全 文 :* 国家科技攻关重大项目(2001BA606A-8)、中国科学院知识创新工程重要方向性项目(KZCX3-SW-426)和中国科学院重点项目(NK
十五-D-15)资助
收稿日期:2004-09-14 改回日期:2004-10-24
桂西北环境移民安置区柑橘园土壤环境动态研究*
肖润林 苏以荣 何铁光 王克林
(中国科学院亚热带农业生态研究所 长沙 410125)
摘 要 对桂西北环境移民安置区柑橘园开垦后土壤环境动态变化的研究结果表明,该安置区土壤肥力总体变化
趋势呈先降后升,土壤pH值微弱降低,土壤酸性强度有所增强,土壤有机质含量先降后升,全N含量呈下降趋势,
而水解氮和全P、速效钾及速效磷含量均呈上升趋势,全K含量先升后降,并分析了土壤各养分演变成因。
关键词 环境移民 柑橘园 土壤环境 土壤养分
DynaLicsofsoilfertilityofcitrusorchardsindeLonstrationareaofenvironLentaliLLigrants,NorthwestGuangxi.XI-
AORun-Lin,SUYi-Rong,HETie-Guang,WANGKe-Lin(InstituteofSubtropicalAgriculture,ChineseAcademyof
Sciences,Changsha410125,China),CJEA,2005,13(4):135~137
Abstract Thedynamicsofsoilfertilityofcitrusorchardsindemonstrationareaofenvironmentalimmigrants,Northwest
Guangxiwasstudied.Theresultsshowthatthesoilfertilityleveldecreasesfirstandthenincreases.ThepHvaluedecreases
slightly,andacidityisstrengthened.Thecontentoforganicmatterdecreasesfirstandthenincreasesslightly.Thecontent
oftotalNdecreasesandthecontentofhydrolysableN,totalP,availableKandavailablePhavebeenraisedasawhole.The
contentoftotalKincreasesfirstandthendecreases.Finaly,thereasonsofthesoilnutrientchangesareexplained.
Keywords Environmentalimmigrants,Citrusorchards,Soilenvironment,Soilnutrients
(ReceivedSept.14,2004;revisedOct.24,2004)
土壤有机质及N、P、K等肥力指标是土壤质量的重要因子,有关土壤肥力变化影响因子的研究仍为当
前土壤学研究的重点[1~4]。本试验长期定位研究了桂西北环境移民安置区肯福移民场柑橘示范园开垦后
土壤环境的动态变化,为环境移民安置区土地持续利用提供科学依据。
1 试验材料与方法
试验在桂西北喀斯特地区环江县中国科学院科技扶贫基地肯福移民场柑橘示范园进行,该区总土地面
积247hm2,属中南亚热带气候,雨热同季,温热温润,年无霜期300~330d,年均气温16.5~19.9࠷,≥10࠷
年积温5500~6530࠷,极端最低气温-5.2࠷,极端最高气温38.7࠷,年太阳总辐射量为414.1kJ/cm2,年降
雨量1389mm,且4~8月份降雨量占全年降雨量的70.6%以上。试验柑橘园于1996年10~12月份开垦,
翌年2月份定植,总面积39hm2,供试柑橘品种为“湘西 柑”(CitrusreticulataBlanco)。用多点取样法,分
3次采集土样,第1次于开垦前(1996年9月份)在柑橘园(规划为39hm2)荒坡地选择29个采样点打桩编号
后取样(深度0~20cm),并观察4个典型土壤剖面养分分布状况(见表1)。第2次取样在开垦后第2年
(1998年9月份)进行(从第1次29个样点中选择17个样点);第3次取样于开垦后第5年(2001年10月
份)进行,取样地点和方法、取样深度及数量均同第1次取样。3次土样均采用相同常规方法分析,有机质用
重铬酸钾-硫酸氧化、硫酸亚铁滴定测定,全N以重铬酸钾-硫酸消化、半微量蒸馏、标准酸滴定测定,水解氮
用扩散法测定,全P用氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法测定,速效磷用0.5mol/L碳酸氢钠提取(水土比20:0)、
钼锑抗比色法测定,全K以氢氧化钠熔融(水土比10:1)、火焰光度法测定,速效钾以1mol/L醋酸铵提取、火
焰光度法测定,pH(水土比25:1)用电位法测定。
2 结果与分析
2.1 土壤pH值变化
第13卷第4期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol.13 No.4
2005年10月 ChineseJournalofEco-Agriculture Oct.,2005
表1表明柑橘示范园土壤pH值呈降低趋势,1996年(开垦前)柑橘园土壤平均pH值为4.73,1998年
(开垦后第2年)则降至4.29,降幅为9.3%;2001年(开垦后第5年)降至4.22,比1998年下降了1.6%。经
新复合极差法检验,2001年和1998年柑橘园土壤pH均与1996年间差异显著,土壤酸性强度显著增大,而
2001年与1998年间则差异不显著。其原因是试验小区内成土母质以砂页岩为主,加之当地湿热气候,脱硅
富铝化作用强烈,造成土壤酸性,为减缓酸化趋势,对一些酸化严重的土壤增施石灰、中性和微碱性肥料,同
时增施有机肥,调节了酸碱度,使土壤pH值升高。
表1 土壤剖面养分分布状况*
Tab.1 Distributionofsoilnutrientsinsoilprofiles
项 目 pH值 有机质/g·kg-1 全N/g·kg-1 全P/g·kg-1 全K/g·kg-1 水解氮/mg·kg-1 速效磷/mg·kg-1 速效钾/mg·kg-1
Items pHvalue Organicmatter TotalN TotalP TotalK AlkalinehydrolysisN AvailableP AvailableK
表 层** 4.61 32.54 2.39 0.253 5.55 144.2 8.0 123.9
淋溶层 4.90 20.45 1.29 0.203 6.60 61.8 4.2 22.0
淀积层 5.17 4.38 0.84 0.182 8.83 25.4 2.6 16.8
母质层 5.32 - - 0.159 11.52 - - 15.8
*表中数据为4个剖面平均数;**剖面表层土厚5~15cm,淋溶层厚20~100cm,淀积层厚50~200cm。
2.2 土壤有机质变化
表2表明1996年荒坡地土壤有机质含量为19.8g/kg,1998年柑橘园土壤有机质含量(18.8g/kg)下降
了5.1%,而2001年则比1998年增加了11.2%,经新复合极差法检验差异达显著水平。土壤开垦利用后有
机质含量高的表土层被翻入深层并加快了有机质分解速率等,是造成开垦后第2年有机物质含量降低的主
要原因。随果树接近挂果期,柑橘园果农注重管理和大量施用有机肥(施肥种类主要有桐枯、糖厂滤泥、沼
气肥和厩肥等),并在果树行间实施间种绿肥和覆盖甘蔗尾梢等措施,是柑橘园土壤有机质含量提高的主要
原因。
表2 不同年份土壤肥力的变化*
Tab.2 Dynamicchangesofsoilnutrientsindiferentyears
年份 pH值 有机质/g·kg-1 全N/g·kg-1 全P/g·kg-1 全K/g·kg-1 水解氮/mg·kg-1 速效磷/mg·kg-1速效钾/mg·kg-1
Years pHvalue Organicmatter TotalN TotalP TotalK AlkalinehydrolysisN AvailableP AvailableK
1996 4.73a 19.8ab 1.19a 0.23c 7.0b 84.89b 3.78b 45.89b
1998 4.29b 18.8b 0.60b 0.49a 10.3a 105.80a 1.75c 37.81c
2001 4.22b 20.9a 0.62b 0.39b 6.65b 108.60a 15.59a 61.45a
*不同字母表示P<0.05显著差异(nE17)。
2.3 土壤N、P、K素变化
表2表明柑橘园土壤平均全N含量由1996年的1.19g/kg降至1998年的0.60g/kg,降幅为49.6%,达
极显著差异,其原因可能是有机质含量高的表土层被翻入深层并加快了土壤有机氮的分解,造成0~20cm
土层全N含量下降;1998~2001年间土壤全N含量变化较小,2001年则比1998年增加了3.3%。由于桐
枯、糖厂滤泥、沼气肥和厩肥等肥料施用量的增加,柑橘园土壤水解氮含量变化呈递增趋势,1998年土壤水
解氮含量比1996年提高了24.6%,达显著差异;2001年则比1998年提高了2.6%,但差异不显著。1997年
柑橘移植时施过磷酸钙5kg/株,故柑橘园土壤全P含量1998年比1996年增加113.0%,经新复合极差法检
验差异显著;2001年则比1998年下降20.4%,且差异显著(见表2)。柑橘园土壤速效磷呈阶段性变化,由
1996年的3.78mg/kg降至1998年的1.75mg/kg,下降了53.7%,经新复合极差法检验达显著差异;至2001
年速效磷含量迅速上升,比1998年增加了7.9倍。开垦后2年内土壤进入熟化初期阶段,受土壤P素迁移、
淋溶及幼龄果树的吸收,使土壤速效磷含量下降。自1998年检测出果园土壤缺P后,果农注意增施P肥,
改变过去单一施用N肥习惯,使土壤P含量大幅度增加,且随土壤不断熟化,加速了土壤中P素的转化,使
部分全P转化为速效磷。与开垦前荒坡地相比,1998年柑橘园土壤全K含量增加了47.1%,经新复合极差
法检验达显著差异;2001年则比1998年下降35.4%,且差异显著。随土壤剖面加深,K含量递增,翻耕后下
层土壤覆于耕作层,是开垦后柑橘园第2年表层土壤全K含量增加的重要原因之一[5,6]。因K易流失,荒
坡地开垦后一般均导致速效钾含量下降,1998年比开垦前荒坡地土壤速效钾含量下降17.6%,经新复合极
136 中 国 生 态 农 业 学 报 第13卷
差法检验达显著差异;2001年则比1998年增加了62.5%,达极显著差异。
2.4 土壤养分适宜指标
1998年检测出肯福移
民安置区柑橘示范园严重缺
P、缺K后,果农注意增施P
肥、K肥和桐枯、糖厂滤泥、
沼气肥、厩肥等有机肥,结合
果树行间实施间种绿肥和覆
盖甘蔗尾梢等措施,使柑橘
园土壤肥力基本恢复到开垦
前抛荒坡地肥力水平,有些
指标还超过开垦前抛荒坡
地。表3表明开垦后第5年
(2001年)肯福移民安置区
柑橘园土壤环境各项指标中
土壤有机质、速效磷和水解
氮含量在丰产柑橘园适宜指
标范围样品数分别占总样品
表3 肯福柑橘示范园土壤养分状况*
Tab.3 NutrientinthesoilofcitrusorchardsofKenfudemonstrationplot
项 目
Items
丰产柑橘园
适宜指标**
调查样品数/个
Number
小于适宜指标
样 品 数/个
处于适宜指标
样 品 数/个
超过适宜指标
样 品 数/个
Optimum
indexes
ofsample Samplelessthan
optimumindexes
Sampleinthe
optimumindexes
Sampleexceeding
optimumindexes
pH 5.0~6.5 29/29 29/29 0/0 0/0
有机质/g·kg-1 15~30 29/29 8/1 19/28 2/0
全 N/g·kg-1 1.0~1.5 29/29 12/29 8/0 9/0
全 P/g·kg-1 1.0~1.8 29/29 29/29 0/0 0/0
全 K/g·kg-1 13~20 29/29 28/28 1/1 0/0
水解氮/mg·kg-1 100~200 29/29 21/8 8/21 0/0
速效磷/mg·kg-1 10~40 29/29 29/4 0/25 0/0
速效钾/mg·kg-1 80~150 29/29 26/21 3/8 0/0
*表中分子为开垦前(1996年)结果,分母为开垦后第5年(2001年)结果;**适宜指标引自庄伊
美等[7]、谢志南等[8]和岳仁芳等[9]。
数的97%、86%和72%,但有72%的样品速效钾含量低于丰产柑橘园适宜指标,全N、全P和全K含量低于
丰产柑橘园适宜指标。
3 小 结
桂西北肯福环境移民安置区柑橘园土壤肥力变化趋势总体呈先降后升趋势,开垦初期,荒坡地地面植
被和表层土壤结构发生变化,土壤有机质分解速率加快,有效养分的淋溶和流失量增加,由于实施了开垦水
平梯田、地面覆盖、间种多年生牧草和多年生绿肥等水土保持措施起到一定保护作用,土壤pH值微弱降低,
土壤酸性强度有所增强,土壤有机质含量先降后升,全N含量呈下降趋势,全K含量先升后降,而全P、速效
磷,速效钾和水解氮含量均呈上升趋势。建议在今后的柑橘栽培和生产管理中应注意增施K肥,继续实施
以桐枯、沼气肥、厩肥等有机肥为主的施肥措施和柑橘行间间种绿肥、覆盖甘蔗尾梢等土壤管理措施,进一
步提高土壤肥力;并注重增施石灰和微碱性肥料,以调节酸碱度,防止土壤pH值进一步降低,为柑橘生产高
产优质奠定良好基础。
参 考 文 献
1 卢 伟,周寅康,彭补拙.广西柳城农业生态环境的定量评价.农业生态环境,2003,19(4):45~48
2 王效举,龚子同.红壤丘陵小区域水平上不同时段土壤质量变化的评价和分析.地理科学,1997,17(2):141~148
3 高亚军,朱培立,黄东迈等.水旱轮作地区土壤长期休闲与耕种的肥力效应.中国生态农业学报,2001,9(3):8~10
4 倪进志,徐建民,谢正苗.有机肥料施用后潮土中活性有机质组分的动态变化.农业环境科学学报,2003,22(4):416~419
5 苏以荣,黄 宇,王克林等.桂西北环境移民安置区新垦蔗地土壤水分动态研究.水土保持通报,2001,21(1):49~52
6 何铁光,肖润林,石雪晖.桂西北环境移民示范区柑橘园土壤营养探析.中国生态农业学报,2005,13(1):139~142
7 庄伊美,王仁凯,谢志南等.柑橘、龙眼、荔枝营养诊断标准研究.福建果树,1995(1):6~9
8 谢志南,庄伊美,王仁凯等.福建亚热带果园土壤pH值与有效态养分含量的相关性.园艺学报,1997,26(3):1~7
9 岳仁芳,以农乐,邓崇岭等.广西柑橘园NPK营养状况调查研究.广西农业科学,1990(5):18~22
第4期 肖润林等:桂西北环境移民安置区柑橘园土壤环境动态研究 137