韓茹夢，游浩宇，廖慧蘋，張俊伶，陳遠(yuǎn)學(xué)，張江周*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院/植物—土壤相互作用教育部重點(diǎn)實(shí)驗室，北京 100193；2.四川省華勝農(nóng)業(yè)股份有限公司，四川 德陽 618200；3.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源學(xué)院，四川 成都 631000）

獼猴桃果實(shí)多汁、美味可口且營養(yǎng)豐富，Vc含量是西紅柿的7倍[1]，食用纖維含量是許多谷類食品的5～25倍[2]，種子不飽和酸含量極高，被稱為水果之王[3～6]。隨著獼猴桃受歡迎程度的提升，我國獼猴桃種植面積逐年擴(kuò)大。我國的獼猴桃種植面積居全球第一位，但單產(chǎn)卻低于其他主要生產(chǎn)國。我國獼猴桃平均單產(chǎn)低，與國內(nèi)主要種植省份產(chǎn)量低有關(guān)。

四川省是我國獼猴桃第二種植大省，近年來種植面積逐漸增大，獼猴桃已成為該省扶貧特色產(chǎn)業(yè)之一[7]。但四川獼猴桃單產(chǎn)水平（4.3 t/hm2）顯著低于我國平均水平（12.2 t/hm2）。因此，提高獼猴桃單產(chǎn)是四川省獼猴桃產(chǎn)業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)。獼猴桃為肉質(zhì)根，喜濕怕澇，最適宜在肥沃的砂質(zhì)壤土上生長。而四川省獼猴桃園多由連續(xù)多年種植水稻的水田改種而來，土壤黏重、排水不暢、土壤板結(jié)問題嚴(yán)重影響獼猴桃的正常生長。適宜的土壤條件是保障獼猴桃良好生長的基礎(chǔ)。對四川省獼猴桃園土壤存在的物理、化學(xué)和生物學(xué)障礙因子進(jìn)行分析，明確適宜獼猴桃健康生產(chǎn)的最佳土壤環(huán)境，提出消除獼猴桃園土壤障礙因子的調(diào)控途徑，旨為促進(jìn)四川省獼猴桃產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展提供幫助。

1 四川省獼猴桃生產(chǎn)現(xiàn)狀

我國是重要的獼猴桃產(chǎn)區(qū)，2012～2017年獼猴桃種植面積明顯增加，占全球種植總面積的50%以上（圖1），但單產(chǎn)水平較低。新西蘭獼猴桃單產(chǎn)最高達(dá)到35.09 t/hm2，是我國的3倍。2012～2017年新西蘭獼猴桃單產(chǎn)逐年增加，而我國的獼猴桃單產(chǎn)卻呈現(xiàn)下降趨勢（表1）。

圖1 2012年和2017年世界獼猴桃主產(chǎn)國的種植面積所占比例Fig.1 The proportion of planting area in main kiwifruit planting countries in the world in 2012 and 2017

表1 2012～2017年世界獼猴桃主產(chǎn)國的單位面積產(chǎn)量Table 1 Kiwifruit yield in main planting countries in the world from 2012 to 2017 （t/hm2）

近年來四川省獼猴桃種植面積逐年增大，由2013年的3.1萬hm2增加到2018年的4.6萬hm2（圖2）[7]。2018年我國獼猴桃種植面積約為24萬hm2，其中陜西省種植面積最大，達(dá)到7.7萬hm2；四川省獼猴桃種植面積居第2位[8]，但單產(chǎn)水平較低，僅為陜西省平均單產(chǎn)的1/3左右。四川省獼猴桃主要分布在蒼溪、都江堰[9]、蒲江[10]、綿陽和綿竹等地，園區(qū)多由水稻田改建，土壤黏重、排水不暢、土壤板結(jié)等嚴(yán)重影響獼猴桃的正常生長。四川省獼猴桃生產(chǎn)上通常使用嫁接苗，從嫁接到結(jié)果一般需要2～4 a。獼猴桃一般在3～4月發(fā)芽開花，9～11月收獲。根系在早春開始生長，溫度升至20℃時達(dá)到生長高峰期，9月左右出現(xiàn)第2次生長高峰期[11]，晚秋和冬季生長衰落。四川獼猴桃根系的第2個生長高峰期恰逢降雨集中期，因土壤黏重、排水不暢等致使根系常處于漬水狀態(tài)，而獼猴桃樹淹水超過3 d將產(chǎn)生不可恢復(fù)的損傷[12]。四川獼猴桃園區(qū)土壤板結(jié)、黏重等導(dǎo)致獼猴桃根系分布較淺，約80%的根系分布在0～40 cm土層[13]。

圖2 2000～2018年四川省獼猴桃和水稻種植面積的變化Fig.2 Change of kiwifruit and rice planting areas in Sichuan Province from 2000 to 2018

2 四川省獼猴桃園土壤障礙因子

四川省獼猴桃園土壤障礙因素主要包括果園土壤黏重、土壤板結(jié)、雨季排水不暢、部分土壤養(yǎng)分缺乏、土壤pH值多呈酸性[14，15]。且隨著獼猴桃種植年限的增加，土壤微生物數(shù)量和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，對碳源利用能力降低，細(xì)菌和放線菌數(shù)量明顯減少[16]。雨季獼猴桃樹體發(fā)生澇害后，若土壤黏重、通透性差，長時間排水不暢，會造成樹體死亡[17]。土壤pH值低會導(dǎo)致獼猴桃錳中毒，造成小枝死亡。土壤微生物多樣性降低，也會影響獼猴桃產(chǎn)量的提高[18]。四川省獼猴桃園土壤障礙因子較多，可以歸納為物理障礙因子、化學(xué)障礙因子和生物學(xué)障礙因子3類。

2.1 物理障礙因子

四川省獼猴桃園多建在土壤瘠薄、土層較薄、土壤黏重的地區(qū)[19，20]。近年來，四川省開發(fā)的獼猴桃園區(qū)大多分布在山前平原、沖積平原的水稻土上，除少數(shù)古河道土壤外，絕大多數(shù)種植區(qū)土壤質(zhì)地黏重、結(jié)構(gòu)性差、耕層淺薄，顯著影響土壤水氣的通透性[21]。且由水稻土改建的獼猴桃園，土壤黏重、板結(jié)，不利于排水，耕性不良，土體堅實(shí)，阻礙獼猴桃根系深扎，嚴(yán)重影響樹體的正常生長[22]。與高產(chǎn)的新西蘭獼猴桃生長環(huán)境相比，四川省降雨不均勻，夏季降雨多，土壤黏重、硬度大；而新西蘭降雨均勻，土壤松軟肥沃、排水性好。因此，改善土壤物理結(jié)構(gòu)是提高四川省獼猴桃產(chǎn)量的重要前提。

2.2 化學(xué)障礙因子

四川省獼猴桃園土壤大多為紫色土、水稻土等，土壤呈偏酸性，且部分養(yǎng)分失衡（表2）。浦江獼猴桃園水改旱土壤有酸化趨向，土壤總體呈偏酸性[14，22]，而土壤pH值過低將會導(dǎo)致獼猴桃錳中毒。按照全國土壤普查辦公室[23]劃定的養(yǎng)分等級，四川盆地紫色土、黃棕壤和水稻土有機(jī)質(zhì)含量總體處于缺乏水平（＜20 g/kg）[24，25]。高有機(jī)質(zhì)含量土壤是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)獼猴桃生產(chǎn)的基礎(chǔ)。土壤有機(jī)質(zhì)含量低造成土壤生物活力低，土壤水熱氣不協(xié)調(diào)，養(yǎng)分釋放遲緩，影響土壤肥力[26，27]。王西銳[28]指出，連續(xù)多年種植獼猴桃會導(dǎo)致土壤中某些特定養(yǎng)分失衡、有害微生物富集并產(chǎn)生自毒，不利于獼猴桃健康生長。因此，優(yōu)質(zhì)獼猴桃生產(chǎn)需要調(diào)節(jié)獼猴桃生長所需的養(yǎng)分狀況以及土壤pH值環(huán)境，培育良好的耕層土壤，促進(jìn)獼猴桃生長。

表2 四川省獼猴桃園的土壤養(yǎng)分含量Table 2 Soil nutrient contents of kiwifruit orchards in Sichuan Province

2.3 生物學(xué)障礙因子

土壤微生物可直接參與物質(zhì)轉(zhuǎn)化，以及養(yǎng)分的釋放和固定過程。水田旱作后，土壤微生物生物量減少，過氧化氫酶活性降低。研究表明，微生物不僅促進(jìn)土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，還促進(jìn)植物對養(yǎng)分的吸收[29]。水田改果園后，土壤微生物量碳、氮平均含量分別下降74.4%和73.3%，造成土壤有機(jī)碳活性下降、供氮能力削弱；土壤過氧化氫酶活性降低，致使抵抗毒害作用的能力減弱[30]。隨著獼猴桃種植年限的增加，土壤微生物多樣性下降，細(xì)菌和放線菌數(shù)量明顯減少，對碳源的利用能力降低，同時還會產(chǎn)生毒害作用[16，28～31]。土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化影響土壤養(yǎng)分的有效性，造成養(yǎng)分失衡，從而削弱獼猴桃對毒害生物體的抵抗能力，影響獼猴桃的健康生長。土壤中存在數(shù)萬種的微生物，對植物的健康生長至關(guān)重要，控制植物根系微生物群落可以為植物增產(chǎn)提供新的機(jī)會[32]?？梢钥闯觯寥郎飳W(xué)因子對獼猴桃健康生長也至關(guān)重要。

3 四川省獼猴桃園健康土壤培育途徑

健康土壤不僅要構(gòu)建理想的耕層，提高土壤養(yǎng)分的有效性，還要提高生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能[33，34]。人們常通過深耕、秸稈還田以及施用有機(jī)肥和土壤結(jié)構(gòu)改良劑來改善農(nóng)田土壤的物理結(jié)構(gòu)[35]，通過養(yǎng)分綜合管理技術(shù)以及種植綠肥來提高土壤養(yǎng)分含量。常用的健康土壤培育方法有施用有機(jī)肥、多樣化種植、覆蓋作物、種植功能化植物等[34]。四川省獼猴桃園土壤黏重，需要采用綜合方法進(jìn)行健康土壤培育。

3.1 利用土壤結(jié)構(gòu)改良劑

常利用土壤結(jié)構(gòu)改良劑來增加土壤孔隙，改善土壤結(jié)構(gòu)。常用的土壤改良劑分為天然改良劑和人工改良劑2種[36]，其中天然改良劑包括沙、沸石、蛭石、珍珠巖等，人工改良劑包括生物炭、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等[37～44]。改良劑不同，對土壤的改良效果也不一樣。左建等[45]在種植玉米的鹽化草甸土上摻入沸石，土壤容重較對照降低0.1 g/cm3，硬度降低13.6 kg/cm2。研究表明，使用體積比為10%、粒徑2～7 mm的“泡沫砂”改良黏重土壤，土壤孔隙度提高7.39%、容重降低6.48%，達(dá)到適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最適宜范圍[38]。生物炭也被廣泛應(yīng)用于土壤改良，不僅可以改善土壤的物理性質(zhì)，增加土壤養(yǎng)分含量，還可以改善土壤的微生物群落結(jié)構(gòu)[46～48]。張崢嶸[49]盆栽試驗發(fā)現(xiàn)，生物炭能夠顯著降低土壤硬度，減少耕作阻力。生物炭本身含有許多養(yǎng)分，能夠顯著增加土壤總碳、有效磷、速效鉀以及交換性鈣鎂和鉀的含量。聚丙烯酰胺作為土壤改良劑，不僅會影響土壤的物理結(jié)構(gòu)，還會影響土壤的水分入滲速率和持水能力[44～50]。Yu等[51]研究發(fā)現(xiàn)，在土壤表層5 cm添加10和20 kg/hm2的聚丙烯酰胺會使土壤水分入滲速率略微降低。因此，對黏重土壤進(jìn)行改良時，需要根據(jù)土壤特性選擇適宜的土壤改良劑。

3.2 施用土壤有機(jī)物料

施用有機(jī)肥不僅可以提高土壤養(yǎng)分含量，還可以改善土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤容重等[52，53]。常見的有機(jī)肥主要有牲畜糞便、作物殘渣、生活垃圾等所制備成的生物有機(jī)肥、腐殖酸肥以及糞肥等[41，54，55]。研究表明，施用由城市垃圾、污泥污水、木屑按照體積比62∶21∶17堆制而成的有機(jī)肥料300 m3/hm2進(jìn)行黏土改良效果最佳，土壤物理性狀的改善程度與堆肥施用量呈正比[56]。施用有機(jī)肥對提高土壤有機(jī)質(zhì)含量和團(tuán)聚體形成也具有重要作用[57]。研究表明，長期施用有機(jī)肥通過增加根際微生物多樣性和網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性促進(jìn)植物對養(yǎng)分的吸收，從而提高獼猴桃產(chǎn)量[30，57，58]。使用生物菌肥可以增加土壤微生物數(shù)量，獼猴桃施用腐植酸500 g/株+解磷菌250 mL/株+生防菌肥250 g/株，能夠提高土壤中的細(xì)菌、放線菌和酵母菌數(shù)量，降低真菌數(shù)量，還能提高土壤蔗糖酶活性，從而達(dá)到提升獼猴桃品質(zhì)的效果[59]。研究表明，有機(jī)碳含量與土壤pH值呈顯著負(fù)相關(guān)，增施有機(jī)肥使土壤有機(jī)質(zhì)含量穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，可以穩(wěn)定土壤pH值[60～62]。

3.3 覆蓋作物

種植綠肥或覆蓋作物不僅能改善土壤的物理結(jié)構(gòu)，還能對土壤的生物學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生積極影響[63]。覆蓋作物可以降低土壤容重，增加土壤孔隙度，提高土壤含水率等。在土壤容重達(dá)1.42 g/cm3的獼猴桃園種植豆科綠肥山黧豆、毛葉苕子、箭筈豌豆，可以提高土壤孔隙度，降低土壤容重14.79%[64，65]。在黃土高原果園種植覆蓋作物，可以顯著提高微生物多樣性，并對細(xì)菌豐富度和優(yōu)勢種豐度產(chǎn)生積極影響，這有利于提高土壤健康水平[66]。在獼猴桃園種植黑麥草和白三葉混合的覆蓋作物，能夠提高土壤微生物群落總量，改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，其中覆蓋作物刈割翻壓與不種植覆蓋作物相比，微生物量碳和氮含量分別增加30%和19%[67]。獼猴桃生產(chǎn)上，可根據(jù)時間以及功能需求來確定覆蓋作物的種類（表3和圖3）。由于混播覆蓋作物處理的地下生物量高于單作，更有利于改善黏重土壤的結(jié)構(gòu)，因此建議使用作物混播進(jìn)行覆蓋[68]。

表3 4種果園覆蓋作物的特點(diǎn)Fig.3 Characteristics of four different mulching crops in orchard

圖3 覆蓋作物模型圖Fig.3 Model diagram of mulching crops

3.4 合理施肥

四川獼猴桃園多建在排水不暢的水稻田或土壤貧瘠的山坡地[19]，施肥上常存在過量施用化肥、養(yǎng)分配比不合理等問題[69，70]。大量施用化肥雖然可以提高獼猴桃的經(jīng)濟(jì)效益，但會降低土壤質(zhì)量，導(dǎo)致樹體長勢不佳。近年來，有機(jī)肥、微肥與化肥配合施用模式正在逐漸推廣[60，71，72]。另外，在施肥管理中還要注意養(yǎng)分的投入量及其比例。研究表明，成齡‘紅陽’獼猴桃的肥料施用量為N 250 g/株、P2O5250 g/株、K2O 250 g/株和有機(jī)肥6 kg/株[73]；施肥時兼顧大量元素與微量元素，噴施濃度0.10%的B肥和0.30%的Zn肥，有利于獼猴桃產(chǎn)量和品質(zhì)的提高[74]。還要注意，幼齡樹體的施肥量低于成齡大樹，未結(jié)果或結(jié)果初期樹體的施肥量低于盛果期樹，肥力差園地的施肥量多于較肥沃果園[69]。不同時期獼猴桃的施肥比例不同，萌芽肥掌握高氮、低磷、低鉀，一般施肥質(zhì)量比例為5∶2∶2；高溫季節(jié)肥料施用掌握低氮、低磷、高鉀；而休眠期獼猴桃應(yīng)更加注意基肥的投入[75，76]。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，選擇合理的施肥方式與比例，以避免果園土壤質(zhì)量下降、果樹長勢不佳等。

3.5 果園綜合管理

目前，果園管理機(jī)械化如機(jī)械施肥、機(jī)械除草等逐漸成熟。與傳統(tǒng)的除草劑除草相比，機(jī)械除草效果最佳，在我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中具有不可或缺的地位[77～79]。機(jī)械化操作雖然普遍提高了工作效率，但會導(dǎo)致土壤緊實(shí)度增大，這對于四川省土壤黏重的獼猴桃園來說會進(jìn)一步阻礙獼猴桃根系的深扎[80]。四川省獼猴桃園多由水稻田改建，土壤黏重、板結(jié)，因此需加強(qiáng)排水設(shè)施建設(shè)，以避免雨季造成嚴(yán)重水漬問題。

對于健康土壤培育，不是通過單一措施就能夠?qū)崿F(xiàn)的，應(yīng)采用綜合調(diào)控措施。曹曉風(fēng)等[81]認(rèn)為，通過施用土壤改良劑和有機(jī)肥、合理管理養(yǎng)分、種植覆蓋作物等綜合措施，可以改善土壤的物理性質(zhì)，提升土壤養(yǎng)分含量及其有效性，增加土壤食物網(wǎng)的復(fù)雜程度（圖4）。同時在果園管理中，盡量減少重型機(jī)械進(jìn)園，加固園區(qū)排水設(shè)施，使土壤結(jié)構(gòu)免遭破壞?？傊?，對于四川省獼猴桃園土壤，應(yīng)采用綜合調(diào)控措施進(jìn)行改良與培育，提升土壤健康水平，為獼猴桃健康生長提供良好的土壤環(huán)境條件，促進(jìn)獼猴桃產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效和綠色發(fā)展。

圖4 提升獼猴桃園土壤健康水平的綜合調(diào)控措施Fig.4 Comprehensive control measures to improve soil health level in kiwifruit orchard

4 建議與展望

四川省獼猴桃土壤障礙因子的削減，需要通過綜合調(diào)控措施來實(shí)現(xiàn)。從土壤改良劑、合理施肥、覆蓋作物以及果園管理等方面出發(fā)，全面調(diào)控土壤的物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)，使獼猴桃生長在質(zhì)地疏松，排水良好、養(yǎng)分供應(yīng)充足、生物多樣性高的健康土壤上，促進(jìn)獼猴桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式變得復(fù)雜多樣。四川省獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要制約因素之一是土壤黏重、排水性差，除采取以上綜合調(diào)控措施對土壤進(jìn)行改良和培育外，還可通過以下栽培措施促進(jìn)獼猴桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展：

（1）使用耐澇砧木，降低雨季澇漬對獼猴桃根系的脅迫。對萼獼猴桃為中型落葉藤本植物，其根系不同于傳統(tǒng)獼猴桃的肉質(zhì)根，是較美味系獼猴桃、中華系獼猴桃等分布更深的木質(zhì)根，不易遭受澇害[82，83]。研究表明，在相同的淹水條件下，對萼獼猴桃KR2作為砧木時根系活性仍然很高，低氧傷害較KR5、15-13和永豐1號獼猴桃小[84]。未來可以開展田間研究，選育抗逆性強(qiáng)的獼猴桃品種或砧木。

（2）采用避雨大棚水肥一體化設(shè)施栽培，從源頭將雨水阻擋，避免獼猴桃根系淹水。避雨大棚栽培在減少雨水進(jìn)園的同時，還能降低獼猴桃潰瘍病的傳播[85]。

（3）采用輕基質(zhì)栽培，避免土壤障礙因子對獼猴桃的影響。近年來，輕基質(zhì)的應(yīng)用范圍越來越廣，除育苗外，還應(yīng)用于果蔬如西紅柿、茄子、藍(lán)莓等種植[86～88]。采用輕基質(zhì)栽培，能夠避免土壤黏重、板結(jié)、排水不暢等障礙因子對獼猴桃生產(chǎn)的不利影響，具有極大的研究價值和應(yīng)用前景。未來需要在輕基質(zhì)種類的選擇、配比以及水分和養(yǎng)分管理等方面開展研究和示范工作，帶動獼猴桃產(chǎn)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。