海拔与加施有机肥对香榧果园土壤肥力的影响

吴远海， 臧运祥， 吴陆斌， 刘 伟， 吴盛清， 张婷婷， 毛永铨

(1.庆元县自然资源和规划局， 浙江 庆元 323800； 2.浙江农林大学园艺科学学院， 浙江 杭州 311300； 3.丽水市森林资源保护管理总站， 浙江 丽水 323000； 4.庆元县瑞利达水果专业合作社， 浙江 庆元 323800)

香榧(Torreyagrandis‘Merrillii’)是我国特有的珍稀干果树种，主产于浙江省会稽山区的诸暨市、绍兴市、嵊州市、东阳市和磐安县等5个市县[1-2]。庆元县为香榧的自然分布区，有树龄在100年以上的香榧660株，树龄在500年以上的香榧60株。该县人工栽培香榧始于2005年，从诸暨市引进嫁接苗在左溪镇青竹村等地种植，其香榧产业起步较晚，尚未成熟。截至2020年，庆元县香榧种植面积达200 hm2，经过15年的管护和多次试验，香榧林地的土壤肥力有了很大变化。土壤肥力可以反映土壤为植物生长供应养分的能力[3]。目前对香榧生长环境的研究已有诸多报道，但对海拔800 m以上的香榧栽培区域，在追肥环节加施羊粪有机肥对香榧林地土壤肥力的影响尚未涉及。笔者通过对庆元县不同海拔香榧果园土壤肥力的测定和对比分析与评价，探讨适宜香榧生长的环境条件及其相应的改良措施，为香榧果园开展绿色果品生产和高产稳产提供科学依据。

1 试验区概况

试验区位于浙江省西南部，属于亚热带季风气候区，温暖湿润，四季分明，年平均气温17.4 ℃，年平均降水量1760mm，年平均无霜期245d。其东部较中部气温低，降雨多，降雨量年际变化大，无霜期短，昼夜温差大。试验地设在庆元县瑞利达水果专业合作社的“上寮”和“螃蟹”香榧果园。“上寮”和“螃蟹”果园的种植密度均为450株·hm-2，分别于2005年和2006年建园，2016年均进入初产期。其中：“上寮”香榧果园位于庆元县东部的左溪镇青竹村，海拔为1127m，面积为7.6hm2；地处119°20′00″E，27°34′07″N；处于山谷，四面环山，凉爽多雾；土壤为黄壤区沙壤土，坡度为23°。“螃蟹”香榧果园位于庆元县中部的五大堡乡西川村，海拔为720m，面积为11.5hm2；地处119°10′12″E，27°36′35″N；朝向为东南，土壤为红壤区黄泥土，坡度为28°。

2 材料与方法

2.1 供试肥料

作芽前肥的尿素，其总氮≥46%，由陕西渭河重化工有限责任公司生产；作基肥和壮果肥的金正大3+三硫酸钾型复合肥(添加黄腐酸钾)，其无机总养分(N+P2O5+K2O )≥45%，由金正大生态工程集团股份有限公司生产。作基肥和壮果肥的纯羊粪发酵有机肥(添加有效活菌数≥0.2亿·g-1)，其无机总养分(N+P2O5+K2O)≥5%，有机质含量≥45%，由石家庄雨欣有机肥有限公司生产。

2.2 研究方法

2.2.1 试验设计 于2018年在果园内选择立地条件和经营管理措施一致的区域，设置A(海拔)和B(施肥)2个因素，采用双因素随机区组试验设计，海拔设720m(A1)和1127m (A2)2个水平，施肥设常规施肥(B1)和在常规施肥的基础上加施有机肥(B2)2个水平，共4种处理，各重复3次，共计12个小区；每个小区5株，共计60株。处理间设置5 m隔离带。施肥前，逐一挂牌编号。

2.2.2 施肥 从2018年10月开始施肥，每年施肥3次，连续施肥3 a，施肥量均相同。具体施肥时间：芽前肥在2—3月施肥；壮果肥在5—6月施肥；基肥在10—11月施肥。芽前肥采用撒施法；壮果肥和基肥采用沟施法，沟宽40cm，深30～40cm。在距离果树树干基部40cm以外、滴水线以内施肥。施肥量分别为：常规施肥的处理施芽前肥(尿素)0.15kg·株-1a-1，施壮果肥(复合肥)2kg·株-1a-1，施基肥5kg·株-1a-1(有机肥4kg·株-1a-1和复合肥 1kg·株-1a-1)；加施有机肥的处理在常规施肥的基础上，在施追肥环节，即施壮果肥时增施有机肥1kg·株-1a-1。

2.2.3 土样采集与土壤肥力测定

(1)土样采集。于2021年7月23—24日进行土样采集。采集前，逐一挂牌编号。在距离果树树干基部40cm以外、滴水线内对称取样，取表土层下0～40cm的土样，每个样品取1kg土。将相同小区的土样分别充分混合、去杂，装入塑料袋分别登记送检。委托国家林业和草原局经济林产品质量检验检测中心(杭州)检测。

(2)土壤肥力测定[4]。土壤pH值采用电位法(2.5∶1水土比)测定；土壤有机质含量采用重铬酸钾氧化-外加热法测定；土壤全磷含量采用氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法测定；土壤速效氮含量采用碱解-扩散法测定；土壤速效钾含量采用火焰光度法测定；交换性钙含量采用原子吸收分光光度法测定。有效微量元素中，有效锰、铁、锌、铜等含量采用原子吸收分光光度法测定；有效硼含量采用水饱和浸提-甲亚胺比色法测定。

2.2.4 土壤养分等级划分 果园土壤有机质和全磷、速效氮、速效钾及微量元素含量分级标准采用2014年实施的国家绿色食品产地环境质量农业行业标准(表1)和全国第 2 次土壤普查分级标准 (表2、表3) 。

表1 国家绿色食品产地环境质量园地土壤肥力分级指标[5]Tab.1 National grading index of environmental quality and soil fertility for production area of green food土壤肥力等级有机质含量/(g·kg-1)速效钾含量/(mg·kg-1)Ⅰ级>20>100Ⅱ级15～2050～100Ⅲ级<15<50

表2 全国土壤养分含量分级标准[6]Tab.2 National grading standard for soil nutrient content土壤养分含量等级有机质含量/(g·kg-1)全磷含量/(g·kg-1)速效氮含量/(mg·kg-1)速效钾含量/(mg·kg-1 )丰富>40>2>150>200较丰富30～401.5～2120～150150～200中等20～301～1.590～120100～150较缺10～200.75～1.060～9050～100缺6～100.5～0.7530～6030～50极缺<6<0.5<30<30

表3 全国土壤养分微量元素含量分级标准[6]Tab.3 National grading standard for soil micronutrient contentmg·kg-1土壤养分微量元素含量等级交换性钙有效锰有效铁有效硼有效锌有效铜很高>1 000>30>20>2>3>1.8高700～1 00015～3010～201～21～31～1.8中等500～7005～154.5～10.00.5～1.00.5～1.00.2～1.0低300～5001～52.5～4.50.2～0.50.3～0.50.1～0.2极低<300<1<2.5<0.2<0.3<0.1 注:交换性钙及有效锰、铁、硼、锌、铜的丰缺临界指标值分别为200、0.6、4.0、0.5、1.5、0.5 mg·kg-1。

2.2.5 数据分析 采用SPSS 20.0软件中LSD法进行多重比较及差异显著性分析。

3 结果与分析

3.1 海拔与加施有机肥对土壤pH值的影响

pH值是衡量土壤性质的重要因子，适宜香榧生长的土壤pH值为4.5～7.5[9-10]。有研究[7，10-11]表明，香榧优质高产区土壤pH值在5.20～6.25之间。本研究结果(表4)显示，在追肥环节加施有机肥的处理，香榧果园的土壤pH值均为4.41，比常规施肥处理的土壤pH值(4.72～4.81)下降了6.58%～4.81%，说明加施有机肥后果园土壤pH值未达到高产标准。

3.2 海拔与加施有机肥对土壤有机质、全磷、速效氮、速效钾含量的影响

土壤有机质中含有丰富的大量元素和微量元素，能吸附较多的阳离子，在土壤中起调节土壤养分，为植物供应养分等作用，是反映土壤肥力的重要指标之一。张春苗[12]的研究结果表明，香榧林地土壤中有机质含量以10 g·kg-1为丰缺临界值。本研究结果(表4)显示，香榧果园中加施有机肥处理的土壤有机质含量为28.10～44.63 g·kg-1，常规施肥处理的为17.17～26.67 g·kg-1。说明该2处香榧果园的土壤有机质均较为丰富。由表1、表2、表4可知：在追肥环节加施有机肥对香榧果园土壤肥力的影响明显；在追肥环节加施有机肥处理的土壤有机质含量都达到了国家绿色食品产地土壤肥力Ⅰ级标准，其中西川村香榧果园加施有机肥处理的土壤有机质含量与常规施肥处理的差异性不显著(P>0.05)，青竹村香榧果园加施有机肥处理的土壤有机质含量与常规施肥处理的差异性显著(P<0.05)；青竹村香榧果园常规施肥处理的土壤有机质含量达到了国家绿色食品产地土壤肥力Ⅰ级标准，西川村香榧果园常规处理的达到了国家绿色食品产地土壤肥力Ⅱ级标准。说明施用有机肥可以提高香榧果园土壤有机质含量。

表4 海拔和加施有机肥对香榧果园土壤pH值及有机质、全磷、速效氮、速效钾含量的影响Tab.4 Effects of altitude and supplemental organic fertilizer on soil pH, contents of organic matter, hydrolytic nitrogen, total phosphorus, available nitrogen, and potassium in Torreya grandis orchardpH值有机质/(g·kg-1)全磷/(g·kg-1)速效氮/(mg·kg-1)速效钾/(mg·kg-1)A1B14.72±0.08 a 17.17±3.80 Bb0.15±0.67 Bb59.27±0.02 b82.07±23.38 bA1B24.41±0.19 a28.10±3.27 ABb1.37±1.26 ABab101.50±0.94 ab203.67±103.23 abA2B14.81±0.14 a26.67±7.27 ABb0.22±0.69 ABab99.63±0.05 b67.63±9.53 bA2B24.41±0.79 a44.63±2.95 Aa2.13±2.69 Aa153.67±0.43 a225.67±49.07 a 注:同列数据后不相同大、小写英文字母,分别表示差异达极显著(P<0.01) 和显著(P<0.05) 水平。下同。

土壤全磷、速效氮、速效钾含量是衡量土壤养分状况的重要指标。据叶玮等[7]、张才德等[8]的研究结果，香榧高产区土壤全磷、速效氮、速效钾的丰缺临界值分别为1.5～2.0 g·kg-1、136.0～247.5 mg·kg-1、86～308 mg·kg-1，结合表1、表2的土壤肥力分级指标、土壤养分含量分级标准，从表4中可以看出：青竹村上寮果园的土壤速效氮、速效钾含量在常规施肥与加施有机肥的2个处理间的差异性均显著(P<0.05)，西川村香榧果园的土壤速效氮、速效钾含量在常规施肥与加施有机肥的2个处理间的差异性均不显著(P>0.05)。常规施肥处理的土壤全磷(含量为0.15～0.22 g·kg-1)、速效氮(含量为59.27～99.63 mg·kg-1)、速效钾(含量为67.63～82.07 mg·kg-1)等土壤养分均处于缺肥状态，不利于香榧生长。常规施肥处理的土壤速效钾含量均评定为较缺，速效氮含量评定为较缺或中等，全磷含量评定为极缺；在追肥环节加施有机肥的处理，土壤速效钾含量均评定为丰富，全磷和速效氮含量均评定为中等或丰富。说明加施有机肥后果园土壤中全磷和速效氮、速效钾均较丰富。

参照叶玮等[7]、张才德等[8]的研究结果，青竹村香榧果园常规施肥处理的土壤肥力仅达到低产果园的标准，而在施追肥环节加施有机肥的处理，其土壤有机质、全磷、速效氮、速效钾的含量均达到了高产果园的标准；西川村香榧果园的常规施肥处理和加施有机肥处理的土壤肥力均只达到低产果园的标准，这可能与该果园的土壤板结严重有关。

3.3 海拔与加施有机肥对土壤交换性钙和有效锰、铁、硼、锌、铜含量的影响

土壤是最大的养分资源库，植物吸收的营养物质绝大部分来自土壤，营养元素的供应对植物的产量和质量都有重要影响[13]。已有研究[10，14-16]发现，香榧干果的矿质元素钾、钙、铁、锌、锰等含量丰富，特别是钾元素含量达7～11 mg·kg-1，与其他干果相比，其含量较高。目前，对香榧林地土壤交换性钙和有效锰、铁、硼、锌、铜含量的质量分数，即土壤丰缺临界值的研究迄今为止还处于起步阶段。

香榧林地土壤交换性钙、有效锰、有效铁含量的丰缺临界值尚未有研究定论，参照林地土壤交换性钙、有效锰、有效铁含量的丰缺临界值(200、0.6、4 mg·kg-1)[17]，以及土壤中的有效态微量元素含量分级标准(表3)，从表5中可以看出：加施有机肥处理的土壤交换性钙含量(123.87～138.32 mg·kg-1)以及常规施肥的处理土壤交换性钙含量(34.23～40.70 mg·kg-1)均低于丰缺临界值，故均需补充钙肥。加施有机肥处理的土壤有效锰含量(13.20～17.57 mg·kg-1)均评价为中等或高等，表明该2个处理的土壤有效锰含量较丰富。加施有机肥处理的土壤有效铁含量(34.50～53.07 mg·kg-1)均大于丰缺临界值，均评价为很高级，表明该2个处理的土壤有效铁都很充足。

根据土壤有效硼、有效锌、有效铜含量的丰缺临界值(0.5、1.5、0.5 mg·kg-1)[16，18]，以及土壤中的有效态微量元素含量分级标准(表3)，从表5中可以看出：在追肥环节，加施羊粪有机肥处理的土壤有效硼含量(0.43～0.46 mg·kg-1)均低于丰缺临界值，评价为低级，故需增施硼肥。青竹村果园加施有机肥处理的土壤有效锌含量为1.94 mg·kg-1，评价为高级，表明该处理的土壤有效锌含量丰富；西川村果园加施有机肥处理的土壤有效锌含量为 5.19 mg·kg-1，评价为很高级，表明该处理土壤有效锌很丰富。西川村香榧果园加施有机肥处理的土壤有效铜含量(0.82 mg·kg-1)高于丰缺临界值，评价为中等，表明该处理的土壤有效铜较丰富；青竹村香榧果园加施有机肥处理的土壤有效铜含量(0.18 mg·kg-1)评价为低级，低于丰缺临界值，故需补充铜肥。

表5 海拔和加施有机肥对香榧果园土壤有效态微量元素含量的影响Tab.5 Effects of altitude and supplemental organic fertilizer on soil available micronutrient content in Torreya grandis orchardmg·kg-1处理交换性钙 有效锰 有效铁有效硼有效锌有效铜A1B134.23±5.62 a6.50±3.37 a17.77±16.45 a0.30±0.02 a0.66±0.06 a0.08±0.02 aA1B2138.27±113.83 a17.57±14.53 a34.50±10.43 a0.43±0.07 a5.19±3.33 a0.82±1.02 aA2B140.70±20.41 a11.33±1.79 a17.97±6.43 a0.32±0.01 a0.31±0.13 a0.07±0.00 aA2B2123.87±118.61 a13.20±4.12 a53.07±14.13 a0.46±0.06 a1.94±0.99 a0.18±0.12 a

4 结论与讨论

在追施壮果肥环节加施有机肥对香榧果园土壤肥力的影响明显。在追施壮果肥环节加施有机肥后，青竹村上寮果园的土壤有机质和速效钾含量均达到了国家绿色食品产地环境质量园地土壤肥力Ⅰ级标准；土壤有机质、全磷、速效氮、速效钾含量均达到了香榧高产果园标准，且土壤有机质、速效氮、速效钾含量在加施有机肥与常规施肥处理间的差异性均显著(P<0.05)。西川村螃蟹果园的土壤有机质、全磷、速效氮、速效钾含量均未达到香榧高产果园标准，且在加施有机肥处理与常规施肥处理间的差异性均不显著(P>0.05)，需进行土壤改良。加施有机肥处理的土壤交换性钙及有效锰、铁、硼、锌、铜含量均高于常规施肥处理的，但两者间差异性不显著(P>0.05)。建议在香榧栽培中，在追施壮果肥环节加施有机肥，并适当配施钙肥、硼肥和铜肥。

在追肥环节加施有机肥后，香榧果园土壤有机质和交换性钙含量均增加，pH值则下降。这可能与其pH值均低于0.5有关，有研究[19]印证了这一点。有研究表明[8]，高产香榧林地应选择海拔在250～600m的黄红壤地区。本研究表明，通过加施有机肥，在海拔1127m的温暖湿润、凉爽多雾、临风向阳的缓坡山谷，且通气性好、保水保肥能力强的沙质壤土香榧果园，其土壤肥力指标可以达到香榧高产果园标准[7-8]。有研究表明[7-8]，200～800m山地黄泥土质地较黏，养分较多，是香榧丰产的主要原因。低海拔(720m)的西川村螃蟹香榧果园一直以来产量低下，究其原因是土壤板结严重、偏酸，表现为土壤有机质偏少、缺钙、pH值小。有研究表明[10]，栽培香榧以pH值在5.2以上的土壤为好，过度酸黏和砂性太强的土壤上生长的香榧种实产量低，品质较差。对于西川村果园，建议采取添加黄泥土和隔年增施石灰等改良措施，促使其土壤肥力达到高产果园标准[20-21]。