贵州核桃主产区核桃园土壤养分丰缺状况

宋 斌，刘茂桥，张文娥，张 睿，彭 剑，王长雷，潘学军

（贵州大学/贵州省果树工程技术研究中心，贵州 贵阳 550025）

核桃是世界“四大干果”之一，同时也是中国重要的经济树种。中国作为核桃原产地之一，其种植面积和产量均居世界首位，产量从2010年的128.44万t发展到2017年的417.14万t，增加了288.7万t［1］。其中，作为西南地区核桃资源与栽培主产区，2015年贵州省核桃种植规模达到了70.4万hm2，覆盖全省82个县（市、区、特区）中的2 013个乡镇，11 568个村，近250万农户，标准化、规模化、区域化种植已具雏形［2］。贵州是典型的喀斯特高海拔黄壤山区，土壤肥力较低，在日常生产管理中肥料利用率低、土壤营养元素不均衡等问题已成为制约核桃产业可持续发展的因 素之一［3-4］。核桃园土壤的养分含量将直接影响核桃的生长发育和产量品质，不同地区的核桃园土壤养分限制因子不尽相同，唯有明确土壤养分丰缺状况才能针对性地开展土壤培肥。潘学军等［5］对黔西北地区原生的核桃优株立地土壤养分状况的研究表明，其立地土壤pH值适宜，有机质、全氮、全磷、有效氮、有效磷、有效钾含量丰富，适宜核桃生长，但土壤缺乏有效硼；罗焜等［6］在研究黔西北地区原生的核桃大树产量与立地土壤养分的关系时指出，核桃产量与立地土壤交换镁、交换钙含量呈显著正相关，应重视钙、镁肥的施用；杜洪业等［7］对黔南州核桃优株立地土壤养分因子分析研究后提出，土壤有效养分对核桃优株养分状况影响比较明显。张玲等［8］在对新疆乌什县核桃生产园土壤肥力评价时指出，核桃生产园的施肥与土壤养分管理应优先考虑土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量的提高，持续改善和维持土壤钙、镁、锌的有效供给。前人研究主要集中于云贵高原原生的核桃优良单株立地土壤养分状况及其对核桃产量、品质的影响，尚不明确贵州省核桃主产区新建核桃园土壤养分情况和不同区域的异同，以至于贵州核桃主产区大量新建核桃园的施肥管理带有盲目性，偏施氮肥，不重视各营养元素之间的平衡，忽略科学配方施肥。根据贵州省核桃主产区的分布情况，以黔西北高海拔冷凉区、黔北高纬度冷凉区、黔西南、黔南地区高海拔区等核桃主产区为主要采样地，选择种植面积较大、有代表性的126个核桃园为土壤养分诊断的采样点，对其土壤养分含量进行测定，参照土壤分级标准对土壤进行营养诊断，评价其丰缺状况及相关性。从而明确全省核桃主产区核桃园土壤养分现状，以期为核桃园的养分管理与合理施肥提供理论依据与科学 指导。

1 材料与方法

1.1 土样采集

1.1.1 采样果园分布

于2014年6～7月，根据贵州省核桃主产区的分布情况，在核桃主产区内选择种植面积较大、有代表性的核桃园作为养分诊断的采样点。黔西北高海拔冷凉区（简写为HACN）包括赫章县、威宁县、水城县、盘州市、纳雍县、百里杜鹃管委会、黔西县；黔北高纬度冷凉区（简写为HLCN）包括正安县、务川县、湄潭县、遵义县；黔西南高海拔地区（简写为HAASW）包括兴义市、兴仁县、安龙县、普安县；黔南高海拔地区（简写为HAAS）长顺县，共16个县（市），59个乡（镇），126个核桃园，每个核桃园面积不小于2 hm2。

图1 采样果园分布图

1.1.2 采样及处理方法

每个核桃园按照具体面积和地形，采用随机S型多点混合采样，每个核桃园至少5个采集点，在对应的核桃树冠滴水线附近，取深度约40 cm的土壤，用四分法充分混匀后采集1 kg左右装袋，组成一个混合土样，共采集土壤样品126份。将此土样敞口摆放在通风良好的室内，使其自然风干。风干后的土壤用布袋包裹后用塑料槌粉碎，再经瓷研钵研磨，分别过1.00和0.147 mm的尼龙筛，各自混合均匀后装入自封袋，密封保存， 备测。

1.2 测定项目及方法

对土壤pH值、有机质、全氮、全磷、全钾与碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效铜、有效铁、有效锌、有效锰、有效硼元素含量进行分析测定。pH值采用pH-3C型酸度计测定；有机质含量采用外加热重铬酸钾容量法测定、土壤全氮采用凯氏定氮法、土壤全磷采用氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法、土壤全钾采用氢氧化钠熔融-火焰光度法、碱解氮采用氢氧化钠碱解扩散法；酸性土壤有效磷的测定采用0.03 mol·L-1氟化铵-0.025 mol·L-1盐酸法，中性和石灰性土壤有效磷的测定用0.5 mol·L-1碳酸氢钠法；速效钾采用醋酸铵浸提-火焰光度法；交换性钙、镁采用醋酸铵浸提-原子吸收分光光度法；有效铜、铁、锌、锰采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法；有效硼采用沸水浸提-姜黄素比色法［9］。

1.3 核桃园土壤有效养分丰缺指标

核桃园土壤pH、有机质及各元素养分分级指标参考《全国第二次土壤养分含量分级标准》而定。其中pH值的分级指标为：<4.5强酸、4.5～5.5酸、5.5～6.5微酸、6.5～7.5中性、7.5～8.5碱性、8.5<强碱。具体见表1与表2。参照分级标准，对调查核桃园土壤进行归类和统计分析，明确土壤养分情况，以此评价贵州核桃主产区核桃园土壤养分丰缺状况。

1.4 数据处理

试验数据用Excel 2010软件、DPS 7.05统计软件进行作图和统计分析。

表1 土壤有机质和大量元素含量分级指标

表2 土壤中量和微量元素含量分级指标 （mg·mg-1）

2 结果与分析

2.1 贵州核桃主产区核桃园土壤pH值

土壤pH值对土壤养分的利用有重要影响，其值高低是土壤众多理化性质的综合反映。核桃在微酸性至微碱性（pH 5.5～8.2）的土壤上均可正常生长，相对偏中性（pH 6.4～7.2）的土壤对于核桃的生长更适宜［10］。从表3可以看出，所调查的核桃主产区核桃园土壤中，土壤pH值处于核桃正常生长范围的有73.0%，处于核桃最适生长范围的有29.4%，有27.0%的土壤pH值处于偏酸性范围。各地区核桃园土壤pH值可供核桃正常生长的比例分别为，黔西北高海拔冷凉区76.3%；黔北高纬度冷凉区65.8%；黔西南高海拔地区68.4%；黔南高海拔地区90.0%。由此可见，贵州核桃主产区核桃园土壤pH值普遍适合核桃树正常生长。

表3 核桃园土壤pH值分级状况

2.2 贵州核桃主产区核桃园土壤有机质含量及丰缺状况

从核桃园土壤有机质的角度（表4、表5、表6）来看，贵州主产区核桃园有机质含量较为丰富，平均含量为34.35 g·kg-1，而其变化范围为4.22～77.45 g·kg-1，说明核桃园土壤有机质的变异系数较大。有30.2%的核桃园土壤有机质处于适宜水平，有31.0%的核桃园土壤有机质处于极丰富范围，有27.0%的核桃园土壤处于丰富水平，有机质含量缺乏（6～10 g·kg-1）的占1.6%，低于6 g·kg-1（极缺乏）的占0.8%。在各大核桃主产区中，有机质含量处于适宜及以上水平的核桃园，黔西北高海拔冷凉区为88.1%，黔北高纬度冷凉区为81.6%，黔西南高海拔地区为94.8%，黔南高海拔地区为100%。由此可见，贵州核桃主产区核桃园土壤有机质能够满足核桃正常生长发育。从表6还可看出，核桃主产区结果园中有98.0%的土壤有机质含量处于适量及以上范围，未结果园的为97.4%。

表4 核桃园土壤有机质和大量元素含量状况（n=126）

表5 核桃园土壤有机质和大量元素丰缺等级比例

表6 结果与未结果核桃园土壤有机质和大量元素丰缺等级比例

2.3 贵州核桃主产区核桃园土壤大量元素含量及丰缺状况

2.3.1 全氮、全磷与全钾含量

土壤全量养分作为土壤肥力的重要组成部分，不仅是植物生长的基础条件，同样也是合理施肥的直接依据。氮素是土壤养分的最重要部分，特别是全氮能作为衡量土壤供氮能力的重要指标。从表4可以看出，核桃园土壤全氮变化范围在0.17～4.15 g·kg-1之间，平均含量为1.79 g·kg-1。核桃园土壤中有33.3%全氮含量处于极丰富水平，有27.8%全氮含量处于丰富水平，这与核桃园土壤有机质含量丰富有密切关系。在黔西南和黔南两个高海拔地区中，均没有缺乏全氮现象出现，而在黔北高纬度冷凉区中缺乏（极缺）比例占13.2%，为主产区土壤全氮缺乏最为严重的地区，其次是黔西北高海拔冷凉区，缺乏比例为3.4%。从土壤全磷水平来看（表4），核桃园土壤全磷含量平均值为0.77 g·kg-1， 含量在0.33～1.56 g·kg-1之间，有35.7%核桃园土壤处于适宜水平，有14.3%核桃园土壤处于极丰富水平，有29.4%核桃园土壤处于丰富水平；作为土壤全磷的重要来源，主产区核桃园有机质普遍较高是一个主要因素。在各大主产区中，只有黔西南高海拔地区出现缺乏全磷现象，占该地区10.5%。土壤中全钾含量平均值为17.03 g·kg-1，有22.2%的核桃园土壤全钾处于缺乏（极缺）状况，各主产区均有缺乏全钾现象，黔南高海拔地区缺乏最高，达到30.0%，其次是黔西南高海拔地区26.3%、黔西北高海拔冷凉区25.4%和黔北高纬度冷凉区13.1%。从表6还可以看出，贵州主产区核桃园中有96.0%的结果核桃园、93.4%的未结果园中的土壤全氮含量处于适量及以上范围。未结果核桃园中2.6%的土壤全磷含量均出现缺乏（极缺）情况。有26.0%结果核桃园、19.7%的未结果园土壤全钾含量存在缺乏（极缺）情况。

2.3.2 碱解氮、有效磷与速效钾含量

有效性大量元素作为能被植物直接吸收利用的土壤速效养分，其含量的高低将直接影响其立地植株的生长发育状况。贵州各核桃主产区核桃园土壤有效性大量元素含量存在一定的地域性差异。由表4可知，核桃园土壤中碱解氮变幅为50.36～362.86 mg·kg-1，平均值为158.69 mg·kg-1。有50.8%的土壤碱解氮含量处于极丰富水平，有33.3%的核桃园土壤处于丰富水平，说明主产区土壤碱解氮含量丰富，与这些地区主要施用氮肥有关。除黔西北高海拔地区碱解氮缺乏比例为1.7%以外，其余各大主产区核桃园土壤碱解氮均不存在缺乏现象。主产区核桃园土壤有效磷含量变化幅度较大，变化范围在3.52～38.78 mg·kg-1之间，平均含量为16.99 mg·kg-1，变异系数为52.33%，有76.2%核桃园土壤有效磷含量处于适宜及以上范围。各地区核桃园土壤有效磷丰缺状况存在较大差异，黔西北高海拔冷凉区、黔北高纬度冷凉区与黔南高海拔地区土壤有效磷丰富及以上水平比例分别为22.0%、55.3%和100.0%，均没有出现缺乏情况；而黔西南高海拔地区核桃园土壤有效磷含量缺乏（极缺）比例达到10.5%。这种差异可能与各地磷肥的施用量有关。贵州主产区核桃园土壤速效钾缺乏较为严重，平均含量为81.59 mg·kg-1，中等及以下水平比例达到81.8%，各地区核桃园土壤速效钾中等及以下水平比例分别为，黔南高海拔地区达到了100%，黔北高纬度冷凉区89.5%，黔西北高海拔冷凉区79.7%，黔西南高海拔地区63.2%。因此，贵州主产区核桃园应着重加强钾肥的施用。

从表6还可以看出，有98.0%的结果核桃园、100.0%的未结果园土壤碱解氮含量处于适宜及以上水平；有98.0%的结果园，98.7%的未结果园土壤有效磷含量处于适量及以上范围；土壤速效钾含量处于适宜及以下范围的，结果园为72.0%，未结果园为88.2%。

2.4 贵州核桃主产区土壤中、微量元素含量及丰缺状况

贵州核桃主产区核桃园土壤中量元素交换性钙、镁；微量元素有效铁、锰、铜、锌、硼含量丰缺情况见表7、8、9。贵州是喀斯特地貌典型、集中分布区，钙、镁和重碳酸盐含量较高是该区域土壤的明显特征。交换性钙平均含量为1 443.08 mg·kg-1，含量较为丰富，有77.0%的核桃园土壤交换性钙的含量处于极丰富水平，处于丰富水平的核桃园占15.9%。其中黔南高海拔地区核桃园土壤交换性钙含量最为丰富，处于极丰富水平比例为100%，其次为黔西南高海拔地区占84.2%、黔北高纬度冷凉区占81.6%、黔西北高海拔冷凉区占67.8%。交换性镁平均含量为100.08 mg·kg-1，含量偏高，有44.44%核桃园交换性镁达到中上水平，没有出现丰富及极丰富情况，存在含量低水平现象，共占8.7%。这同样与贵州主产区核桃园土壤成土背景有关。主产区中交换性镁含量最为丰富是黔南高海拔地区，有80.0%处于中上水平，其余地区含量达到中上水平的比例分别为黔西北高海拔冷凉区占40.7%、黔北高纬度冷凉区占35.6%，以及黔西南高海拔地区占15.8%。

表7 核桃园土壤中、微量元素含量状况（n=126）

表8 核桃园土壤中、微量元素丰缺等级比例

表9 结果与未结果核桃园土壤中、微量元素丰缺等级比例

有效铁平均含量为5.31 mg·kg-1，变异系数为50.62%，各区域间存在一定差异，有15.8%的核桃园土壤处于低水平，中下水平的核桃园土壤占29.4%，黔西南高海拔地区有效铁缺乏较为严重，低水平比例达到26.3%，其次为黔西北高海拔冷凉区与黔北高纬度冷凉区，分别为20.4%、7.9%；黔南高海拔地区核桃园土壤不存在有效铁低水平现象。有效锰平均含量为30.91 mg·kg-1，含量丰富，有44.4%核桃园土壤有效锰含量处于极丰富水平，有15.9%的核桃园土壤有效锰含量处于丰富水平。各主产区核桃园土壤有效锰极丰富比例分别为，黔南高海拔地区占90.0%，黔西北高海拔冷凉区占64.4%，黔北高纬度冷凉区占60.5%，黔西南高海拔地区占47.4%。有效铜平均含量为1.33 mg·kg-1，含量较高，变异系数达到81.92%。有20.6%核桃园有效铜含量处于极丰富水平。极丰富水平最高的为黔西北高海拔冷凉区，达到33.9%，其次为黔西南高海拔地区、黔南高海拔地区与黔北高纬度冷凉区，分别为15.8%、10.0%和5.3%。有效锌平均含量为1.48 mg·kg-1，有3.2%核桃园土壤有效锌处于低水平，有5.6%核桃园土壤有效锌处于中下水平，缺锌较为严重的为黔西北高海拔冷凉区，低水平比例为6.8%，黔西南高海拔地区、黔北高纬度冷凉区与黔南高海拔地区均未出现低水平现象。有效硼平均含量为0.19 mg·kg-1，含量低水平比例高达62.7%，各地区低水平比例分别为，黔北高纬度冷凉区68.4%，黔西北高海拔冷凉区64.4%，黔南高海拔地区63.2%，黔西南高海拔地区30.0%。可以看出贵州主产区核桃园土壤缺硼是普遍现象，应采取措施提高土壤硼营养水平。

3 讨论与结论

土壤养分状况是影响核桃生长发育及产量、品质的重要因素之一。正确判断主产区核桃园土壤的丰缺状况，可为园区合理施肥与养分管理、调控提供科学依据，同时提高经济效益与环境效益［11-12］。

3.1 贵州核桃主产区核桃园土壤有机质和大量元素丰缺状况评价及原因分析

土壤有机质不仅能提供核桃生长所需营养元素，而且还能通过影响土壤理化性质提高土壤肥力，因而掌握土壤有机质含量，对了解土壤肥力状况，从而进一步进行果园土壤培肥、提高土壤质量具有重要的意义。前人［5-6］在研究黔西北地区原生的核桃优株立地土壤的养分状况、核桃产量与立地土壤养分的关系时均发现，该地区土壤有机质含量丰富，适宜核桃的生长发育。本研究结果表明，贵州主产区核桃园的土壤有机质含量普遍较为丰富，其原因一方面可能是当地植被茂密，土壤中有机残落物丰富，大量的枯枝落叶回归果园土壤，积累形成大量腐殖质，另外核桃树体生长茂盛，从而使土壤密闭度较高，地表湿度高，光照弱，有益于土壤有机质的积累［13-15］；另一方面，本研究在调查取样时发现安龙县、水城县、盘州市、纳雍县、正安县、长顺县等地核桃园施用有机肥频率相对较高，且核桃园间作玉米、烟草等农作物，秸秆还田也提高了土壤中有机质含量。但土壤有机质含量丰富并不意味着其有效养分的含量就高，后者含量的高低还与施肥水平密切相关。有机质缺乏较为集中的黔西、务川等县核桃园普遍疏于施肥和间作管理。

土壤全氮量通常用于衡量土壤氮素的基础肥力，而土壤有效氮量与植物生长发育关系紧密。本研究发现，贵州核桃主产区核桃园土壤中全氮与碱解氮含量都处于较为丰富状态，这与贵州地区核桃园管理偏施氮肥有关；但少数地区仍存在缺乏状况，一方面可能仍存在养分供应不足，如纳雍、务川等县部分核桃园缺乏后期养护管理，另一方面如兴仁县、正安县、水城县、长顺县等地，虽然这些地区核桃园有一定管护，但存在氮肥表施，造成易挥发、易流失，且总体施用量不足。磷素作为土壤养分中重要元素，是核桃生长不可或缺的大量元素之一。贵州核桃主产区核桃园土壤中全磷含量表现丰富，而有效磷则相对缺乏。土壤全磷含量的高低，受土壤母质、成土背景等影响较大，粘土含磷量高于砂性土；同时也与土壤有机质含量有关系，有机质丰富的土壤含磷亦较多，在研究土壤各养分间相关性时发现，土壤有机质与全磷含量呈显著正相关，也印证了这一点。但全磷含量较高的土壤，有效磷的供给量不一定充裕，在农业生产中，施用磷肥是土壤磷素来源的重要途径。当磷肥进入土壤后，与土壤中大量游离铁、锰等易形成难溶的磷酸盐，从而难以被植物吸收利用［16］，因此，土壤有效磷就成为土壤供磷能力的重要体现。本研究结果显示，黔西北高海拔冷凉区和黔西南高海拔地区有效磷缺乏，在调查取样时发现两区域缺磷核桃园中多间种有玉米、烟草等作物，已有研究表明［17-18］，烟株对磷肥的吸收量随烟草植株的不断生长而增加，玉米需磷肥量较大，以使后期子粒饱满。因此，主产区缺磷核桃园间作物需磷量大，也是土壤中有效磷含量较低的原因之一。

土壤速效钾主要是由交换性钾和水溶性钾构成，可被植物当季吸收利用，能作为土壤供钾能力评价的主要依据。本研究发现，核桃主产区核桃园速效钾含量普遍缺乏，其一，主产区核桃园土壤中含钾量低可能与成土背景有关，喀斯特地区的碳酸盐岩中并不含钾；其二，与本地区重施氮肥而轻施钾肥，没有做到平衡配方施肥有关。在各地取样时发现，核桃叶片黄化、卷曲，边缘焦枯，这些症状与树体缺乏钾元素密切相关。土壤中速效钾作为植株摄取钾元素的主要途径，其含量偏低将成为核桃树体缺钾的重要原因。

3.2 贵州核桃主产区核桃园土壤中微量元素丰缺状况评价及原因分析

核桃主产区核桃园土壤交换性钙、镁含量均较为丰富，这与贵州典型的喀斯特地貌和成土背景有关。已有研究发现［6］，土壤中交换钙、镁含量丰富，能有效促进核桃产量的增加。虽然贵州核桃园土壤中交换性钙、镁含量丰富，但也应做好水土保持，防止土壤受到过量雨水冲淋，而导致交换性钙、镁养分流失，因此，核桃园的养分管理尤显重要。

主产区核桃园土壤中微量元素有效铁、锰、铜、锌、硼，除有效锰与有效铜，其余皆存在不同程度的缺乏状况，这与成土母质本身含量高低有直接关系［19］，同时主产区核桃园的养分管理普遍缺乏对微量元素重要性的认识。其中土壤有效硼缺乏最为严重，这与潘学军等［5］研究结果一致，土壤本身有效硼供应水平极低加之核桃园忽视硼养分的供给，这些因素是主产区核桃园严重缺硼的主要原因。土壤pH值是影响有效养分的关键因素，土壤pH值过高或过低，都会加剧元素间的促进或拮抗作用［20-21］。本研究中，pH值与土壤有效锌、硼含量呈显著负相关，主产区核桃园有38.1%的土壤pH值大于7.0，土壤偏碱性可能也是部分地区如兴仁县、水城县、纳雍县、黔西县等地土壤缺乏有效硼、锌的原因。同样在偏碱性的土壤中，有效Fe2+易于氧化成Fe3+，降低了铁元素有效性，不利于被植物吸收［22］。同时土壤干旱也会造成此类影响，土壤中有效铁缺乏较为严重的毕节地区（赫章县、威宁县、纳雍县、百里杜鹃管委会、黔西县）、水城县、遵义县等地多为易发干旱区域。因此，除去施肥手段外，也应从降低土壤pH值，改善土壤的干旱胁迫、水土保湿等方面入手。

通过对比分析主产区结果与未结果核桃园土壤各养分含量，本研究发现结果核桃园土壤中碱解氮、有效锌含量缺乏程度相对较重，而未结果核桃园土壤中速效钾缺乏情况较为严重，幼树生长发育过程中缺钾会使植株生长缓慢、茎秆纤细，抗逆能力减弱，应提高未结果园钾肥施用量。在调查取样时发现，结果核桃园大多有一定养分管理，但两类核桃园土壤养分丰缺状况大致相同，说明已进入生殖生长的结果核桃园养分需求量远远大于未结果核桃园，而贵州目前在结果核桃园管理中的养分供给量并不充足，不能满足树体结果初期养分消耗量。因此，对于结果核桃园应加大养分施用量，补充土壤中养分含量。

3.3 贵州核桃主产区核桃园施肥建议

前人研究表明每1 000 kg核桃果实所吸收的主要元素量为氮77.05 kg、磷9.70 kg、钾62.24 kg、钙75.41 kg、镁13.35 kg［23］，结合贵州核桃主产区核桃园土壤丰缺状况及核桃生长发育特性，提出以下施肥建议：贵州核桃主产区核桃园应在9月下旬采果后结合土壤深耕重视基肥施用，以有机肥为主，复合肥为辅，同时提高钾肥比例，并在基肥中添加铁、锌、硼肥；对于黔西北高海拔冷凉区赫章县、威宁县、水城县、盘州市、纳雍县和黔西南高海拔地区安龙县、兴义市、普安县等地核桃园集中缺磷地区，还应提高磷肥比例，对于核桃园土壤偏碱性地区兴仁县、水城县、纳雍县、黔西县、湄潭县、长顺县等地，可以施用一定量酸性肥料。在深施基肥的基础上，建议对新建核桃园中的幼龄核桃树每年追肥3～4次，对于安龙县、兴义县、普安县、赫章县、水城县、盘县、纳雍县、黔西县、遵义县等地区结果核桃园追肥2～3次为宜。