作者简介:邬奇峰(1981—),女,浙江宁波人,高级农艺师,硕士,从事测土配方施肥及土壤养分管理相关研究工作,E-mail:wuqf1981@163.com。
为保障临安市山核桃产业可持续发展,依托测土配方施肥项目,对临安市山核桃种植区土壤肥力质量进行专题调查,对山核桃的施肥技术进行试验探讨,并对影响山核桃生长的土壤因素进行深入分析。结果表明,长期偏施氮肥导致临安市山核桃树正常生长和产量形成所需的养分与土壤供应养分间不平衡,土壤酸化,且有效磷含量普遍较低。土壤有效土层厚度、土壤质地、土壤容重和土壤结构状况等物理性状与土壤有机质水平、土壤酸度及土壤养分等化学性状对山核桃生长均有明显的影响。根据临安市山核桃林地土壤肥力特征及山核桃需肥规律,在施肥上应重视复合肥或专用肥的施用,增加有机肥料投入。
山核桃(Carya cathayensis)主要生长在浙皖交界山区, 是我国特有的木本油料植物和高档干果[1]。临安市昌化地区是国内山核桃的主要生产区, 主产区农户的山核桃收入占年总收入的70%以上。据统计, 2009年临安市山核桃种植面积达29 046 hm2, 约占全国山核桃林总种植面积的40%[2]。近年来, 随着山核桃产业的发展和经营强度的加大, 临安市出现了山核桃树的病虫害加剧、生长异常以及连片死亡等现象[3, 4]。土壤肥力状况是山核桃树高产、稳产的物质基础[5, 6, 7, 8], 其中, 地形地貌等立地条件和氮、磷、钾等土壤养分状况是控制地力的最重要的因素, 与山核桃的生长密切相关[9, 10, 11, 12]。近年来, 笔者依托测土配方施肥项目的实施, 对临安市山核桃种植区土壤肥力质量进行专题调查, 对山核桃的施肥技术进行试验探讨, 对影响山核桃生长的土壤因素进行深入分析, 以期为临安市山核桃产业的可持续发展提供技术支持。现总结报道如下。
临安市山核桃林主要分布在西部山区, 其中以岛石、清凉峰、湍口等镇街道分布面积较广。2009年临安市山核桃投产面积18 666.7 hm2, 年产量约1.2万t, 年产值(含加工增值)达12亿元, 占全市农、林、牧、渔业产值的4%。
山核桃林主要分布在山腰、山麓等缓坡地带, 90%以上的山核桃生长于石灰岩土上[13, 14]。临安市山核桃种植区涉及16种土壤类型, 其中, 以山地黄泥土、黄红泥土、油黄泥、黄泥土等土类面积较多。调查表明, 山核桃生长良好的土壤类型主要有:碳质灰岩、碳质页岩组合发育形成的碳质黑泥土, 俗称“ 油黑泥“ , 质地为轻黏土; 钙质泥页岩、泥质灰岩互层组合发育形成的黄红泥, 质地为重壤土; 泥灰岩、白云质灰岩组合发育形成的油黄泥, 质地为重壤土。这些土壤质地较为疏松, 保水保肥性能好, 土层深厚, 肥沃, 多呈微酸性至中性。
根据浙江省森林土壤的养分分级标准(每类养分指标各分为4级, 以一级为最差, 四级为最佳), 对临安市249个山核桃林地土样进行分析。结果表明(表1), 调查区山核桃林土壤的pH值在4.09~7.58, 均值5.40, 其中, 四级土占4%, 三级土占17%, 二级土占52%, 一级土占27%, 以二级的比例最高。当前临安市山核桃生产区土壤已出现了严重的酸化, 约有27%的土壤pH值在5.0以下, 不适于山核桃生长。
山核桃产区的土壤有机质含量在5.28~117.84 g· kg-1, 均值较高, 为33.86 g· kg-1, 其中, 土壤有机质含量属于四级的占48%, 三级和二级的分别占35%和17%。土壤碱解氮含量在79.30~380.60 mg· kg-1, 均值为192.39 mg· kg-1, 其中, 碱解氮含量属于四级的占40%, 属于三级的占57%, 属于二级的占3%, 表明临安市山核桃产区土壤碱解氮含量普遍较高, 约有40%的样点土壤碱解氮含量高于200 mg· kg-1。
山核桃产区的土壤有效磷含量变化较大, 在0.10~70.40 mg· kg-1, 均值仅为6.59 mg· kg-1, 土壤有效磷以低等级为主, 一级和二级的分别占74%和12%, 三级和四级的分别只占8%和6%。土壤速效钾水平也有较大的变化, 最低为30.00 mg· kg-1, 最高为344.00 mg· kg-1, 平均含量为112.15 mg· kg-1, 属于二级、三级和四级的各占30%, 一级的占10%, 总体来看, 土壤有效钾以中高水平为主。
调查表明, 山核桃产量以黑色石灰土为最高, 其次为山地黄壤, 红色石灰土和黄红壤上生长的山核桃产量居中, 而幼年石灰土、红壤以及由花岗岩母质发育的黄红壤上生长的山核桃产量较低。黑色石灰土上生长的山核桃产量较高与黑色石灰土水、肥、气、热协调有关, 能充分地满足山核桃生长及结果所需的养分和水分需求; 而幼年石灰土以及由花岗岩母质发育的黄红壤因土壤中石砾含量过高致使土壤保水保肥性能较差, 第四纪红土发育的红壤则因土质偏黏、通气性不良及养分贫瘠, 导致这些土壤上生长的山核桃产量均较低。
有效土层厚度、土壤质地、土壤容重和土壤结构等因子对山核桃生长与结果都有重要影响。有效土层的厚度直接决定了山核桃根系伸展及其对土壤中水分和养分的吸收范围。一般来说, 随着有效土层厚度的增加, 山核桃产量呈现增加的趋势。对于有效土层较薄的土壤, 在少雨的年份, 夏季因干旱容易缺水, 可明显影响山核桃的结实率及果实品质, 增加空壳率。一般地, 丰产山核桃产区的有效土层厚度多在60 cm以上。
大多数高产山核桃生长区土壤具粒状或团粒状的结构, 而低产山核桃生长区的土壤大多呈核状和块状。团粒状结构对土壤的水、肥、气、热具有良好的调节作用, 因而产量较高。另外, 高产山核桃林的土壤容重较小, 大多在1.0 g· cm-3以下; 而低产林分的土壤容重偏高, 大多在1.35 g· cm-3以上。土壤容重较低时, 土壤相对疏松, 透气性较好, 土壤的水、肥、气、热较为协调, 有利于山核桃的根系发育及生长、结果。临安市高产山核桃林分的土壤质地主要由壤质黏土到壤土组成; 而低产山核桃林分的土壤质地大多质地偏黏(轻黏)。
山核桃生长发育过程除受上述土壤物理性质影响外, 土壤酸度亦起着重要的作用。山核桃适宜生长的土壤酸碱度为微酸性至中性。土壤有机质含量和其他土壤养分(如N、P、K、Ca、Mg及微量元素Zn、B等)对山核桃产量亦有重要作用。其中, 有效磷、钾含量与产量关系密切, 这与山核桃的果肉高磷、钾含量是一致的。
土壤养分条件是引起山核桃果实产量存在大小年的主导因子[15]。虽然气候、病虫害以及改变采收时间及采取相关技术等可加大或缩小大小年产量的差距及间隔年限, 但它们不是主导因子。高产山核桃林地的土壤有机质含量多在16 g· kg-1以上, 而低产山核桃林的土壤有机质含量一般在16 g· kg-1以下。高产与低产山核桃林地的土壤全氮与全磷含量间差异并不明显, 但高产与低产山核桃林地之间的土壤速效钾含量则有一定差异, 高产山核桃林土壤速效钾含量在55~149 mg· kg-1, 平均达92 mg· kg-1, 而低产山核桃林在27.5~64 mg· kg-1, 平均仅43.78 mg· kg-1。临安市某些区域山核桃低产主要与土壤砾石多、容重偏高、结构不良及土壤有机质水平低下、速效磷与速效钾严重不足等有关[15]。
调查还表明, 山核桃果实品质好坏与土壤性质也存在着明显的相关性。分析结果表明, 山核桃果实中的粗脂肪含量与土壤中有效磷水平呈显著正相关。随着土壤有机质、水解氮和有效磷含量增加, 山核桃果实中的粗蛋白含量也增加。山核桃果实中钾元素含量与生长土壤中有效钾含量呈显著正相关, 钠、钙及镁元素含量与土壤pH值呈显著负相关。
山核桃为落叶树种, 其春梢生长和花器发育从4月份开始。期间, 新叶和新梢的生长、开花以及果实的发育同时进行, 生长速度快, 6— 8月为幼果膨大期, 此期因营养生长和生殖生长同步旺盛进行, 常需消耗大量的养分。随着幼果的不断膨大、果肉的增加, 果实需要更多的营养元素, 因而叶片与果实之间源库关系明显, 由于叶片营养元素向果实输出, 即使土壤养分供应充足, 叶片营养元素含量水平也会有明显的下降。山核桃林地肥料试验结果表明, 从山核桃进入5月开始, 经开花, 直到果实成熟及收获, 山核桃叶片中氮、磷、钾含量均会呈递减趋势, 特别是从开花到坐果, 叶片养分水平会显著下降。因此, 山核桃树生长过程对营养元素的需求具有阶段性和动态变化规律, 必须按照山核桃树的需肥规律, 同时结合立地条件、山核桃生物学特性、土壤肥力状况和实用经济原则, 进行科学施肥。
山核桃对钾肥有特殊的需要, 有机肥料养分全面, 并富含钾素, 且对土壤物理和化学性状有很好的改良效果[16, 17, 18, 19], 因此山核桃林施肥建议以有机肥与复合肥为主。因山核桃幼林以营养生长为主, 可适当增加化学氮肥的施用量, 或根据生产经验进行配方施肥, N:P2O5:K2O比例以5:2:3为宜; 2~3年生的山核桃树, 每株施化肥0.5 kg, 栏肥15~20 kg, 可分别于2月中下旬及9月初2次等量施入。进入盛果期的山核桃施肥时, 氮、磷、钾比例以 4:2:4为宜。对于生长在肥沃土壤上的山核桃, 其树木生长旺盛时可减少氮肥的施用比例, 适当增加磷、钾的比例; 反之, 则需增加氮肥的比例。一般4 a以后需要增施化肥1 kg, 有机肥20~30 kg。
根据山核桃的生长规律, 山核桃的施肥时期以春、秋两季为好。4月份山核桃雌花芽开始分化发育, 5月份春梢生长和裸芽发生, 因此在春季2— 3月施速效肥可以促进雌花芽分化、发育以及春梢的生长与发育, 有利于提高雌花的质量, 减少落花落果现象; 9月初山核桃果实成熟采收, 在采果后至11月中旬落叶的70余天时间内, 山核桃叶片光合产物的积累对次年雌花芽分化及春梢发育影响极大, 因此需要在8月底或9月中旬的采果前后施用速效肥与有机肥, 这样可以适当延长叶片的光合寿命, 增加光合作用产物的积累。调查发现, 山核桃落花落果十分严重, 严重的年份在花后20 d内落花率可达70%以上, 而6月份的落果量可占总幼果数的60%~90%; 因此, 保花保果对山核桃的丰产稳产十分重要。落花的原因主要是花期低温多雨, 授粉受精不良, 没有受精的花朵在花后20 d基本落光。其次在结果多的大年, 营养不足, 裸芽生长弱, 树体积累养分少, 也会导致次年(小年)雌花发育不良。6月落果主要是因雨季低温多雨, 日照不足, 光合产物下降, 树体营养不足引起生理失调而落果。根据落果的原因而采取的保花措施主要有施肥、人工辅助授粉、化学药品和外源激素应用, 以及其他农业技术措施。
株产5 kg坚果的单株, 年施肥量以氮、磷、钾配方肥2~3 kg或复合肥3 kg、有机肥20~25 kg为宜。目前在实际生产中多数采用在山核桃树四周1.5 m直径环沟施肥的方法, 沟深约20 cm, 沟底可施用少量有机肥, 化肥撒在有机肥上再覆土。某些地区也选择在林地地表撒施肥料, 但这种施肥方法容易导致肥料的挥发或流失, 同时也可致根系向地表发展, 效果不好。在坡陡地带土浅薄的地方, 最好在树冠范围内分散打穴, 深40~50 cm为宜, 穴内可先放栏肥杂草或落叶, 再施放肥料, 最上面可覆草, 这样穴内可以保水, 有机物与化肥相结合, 可延长肥料效果, 并可减少氮、磷的流失。
山核桃对钙有特别的需要, 它对钾元素的需求量也超过一般果树。临安市有80%以上的山核桃林分布在石灰土及含有石灰性的土壤上, 这些土壤中钙较为丰富, 但铁、锰、硼、铜、锌等微量元素有效性较低, 常会导致山核桃生长中缺乏这些微量元素。施肥和保花保果的田间实践证明, 将有机肥与化肥相结合、在化肥中适当增加钾肥的用量比例, 以及在花期采用CuSO4涂干或叶面喷施等措施对增加山核桃产量、保花保果都有明显的效果。
根据山核桃吸收养分的生物学特性及其分布土壤的理化性质及肥力特点, 在开发山核桃专用配方肥时, 可考虑用钙镁磷肥、尿素、氯化钾、氯化铵、硫酸锌和硫酸锰等为原料, 并添加适量的有机材料, 经混合、造粒制成产品。根据山核桃对主要养分的需求量及多年田间试验结果, 专用配方肥的主要技术指标设定为:N+P2O5+K2O总含量高于25%, 有效镁(MgO)含量高于3.60%, 碱分(CaO)高于l2%, 同时包含10%以上的有机质, 锰、锌等微量元素的添加量控制在0.10%以上。产品宜制成球状或条状, 便于使用。该肥适宜于石灰岩土壤上施用, 因其同时含有12%的CaO, 因此也适于酸性土使用。临安市农业技术推广中心研制开发的山核桃专用配方肥, 氮磷钾三要素总含量38%, N:P2O5:K2O为15:11:12, 外加20%有机肥(无机、有机相结合)。经临安市岛石镇下塔村4 a试验, 在其他农业管理措施相同的基础上, 于每年5月每株施用1 kg左右的山核桃专用配方肥, 可基本消除大小年, 并获得平均每667 m2 147.75 kg的山核桃单产。
采用配方肥的山核桃林施肥管理每年可分3次进行, 第1次在3月, 通过施肥促进当年花芽分化、发育和春稍的枝叶生长; 第2次在6月, 此时是幼果生长旺盛期, 通过施肥可以减少落果现象, 加速果实生长; 第3次宜在采果前半个月施入, 通过施肥以恢复树势, 延长叶片寿命, 增加叶片的光合作用能力, 使合成的营养尽量多地储存在枝干及根内, 供次年春季花芽分化和新梢生长用。每次施肥量按上年产蒲量而定。即:单棵产蒲50 kg以上的, 每次每棵施专用配方肥1.5~2.5 kg; 单棵产蒲25~50 kg的, 每次每棵施专用配方肥0.75~1.5 kg; 单棵产蒲25 kg以下的, 每次每棵施专用配方肥0.5~0.75 kg。经龙岗镇林坑村配方肥肥效试验示范, 示范点山核桃每667 m2施配方肥65 kg, 产量平均达34 kg, 比空白对照区增产41.7%, 比常规45%含量复合肥施70 kg条件下增产21.4%。
The authors have declared that no competing interests exist.
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