廣西富川主要臍橙園土壤主要養(yǎng)分的肥力特征及關(guān)聯(lián)-南芳農(nóng)業(yè)學(xué)報

1、廣西富川主要臍橙園土壤養(yǎng)分和pH值與有機質(zhì)的肥力特征及關(guān)聯(lián)李忠芳1 , 潘中田1*，陳小香1, 唐政1，陳春嵐1, 陳金瑛2基金項目：國家自然科學(xué)基金（41361068）、廣西高校科學(xué)技術(shù)研究重點項目（2013ZD067）資助。 作者簡介：李忠芳（1976），男，廣西賀州人，博士，副教授，主要從事土壤肥力培育方面的研究。lizhongfang08*通訊作者：潘中田，男，副教授。主要從事中田大山楂及臍橙的標準化栽培方面的研究。E-mail: tia1賀州學(xué)院化學(xué)與生物工程學(xué)院，廣西賀州542899；2富川瑤族自治縣農(nóng)業(yè)局，廣西 富川 542700摘要： 【目的】通過對廣

2、西富川9大臍橙園的土壤養(yǎng)分的肥力特征分析，為該區(qū)域的土壤合理培育,進行可持續(xù)性生產(chǎn)作重要的參考依據(jù)?！痉椒ā拷柚◤椒治龇ǘ拷馕鲋饕寥婪柿χ笜藢ν寥烙袡C質(zhì)的驅(qū)動大小和方向?！窘Y(jié)果】土壤有機質(zhì)、pH值、全氮、有效磷、速效鉀的平均值分別為22.50g/kg、5.63 g/kg、1.20 g/kg、48.48 mg/kg和159.755 mg/kg，均達到中上肥力水平，而氮鉀養(yǎng)分少量果園還需提高1-2個肥力等級，而有效磷含量過高（55.4%為大于40 mg/kg）。土壤全氮對有機質(zhì)主要為直接驅(qū)動作用（通徑系數(shù)為0.767），而土壤酸堿度和速效鉀主要呈間接作用（通徑系數(shù)分別為0.188和0.261

3、）。【結(jié)論】果園土壤養(yǎng)分特征表明，在原有管理措施下控施磷肥，30%低鉀區(qū)需增施鉀肥，同時配合施用石灰石粉為有效提高土壤有機質(zhì)及培肥土壤施肥方法，從而進行可持續(xù)的優(yōu)質(zhì)臍橙生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：土壤肥力；土壤有機質(zhì); 頻數(shù)分布；富川臍橙 中圖分類號：S153.6 The fertility characters and the relationship between the the soil Organic Matter VS the Nutrients and pH of Fuchuan Navel Orange Park in Guangxi ProvinceLI Zhong-fang1, Pan

4、Zhong-tian1, Chen Xiao-xiang, TANG Zheng 1, CHEN Chun-lan, CHEN Jin-ying3 (1. College of Chemistry and Bioengineering, Hezhou University, Hezhou 542899, China; 2. Fuchuan County Agriculture Bureau，F(xiàn)uchuan 542700，China)Abstract: 【Objective】The soil nutrient contents, soil organic matter and pH were s

5、urveyed at 9 orchards in Guangxi Fuchuan, In order to provide a reference of the soil reasonable cultivation and conduct sustainable production. 【Method】We analyzed frequencies and the regression correlations of the SOM and key nutrients contents of nine Orange Park in Fuchuan Guangxi province . 【Re

6、sults】The results showed that soil organic carbon, pH, total nitrogen, phosphorus, potassium averages were 22.50 g/kg, 5.63 g/kg,1.20 g/kg, 48.48 mg/kg and 159.755 mg/kg, are up in the fertility level, while a small amount of nitrogen and potassium 1-2 orchard needs to improve fertility levels, whil

7、e phosphorus content is too high (55.4% to greater than 40 mg/kg). Soil nitrogen organic matter mainly for direct drive action (path coefficient of 0.767), while the soil pH and potassium were mainly indirect effects (path coefficients were 0.188 and 0.261). 【Conclusions】 Orchard soil nutrient chara

8、cteristics show that, under the existing management measures control control phosphate, 30% potassium district needs increasing potassium, but with the application of limestone powder to improve soil organic matter and soil fertility fertilization methods, thus sustainable quality navel orange produ

9、ction.Keywords: Soil fertility; Soil organic carbon; Frequency distribution; Fuchuan orange廣西壯族自治區(qū)富川瑤族自治縣水果種植面積已達38.45萬畝，其中優(yōu)質(zhì)臍橙25萬畝，水果業(yè)總產(chǎn)值達6億元，使農(nóng)民人均每年增收5000多元1。富川瑤族自治縣是廣西的水果大縣，以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的臍橙為主，在果樹栽培上具有優(yōu)越地理位置，具有高質(zhì)量的健康土壤的土地所占比例較高，目前立新國營有機農(nóng)場等已經(jīng)通過南京國環(huán)有機產(chǎn)品認證中心的驗證1, 2。長期定位研究表明，合理的土壤養(yǎng)分管理是進行農(nóng)業(yè)可持續(xù)性生產(chǎn)的基礎(chǔ)3, 4，隨著果樹栽培

10、年限增加，土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和供應(yīng)速率下降，氮和磷供應(yīng)失衡、養(yǎng)分供應(yīng)的季節(jié)變化與果樹需求不協(xié)調(diào)，可導(dǎo)致果園土壤質(zhì)量及臍橙產(chǎn)量和品質(zhì)下降5。曾林芳等對廣西富川縣多個紐荷爾臍橙園土壤和葉片樣品進行分析表明，土壤全部偏酸，有效硼和有效錳不足的現(xiàn)象，土壤有機質(zhì)、堿解氮、有效磷、交換性鎂和有效銅含量中等，有效鉀含量高，土壤養(yǎng)分含量與臍橙葉片中的含量密切相關(guān)6，而養(yǎng)分間的關(guān)系如何，對有機質(zhì)有何影響尚不明確，還有待深入研究。目前，為了提升廣西柑桔產(chǎn)區(qū)的品種品質(zhì)和品牌價值，實施柑桔安全優(yōu)質(zhì)高效栽培集成技術(shù)，廣西農(nóng)墾國有立新農(nóng)場柑桔協(xié)會與賀州學(xué)院共同實施了“有機臍橙栽培技術(shù)研究與示范”（桂科能1222021-15）的

11、項目。所以對果園的土壤養(yǎng)分進行深入調(diào)查及分析其預(yù)測其趨勢，分析將有利于科學(xué)的管理，及進行可持續(xù)性生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水果提供保障。我國是臍橙大國，但與國外相比，肥料成本高達35%，且主要栽培在長江以南地區(qū)，高溫多雨條件下易導(dǎo)致土壤養(yǎng)分流失。1 材料與方法1.1 研究區(qū)采樣點的基本情況采樣點位于賀州地區(qū)北部的富川瑤族自治縣內(nèi)，范圍為東經(jīng)115611120，北緯244025.95），屬于亞熱帶季風(fēng)氣候。該地區(qū)年均氣溫19 ，全年10的活動積溫6100，年均降雨量1700 mm，年均蒸發(fā)量1622 mm，無霜期318 d，年平均日照時數(shù)1587 h。地貌以丘陵為主，有少量平原和山地。果樹栽培以臍橙為主要類型，糧

12、食作物以水稻和玉米為主。采樣時間為2013年水果收獲后進行，共采集了9大農(nóng)場或果園的土壤樣品670個。1.2 采樣方法與樣品分析本研究采樣點位的確定是根據(jù)果園分布狀況、土壤類型及面積，平均每個果園設(shè)置70多個采樣點，并在地形圖上編號作為采樣草圖，通過GPS定位，采樣人員依草圖到實地采樣，每個樣點在要求范圍內(nèi)以“S”型或“X”型隨機選取10個各取土0.5 kg，將各樣點土樣充分混合，按四分法留取3 kg 左右的土樣裝入特制袋中。所采集的土樣經(jīng)風(fēng)干、分別過1mm篩(用于測定速效養(yǎng)分及pH值)和0.25mm篩（用于測定養(yǎng)分全量）后保存?zhèn)溆谩Ｍ寥罉悠防砘再|(zhì)的測定項目與方法：有機質(zhì)（SOM）油浴加熱重

13、鉻酸鉀氧化 容量法，pH 值電位法，全氮（TN）凱氏定氮法；速效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提，鉬銻抗比色法；速效鉀采用1mol/L NH4OAc浸提，原子分光光度計法。1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法由于所測定項目較多且數(shù)據(jù)量大，本文通過初步分析及參考相關(guān)資料篩選出該區(qū)與土壤肥力密切相關(guān)的5個主要肥力指標（土壤有機質(zhì)、pH值、全氮、有效磷、速效鉀）進行系統(tǒng)分析。第一，分析各指標的生物統(tǒng)計學(xué)特征，明確其大小或含量頻數(shù)分布，為直觀表現(xiàn)各采樣點的肥力指標高低及所占比值，我們依據(jù)全國肥力養(yǎng)分標準，各指標從含量低到高分6組，對應(yīng)等級為1到6級（圖1），從而進行逐個分析深入了解研究區(qū)域的肥力狀況。第

14、二，進一步借助作圖軟件sigmapot分別探明這5個主要肥力指標特征及其內(nèi)在聯(lián)系。2 結(jié)果分析2.1 臍橙園的主要化學(xué)肥力指標總體分析及肥力等級頻數(shù)分布特征總體分析臍橙園5大肥力指標表明，土壤有機質(zhì)、pH值、全氮、有效磷、速效鉀的平均值分別為22.506.88 g/kg、5.630.68、1.200.33 g/kg、48.4834.94 mg/kg和159.75592.98 mg/kg。依據(jù)變異系數(shù)可知，土壤有效磷的變異最大CV達72.1%，其次為速效鉀CV為58.2%，其它指標變異相對較小，以土壤pH值最小僅為12.0%。其中最重要的肥力指標SOM，研究區(qū)含量的CV為35.9%，標準差為7.

15、8 g/kg，屬于中等變異強度，較有效磷和速效鉀含量的CV值小。農(nóng)田土壤肥力高低直接影響作物產(chǎn)量，因此制作依據(jù)農(nóng)業(yè)部土壤肥力養(yǎng)分6個標準肥力等級標準的頻數(shù)分布圖（圖1-5），利于對其長期肥力演變趨勢的把握，及為進行可持續(xù)性栽培，合理培育果園土壤作重要的參考依據(jù)。土壤有機質(zhì)平均為22.5 g/kg（表1）。研究區(qū)域頻數(shù)分布圖表明，采樣點的5大肥力指標主要集中在中高肥力上(均值在1-3級上)，這與水果作為經(jīng)濟作物，合理放入有機肥和化肥投入量有關(guān)。 表1 研究區(qū)土壤養(yǎng)分含量及這pH值的描述性統(tǒng)計特征Table 1 Statistical characteristic values of soil n

16、utrient contents and pH土壤有機質(zhì)SOM （g/kg）pH值pH Value全氮Total N （g/kg）有效磷Available P （mg/kg）速效鉀Available K （mg/kg）最小值Min value4.15 3.98 0.40 0.00 9.49 最大值Max62.90 7.56 3.03249.45 584.40 平均值A(chǔ)verage22.50 5.63 1.20 48.48 159.76 標準偏差SD6.88 0.68 0.33 34.94 92.98 變異系數(shù) CV（%）30.6 12.027.5 72.1 58.2 圖1土壤pH值的個肥力等級

17、水平下的頻數(shù)分布圖Fig. 1 The frequencies of 5 fertility grades about soil chemical properties注：各圖按全國肥力土壤pH分類標準分5組，對應(yīng)從低到高強酸、酸性、微酸性、中性和微堿性，上方的百分數(shù)為該肥力等級下的樣點數(shù)占總樣點的百分率。對土壤酸堿性的頻數(shù)分析（圖1）表明，85%的樣點主要分布在酸性（pH值：4.5-5.5）和微酸性（pH值：5.5-5.6）區(qū)域各占45.1%和40.9%，僅有3.3%的樣點強酸（pH值小于4.5）或微堿性（pH值大于7.5）。依據(jù)臍橙栽培適宜土壤酸堿度（pH值：5.5-6.5）可知，有必要提

18、高目前樣點數(shù)頻數(shù)最高(45.1%)的酸性區(qū)域（pH值：4.5-5.5）提高0.5至1個pH單位，方最利于該果樹的生長及結(jié)果。圖土壤有機質(zhì)個肥力等級水平下的頻數(shù)分布圖Fig. 2 The frequencies of different ranges about soil organic mater注：各圖按全國肥力養(yǎng)分標準分6組，對應(yīng)從高到低等級標準的到級，上方的百分數(shù)為該肥力等級下的樣點數(shù)占總樣點的百分率。下同 研究區(qū)域土壤有機質(zhì)總采樣點頻數(shù)（圖）分析表明，最主要是處于級水平其頻數(shù)占總體的49.6%，其次為處于三級水平的占36.6%， 而含量為中下水平的僅占1.9%。總體上，研究區(qū)土壤有機質(zhì)

19、水平較高，處于中上水平。 圖土壤全氮個肥力等級水平下的頻數(shù)分布圖Fig. 3 The frequencies of different ranges about total N研究區(qū)域土壤全氮總采樣點頻數(shù)（圖）分析表明，分布于級水平的樣點頻數(shù)最高，總體的51.8%，其它的頻數(shù)兩邊依次降低，呈正態(tài)分布狀?？傮w上，土壤全氮含量居中，對對提高臍橙生產(chǎn)和品質(zhì)還需要適當增加土壤全氮含量。圖土壤有效磷個肥力等級水平下的頻數(shù)分布圖Fig. 4 The frequencies of different ranges about available P研究區(qū)域土壤有數(shù)磷含量總采樣點頻數(shù)（圖）分析表明，分布于級水

20、平的樣點頻數(shù)最高，總體的55.4%，其它的頻數(shù)依次降低，其中處于三四級水平的頻數(shù)占30.8%， 而處于中下水平（即四、五和六級水平）的樣點僅占13.7%?？傮w上，土壤有效磷含量過高，對環(huán)境造成較大風(fēng)險，需減少或部分區(qū)域停止施肥磷肥以達到降低成本減輕環(huán)境壓力的雙重效果。圖土壤速效鉀個肥力等級水平下的頻數(shù)分布圖Fig. 5 The frequencies of different ranges about available K研究區(qū)域土壤速效鉀含量總采樣點頻數(shù)（圖）分析表明，其頻數(shù)在前四級水平較平均分布，各級頻數(shù)占總數(shù)的21.6-26.3%，而較低水平（即五和六級水平）的樣點低于10%。總體上，

21、 土壤速效鉀含量相對合理，僅30%樣點還需要增施鉀肥，其它均可保持原施鉀量。2.2 土壤有機質(zhì)與其它化學(xué)肥力指標間的關(guān)系前期研究表明SOM與土壤全氮呈正相關(guān)關(guān)系，C/N比反映了供氮特征，同時也影響土壤微生物種類及發(fā)展趨勢，因此，研究區(qū)域土壤碳氮關(guān)系具有重要意義。從圖可知，土壤有機質(zhì)與全氮呈極顯著正相關(guān)（R2=0.633），樣點SOM含量總體上主要分布落在x軸的1040 g/kg區(qū)間上，全氮含量主要在Y軸的0.52.0 g/kg區(qū)間上，兩者的關(guān)系可用直線擬合方程表達為，y=0.050x+0.263，其中y為土壤全氮含量，x為土壤有機質(zhì)含量。方程表明，每提高SOM 1 g/kg土壤全氮含量相應(yīng)提高

22、0.050 g/kg。計算C/N為10.85，含氮量較高，利于微生物活動而促進C的分解。此外其它指標與有機質(zhì)含量間也有一定的聯(lián)系，以下借助通徑分析法分析各指標對SOM的直接及間接的驅(qū)動關(guān)系。 圖 研究區(qū)有機質(zhì)含量與全氮含量間的關(guān)系Fig.7 Relationship between SOM contents and soil total N contents in the study area注：各圖中實線為趨勢線，虛線內(nèi)為95%的置信區(qū)間，下同 Note: The solid lines are yield trends ,and within the dotted lines are 95

23、% confidence intervals，the same as below 2.3 通徑法分析土壤主要化學(xué)養(yǎng)分對有機質(zhì)的驅(qū)動特征為了進一步深入研究土壤有機質(zhì)與主要養(yǎng)分及酸堿度間的內(nèi)在聯(lián)系和變化規(guī)律，本研究通徑分析法擬合土壤有機與其它指標的方程（相關(guān)參數(shù)見表3），同時具體分析各指標對(SOM)的直接或間接驅(qū)動方向及大小（表4）。擬合結(jié)果（表3）表明，在本研究條件下，土壤有機質(zhì)主要受土壤的酸堿度、全氮及速效鉀的驅(qū)動作用，與有效磷未達到顯著水平而沒有入選，擬合方程達顯著水平（F=252.85，p|t|通徑系數(shù)StandardizedEstimate截距Intercept13.9261.5558

24、.95.0010x1 (pH)-1.7860.278-6.42.001-0.176x2 (TN)15.9420.600126.57.0010.767x4 (AK)-0.0030.002-1.670.096-0.047表4各肥力因素與SOM間直接與間接通徑系數(shù)Table 4 Correlations between soil fertilized factors by step analysis變量Variable直接通徑系數(shù)StandardizedEstimate單相關(guān)Single-relate間接通徑系數(shù)Indirect path coefficientsx1 (pH) x2 (TN)x4

25、(AK)x1 (pH)-0.1760.0070.188-0.006x2 (TN)0.7670.708-0.043-0.016x4 (AK)-0.0470.192-0.0220.261表4各肥力因素與SOM間直接與間接通徑系數(shù)表明，其中土壤全氮對有機質(zhì)的驅(qū)動作用最大，直接通徑系數(shù)達0.767，而通過其它因素對有機質(zhì)產(chǎn)生間接的驅(qū)動作用較小且為負值；而土壤酸堿度和有效鉀對有機質(zhì)的直接通徑系數(shù)為負值，分別為0.176和-0.047，但是其間接通徑系數(shù)較大，且主要通過全氮對有機質(zhì)產(chǎn)生正的驅(qū)動作用。總體分析表明，土壤全氮主要通過直接驅(qū)動作用影響有機質(zhì)含量（0.767個標準單位），而土壤酸堿度和速效鉀主要通

26、過間接作用影響有機質(zhì)含量（分別為0.188和0.261）。3 討論與結(jié)論本研究的結(jié)果表明，研究區(qū)域這5個指標（土壤有機質(zhì)、pH值、全氮、有效磷、速效鉀）均值分別為21.6 g/kg、6.9、2.1 g/kg、23.5 mg/kg和89.3 mg/kg，結(jié)合各指標的6大肥力等級頻數(shù)分布（圖1），按照最新研究曹志洪等的肥力評價中南方旱地肥力等級表明，本調(diào)查中除速效鉀（僅有40%達中高水平）外，其它肥力指標8396%的樣點屬于中高肥力，這與曾林芳等2的研究認為速效鉀含量高不一致，可能與所做的標準不同有關(guān)。本研究認為對于速效鉀含量為中下水平的果園（約占30%）還需要進一步提高，而施鉀肥對臍橙的品質(zhì)和產(chǎn)

27、量有著顯著的影響，不同肥料類型間有差異7，而施用鉀肥是提高土壤速效鉀的最直接有效的措施8, 9。通徑分析可以用來研究各種因素對作物產(chǎn)量的影響10，同時還可以研究土壤養(yǎng)分間的相關(guān)性及相互影響程度11, 12。最后通徑分析各肥力因素與有機質(zhì)的關(guān)系（表3，表4）表明，該區(qū)域下可通過調(diào)節(jié)土壤pH配合施用氮磷鉀肥提高土壤有機質(zhì)。逐步回歸的截距8.18 g/kg為該區(qū)域SOM的基礎(chǔ)值（圖7），即其它因素為零水平時的SOM值，與質(zhì)地及氣候特征有關(guān)，不受其它變量(本研究中提出的pH值、全氮、有效磷和速效鉀等肥力指標)影響的部分，具有一定的區(qū)域的特征。此外，還可以通過施用石灰石粉及適當耕作等措施13 及施用適宜

28、的施氮量14和微量元素等15, 16利于提高臍橙的產(chǎn)量和品質(zhì)。研究表明土壤的相對含水量對柑橘葉片生長有著顯著的影響17，而本研究中的地理區(qū)域雨量豐富，相對受土壤水分影響少，今后還有代進一步深入研究。所以，在培肥土壤的基礎(chǔ)上，不斷改造各果園的生產(chǎn)環(huán)境，完善相關(guān)管理體系，穩(wěn)健經(jīng)營，逐步擴大發(fā)展，逐漸形成具有一定規(guī)模、能確保當?shù)剞r(nóng)民致富并維持物種多樣性的、可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)環(huán)保型有機食品生產(chǎn)基地。致謝感謝廣西富川瑤族自治縣臍橙園的全體工作人員為本研究做了重要的基礎(chǔ)工作。參考文獻：1PAN Zhong-tian , WEN Ling-qing, HUANG Chang-zhi, LI Zhong-fan

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