广西富川主要脐橙园土壤主要养分的肥力特征及关联南芳农业学报.docx
- 文档编号:11693252
- 上传时间:2023-06-02
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:68.86KB
广西富川主要脐橙园土壤主要养分的肥力特征及关联南芳农业学报.docx
《广西富川主要脐橙园土壤主要养分的肥力特征及关联南芳农业学报.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《广西富川主要脐橙园土壤主要养分的肥力特征及关联南芳农业学报.docx(14页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
广西富川主要脐橙园土壤主要养分的肥力特征及关联南芳农业学报
广西富川主要脐橙园土壤养分和pH值与有机质的肥力特征及关联
李忠芳1,潘中田1*,陈小香1,唐政1,陈春岚1,陈金瑛2
1贺州学院化学与生物工程学院,广西贺州542899;2富川瑶族自治县农业局,广西富川542700
摘要:
【目的】通过对广西富川9大脐橙园的土壤养分的肥力特征分析,为该区域的土壤合理培育,进行可持续性生产作重要的参考依据。
【方法】借助通径分析法定量解析主要土壤肥力指标对土壤有机质的驱动大小和方向。
【结果】土壤有机质、pH值、全氮、有效磷、速效钾的平均值分别为22.50g/kg、5.63g/kg、1.20g/kg、48.48mg/kg和159.755mg/kg,均达到中上肥力水平,而氮钾养分少量果园还需提高1-2个肥力等级,而有效磷含量过高(55.4%为大于40mg/kg)。
土壤全氮对有机质主要为直接驱动作用(通径系数为0.767),而土壤酸碱度和速效钾主要呈间接作用(通径系数分别为0.188和0.261)。
【结论】果园土壤养分特征表明,在原有管理措施下控施磷肥,30%低钾区需增施钾肥,同时配合施用石灰石粉为有效提高土壤有机质及培肥土壤施肥方法,从而进行可持续的优质脐橙生产。
关键词:
土壤肥力;土壤有机质;频数分布;富川脐橙
中图分类号:
S153.6
ThefertilitycharactersandtherelationshipbetweenthethesoilOrganicMatterVStheNutrientsandpHofFuchuanNavelOrangeParkinGuangxiProvince
LIZhong-fang1,PanZhong-tian1,ChenXiao-xiang,TANGZheng1,CHENChun-lan,CHENJin-ying3
(1.CollegeofChemistryandBioengineering,HezhouUniversity,Hezhou542899,China;2.FuchuanCountyAgricultureBureau,Fuchuan542700,China)
Abstract:
【Objective】Thesoilnutrientcontents,soilorganicmatterandpHweresurveyedat9orchardsinGuangxiFuchuan,Inordertoprovideareferenceofthesoilreasonablecultivationandconductsustainableproduction.【Method】WeanalyzedfrequenciesandtheregressioncorrelationsoftheSOMandkeynutrients’contentsofnineOrangeParkinFuchuanGuangxiprovince.【Results】Theresultsshowedthatsoilorganiccarbon,pH,totalnitrogen,phosphorus,potassiumaverageswere22.50g/kg,5.63g/kg,1.20g/kg,48.48mg/kgand159.755mg/kg,areupinthefertilitylevel,whileasmallamountofnitrogenandpotassium1-2orchardneedstoimprovefertilitylevels,whilephosphoruscontentistoohigh(55.4%togreaterthan40mg/kg).Soilnitrogenorganicmattermainlyfordirectdriveaction(pathcoefficientof0.767),whilethesoilpHandpotassiumweremainlyindirecteffects(pathcoefficientswere0.188and0.261).【Conclusions】Orchardsoilnutrientcharacteristicsshowthat,undertheexistingmanagementmeasurescontrolcontrolphosphate,30%potassiumdistrictneedsincreasingpotassium,butwiththeapplicationoflimestonepowdertoimprovesoilorganicmatterandsoilfertilityfertilizationmethods,thussustainablequalitynavelorangeproduction.
Keywords:
Soilfertility;Soilorganiccarbon;Frequencydistribution;Fuchuanorange
广西壮族自治区富川瑶族自治县水果种植面积已达38.45万亩,其中优质脐橙25万亩,水果业总产值达6亿元,使农民人均每年增收5000多元[1]。
富川瑶族自治县是广西的水果大县,以生产优质的脐橙为主,在果树栽培上具有优越地理位置,具有高质量的健康土壤的土地所占比例较高,目前立新国营有机农场等已经通过南京国环有机产品认证中心的验证[1,2]。
长期定位研究表明,合理的土壤养分管理是进行农业可持续性生产的基础[3,4],随着果树栽培年限增加,土壤养分转化和供应速率下降,氮和磷供应失衡、养分供应的季节变化与果树需求不协调,可导致果园土壤质量及脐橙产量和品质下降[5]。
曾林芳等对广西富川县多个纽荷尔脐橙园土壤和叶片样品进行分析表明,土壤全部偏酸,有效硼和有效锰不足的现象,土壤有机质、碱解氮、有效磷、交换性镁和有效铜含量中等,有效钾含量高,土壤养分含量与脐橙叶片中的含量密切相关[6],而养分间的关系如何,对有机质有何影响尚不明确,还有待深入研究。
目前,为了提升广西柑桔产区的品种品质和品牌价值,实施柑桔安全优质高效栽培集成技术,广西农垦国有立新农场柑桔协会与贺州学院共同实施了“有机脐橙栽培技术研究与示范”(桂科能1222021-15)的项目。
所以对果园的土壤养分进行深入调查及分析其预测其趋势,分析将有利于科学的管理,及进行可持续性生产优质水果提供保障。
我国是脐橙大国,但与国外相比,肥料成本高达35%,且主要栽培在长江以南地区,高温多雨条件下易导致土壤养分流失。
1材料与方法
1.1研究区采样点的基本情况
采样点位于贺州地区北部的富川瑶族自治县内,范围为东经115°6′~111°20′,北纬24°40′~25.9°5′),属于亚热带季风气候。
该地区年均气温19℃,全年≥10℃的活动积温6100℃,年均降雨量1700mm,年均蒸发量1622mm,无霜期318d,年平均日照时数1587h。
地貌以丘陵为主,有少量平原和山地。
果树栽培以脐橙为主要类型,粮食作物以水稻和玉米为主。
采样时间为2013年水果收获后进行,共采集了9大农场或果园的土壤样品670个。
1.2采样方法与样品分析
本研究采样点位的确定是根据果园分布状况、土壤类型及面积,平均每个果园设置70多个采样点,并在地形图上编号作为采样草图,通过GPS定位,采样人员依草图到实地采样,每个样点在要求范围内以“S”型或“X”型随机选取10个各取土0.5kg,将各样点土样充分混合,按四分法留取3kg左右的土样装入特制袋中。
所采集的土样经风干、分别过1mm筛(用于测定速效养分及pH值)和0.25mm筛(用于测定养分全量)后保存备用。
土壤样品理化性质的测定项目与方法:
有机质(SOM)油浴加热重铬酸钾氧化容量法,pH值电位法,全氮(TN)凯氏定氮法;速效磷采用0.5mol/LNaHCO3浸提,钼锑抗比色法;速效钾采用1mol/LNH4OAc浸提,原子分光光度计法。
1.3数据统计分析方法
由于所测定项目较多且数据量大,本文通过初步分析及参考相关资料筛选出该区与土壤肥力密切相关的5个主要肥力指标(土壤有机质、pH值、全氮、有效磷、速效钾)进行系统分析。
第一,分析各指标的生物统计学特征,明确其大小或含量频数分布,为直观表现各采样点的肥力指标高低及所占比值,我们依据全国肥力养分标准,各指标从含量低到高分6组,对应等级为1到6级(图1),从而进行逐个分析深入了解研究区域的肥力状况。
第二,进一步借助作图软件sigmapot分别探明这5个主要肥力指标特征及其内在联系。
2结果分析
2.1脐橙园的主要化学肥力指标总体分析及肥力等级频数分布特征
总体分析脐橙园5大肥力指标表明,土壤有机质、pH值、全氮、有效磷、速效钾的平均值分别为22.50±6.88g/kg、5.63±0.68、1.20±0.33g/kg、48.48±34.94mg/kg和159.755±92.98mg/kg。
依据变异系数可知,土壤有效磷的变异最大CV达72.1%,其次为速效钾CV为58.2%,其它指标变异相对较小,以土壤pH值最小CV仅为12.0%。
其中最重要的肥力指标SOM,研究区含量的CV为35.9%,标准差为7.8g/kg,属于中等变异强度,较有效磷和速效钾含量的CV值小。
农田土壤肥力高低直接影响作物产量,因此制作依据农业部土壤肥力养分6个标准肥力等级标准的频数分布图(图1-5),利于对其长期肥力演变趋势的把握,及为进行可持续性栽培,合理培育果园土壤作重要的参考依据。
土壤有机质平均为22.5g/kg(表1)。
研究区域频数分布图表明,采样点的5大肥力指标主要集中在中高肥力上(均值在1-3级上),这与水果作为经济作物,合理放入有机肥和化肥投入量有关。
表1研究区土壤养分含量及这pH值的描述性统计特征
Table1StatisticalcharacteristicvaluesofsoilnutrientcontentsandpH
土壤有机质
SOM
(g/kg)
pH值
pHValue
全氮
TotalN
(g/kg)
有效磷
AvailableP
(mg/kg)
速效钾
AvailableK
(mg/kg)
最小值Minvalue
4.15
3.98
0.40
0.00
9.49
最大值Max
62.90
7.56
3.03
249.45
584.40
平均值Average
22.50
5.63
1.20
48.48
159.76
标准偏差SD
6.88
0.68
0.33
34.94
92.98
变异系数CV(%)
30.6
12.0
27.5
72.1
58.2
图1土壤pH值的5个肥力等级水平下的频数分布图
Fig.1Thefrequenciesof5fertilitygradesaboutsoilchemicalproperties
注:
各图按全国肥力土壤pH分类标准分5组,对应从低到高强酸、酸性、微酸性、中性和微碱性,上方的百分数为该肥力等级下的样点数占总样点的百分率。
对土壤酸碱性的频数分析(图1)表明,85%的样点主要分布在酸性(pH值:
4.5-5.5)和微酸性(pH值:
5.5-5.6)区域各占45.1%和40.9%,仅有3.3%的样点强酸(pH值小于4.5)或微碱性(pH值大于7.5)。
依据脐橙栽培适宜土壤酸碱度(pH值:
5.5-6.5)可知,有必要提高目前样点数频数最高(45.1%)的酸性区域(pH值:
4.5-5.5)提高0.5至1个pH单位,方最利于该果树的生长及结果。
图2土壤有机质6个肥力等级水平下的频数分布图
Fig.2Thefrequenciesofdifferentrangesaboutsoilorganicmater
注:
各图按全国肥力养分标准分6组,对应从高到低等级标准的6到1级,上方的百分数为该肥力等级下的样点数占总样点的百分率。
下同
研究区域土壤有机质总采样点频数(图2)分析表明,最主要是处于2级水平其频数占总体的49.6%,其次为处于三级水平的占36.6%,而含量为中下水平的仅占1.9%。
总体上,研究区土壤有机质水平较高,处于中上水平。
图3土壤全氮6个肥力等级水平下的频数分布图
Fig.3ThefrequenciesofdifferentrangesabouttotalN
研究区域土壤全氮总采样点频数(图3)分析表明,分布于3级水平的样点频数最高,总体的51.8%,其它的频数两边依次降低,呈正态分布状。
总体上,土壤全氮含量居中,对对提高脐橙生产和品质还需要适当增加土壤全氮含量。
图4土壤有效磷6个肥力等级水平下的频数分布图
Fig.4ThefrequenciesofdifferentrangesaboutavailableP
研究区域土壤有数磷含量总采样点频数(图4)分析表明,分布于1级水平的样点频数最高,总体的55.4%,其它的频数依次降低,其中处于三四级水平的频数占30.8%,而处于中下水平(即四、五和六级水平)的样点仅占13.7%。
总体上,土壤有效磷含量过高,对环境造成较大风险,需减少或部分区域停止施肥磷肥以达到降低成本减轻环境压力的双重效果。
图5土壤速效钾6个肥力等级水平下的频数分布图
Fig.5ThefrequenciesofdifferentrangesaboutavailableK
研究区域土壤速效钾含量总采样点频数(图3)分析表明,其频数在前四级水平较平均分布,各级频数占总数的21.6-26.3%,而较低水平(即五和六级水平)的样点低于10%。
总体上,土壤速效钾含量相对合理,仅30%样点还需要增施钾肥,其它均可保持原施钾量。
2.2土壤有机质与其它化学肥力指标间的关系
前期研究表明SOM与土壤全氮呈正相关关系,C/N比反映了供氮特征,同时也影响土壤微生物种类及发展趋势,因此,研究区域土壤碳氮关系具有重要意义。
从图6可知,土壤有机质与全氮呈极显著正相关(R2=0.633),样点SOM含量总体上主要分布落在x轴的10~40g/kg区间上,全氮含量主要在Y轴的0.5~2.0g/kg区间上,两者的关系可用直线拟合方程表达为,y=0.050x+0.263,其中y为土壤全氮含量,x为土壤有机质含量。
方程表明,每提高SOM1g/kg土壤全氮含量相应提高0.050g/kg。
计算C/N为10.85,含氮量较高,利于微生物活动而促进C的分解。
此外其它指标与有机质含量间也有一定的联系,以下借助通径分析法分析各指标对SOM的直接及间接的驱动关系。
图7研究区有机质含量与全氮含量间的关系
Fig.7RelationshipbetweenSOMcontentsandsoiltotalNcontentsinthestudyarea
注:
各图中实线为趋势线,虚线内为95%的置信区间,下同Note:
Thesolidlinesareyieldtrends,andwithinthedottedlinesare95%confidenceintervals,thesameasbelow
2.3通径法分析土壤主要化学养分对有机质的驱动特征
为了进一步深入研究土壤有机质与主要养分及酸碱度间的内在联系和变化规律,本研究通径分析法拟合土壤有机与其它指标的方程(相关参数见表3),同时具体分析各指标对Y(SOM)的直接或间接驱动方向及大小(表4)。
拟合结果(表3)表明,在本研究条件下,土壤有机质主要受土壤的酸碱度、全氮及速效钾的驱动作用,与有效磷未达到显著水平而没有入选,拟合方程达显著水平(F=252.85,p<.001),入选的3个变量中,以x2(TN)为最主要驱动因子,通径系数(即标准化系数)为0.767即对有机质呈极显著的负驱动作用,其次为x1(pH值)通径系数为-0.176即对有机质呈极显著的负驱动作用,而x4(AK)的通径系数为-0.047,即呈接近显著水平的(参数p值为0.096)负的驱动关系。
表3逐步回归分析有机质与主要化学养分的关联
Table3CorrelationsbetweenSOMandsoilfertilizedfactorsbystepanalysis
变量
Variable
参数
ParameterEstimate
标准误差
Standard
Error
t值
tvalue
参数p值
Pr>|t|
通径系数
Standardized
Estimate
截距Intercept
13.926
1.555
8.95
<.001
0
x1(pH)
-1.786
0.278
-6.42
<.001
-0.176
x2(TN)
15.942
0.6001
26.57
<.001
0.767
x4(AK)
-0.003
0.002
-1.67
0.096
-0.047
表4 各肥力因素与SOM间直接与间接通径系数
Table4Correlationsbetweensoilfertilizedfactorsbystepanalysis
变量
Variable
→Y
直接通径系数
Standardized
Estimate
→Y
单相关
Single-relate
间接通径系数
Indirectpathcoefficients
→x1(pH)
→x2(TN)
→x4(AK)
x1(pH)
-0.176
0.007
0.188
-0.006
x2(TN)
0.767
0.708
-0.043
-0.016
x4(AK)
-0.047
0.192
-0.022
0.261
表4各肥力因素与SOM间直接与间接通径系数表明,其中土壤全氮对有机质的驱动作用最大,直接通径系数达0.767,而通过其它因素对有机质产生间接的驱动作用较小且为负值;而土壤酸碱度和有效钾对有机质的直接通径系数为负值,分别为-0.176和-0.047,但是其间接通径系数较大,且主要通过全氮对有机质产生正的驱动作用。
总体分析表明,土壤全氮主要通过直接驱动作用影响有机质含量(0.767个标准单位),而土壤酸碱度和速效钾主要通过间接作用影响有机质含量(分别为0.188和0.261)。
3讨论与结论
本研究的结果表明,研究区域这5个指标(土壤有机质、pH值、全氮、有效磷、速效钾)均值分别为21.6g/kg、6.9、2.1g/kg、23.5mg/kg和89.3mg/kg,结合各指标的6大肥力等级频数分布(图1),按照最新研究曹志洪等的肥力评价中南方旱地肥力等级表明,本调查中除速效钾(仅有40%达中高水平)外,其它肥力指标83~96%的样点属于中高肥力,这与曾林芳等[2]的研究认为速效钾含量高不一致,可能与所做的标准不同有关。
本研究认为对于速效钾含量为中下水平的果园(约占30%)还需要进一步提高,而施钾肥对脐橙的品质和产量有着显著的影响,不同肥料类型间有差异[7],而施用钾肥是提高土壤速效钾的最直接有效的措施[8,9]。
通径分析可以用来研究各种因素对作物产量的影响[10],同时还可以研究土壤养分间的相关性及相互影响程度[11,12]。
最后通径分析各肥力因素与有机质的关系(表3,表4)表明,该区域下可通过调节土壤pH配合施用氮磷钾肥提高土壤有机质。
逐步回归的截距8.18g/kg为该区域SOM的基础值(图7),即其它因素为零水平时的SOM值,与质地及气候特征有关,不受其它变量(本研究中提出的pH值、全氮、有效磷和速效钾等肥力指标)影响的部分,具有一定的区域的特征。
此外,还可以通过施用石灰石粉及适当耕作等措施[13]及施用适宜的施氮量[14]和微量元素等[15,16]利于提高脐橙的产量和品质。
研究表明土壤的相对含水量对柑橘叶片生长有着显著的影响[17],而本研究中的地理区域雨量丰富,相对受土壤水分影响少,今后还有代进一步深入研究。
所以,在培肥土壤的基础上,不断改造各果园的生产环境,完善相关管理体系,稳健经营,逐步扩大发展,逐渐形成具有一定规模、能确保当地农民致富并维持物种多样性的、可持续发展的生态环保型有机食品生产基地。
致谢
感谢广西富川瑶族自治县脐橙园的全体工作人员为本研究做了重要的基础工作。
参考文献:
[1]PANZhong-tian,WENLing-qing,HUANGChang-zhi,LIZhong-fang,XUZhi-meiTANGZheng,XIEXiao-qing.OrganicNavelorangeproductionmanagementprocedureandkeyculturalpracticeofintegrationtechnology.SouthernHorticulture.2014,35(03):
32-35.
潘中田,文灵清,黄昌治,李忠芳,徐志美,唐政,谢小青,有机脐橙生产管理规程和栽培关键集成技术.南方园艺,2014,35(03):
32-35.
[2]PANZhong-tian,HUANGChang-zhi,WENLing-qing,XUZhi-meiFENGXiu-lian,TANGZheng,DENGNian-fang,XIEXiao-qing,LIZhong-fang.Safe,HighQualityandEfficientIntegrationofNavel’sMainCultivationTechniquesinGuangxi.ModernAgriculturalScienceandTechnology.2014,35(08):
119+121.
潘中田,黄昌治,文灵清,徐志美,奉秀莲,唐政,邓年方,谢小青,李忠芳,广西脐橙安全优质高效栽培集成技术.现代农业科技,2014,35(08):
119+121.
[3]LIZhong-fang,XUMing-gang,ZHANGHui-min,ZHANGShu-xiang,ZHANGWen-j.SustainabilityofcropyieldsinChinaunderlong-termfertilizationanddifferentecologicalconditions.ChineseJournalofAppliedEcology.2010,21(05):
1264-1269.
李忠芳,徐明岗,张会民,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 广西 主要 脐橙 土壤 养分 肥力 特征 关联 农业 学报
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)