王京文，陳志良，謝國(guó)雄

（1杭州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，杭州 310020；2建德市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江建德 311600）

0 引言

水果是浙江農(nóng)業(yè)的十大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。“十二五”以來(lái)，該省水果產(chǎn)業(yè)以“特色精品、生態(tài)高效”為目標(biāo)，積極“打造精品果業(yè)”，通過(guò)發(fā)展特色優(yōu)勢(shì)水果，推廣精品生產(chǎn)技術(shù)，水果效益和產(chǎn)業(yè)地位穩(wěn)步提升。近年來(lái)，浙江全省果樹(shù)栽培面積近34萬(wàn)hm2，果品產(chǎn)值約175億元，種植的水果主要包括柑橘、楊梅、葡萄、桃、梨等[1]。水果生產(chǎn)的效益除受氣候、品種、市場(chǎng)等影響外，深受產(chǎn)地土壤性狀的影響，產(chǎn)地土壤肥力的高低直接影響果品的產(chǎn)量和質(zhì)量[2-4]。

眾多研究表明[5-8]，土壤的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、有機(jī)碳、酸堿度、大量元素和微量元素均可不同程度影響果樹(shù)生長(zhǎng)及其產(chǎn)量與品質(zhì)的形成，土壤有機(jī)質(zhì)過(guò)低、土壤過(guò)酸則不利果樹(shù)生長(zhǎng)；礦質(zhì)養(yǎng)分的不足會(huì)嚴(yán)重影響果樹(shù)的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)；微量元素的欠缺將降低水果的品質(zhì)。近年來(lái)的調(diào)查表明[9-13]，受集約化高產(chǎn)、高投入的驅(qū)動(dòng)，中國(guó)某些區(qū)域果園土壤質(zhì)量出現(xiàn)了土壤酸化和退化現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了果園生產(chǎn)體系的良性持續(xù)發(fā)展[14]。浙江省的果園多數(shù)是近30 a 發(fā)展起來(lái)的，有的是新開(kāi)發(fā)的土地，也有一些是原有糧地改造而成的。由于不同地區(qū)果園土壤性狀差異大，管理水平不同，果園生產(chǎn)力有較大的差別。一些果園管理粗放、基礎(chǔ)設(shè)施落后、土壤肥力低下，果實(shí)產(chǎn)量低、果實(shí)品質(zhì)差、病蟲(chóng)危害嚴(yán)重。

近年來(lái)，浙江省農(nóng)業(yè)科研與技術(shù)服務(wù)部門(mén)對(duì)局部地區(qū)果園土壤質(zhì)量進(jìn)行了調(diào)查[15-20]，發(fā)現(xiàn)果園土壤普遍存在有機(jī)碳低下、土壤酸化、中量和微量元素缺乏及養(yǎng)分不平衡等問(wèn)題。有機(jī)碳和pH 是農(nóng)業(yè)土壤二個(gè)重要的質(zhì)量指標(biāo)[21-26]，控制著農(nóng)地土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)特性，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)有較大的影響。

本研究在浙江省丘陵、河谷平原、水網(wǎng)平原和濱海平原的4 類(lèi)地貌區(qū)選擇代表性的果園，采樣分析各地貌區(qū)果園土壤有機(jī)碳和酸堿度狀況及變化規(guī)律，并就果園管理提出了初步的看法，以期了解浙江省典型區(qū)域果園土壤的質(zhì)量狀況。

1 材料與方法

1.1 土樣采集與預(yù)處理

于2016—2018 年冬季在浙江省內(nèi)選擇148 個(gè)果園采集表層(0～30 cm)土樣。根據(jù)果園分布區(qū)的地形地貌，把采樣區(qū)分劃為丘陵、河谷平原、水網(wǎng)平原和濱海平原4 類(lèi)地貌類(lèi)型，相應(yīng)的采樣數(shù)分別為45、38、33、32個(gè)。

丘陵區(qū)果園采集的土樣包括：紅壤、紫色土、粗骨土等土壤類(lèi)型，主要采自杭州市、金衢盆地和麗水市；河谷平原和水網(wǎng)平原涉及的土壤類(lèi)型包括水稻土和潮土，其中河谷平原果園土壤主要采自杭州市和麗水市，水網(wǎng)平原果園土壤主要采自紹興市和嘉興市；濱海平原區(qū)涉及的土壤類(lèi)型包括濱海鹽土、潮土和水稻土，采自紹興市和杭州市。采集的每1個(gè)土樣為同一果園內(nèi)的多點(diǎn)混合采樣，每個(gè)樣品由8～10 個(gè)分樣點(diǎn)混合而成。采樣同時(shí)調(diào)查果園種植年限。土樣經(jīng)室內(nèi)風(fēng)干后，用木棍碾壓，過(guò)2 mm 孔徑土篩，用于pH 的測(cè)定。將通過(guò)2 mm孔徑篩的土樣用四分法取出一部分繼續(xù)碾磨，使之全部通過(guò)0.25 mm孔徑篩，供有機(jī)質(zhì)的測(cè)定。

1.2 分析方法

pH 用土液比1:2.5 浸提液，電位法測(cè)定[27]；有機(jī)質(zhì)采用油浴加熱-重鉻酸鉀容量法測(cè)定[27]；用SPSS(V18.0)軟件對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 果園土壤酸堿度

據(jù)148 個(gè)樣品統(tǒng)計(jì)，全省果園土壤酸堿度有很大的變化，最低為pH 4.15，最高為pH 8.42，相差達(dá)4.27個(gè)單位，中值為pH 5.36。主要分布在pH 4.5～6.5 之間，其中，酸性(pH 4.5～5.5)和微酸性(pH 5.5～6.5)的果園土壤分別占38.51%和35.81%，二者共占74.32%；強(qiáng)酸性（pH 4.5 以下）土樣占4.05%；中性(pH 6.5～7.5)和堿性(pH>7.5)的果園土樣比例分別占16.22%和5.41%?？傮w上，浙江省果園土壤酸堿度差異很大，酸性(pH<5.5)土壤比例達(dá)42.58%。

不同地貌區(qū)果園土壤的酸堿度存在一定的差異，丘陵、河谷平原、水網(wǎng)平原和濱海平原果園土壤酸堿度分別在pH 4.15～6.33、pH 4.57～7.02、pH 4.75～6.74 和pH 5.38～8.42 之間，變異系數(shù)分別為11.28%、10.46%、7.98%和13.04%，平均分別為pH 5.14、5.83、5.76、6.90。總體上，丘陵區(qū)果園土壤酸化最為明顯，以酸性為主；河谷平原和水網(wǎng)平原土壤主要由酸性和微酸性土壤組成；而濱海平原果園土壤主要以中性和微酸性為主。不同地貌區(qū)果園土壤酸堿度的差異與各地貌區(qū)成土環(huán)境差異有關(guān)。丘陵區(qū)土壤主要屬富鋁化土壤，深受脫硅、脫鹽基的影響，因此其土壤pH普遍較低；而該地貌區(qū)內(nèi)少數(shù)pH 的土壤主要為紫色土，其風(fēng)化較弱，鹽基飽和度較高。濱海平原土壤發(fā)育于淺海沉積物，其包含少量的碳酸鈣，因此其形成的果園土壤pH較高。河谷平原與水網(wǎng)平原是浙江省水稻土的主要分布區(qū)，新建的果園多由水田改造而成，由于歷史上長(zhǎng)期種植水稻，這些土壤的酸化相對(duì)較弱。

2.2 果園土壤有機(jī)碳

全省果園土壤有機(jī)碳含量在2.64～16.58 g/kg 之間，平均為9.35 g/kg，變異系數(shù)為30.27%。高于中國(guó)果園土壤有機(jī)碳的平均含量[28]。土壤有機(jī)碳含量主要處于5～15 g/kg 之間；有機(jī)碳含量在5～10 g/kg 之間的樣品比例最高，占52.03%；其次在10～15 g/kg 之間，占39.86%；而有機(jī)碳含量在<5 g/kg 和>15 g/kg 的樣品比例較低，分別占7.43%和0.68%。總體上，浙江省果園土壤有機(jī)碳以中量以下為主。

不同地貌區(qū)果園土壤的有機(jī)碳也有較大的變化，它們之間存在一定的差異。丘陵、河谷平原、水網(wǎng)平原和濱海平原果園土壤有機(jī)碳分別在3.25～14.56、6.87～14.25、7.65～16.58、2.64～13.25 g/kg之間，變異系數(shù)分別為34.20%、18.75%、15.83%和35.96%，平均分別為8.04、10.24、11.81、7.62 g/kg?？傮w上，濱海平原和丘陵區(qū)果園土壤有機(jī)碳較低且變異較大，而水網(wǎng)平原區(qū)果園土壤有機(jī)碳相對(duì)較高，其變異較小。濱海平原果園土壤有機(jī)碳較低與濱海區(qū)土壤形成時(shí)間相對(duì)較短，加之紹興和杭州兩市濱海地區(qū)土壤質(zhì)地偏砂有機(jī)碳不易積累有關(guān)。丘陵區(qū)果園土壤有機(jī)碳較低與丘陵地區(qū)修建果園初期土壤平整、表土與有機(jī)碳缺乏的心土混雜有關(guān)。河谷平原與水網(wǎng)平原果園土壤有機(jī)碳相對(duì)較高，這與河谷平原與水網(wǎng)平原果園多是由原稻田改造而來(lái)有關(guān)，稻田因土壤濕度較高有利于土壤有機(jī)碳積累。

2.3 種植年限對(duì)果園土壤有機(jī)碳和酸堿度的影響

由表1可知，種植年限對(duì)果園土壤pH和有機(jī)碳含量有明顯的影響，但影響程度和方式在各地貌區(qū)有所差異。隨著果樹(shù)種植時(shí)間的增加，各地貌區(qū)中土壤pH均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，其中河谷平原、水網(wǎng)平原和濱海平原不同時(shí)間段的差異達(dá)到是顯著水平，以濱海平原區(qū)的各時(shí)間段的差異最為明顯。土壤有機(jī)碳隨種植時(shí)間的變化較為特殊，在各地貌區(qū)的變化有所差別，在丘陵和濱海平原區(qū)，隨著種植時(shí)間的增加，土壤有機(jī)碳呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，不同時(shí)間段的差異達(dá)到是顯著水平，并以濱海平原區(qū)的差異最為顯著；在河谷平原和水網(wǎng)平原區(qū)，隨著種植時(shí)間的增加，土壤有機(jī)碳呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，其中河谷平原區(qū)，種植時(shí)間為0～5 a 至6～15 a 時(shí)，有機(jī)碳有明顯的下降過(guò)程，但當(dāng)種植時(shí)間超過(guò)16 a后，有機(jī)碳又逐漸回升，但始終低于0～5 a的果園。而水網(wǎng)平原果園的有機(jī)碳隨種植時(shí)間呈逐年下降。

表1 不同地貌區(qū)種植年限對(duì)果園土壤有機(jī)碳和酸堿度的影響

果樹(shù)種植過(guò)程中土壤pH的下降顯然與長(zhǎng)期施用化學(xué)肥料有關(guān)。單施化肥的土壤容易發(fā)生酸化，而施有機(jī)肥或有機(jī)肥與化肥配合施用的土壤不易發(fā)生酸化[29]。據(jù)研究[30]，中國(guó)農(nóng)田施氮貢獻(xiàn)20～33 kmol[H+]/(hm2·a)。連年的高產(chǎn)栽培從土壤中移走過(guò)多的堿基元素，如鈣、鎂、鉀等，進(jìn)一步導(dǎo)致土壤向酸化方向發(fā)展。不同地貌區(qū)果園土壤有機(jī)碳消長(zhǎng)不同可能與有機(jī)物質(zhì)輸入與輸出平衡有關(guān)。丘陵與濱海平原因本底土壤有機(jī)碳較低，在種植果樹(shù)條件下，有機(jī)物質(zhì)輸入要大于土壤有機(jī)碳本身的分解，因此有機(jī)碳趨向積累；而河谷平原與水網(wǎng)平原地區(qū)土壤本底有機(jī)碳較高，種植水果后，水分條件發(fā)生變化，通氣性變好，促進(jìn)了有機(jī)碳的分解，表明由水田轉(zhuǎn)變?yōu)楣麍@過(guò)程中土壤有機(jī)碳發(fā)生了明顯的損失。

3 結(jié)論

對(duì)浙江全省典型地區(qū)果園土壤有機(jī)碳和酸堿度的調(diào)查分析如下。

（1）土壤有機(jī)碳在2.64～16.58 g/kg 之間，平均為9.35 g/kg，屬于中、低水平。土壤有機(jī)碳含量由高至低依次為：水網(wǎng)平原>河谷平原>丘陵>濱海平原；隨著種植時(shí)間的增加，丘陵和濱海平原區(qū)土壤有機(jī)碳呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，但河谷平原和水網(wǎng)平原區(qū)土壤有機(jī)碳呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。對(duì)于交通條件良好和有機(jī)物料較為豐富的河谷平原和水網(wǎng)平原果園，可重點(diǎn)考慮增施有機(jī)肥料和采用秸稈覆蓋等方式來(lái)維持和提升土壤有機(jī)碳；而對(duì)于交通條件稍差或有機(jī)肥料不足的丘陵和濱海平原，除施用有機(jī)肥的同時(shí)，還應(yīng)通過(guò)果園生草來(lái)提升土壤有機(jī)碳水平。

（2）土壤在pH 4.15～8.42 之間，平均為pH 5.83，以酸性為主。土壤pH由高至低分別為：濱海平原>水網(wǎng)平原>河谷平原>丘陵，隨著果樹(shù)種植時(shí)間的增加，省內(nèi)4 種地貌區(qū)土壤pH 均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。建議通過(guò)科學(xué)施肥、加強(qiáng)石灰和增加有機(jī)肥料施用來(lái)矯治土壤酸化，預(yù)防土壤進(jìn)一步酸化。

4 討論

4.1 果園土壤有機(jī)碳的提升

由以上結(jié)果可知，浙江省果園土壤有機(jī)碳偏低，其中以丘陵和濱海平原區(qū)最為突出，因此，從浙江全省來(lái)看果園土壤有機(jī)碳的提升應(yīng)重點(diǎn)放在丘陵和濱海平原區(qū)。丘陵和濱海區(qū)土壤有機(jī)碳較低，對(duì)這2 個(gè)區(qū)域的果園土壤應(yīng)從提升的角度來(lái)改善土壤有機(jī)碳狀況，特別是對(duì)于新建的果園需加大有機(jī)物料的投入。河谷平原和水網(wǎng)平原區(qū)果園土壤有機(jī)碳稍高，可考慮以維持和提升相結(jié)合的方式來(lái)改善土壤有機(jī)碳狀況，其中，對(duì)于有機(jī)碳較高的果園，可適當(dāng)降低有機(jī)物料的投入水平。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究，果園土壤有機(jī)質(zhì)提升的途徑主要有科學(xué)施用有機(jī)肥、果園覆草、果園埋草、果園種草、自然生草等[31-35]。根據(jù)浙江省各類(lèi)地貌區(qū)的特點(diǎn)，對(duì)于交通條件良好和有機(jī)物料較為豐富的河谷平原和水網(wǎng)平原果園，可重點(diǎn)考慮增施有機(jī)肥料和采用秸稈覆蓋等方式來(lái)增加有機(jī)物料的投入。施用有機(jī)肥能顯著提高土壤有機(jī)碳含量，且有機(jī)碳的增加幅度與施用量直接相關(guān)，可考慮施用的有機(jī)肥源包括人畜糞便、作物秸稈、各種餅肥、堆肥、漚肥、廄肥、沼肥、綠肥等農(nóng)家肥料以及商品有機(jī)肥。果園覆草即是將農(nóng)作物秸稈、果園內(nèi)雜草、果樹(shù)的枯枝落葉等作為覆蓋材料，這些材料的腐爛是增加果園土壤有機(jī)質(zhì)的一種常用辦法。而對(duì)于交通條件稍差或有機(jī)肥料不足的丘陵和濱海平原，除適量施用有機(jī)肥外，還應(yīng)通過(guò)果園生草來(lái)提升土壤有機(jī)碳水平。其中，丘陵區(qū)采用果園生草還有利于降低水土流失、減少有機(jī)碳的侵蝕損失。果園生草是提高果園土壤有機(jī)質(zhì)最經(jīng)濟(jì)、有效的途徑，這已得到廣泛認(rèn)可[36]。有條件的果園還可通過(guò)建立生態(tài)型果園方式，即通過(guò)建立果園生草＋適宜的家畜（家禽）的生態(tài)型果園來(lái)提高土壤有機(jī)質(zhì)。

4.2 果園土壤酸度的校治

在浙江省4 類(lèi)地貌區(qū)的果園中，丘陵區(qū)果園土壤的酸化最為突出，因此應(yīng)把丘陵區(qū)作為重點(diǎn)開(kāi)展果園土壤酸度校治的對(duì)象。大量的試驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)踐表明，對(duì)酸化土壤的治理應(yīng)采取綜合措施，在應(yīng)用石灰改良劑降低土壤酸度的同時(shí)[37-38]，增施有機(jī)肥和生物肥，提高土壤有機(jī)質(zhì)，改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤緩沖能力[39-40]。目前，改良劑的選擇已經(jīng)從傳統(tǒng)的堿性礦物質(zhì)如石灰、石膏、磷礦粉等轉(zhuǎn)變?yōu)檫x擇廉價(jià)、易得的堿性工業(yè)副產(chǎn)品和有機(jī)物料等[41-43]。在酸性土壤中施用石灰或者石灰石粉是改良酸性土壤的傳統(tǒng)和有效的方法。使用石灰可以中和土壤的活性酸和潛性酸，生成氫氧化物沉淀，消除鋁毒，迅速有效的降低酸性土壤的酸度，還能增加土壤中交換性鈣的含量。除了利用石灰改良酸性土壤的傳統(tǒng)方法外，人們還發(fā)現(xiàn)利用某些礦物和工業(yè)廢棄物也能改良土壤酸度，如白云石、粉煤灰和磷礦粉等礦物及工業(yè)廢棄物。白云石主要是結(jié)晶碳酸鈣鎂化合物，其改良酸性土壤的作用與石灰類(lèi)似。粉煤灰含有CaO、MgO 等堿性物質(zhì)，可以中和土壤中的酸性物質(zhì)。但大多數(shù)工業(yè)廢棄物含有一定量的有毒金屬元素，但長(zhǎng)期施用存在著污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。近年來(lái)的研究表明，土壤中施用有機(jī)物質(zhì)不僅能提供作物需要的養(yǎng)分，提高土壤的肥力水平，還能增加土壤微生物的活性，增強(qiáng)土壤對(duì)酸的緩沖性能。向土壤中加入綠肥，可增加鋁在土壤固相表面的吸附，綠肥分解產(chǎn)生的有機(jī)陰離子與土壤表面羥基的配位交換反應(yīng)將OH-釋放至土壤溶液中，可以中和土壤酸度，降低土壤鋁的活性。另外，降低化肥用量也是防治果園土壤酸化的重要途徑[44]。