肥对贵州省喀斯特山地‘红阳’猕猴桃园土壤养分的影响,并探索不同时期土壤养分的变化特征,为科学制定喀斯特山地猕猴桃施肥技术标准提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地为5年生‘红阳’猕猴桃园,位于贵州省水城县米箩镇俄戛村巴郎河畔,是典型的喀斯特高原峡谷地带,海拔1 200~1 250 m,属温凉湿润的高原亚热带季风气候,年平均气温12.8 ℃,年降水量800 mm。试验园土壤有机质含量52.6 g/kg,全氮含量2.32 g/kg,碱解氮含量123.4 mg/kg,有效磷含量60.5 mg/kg,速效钾含量242.7 mg/kg。
1.2 试验设计
本试验参照贵州省水城县中等猕猴桃产量及肥力水平,设置厩肥(有机质约20%,N、P、K总量约1%)、厩肥+商品有机肥(有机质≥60%,N、P、K总量≥6%)、商品有机肥以及对照(不施肥)4个处理,株施肥量见表1,有机肥作基肥于11月下旬进行穴施。每个处理3次重复,共12个小区,随机排列。小区面积为20 m2,间距为3 m。‘红阳’猕猴桃每年3月初萌芽,8月中旬采摘,生长期约140 d,本试验分别在3月(萌芽期)、4月(开花期)、5月(第1次果实膨大期)、6月(第2次果实膨大期)、8月(果实成熟期)进行土壤样品采集,在每个处理小区内按“S”形取表层(0~20 cm)土样。
表1 施肥设计
1.3 分析方法与数据处理
全氮含量采用半微量凯氏定氮法测定;碱解氮含量采用碱解扩散法测定;有效磷含量采用HCL-H2SO4浸提比色法测定;速效钾含量采用NH4OAc浸提火焰光度法测定;有机质含量采用重铬酸钾-外加热法测定[8]。
试验数据采用Excel 2007和SPSS 16.0软件进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 ‘红阳’猕猴桃园土壤有机质动态变化
施用有机肥后土壤有机质含量增加,但在萌芽期、开花期及第1次果实膨大期各处理之间的差异并不显著。在第2次果实膨大期及成熟期时,施用有机肥的处理均显著高于不施肥处理,其中,T1(厩肥)在整个生育期土壤有机质平均含量为56.11 g/kg,比CK增加9.0%,T2(厩肥+商品有机肥)平均为57.8 g/kg,比CK增加12.4%,T3(商品有机肥)平均为54.79 g/kg,比CK增加6.5%;施用有机肥处理的土壤有机质含量表现为T2>T1>T3,但各处理之间差异不显著。总体来看,土壤有机质含量在第2次果实膨大期及成熟期时稍高,但对于整个生育期变化并不大,且始终维持在一个较高水平(图1)。
2.2 ‘红阳’猕猴桃园土壤全氮动态变化
从图2可以看出,施用有机肥后,果园土壤全氮含量有所增加,在整个生育期CK、T1、T2、T3平均为2.510、2.648、2.702、2.651 g/kg,其中T1比CK高5.50%,T2比CK高7.65%,T3比CK高5.62%,但T1、T2、T3之间差异基本不显著。从不同时期看,CK整个生育期土壤全氮含量变化不大,而各有机肥处理在5月时土壤全氮含量稍高,但总体变化趋势不明显。
图1 不同处理土壤有机质含量
图2 不同处理土壤全氮含量
2.3 ‘红阳’猕猴桃园土壤碱解氮动态变化
从图3可以看出,施用有机肥处理后土壤碱解氮含量明显提高,但T1、T2、T3之间的差异并不显著,其中,T3是所有处理中土壤碱解氮含量最高的,在整个生育期平均为123.1 mg/kg,比CK增加22.4%;T2平均为120.6 mg/kg,比CK增加20.0%;T1平均为116.1 mg/kg,比CK增加15.5%;各处理从萌芽期到开花期,土壤碱解氮含量明显降低,而从开花期到成熟期的变化却不明显,但整体来看,从萌芽期到果实成熟期土壤碱解氮含量是降低的,其中CK降低15.11%,T1降低11.40%,T2降低10.83%,T3降低9.82%。
2.4 ‘红阳’猕猴桃园土壤有效磷动态变化
从图4可以看出,施用有机肥处理的土壤有效磷含量显著增加,其中,T1在整个生育期平均为41.4 mg/kg,比CK增加32.0%,T2平均为67.1 mg/kg,比CK增加114.0%,T3平均为55.4 mg/kg,比CK增加76.5%,各处理表现为T2>T3>T1>CK,且各处理间差异基本显著。从萌芽期到成熟期,土壤有效磷含量随着猕猴桃的生长发育急剧降低,其中CK降低了81.12%,降幅最大,T1降低了76.81%,T2降低了56.17%,T3降低了60.05%。
图3 不同处理土壤碱解氮含量
图4 不同处理土壤有效磷含量
2.5 ‘红阳’猕猴桃园土壤速效钾动态变化
从图5可以看出,施用有机肥处理的土壤速效钾含量显著增加,其中,T1在整个生育期平均为376.6 mg/kg,比CK增加66.2%,T2平均为 585.6 mg/kg,比CK增加158.0%,T3平均为473.8 mg/kg,比CK增加109.0%,各处理表现为T2>T3>T1>CK,且各处理间差异均显著。从不同时期看,土壤中速效钾的含量从萌芽期开始随着猕猴桃的生长发育缓慢降低,到第1次果实膨大期后下降较为明显,成熟期土壤中的速效钾含量与萌芽期相比,CK降低了55.73%,T1降低了41.53%,T2降低了40.39%,T3降低了40.70%。
2.6 不同有机肥处理对‘红阳’猕猴桃产量的影响
通过对不同处理进行测产,得出CK、T1、T2、T3处理667 m2产量分别为940.3、959.7、1 002.3、982.6 kg,其中T1比CK高2.1%,差异不显著;T2比CK高6.6%,差异显著;T3比CK高4.5%,差异显著,在所有处理中,T2处理的‘红阳’猕猴桃产量最高(图6)。
图5 不同处理土壤速效钾含量
图6 不同处理的‘红阳’猕猴桃产量
3 讨论与结论
3.1 不同有机肥处理对‘红阳’猕猴桃园土壤养分及产量的影响
施用有机肥后土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的含量都有所增加,尤其是有效磷和速效钾含量得到显著提高,这与多数研究结论一致[2,9-10];但不同有机肥处理对土壤养分的影响具有较大差异,以整个生育期平均值算,土壤有机质含量表现为T2>T1>T3,土壤全氮含量表现为T2>T3>T1,土壤碱解氮含量表现为T3>T2>T1>,土壤有效磷和速效钾含量均表现为T2>T3>T1,综合来看,T2即厩肥与商品有机肥混施的土壤养分含量较高,这与刘恩科等的研究结论相似[11]。然而,在本研究中不同有机肥处理的有机质和全氮含量虽有所增加但差异不显著,这可能跟有机肥的用量有关,另外,由于试验地为5年生‘红阳’猕猴桃园,前期对果园的肥力投入也使得土壤中有机质及氮素含量储备较为充足。路永莉等[9-10]研究认为,有机肥能够提高养分的利用效率,对提高猕猴桃产量和品质发挥重要作用,而在本试验中并没有引起猕猴桃产量的显著变化,这可能跟各小区的地力差异有关。
3.2 ‘红阳’猕猴桃园土壤养分动态变化
从不同时期看,试验果园有机质含量富足(按照全国第2次土壤普查分级标准[12]),在整个猕猴桃生育期的变化趋势不明显,但生长后期有机质的含量稍高于前期,这可能是6—8月温度上升加速了肥料中有机质的分解释放。通过试验发现,猕猴桃对土壤中N、P、K的消耗较大,但利用时期却不同,对于碱解氮,萌芽期后含量下降较为明显,开花期后基本没有变化,且对照在萌芽期的碱解氮含量低于果园初始养分值,说明氮素对猕猴桃萌芽的影响较大;有效磷含量从萌芽期至成熟期降低趋势十分明显,由于贵州省喀斯特山地土壤主要发育在石灰岩上,有效磷施入土壤后易被Ca2+固定而转化为缓效态磷[13],尤其在石漠化地区土壤中有效磷的衰减速度较快[14],而磷直接参与猕猴桃植株的光合作用,促进细胞分裂、花芽分化、果实种子的成熟[15-16],这也解释了有效磷大幅减少的原因。而对于速效钾,在果实膨大期后明显降低,因钾主要在果实发育、提高产量、改善品质等方面发挥作用[17-18],所以速效钾在猕猴桃结果过程中消耗较大,但是,在本研究中土壤速效钾含量整体水平并不低,这可能与水城县喀斯特山地碳酸盐岩类矿物自身所含钾矿物较多有关[19]。
猕猴桃树体养分吸收主要来自土壤,施用有机肥可以增加喀斯特山地猕猴桃园土壤养分含量,且厩肥与商品有机肥混合施用比单施厩肥或单施商品有机肥的效果更为明显。当前,贵州省猕猴桃施肥技术主要参照四川、陕西等平原地区,共施3次肥,即冬季(11—12月)施基肥,萌芽期(3月)施高氮复合肥,壮果期(5月)施高钾复合肥。通过本研究,对于贵州省喀斯特山地猕猴桃园,应提早施萌芽肥,建议在萌芽前1~2周补充速效氮肥,在萌芽期后加强磷素的补充,可在现蕾期进行根外追肥,另外,对于壮果肥可以适当减少钾素的用量而考虑增加中微量元素。