湖北省主要产区柑橘园土壤、叶片及果实矿质营养现状调查与分析

何利刚，吴黎明，蒋迎春，张莲莲，姜 艳，姚京磊，王志静，宋 放

（1.湖北省农业科学院果树茶叶研究所，武汉 430064；2.长江大学园艺园林学院，湖北 荆州 434025）

柑橘是世界第一大水果，2018年中国柑橘种植总面积248.67 万hm2，产量4 138.14 万t，位居世界首位。湖北省是中国优质柑橘适栽区之一，栽培历史悠久，具有深厚的柑橘文化。2018年，湖北省柑橘种植面积22.72 万hm2，全国排名第六，产量达488.05 万t，全国排名第三，单位面积产量排名第二［1］。柑橘产业是湖北省山区农民经济收入的支柱产业，在农村精准扶贫、农民脱贫致富过程中发挥了重要作用［2］。然而，随着柑橘产业的迅速发展，为了保障柑橘果品产量和外观品质，化肥和农药滥用越来越严重，直接导致果品内在品质下降，生产成本增加，肥药残留超标，在威胁食品和生命安全的同时，也破坏了人类赖以生存的生态环境，既阻碍了柑橘产业的可持续稳定发展，也不利于农民收入增加和农村经济发展［3，4］。合理施肥、科学用药是解决当前柑橘生产中肥药施用问题的有效举措［5，6］。

为了了解湖北省柑橘主产区果园矿质营养和品质现状，在国家重点研发计划项目“湖北柑橘化肥农药减施技术集成研究与示范”支持下，湖北省农业科学院果树茶叶研究所柑橘课题组于2017年对宜都、当阳和秭归柑橘主产区75 个柑橘果园的土壤、叶片和果实进行了矿质营养元素和果实品质综合分析，并结合柑橘营养诊断相关标准，初步明确了上述地区果园土壤和树体营养元素水平，以期为湖北省柑橘主产区果园营养诊断施肥、提高施肥效率和改善果园生态提供重要理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集及预处理

以宜都、当阳和秭归柑橘主产区各25 个果园为调查对象，于2017年10月下旬至12月上旬对果园土壤、叶片和果实进行规范取样。

土壤样品采集遵循代表性、可比性原则，根据柑橘园地形地势条件采集样品。土壤样品采用“S”形布点采样，根据地块大小避开道路、田埂、沟边和施肥点设置8～15 个样点，标记样点植株并记录GPS经纬度和海拔高度便于跟踪研究，在样点植株树冠滴水线内侧10 cm 处刨去表层植被利用取土器或锹挖取30 cm 深度土壤，完成某一地块样点采样后，将各样点土壤混匀后采用四分法取样，土壤样品阴干后粉碎，根据测定要求过筛放于样品袋，置于干燥瓶中保存备用。

植物样品采集按照典型性、代表性原则，在土壤布点取样基础上，在样点植株东、南、西、北4 个方位中上部采集当年生春梢近顶端第三、四片无病虫叶片作为叶片样品，每株10～15 片叶；果实样品则在样点植株东、南、西、北4 个方位分别采集上、中、下部果实，每株15～20 个果实。完成地块采样后，各样点叶片、果实分别充分混匀。用于营养素元素分析的叶片和果实样品采集后105 ℃灭活15～20 min、80 ℃恒温充分干燥后粉碎，于样品袋中同样置于干燥瓶中保存备用，其余用于鲜果品质测定分析。

1.2 土壤营养元素测定

土壤样品pH 采用水浸提-电位法测定（1.0∶2.5）；有机质采用重铬酸钾-外加热法测定；碱解氮采用碱解-扩散法测定；速效K、交换性Ca 和Mg 采用醋酸铵交换-ICP 法测定；有效Fe、Mn、Cu 和Zn 采用DTPA 浸提-ICP 法测定；其他营养元素P、B 和Mo通过M3 浸提-ICP 法测定［7］。

1.3 叶片和果实营养元素测定

叶片N 元素采用H2SO4-H2O2消煮-靛酚蓝比色法测定；K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu 和Zn 元素采用盐酸浸提-ICP 法测定；B 元素采用姜黄素比色法测定；其他营养元素P 和Mo 通过H2SO4-H2O2消煮-ICP测定。

1.4 果实品质分析

取15～20 个果实称量测定果重，采用米尺测定纵径和横径，计算平均单果重和果形指数；采用酸碱滴定法测定可滴定酸含量；采用数显糖度计测定可溶性固形物含量，计算固酸比；利用草酸-2，6-二氯酚靛酚钠滴定维生素C 含量；采用恒温干燥法测定果实含水量。

1.5 数据处理及分析

试验数据整理、计算和分析均采用Excel 2016软件。参考文献［8］中对柑橘园土壤和叶片养分分级指标进行分级，并计算统计不同等级比例。

2 结果与分析

2.1 土壤营养状况分析

经过测定，参考柑橘土壤养分分级标准，2017年宜都、当阳和秭归地区柑橘园土壤分析结果见表1、表2、表3。宜都地区主要表现为K、Ca、Mg、Cu、Zn、B 含量较低，Fe、Mn 含量较高，其中88% 的柑橘园Mg 缺乏，44% 的柑橘园表现极度缺乏，92.00%的柑橘园B 缺乏，60.00% 的柑橘园Fe 超过适量水平；当阳地区主要表现为B、Zn 含量较低，N、K、Mg、Fe、Mn 含量较高，其中64.00% 的柑橘园N 超过适量水平，Mg、Fe 超量的柑橘园分别占72.00%、76.00%，Mn 元素超量的柑橘园达到88.00%，与宜都地区比较，当阳地区缺B 更为严重，缺B 的柑橘园占比高达96.00%；秭归地区土壤营养状况主要表现为Mg、Fe、Zn 含量较低，Ca 含量较高，较宜都、当阳地区土壤营养状况稍好，由于山地条件，土壤中Ca 含量普遍偏高，Mg 和Fe 缺乏的柑橘园占比分别为52.00%和48.00%，Zn 缺乏相对严重，缺Zn 的柑橘园占比高达88.00%，其中56.00%的柑橘园Zn 极度缺乏。

表1 2017年宜都地区柑橘园土壤营养状况

表2 2017年当阳地区柑橘园土壤营养状况

表3 2017年秭归地区柑橘园土壤营养状况

2.2 叶片营养状况分析

参考柑橘叶片营养诊断标准，2017年宜都、当阳及秭归地区柑橘园叶片营养状况分析结果见表4。结果表明，宜都地区柑橘园柑橘叶片主要表现为N、K、Zn 含量较低，Mn、Mo 含量较高，88.00% 的柑橘园叶片表现缺N，96.00% 的柑橘园叶片K 含量偏低或缺乏，叶片Mn 元素含量偏高；当阳地区叶片营养状况主要表现为N、P、K、Zn 含量较低，Mn、Mo 含量较高。叶片缺N、P 和K 更为严重，柑橘园占比分别高达96.00%、100.00% 和100.00%，Zn 缺乏也比较严重，柑橘园占比达92%；秭归地区叶片营养表现为N、Mg、Zn 含量较低，Mn、Mo 含量较高，96.00%的柑橘园叶片N 含量偏低，其中60.00% 的柑橘园表现缺乏，Mg 和Zn 含量偏低的柑橘园占比分别为68.00% 和88.00%。3 个地区柑橘叶片Mn 含量均偏高，推测可能与杀菌剂使用有关。

表4 2017年宜都、当阳及秭归地区柑橘园叶片营养状况

2.3 果实品质及营养现状

品质分析结果（表5）表明，受各地区栽培柑橘品种的影响，各地品质参差不齐，宜都地区以温州蜜柑为主，其平均单果重为118.80 g，当阳地区以椪柑为主，平均单果重为125.04 g，秭归地区以脐橙为主，平均单果重达220.50 g。可滴定酸和可溶性固形物含量与品种有关，同时受自然气候条件影响，宜都可滴定酸含量为0.49%，最大达0.76%，可溶性固形物含量平均值为10.49 °Brix，当阳地区果实可滴定酸含量（0.82%）偏高，可溶性固形物含量为11.02 °Brix，秭归地区可滴定酸含量为0.64%，可溶性固形物含量最高，达11.57 °Brix。固酸比一定程度上反映了样品采集时的果实成熟度，由此可见，温州蜜柑成熟度较高，椪柑和脐橙成熟度欠佳。维生素C 含量与类型相关，三者之中，秭归脐橙维生素C含量最高，其次为宜都温州蜜柑，当阳椪柑最低。

表5 2017年宜都、当阳和秭归地区果实品质分析

果实营养状况反映了不同柑橘类型的营养成分及含量（表6）。宜都温州蜜柑锰和锌元素含量变异系数较大，分别达52.30%、54.27%。当阳椪柑与宜都类似，锰和锌元素含量变异系数高达73.96% 和88.60%。秭归地区脐橙也表现类似，说明锰和锌元素在柑橘果实中含量范围较广，最高和最低相差近10 倍。

表6 2017年宜都、当阳和秭归地区果实营养分析

3 讨论

本研究在土壤和叶片养分分级过程中，最初参考重庆市质量技术监督局2013年发布的地方标准《柑橘营养诊断配方施肥技术规程》［9］，通过查阅更多标准和文献，最终决定参考陶梦铭等［8］关于湖北省和湖南省柑橘园土壤和树体养分分级标准，主要原因在于本研究调查对象位于湖北省柑橘主产区，参考后者更为合适，更具有现实意义。众所周知，柑橘栽培品种繁多，树体养分分级参考统一标准必然在一定程度上影响分析结果，如本研究中3 个地区其主栽品种就存在较大差异，宜都地区以温州蜜柑为主，当阳以椪柑为主，而秭归则以脐橙为主，因此在叶片分级比较过程中会产生误差，但是分级结果结合养分测定数据仍然可以作为树体养分状况评价的参考。同理，由于土壤受植被类型和地理环境影响，土壤养分分级结果也具有一定的局限性，但是对于柑橘园施肥管理仍然具有重要指导意义。

周帮国等［10］对宜都柑橘园土壤养分进行调查结果发现，70% 以上土壤pH 处于适宜范围，本研究也表明2017年80% 的柑橘园土壤处于酸性适宜区，仍然存在酸化趋势，建议施用一定量石灰加以改良，防止进一步恶化。宜都柑橘园土壤有机质丰富，速效N 和P 含量均在适量范围，然而2017年土壤中速效K 缺乏普遍，约占56.00%，这与2012年结果不同，推测可能与K 肥施用和水土流失有关。宜都92% 的柑橘园土壤有效B 缺乏，这与岳建平［11］的研究结果一致。与2010年相比，B 缺乏现象在扩大，因此，需要注意施用硼肥。当阳市柑橘园土壤pH较宜都稍好，但仍有40% 的柑橘园土壤处于酸性适宜区，与张影［12］养分调查结果比较有显著改善，2009年速效N 表现缺乏，2017年90% 的柑橘园速效N 在适量以上，其中60%以上的柑橘园处于高量水平，70% 以上的柑橘园有效Mg 也处于高量过剩区。秭归土壤条件综合评价较宜都、当阳稍好，然而仍然存在严重缺Zn，以及Ca 过量现象，这可能与秭归柑橘园土壤类型有关，秭归土壤类型有黄壤、紫色土和石灰土，其中石灰土pH 呈微碱性，本次调查中52.00% 的柑橘园土壤处于碱性适宜区，因此限制了Zn 元素的有效性，不利于Zn 元素的移动和吸收［13］。

宜都、当阳和秭归3 个地区柑橘园叶片均表现缺N，但是土壤中碱解N 含量均在适宜及以上，尤其是宜都和当阳地区，土壤碱解N 处于适宜区的柑橘园占比分别为68.00% 和36.00%，高量水平的柑橘园占比分别为32.00% 和64.00%，而这2 个地区柑橘园叶片N 缺乏最为严重，占比分别为88.00%和96.00%，而秭归76.00% 的柑橘园土壤碱解N 在适宜区，12.00% 的柑橘园处于高量区，叶片N 缺乏比例最低，柑橘园占比为60.00%，说明土壤中碱解N 含量与叶片中N 含量没有直接关系，因此在施肥时尤其是叶面肥应该注重树体营养水平，而不是土壤相关养分指标。与N 不同，3 个地区土壤中均表现Zn 不足，叶片也都表现不同程度的缺Zn 症状，其中秭归土壤缺Zn 最为严重，柑橘园占比高达88.00%，当阳次之，为76.00%，宜都排第三，为64%，叶片缺Zn 的柑橘园占比大小则依次为当阳>宜都>秭归。Mn 元素作为微量营养元素，对于植物生长必不可少。3 个地区土壤中Mn 元素处于高量以上的柑橘园占比分别为52.00%、88.00%和40.00%，叶片中Mn 含量偏高比例则分别为80.00%、88.00%、60.00%，土壤中和叶片中Mn 过量推测与杀菌剂施用有关，但还需要进一步研究确认。