临沂市苹果园化肥投入现状与土壤养分状况调查

安绪华 刘庆娟 闫 宏 孙玉莹 郭学习

（1.临沂市农业农村局 山东临沂276001；2.临沂市河东区农业农村局 山东临沂 276034；3.山东省蒙阴县农业农村局 山东蒙阴 276299；4.临沂市河东区凤凰岭街道办事处 山东临沂 276041）

我国苹果产量居世界前列，栽培面积达到世界栽培面积的42%[1]。山东省是全国苹果主产区之一，临沂市苹果种植面积在2.53万hm2左右，年产量约72万t，一直保持在山东省前三位[2-3]。苹果产业作为临沂市竞争优势强、综合效益好的高效特色产业，在调整农业供给侧改革、助力乡村振兴战略方面发挥了重大作用[4]。但与世界上苹果生产发达国家相比，我国大部分苹果园管理较为粗放，施肥过量问题突出，不仅造成肥料利用率低、果实品质下降，还引起土壤酸化及大气、水体污染等生态环境问题[5-6]。临沂市苹果的主产区主要分布在蒙阴县、沂水县、沂南县的低山丘陵区，主要土壤类型是棕壤和褐土，土壤有机质含量低，土壤相对贫瘠。为追求高产，不合理施肥的问题同样存在。为摸清临沂市苹果园土壤养分现状，在临沂市苹果主产区开展施肥和土壤养分状况调查，以期为苹果园科学施肥提供依据。

1 材料与方法

1.1 施肥调查与土样采集方法

化肥投入量采取农户调查的方法进行，2019年8月至2020年4月在蒙阴县、沂水县、沂南县等苹果主产区选择47个有代表性的苹果种植户，调查其近3年来化肥的平均施用情况。土壤样品在果实采收后、秋季施肥前采集。在调查户果园内采用“棋盘”法选择10株果树，每株在树冠垂直投影2/3处沿对角选择2个取样点，每个取样点分别采集0～20 cm、20～40 cm土层土样，10株果树取样点分别混合成0～20 cm、20～40 cm 2个土样，四分法留样1.5 kg。土样经过风干、研磨、过筛后待测。

1.2 土壤测定方法

土壤pH用电位计法测定；土壤有机质用重铬酸钾容量法测定；土壤碱解氮用碱解扩散法测定；土壤有效磷用碳酸氢钠法测定；土壤速效钾用乙酸铵浸提－火焰光度法测定[7]。

1.3 数据分析方法

数据采用Excel 2016进行分析。土壤养分分级标准参照山东省土壤养分分级标准[8]（表1）。

表1 土壤主要养分分级标准

2 结果与分析

2.1 临沂市果园化肥投入现状

由表2可知，临沂市苹果园氮肥投入量平均为482.8 kg/hm2，变幅为 216.2～664.6 kg/hm2；磷肥投入量平均为 293.7 kg/hm2，变幅为 104.3～620.9 kg/hm2；钾肥投入量平均为 313.7 kg/hm2，变幅为 123.0～496.7kg/hm2；化肥总量投入平均为1 091.1 kg/hm2，变幅为481.1～1 599.1 kg/hm2。氮、磷、钾养分的投入比为 1.00∶0.61∶0.65。

表2 农户化肥投入情况

2.2 临沂市苹果园土壤速效养分状况

2.2.1 土壤pH 由表3可知，临沂市苹果园0～20 cm土壤pH平均为6.07，变幅为5.13～6.85，变异系数为8.51%；20～40 cm土壤pH平均为6.49，变幅为5.92～7.11，变异系数为4.67%。

表3 不同土层土壤养分分布含量状况

2.2.2 土壤有机质含量 由表3可知，临沂市苹果园0～20 cm土壤有机质平均含量为18.3 g/kg，变幅为13.9～26.6 g/kg， 变异系数为17.46%；20～40 cm土壤有机质平均含量为16.0 g/kg，变幅为12.3～22.5 g/kg，变异系数为17.11%。

2.2.3 土壤氮、磷、钾养分含量 由表3可知，临沂市苹果园0～20 cm土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量较高， 分别为 130.6 mg/kg、73.1 mg/kg、142.35 mg/kg，20～40 cm土壤碱解氮、有效磷、速效钾平均含量分别为107.1 mg/kg、50.7 mg/kg、111.2 mg/kg。

2.3 临沂市苹果园土壤养分分布状况

2.3.1 土壤pH分布 根据山东省土壤养分分级标准对调查点土壤pH进行了分级，该标准将土壤pH分为7个等级。由表4可知，临沂市苹果园0～20 cm土壤 pH 集中分布在三级（6.5～7.5）、四级（5.5～6.5）、五级（5.0～5.5）3个级别，其中四级占比为最高，为42.6%，三级（6.5～7.5）和五级（5.0～5.5）的占比分别为25.5%和27.7%。20～40 cm土壤pH集中分布在二级（6.5～7.5）、三级（6.5～7.5）、四级（5.5～6.5）、五级（5.0～5.5）4个等级，4个等级占比分别为 6.4%、46.8%、34.0%和12.8%。

表4 不同土层土壤养分分布状况（单位：%）

2.3.2 土壤有机质含量分布 根据山东省土壤养分分级标准对调查点土壤有机质含量状况进行了分级，该标准将土壤有机质含量分为7个等级。由表4可知，临沂市苹果园0～20 cm土壤有机质含量主要分布在二级（15～20 g/kg）和三级（12～15 g/kg），其占比分别为42.6%和31.9%。20～40 cm土壤有机质含量含量主要分布在二级（15～20 g/kg）、三级（12～15 g/kg）、四级（10～12 g/kg），其占比分别为 25.5%、44.7%、21.3%。

2.3.3 土壤碱解氮含量分布 根据山东省土壤养分分级标准对调查点土壤碱解氮含量状况进行了分级，该标准将土壤碱解氮含量分为8个等级。由表4可知，临沂市苹果园0～20 cm土壤碱解氮含量主要分布在二级（120～150 mg/kg）和三级（90～120 mg/kg），其占比分别为38.3%和25.5%。20～40 cm土壤碱解氮含量主要分布在三级（90～120 mg/kg）和四级（75～90 mg/kg），其占比分别为36.2%和31.9%。

2.3.4 土壤有效磷含量分布 根据山东省土壤养分分级标准对调查点土壤有效磷含量状况进行了分级，该标准将土壤有效磷含量分为9个等级。由表4可知，临沂市苹果园0～20 cm土壤有效磷含量主要分布在二级（80～120 mg/kg）、三级（50～80 mg/kg）、四级（30～50 mg/kg），其占比分别为23.4%、38.3%、21.3%。20～40 cm土壤有效磷含量主要分布在四级（30～50 mg/kg）和五级（20～30 mg/kg），其占比分别为51.1%和23.4%。

2.3.5 土壤速效钾含量分布 根据山东省土壤养分分级标准对调查点土壤速效钾含量状况进行了分级，该标准将土壤速效钾含量分为8个等级。由表4可知，临沂市苹果园0～20 cm土壤速效钾含量主要分布在三级（150～200 mg/kg）、四级（120～150 mg/kg）、五级（100～120 mg/kg），其占比分别为 23.4%、29.8%、19.2%。20～40 cm土壤速效钾含量分布状况与0～20 cm 类似，其中四级（120～150 mg/kg）和五级（100 ～120 mg/kg）2个等级的占比较高，分别为25.7%和40.0%。

3 结论与讨论

3.1 临沂市苹果园养分投入现状分析

我国苹果园立地条件差、土壤贫瘠，化肥的施用对苹果增产发挥了关键作用[9]。近20年来我国苹果园过量施肥与不平衡施肥问题突出且较为普遍[10-11]。刘占军等[12]调查发现，我国苹果园化肥氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O） 施用量分别为 512～1 355 kg/hm2、242～647 kg/hm2、293～889 kg/hm2，平均值分别为 905 kg/hm2、570 kg/hm2、675 kg/hm2。本研究结果表明，临沂市氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O） 施用量分别为 216.2～664.6 kg/hm2、104.3～620.9 kg/hm2、123.0～496.7 kg/hm2，平均值分别为482.8 kg/hm2、293.7 kg/hm2、313.7 kg/hm2，略低于全国平均水平，说明临沂市苹果园施肥管理水平相对较高，这与前人研究结果基本一致[13]。笔者在调查中发现，多数农户有机肥施入量较少，果树专用配方肥应用比例偏低。因此化肥减量增效、增施有机肥仍是今后苹果园施肥管理的重点。

3.2 临沂市苹果园土壤pH状况分析

土壤pH是影响土壤养分有效性的重要因素，一方面酸碱度直接影响矿物质养分的溶解度，另外土壤酸碱性还可以通过影响微生物活动影响养分的有效性。调查显示，临沂市苹果园0～20 cm、20～40 cm土壤pH分别为6.07、6.49，均属于微酸性土壤，较适宜果树生长。但与临沂市第二次土壤普查数据比较（pH为6.8～7.7），苹果园土壤pH下降幅度较大。由表4可知，31.9%的调查户苹果园0～20 cm土壤pH低于5.5，土壤酸化趋势明显，因此减缓临沂市果园土壤酸化也是当前果园施肥管理的工作重点之一。

3.3 临沂市苹果园土壤有机质含量状况分析

土壤有机质含量高低是衡量土壤肥力的一个重要指标。有机质不但可以提高土壤保肥力和缓冲性，还能使土壤疏松和形成结构，改善土壤的物理性状，缓和施用化肥后的不良反应，提高化肥的肥效[14]。有研究表明[15-16]，果园土壤有机质的含量与果树基础产量有密切关系，有机质含量高，果树基础产量高且稳定，果实品质也好，是实现果树高产、优质的基本条件与保障。冯世栋等[17]的研究发现，国外丰产优质果园土壤有机质含量在2%～6%（20～60 g/kg），而我国丰产优质苹果园土壤有机质含量均在1.5%（15 g/kg）以上。本研究结果表明，临沂市果园土壤有机质含量平均为18.3 g/kg，属中等偏上，但与国外果园土壤有机质含量相比还有很大差距。从0～20 cm土壤有机质含量分布情况来看，38.3%的调查户土壤有机质含量低于15 g/kg，说明临沂市还有相当高比例的苹果园有机质含量非常低。

3.4 临沂市苹果园土壤速效养分含量状况分析

长期过量施肥导致的土壤剖面养分累积，是农业面源污染的风险之一[18]。葛顺峰等[19]指出，我国在苹果生产中氮、磷损失途径和阻遏技术方面的研究近乎空白。本研究发现，临沂市果园20～40 cm土壤碱解氮平均含量为 107.1 mg/kg，其中三级（90～120 mg/kg）、四级（75～90 mg/kg）所占比例分别为 36.2%、31.9%；20～40 cm土壤有效磷平均含量为50.7 mg/kg，四级（30～50 mg/kg）所占比例为51.1%。可见临沂市苹果园20～40 cm土壤氮、磷已经开始富集。虽然临沂市苹果氮、磷、钾肥投入总量明显低于全国平均水平，但是果园土壤养分富集并逐渐下移的现象也不容忽视，因此还需要继续优化施肥方案，提高化肥利用率，降低氮、磷损失带来的环境风险。