全 文 ：收稿日期: 20030515
基金项目: 广东省科技创新百项工程( 2KB05602N)和广东省自然科学基金(990741)资助项目
作者简介: 李淑仪( 1957 ) ,女,广东佛山人,研究员.
林业科学研究 2004, 17( 2) : 199~ 205
Forest Research
文章编号: 10011498( 2004) 02019907
沙田柚树施用活化磷肥的效果及机理研究
李淑仪1, 廖新荣1, 张凤明2, 蓝佩玲1, 徐胜光1
( 1 广东省生态环境与土壤研究所、广东省农业环境综合治理重点实验室,广东 广州 510650;
2广东省梅县沙田柚研究所,广东 梅州 514700)
摘要: 通过田间试验与室内模拟试验相结合, 用相应活化剂处理水溶性 P并配成沙田柚专用肥, 进一
步对其在广东梅县沙田柚产区施用的效果及机理进行研究。结果显示: ( 1)在沙田柚产区施用含活化
P肥的专用肥, 能有效改善柚树各生育期的 P 营养, 从而能显著提高柚果产量和品质。( 2)在梅县砂
页岩赤红壤条件下 ,土壤中的 Fe、Mn 与 P素有效性关系密切; Si可促进土壤中 P的释放, 适量的 Ca可
增加 P的活性。( 3)供试活化剂可控释水溶性 P的释放,使土壤供 P 性能平稳。( 4)在砂页岩赤红壤
植物体系中, 活化剂对 P的控释机理与不同地带性和不同母质的玄武岩砖红壤一样, 是通过对土壤
Fe、Mn、Al含量的调节而实现对 P的活化。
关键词: 梅县砂页岩赤红壤; 沙田柚;磷; 活化剂;活化机理
中图分类号: S7148 文献标识码: A
沙田柚( Citrus grandis Osbeck cvShatianyou)为我国著名果品,深受广大消费者喜爱。梅州
沙田柚的种植面积虽只占全国沙田柚种植面积的 1/ 9,但其产量却占 1/ 3,因此,为使沙田柚高
产优质,提高种植沙田柚的经济效益,实现沙田柚种植的可持续发展,进行科学种植和施肥非
常必要。土壤中的全 P量虽较高, 但对作物有效的 P含量往往很低, 梅县沙田柚园多是砂页岩
发育的赤红壤坡地, 土壤有效 P平均含量只有 445 mgkg- 1,而沙田柚是周年中挂果时间很长
的果树[ 1] , 特别要求 P素供应平稳,在花芽分化时期对 P 供应的要求更高[ 1] , 因此施用活化 P
肥及含活化P 的专用肥对沙田柚高产优质意义重大。同时,环境和资源问题是当代人类社会
面临的重大问题之一,因此,有效利用有限资源, 提高肥料利用率, 减少因施肥造成的环境污
染,保护生态环境已成为各国共同关注的热点问题[ 2]。P 素是作物生长的重要物质基础, P 矿
又是不可再生的矿产资源。P肥研究的中心问题, 仍然是从各个方面来探索 P肥的有效利用
途径, 以充分提高其利用率[ 3]。大量研究表明,我国化肥中 P 的当季利用率仅为 10% ~ 20% ,
由于施肥不当不仅造成浪费, 还引起环境污染[ 4, 5]。如能提高部分 P 肥的利用率, 将会带来巨
大的社会经济效益, 因此,如何有效地提高 P肥利用率,对我国农林业生产、经济和社会发展、
保护生态环境均具有极其重大的意义。本文研究了沙田柚树施用含活化P 的专用肥效果及机
理,为提高 P 肥在红壤上的利用率提供依据。
1 材料与方法
11 地点与土壤
田间试验于 2001年和 2002年在广东省梅州市南口镇龙塘村、雁洋镇南福村、石扇镇中和
村、城东镇竹洋村、程江镇槐岗村、白官镇新联村和丙村镇人和村等果园进行,供试土壤主要为
砂页岩和河流冲积物发育的赤红壤, 用双酸 1 次性浸提出的元素含量见表 1。发育于砂页岩
的赤红壤的平均 pH为 488,土壤的有机质、全 N、全 P分别为 221、089、060 g kg- 1,有效N、
P、K和交换性 Ca、Mg分别为 6086、343、6850、39300、7050 mgkg- 1; 河流冲积物赤红壤的
平均 pH 值为 649,土壤的有机质、全 N、全 P 分别为111、059、026 gkg- 1,有效N、P、K和交
换性 Ca、Mg 分别为 5532、334、5650、49700、6090 mgkg- 1。
表 1 供试土壤用双酸 1 次性浸提测出的元素含量
元素 P Ca Si Fe Al Mn
含量/ (mg kg- 1) 200 3 2350 7354 3089 49863 5303
12 田间试验方法
以沙田柚结果树为试验对象, 进行施用不同 P肥处理的田间简单对比试验,试验设 2个处
理,每处理 033 hm2。处理为含活化P 的专用肥和等养分不含活化 P 的一般复混肥, 在沙田柚
生长的各个时期,分期施用,每个果园 2个处理的施肥次数和施肥养分量一致。
13 田间试验材料
含活化P 的沙田柚专用肥分壮果肥和壮稍肥,壮果肥和壮稍肥的 P 源均为水溶性 P 加有
机活化剂, N、P、K总量为 27%, P2O5的含量分别为 7%和 10%。全期施 8~ 10次,总施用量为
14~ 19 kg株- 1,各果园的具体施肥量视树龄大小而定。对照为N、P、K肥或一般复混肥,各果
园的品种略有差异, 但每次施肥的养分量与前者一致。
14 叶片采集和分析
在各生育时期, 统一在树冠外周的中部当年春梢顶叶下数第 3~ 4节取叶片,每处理分为
3个区作为3重复,每重复选10株树取叶片制成1个混合样,叶片取回后用自来水洗干净之后
用蒸馏水冲洗, 80 ! 杀青、60 ! 烘干,然后粉碎备用。叶片分析方法与文献[ 1]相同。
15 室内模拟试验
土壤培养条件下活化剂对 P 肥有效性的影响: 用培养皿称 50 g 土培养,试验处理: 1 是对
照( CK1) , 没有添加 P肥和活化剂; 8、9、10、11、12、13分别添加磷铵及活化剂 0、8%有机 1号、
8%有机 2号、14%有机 2号、50%无机 1号、50% 无机 2 号。混匀加水(保持湿润) , 于 4 d、2
周、6周、9周、40周、80周取样,测有效 P含量,前 4次的还测活性 Fe、Al、Mn、Ca、Si含量。
16 肥料的释放速率模拟试验
培养方法与室内模拟试验相同。根据 P 肥的损失机制可知, 主要是由于土壤对 P 的固
定作用而使 P 肥失效, 因此, 该方法是培养一定时间后, 测出的 P 越多则对肥料的抗固定作
用越好。
17 统计方法
统计分析是用国际通用的 SAS(统计分析系统)程序进行。
200 林 业 科 学 研 究 第17卷
2 结果与讨论
21 沙田柚树施活化P 专用肥的田间试验效果
表2和表 3的结果表明, 施了含活化P 专用肥的柚果单果质量、果皮光滑度、果肉化渣程
度、果汁、口感、树势、叶色等方面均优于普通施肥对照。
表 2 含活化 P的专用肥对沙田柚树产量、农艺性状的影响
试验
地点
产量指标
平均商品果数/
(个 株- 1)
专用肥 普通肥
单果质量/
( g 个- 1)
专用肥 普通肥
农艺性状及外观
专用肥 普通肥
南口 108 a 60 b 1 258 a 1 110 b 果皮光滑,色泽较好,树势较好,柚果大小较均匀
果皮较粗糙,色泽较差, 果大
小不均
雁洋 967 a 915 ab 1 240 a 1 030 b 果皮光滑,果较大,叶片较少出现黄斑
果皮较粗,出现黄斑的叶片较
多
石扇 1072 a 724 b 1 245 a 1 235 a 叶色较浓绿,较少黄斑叶 叶色泽较差,较多黄斑叶
城东 1028 a 802 b 1 315 a 1 210 b 果皮较光滑、色泽较好,叶色较浓绿
果肉汁较少,果皮较粗糙, 叶
色稍差
程江 416 a 233 b 1 150 a 1 076 b 果皮较薄、叶色较浓绿 果皮较厚,叶片较薄
丙村 77 a 518 b 1 237 a 1 163 b 果皮较光滑,叶片较厚 果皮较粗糙,叶片出现缺素斑较多
注:处理间不同字母者表示经 SSR差异显著( p = 005)
表 3 沙田柚树施用含活化 P 的专用肥对各试验点的柚果主要品质指标比较
地点 处理 口感 果皮厚度/
mm
可溶性
固形物/ %
可溶性总糖/
( mg kg- 1)
维生素 C/
( mgkg- 1)
滴定酸/
(mgkg- 1)
城东 专用肥区 果肉汁较多 1150 1137 1039 7791 251
普通肥区 果肉汁较少 1583 103 930 6726 219
丙村 专用肥区 肉质较化渣,口感较好 1512 108 890 8807 295
普通肥区 肉质较硬,口感较差 1988 97 785 7621 224
石扇 专用肥区 肉质较脆、清甜 1704 120 1009 7960 229
普通肥区 肉质较硬、味较淡 1852 90 829 6436 275
程江 专用肥区 果肉化渣、清甜、口感较好 1612 132 1110 1 0017 248
普通肥区 果肉稍有苦味,果汁较少 1724 118 852 7327 220
雁洋 专用肥区 肉质较化渣,汁较多 1460 113 956 8251 255
普通肥区 肉质带苦、汁较少 1645 101 788 7113 246
南口 专用肥区 肉质脆化渣 1616 117 1057 7549 268
普通肥区 肉较硬,带苦味 1812 94 795 6871 278
22 施活化 P肥对沙田柚树体 P素营养的动态变化效应
从表 4看出, 各试验点施含活化 P 专用肥的柚树在春梢、盛花期( 3月份)、幼果保果期( 5
月份)、果实膨大期( 7 8月份)、汁胞充实期( 9月份)等各时期的叶片 P含量均比对照的高,这
说明了活化 P 的活化效果明显, 能均衡供 P,有利于花芽分化、保果、壮果及果实的汁胞充实,
201第 2 期 李淑仪等:沙田柚树施用活化磷肥的效果及机理研究
从而为沙田柚高产优质创造了物质基础。
表 4 柚树各生长期营养叶 P养分的动态变化情况 g kg- 1
地点 施肥处理 花芽分化期
( 200112)
春梢、盛花期
( 200203)
幼果保果期
( 200205)
果实膨大期
( 200207)
果实充实期
(200208)
汁胞充实期
( 200209)
雁洋 活化 P专用肥区 1270 462 157 129 128 124对照区 1060 378 116 104 105 114
南口 活化 P专用肥区 1130 479 140 121 116 131对照区 1060 384 119 111 109 115
丙村 活化 P专用肥区 0791 102 164 125 156 114对照区 0723 099 129 111 117 113
23 P肥的释放速率模拟试验结果分析
231 活化剂对水溶性 P 肥 磷酸二氢铵中 P 的控释效果 图 1的结果显示, 室内模拟试
验中,在砂页岩赤红壤中施入磷铵后,土壤中有效 P 的测出值约只有加入活化剂处理的 60%
~ 70%;而几种活化剂均有对水溶性P 的防固定性能和平稳供肥性能, 但其中也有差异, 其中
有机 1号( 9处理)和有机 2号( 10、11处理)在不同时间段所测出的土壤有效 P 量较为一致,表
明这两种活化剂对水溶性 P 的保护效果最好,使其供 P 性能相对最平稳;而无机活化剂( 12、13
处理)的效果也较好, 说明这 4种活化剂对水溶性 P 的控释作用均良好。有机 2号 2 种浓度
中,在 6周至 80周的几次测定中, 14%的效果比 8%的效果后劲更足;说明在本试验土壤的条
件下,用于水溶性 P的控释时,有机活化剂加入量应在14%左右。
图 2 沙田柚专用肥在各时段的有效 P走势图 1 活化剂对磷铵的作用效果
用活化P配成的沙田柚专用肥,同样有对水溶性P 的防固定性能和平稳供肥性能,从各时
间段测得的土壤有效 P 所绘制的 P释放走势图(图 2)可知, 加了活化 P 的沙田柚专用肥在不
同时间段所测出的有效P 水平明显地比对照高,土壤有效P 释放曲线比对照的较为平缓,表明
所选用的活化剂对水溶性 P 的保护效果明显, 使其供 P 性能相对平稳。说明施含活化 P 专用
肥的沙田柚比施对照肥料的高产和优质的主要原因是 P 的控释作用良好, 使柚树各时期对 P
的需求得到有效保证。
202 林 业 科 学 研 究 第17卷
232 坡地砂页岩赤红壤中施磷铵加活化剂对可能影响磷有效性的有关元素含量的影响
图3显示,砂页岩赤红壤施磷铵加活化剂的大部分处理( 9、10、11、12处理)土壤中活性 Fe、Al、
Mn含量比不加活化剂的对照( 8处理)高,说明施磷铵加活化剂使土壤有效 P 含量平稳,也是
与不同母质和不同土壤地带性的玄武岩砖红壤[ 6, 7]一样, 是通过对土壤中活性 Fe、Al、Mn 含量
的调节而实现对水溶性 P控释作用的。
图 3 活化剂处理磷铵后土壤中与P 有关的元素动态变化
表 5 活化剂培养磷肥后土壤有效 P与有关元素及其比例的相关系数( r)
元素 几种活化剂与磷铵在砂页赤红壤上培养的模拟试验
4 d 2周 6周 9周干 9周湿
沙田柚专用肥与对照
5周
Fe - 0637 - 0840* * 0708* 0756* - 0517 - 0975* *
Mn - 0096 5 0385 0213 0365 0157 - 0967* *
Al 0527 0564 0720* 0985* * 0919* * 0852* *
Ca - 0679* 0601 0589 0339 0973* *
Si 0718* 0162 0324 0590 0959* *
Fe/Al - 0597 - 0916* * - 0661 - 0952* * - 0949* *
Fe/ Mn - 0626 - 0891* * - 0419 0080 - 0306
Al/ Fe 0662 0654 0595 0966* * 0825* *
Al/Mn 0562 0464 0501 0622 0591
Mn/ Fe 0623 0609 0471 0052 0367
Mn/ Al - 0551 - 0610 - 0596 - 0812* * - 0814* *
Fe/ Ca 0264 - 0850* * - 0232 - 0021
Fe/ Si - 0795* - 0739* - 0796* * 0123
Al/ Ca 0316 - 0223 0004 2 0487
Al/ Si 0337 0309 0823* * 0873* *
Mn/ Ca 0292 - 0616 - 0174 - 0215
Mn/ Si - 0789* - 0076 - 0783* 0113
203第 2 期 李淑仪等:沙田柚树施用活化磷肥的效果及机理研究
表5的结果显示,砂页岩赤红壤施磷铵加活化剂的模拟试验栏中, 与有效P 有关的元素与
土壤有效 P的相关性较复杂,规律性较差; 而与这些元素间比例的相关性相对较有规律性,其
中呈现负相关显著最多的是与 Fe有关的比值,如 Fe/Al、Fe/Mn、Fe/ Ca、Fe/ Si, 其次为与 Mn有
关的比值, 如Mn/ Al、Mn/ Si、Mn/ Ca;而呈现正相关的是与 Al有关的比值,如 Al/ Fe、Al/Mn、Al/
Ca、Al/ Si;而在沙田柚专用肥与对照栏中,与有效 P 磷有关的 Fe、Mn、Al、Ca、Si元素与土壤有效
P 的相关性则较有规律性,土壤有效 P 与活性Fe、Mn均呈极显著的负相关, 而与活性Al、Ca、Si
呈现极显著的正相关。
表5表明,在坡地砂页岩赤红壤条件下, P的有效性与这些元素或这些元素在体系中的比
例和平衡度有很大关系, 同时进一步说明,体系中活性 Fe、Mn 对 P 的固定作用贡献较大, 按 P
形态其固P 的顺序为 FeP、MnP> AlP 和 CaP。虽然土壤中 Fe、Mn的含量比 Al少得多(表
1) ,但由于Al与P 的结合沉淀属于离解度较高的一种,被双酸提取的P 增加的同时, Al被测出
的量也同时增加,因此 P 与Al的相关性及与Al相关元素比值的相关性在大多数时间段中呈
现正相关。这与在P 分级的研究中,AlP 与作物生长的相关性最好, 是土壤中对作物有效性较
高的 P,是供给作物 P素的主要 P源的结果相吻合[ 8~ 10]。
有效 P与活性 Ca的关系在大多数时间段中呈现极显著正相关, 这可能是由于在酸性土壤
中Ca可削弱或消除 Fe3+ 、Mn2+ 、Al3+ 过量存在的抑制作用[ 11] ,因而在一定范围内对 P 的活化
有促进作用[ 7] , 还有资料表明, 酸性土壤中施适量石灰( Ca)可促进小麦吸收 P[ 12]。这说明在
砂页岩赤红壤条件下,适量的 Ca也有利于提高 P的活性。
活性 Si含量与有效 P 含量之间呈现正相关,这与前人[ 6, 7, 13]的研究结果∀ Si对 P有效性有
促进作用#相一致。
233 在砂页岩赤红壤上不同活化剂对磷铵控释 P 及有关元素的动态效应 从图 1可看出,
在土壤中活化剂培养磷铵的模拟试验中,土壤有效 P含量在不同时间的测定结果表明, 4 d时
所有活化剂处理的有效 P均已开始起保护水溶性 P的作用, 有效 P 含量超过对照(磷铵) 1倍
以上;在 2周至 80周的所有时间段中,所有活化剂的有效 P含量均超过了对照。
从图 3中还可看出,在不同时间段中,与处理 8相比,与有效 P 呈现相应变化的有 Fe、Al、
Mn,说明有效 P的变化与这些元素有关;在所有时间段中,施进磷铵或活化剂处理磷铵所有处
理测出的活性 Fe、Al量均大大低于原土壤(处理 1) , 即施 P后活性 Fe、Al均比土壤( CK1)明显
降低,而有效 P则明显提高, 说明土壤中的活性 Fe、Al是与体系中大量的有效 P 结合, 使其活
度下降;而活性Mn量则在原土壤中较高, 施 P 后仅稍有下降,加活化剂后又略有上升。说明
Mn在体系中是较顽固的一种因素, MnP 是否前人[ 8, 9, 14]在 P 分级的研究中定为闭蓄态 P( O
P)的成分呢? 这个问题有待进一步研究。
Ca、Si含量在各时间段和各种活化剂处理与原土壤相比变化不大,说明施P 和活化剂与这
些元素关系不大。
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Manure to Citrus grandis Osbeck
LI Shuyi1 , LIAOXinrong 1, ZHANG Fengming 2, LAN Peiling 1 , XU Shengguang1
( 1Guangdong Institute of Ecoenvironmental and Soil Sciences, Guangdong key laboratory of agricultural environment integrated control,
Guangzhou 510650 China; 2Meixian Institute of Citrus grandis Osbeck, Meizhou 514000, Guangdong, China)
Abstract:The act ivation agents were used to treat watersoluble phosphate and be compound to expert fertilizers
of Citrus grandis Osbeck and their field biological effect and mechanism were studied on the produce terra of
Citrus grandis Osbeck in Meizhou of Guangdong. The results are as follows: ( 1) The P nutrition of leaves at ev
ery growth period of the tree were improved, accordingly the yield and the quality of Citrus grandis were in
creased markedly when the special fertilizers contained activated phosphate were used to the produce terra of
Citrus grandis in Meizhou. ( 2)The Fe and Mn elements in the lateritic red earth derived from arenaceous shale
are closely correlated to the efficiency of P elements. Si can benefit the release of P in soil, and proper Ca also
increase the activity of P element. ( 3) The activation agents can control the release of watersoluble P so as to
stabilize the P supply from soil. ( 4)The lateritic red earth derived from arenaceous shale is the same basaltla
tolol soil of other zonality and other mother material as the control mechanisms of activation agents to P is to ad
just the contents of Fe , Al and Mn in soil so as to realize the activation of P in soilplant system.
Key words: lateritic red earth derived from arenaceous shale; Citrus grandis; phosphorus; activation agents; acti
vating mechanisms
205第 2 期 李淑仪等:沙田柚树施用活化磷肥的效果及机理研究