朱婧 陳東曉 何天養(yǎng) 管冠 姚鋒先 周高峰

摘要：贛南地區(qū)是我國(guó)臍橙的主產(chǎn)區(qū)，隨著種植規(guī)模不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)果園的清耕栽培模式所產(chǎn)生的弊端逐漸顯現(xiàn)，為了維持產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，科學(xué)的生草栽培模式也在當(dāng)?shù)刂鸩酵茝V。旨在探討不同生草栽培模式對(duì)臍橙果園土壤微量元素含量及葉片營(yíng)養(yǎng)吸收的影響。結(jié)果表明，生草兼施用生物有機(jī)碳的T4處理和采用秸稈覆蓋的T5處理在2015年其土壤有效鐵、錳、鋅、硼元素含量分別比CK處理顯著增加了17.73%～41.55%、59.09%～113.37%、51.35%～55.86%、113.68%～117.09%，同時(shí)，T4處理與CK處理相比其葉片微量元素含量也有顯著增加。說明在生草栽培模式上，采用梯面施用生物炭或是秸稈覆蓋能夠有效地促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的積累，也有利于提高贛南山地臍橙果園的土壤微量元素含量及葉片營(yíng)養(yǎng)吸收效率。

關(guān)鍵詞：贛南臍橙;生草栽培;微量元素;葉片營(yíng)養(yǎng)吸收

中圖分類號(hào)： S666.401?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2019）20-0172-05

江西省贛南地區(qū)是世界臍橙集中種植面積最大的產(chǎn)區(qū)，近年來隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)果園的清耕栽培模式所產(chǎn)生的諸如水土流失、肥力退化、果品質(zhì)量下降等弊端逐漸顯現(xiàn)[1]。為了維持產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，科學(xué)的生草栽培模式也在當(dāng)?shù)刂鸩酵茝V[2]。生草栽培是一種果園全園生草或果樹行間帶狀生草并不再進(jìn)行人工除草的栽培模式，常被用于果園水土維持及土壤改良，不僅有助于果園土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，也有利于土壤肥力的優(yōu)化[3]。在筆者的前期研究中發(fā)現(xiàn)，生草栽培顯著提升了果園土壤酶活性及微生物種群數(shù)量，有利于土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)向植物可利用的賦存形態(tài)轉(zhuǎn)變，從而提高果樹對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收利用效率[4]。

在贛南地區(qū)果園的土壤狀況評(píng)估指標(biāo)中，土壤微量元素受到研究人員的廣泛關(guān)注。盧映瓊研究了銅（Cu）、鋅（Zn）、鐵（Fe）、錳（Mn）、硼（B）5種微量元素在贛南臍橙園土壤中的分布特征，結(jié)果表明，贛南臍橙產(chǎn)區(qū)果園土壤有效硼含量普遍偏低，有效錳含量較高[5]。而豐富的土壤有機(jī)質(zhì)含量可能有助于土壤微量元素有效態(tài)含量的增加[6]。另外，長(zhǎng)期不合理的栽培模式會(huì)加劇果園水土流失，使得土壤肥力退化更為迅速，贛南地區(qū)的高齡臍橙果園普遍存在養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化速率和供應(yīng)能力逐年下降的趨勢(shì)[7]。

生草栽培有助于減少化肥在果園土壤中的淋失，同時(shí)也能夠有效地提高土壤有機(jī)質(zhì)含量[8]。而隨著土壤有機(jī)質(zhì)含量的增加，土壤生態(tài)環(huán)境會(huì)在微生物的正常代謝過程中維持穩(wěn)定，有利于土壤的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)向植物容易吸收利用的形態(tài)轉(zhuǎn)化。大量研究表明，高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的臍橙果園多伴隨有科學(xué)合理的栽培管理模式，相比普通果園具備較高的土壤生物學(xué)性質(zhì)及理化性質(zhì)指標(biāo)，有助于提高果樹對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收利用效率[1，9]。

本研究以晚熟臍橙品種晚棱為研究對(duì)象，以傳統(tǒng)果園的清耕栽培模式為對(duì)照，研究生草栽培模式對(duì)果園土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)及葉片營(yíng)養(yǎng)吸收的影響，旨在明確土壤微量元素含量及晚棱臍橙葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)吸收對(duì)果園生草栽培模式的響應(yīng)，為生草栽培模式在臍橙果園的推廣應(yīng)用提供科學(xué)數(shù)據(jù)與參考。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

本試驗(yàn)地點(diǎn)位于江西省贛州市信豐縣嘉定鎮(zhèn)（25°23′N，115°5′E，海拔162～187 m），當(dāng)?shù)貙儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年均氣溫19.2 ℃，年均降雨量1 500 mm，降雨集中于4—10月。當(dāng)?shù)赝临|(zhì)以紫砂巖母質(zhì)發(fā)育的第四紀(jì)紅壤為主。于2010年秋季開墾丘陵山坡形成梯帶，開墾后梯帶的梯面、梯壁植被全清，梯面寬度約為4 m，梯壁高度為3～4 m，梯面內(nèi)斜，梯面與梯壁交匯處開挖20～30 cm寬的竹節(jié)溝，2011年春定植嫁接一年生的晚棱臍橙樹苗。分別于2015年12月、2016年12月、2017年12月果實(shí)采摘后，采集果園葉片樣品后裝入紙質(zhì)信封帶回實(shí)驗(yàn)室，于105 ℃殺青20 min，在75 ℃恒溫烘箱中烘干至恒質(zhì)量后粉碎，置于干燥器中保存待測(cè)。土壤樣品采集后用自封袋帶回實(shí)驗(yàn)室，自然狀況下風(fēng)干，過2 mm篩保存待測(cè)。

1.2?試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

試驗(yàn)在2015—2017年進(jìn)行，試驗(yàn)設(shè)計(jì)處理包括對(duì)照（CK）在內(nèi)共設(shè)置7個(gè)處理，主要包含（1）CK，自然裸露果園;（2）T1，在梯坎下開挖的水平竹節(jié)溝內(nèi)種植百喜草形成草溝;（3）T2，草溝+梯壁種植百喜草;（4）T3，草溝+梯壁種植百喜草+梯面生草（播撒百喜草草種15～18 g/m2）;（5）T4，草溝+梯壁種植百喜草+梯面施生物黑炭（稻殼炭施用量為6 t/hm2）;（6）T5，草溝+梯壁種植百喜草+梯面秸稈覆蓋（水稻秸稈覆蓋量為9 t/hm2）;（7）T6，草溝+梯壁種植百喜草+梯面施土壤改良劑（丙烯酰胺，0.3 t/hm2）。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，小區(qū)投影面積154 m2，頂端凈面寬度8 m，底端凈面寬度7 m。

1.3?化學(xué)分析方法

1.3.1?土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的測(cè)定

土壤pH值采用pH計(jì)法[10]測(cè)定，土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）含量采用油浴法[10]測(cè)定，土壤有效Fe、Zn、Cu含量采用0.1 mol/L HCl浸提，浸出液用乙炔-空氣火焰的原子吸收光譜法[11]測(cè)定。土壤有效Mn含量用含有還原劑對(duì)苯二酚的中性乙酸銨溶液浸取，浸出液的錳含量用火焰原子吸收光譜法[12]測(cè)定。土壤有效B含量采用姜黃素光度法[13]測(cè)定。

1.3.2?葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量的測(cè)定

將磨碎后的葉片干樣粉末置于75 ℃恒溫烘箱中烘干過夜，稱取0.50 g左右葉片粉末，將稱取的粉末置于石英坩鍋中，在馬弗爐中以500 ℃灰化 6 h，待爐溫降到室溫時(shí)加入10 mL 0.1 mol/L HCl，過濾后裝入10 mL離心管中待測(cè)。用Agilent 7900型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）測(cè)定礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的含量[13]。

1.4?數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用SigmaPlot 12.5作圖，采用SAS 10.0進(jìn)行顯著性分析及相關(guān)性分析。

2?結(jié)果與分析

2.1?生草栽培對(duì)臍橙果園土壤pH值及有機(jī)質(zhì)含量的影響

由圖1可知，與清耕對(duì)照處理相比，采用生物炭覆蓋以及秸稈覆蓋的2種生草栽培模式明顯提升了土壤有機(jī)質(zhì)含量。如在2015年和2016年，表現(xiàn)最好的T4和T5處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量與自然裸露果園（CK）土壤相比分別增加了 34.2%～49.5%和17.3%～30.7%。而在2017年，T3和T4處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量最高。各生草栽培模式與清耕對(duì)照處理的土壤pH值無顯著差異。

2.2?生草栽培對(duì)臍橙果園土壤微量元素含量的影響

從圖2可以看出，除梯面施土壤改良劑（丙烯酰胺）的T6處理外，其他在生草栽培模式的基礎(chǔ)上輔以梯面處理的3種措施（T3、T4、T5處理）均有效提高了土壤微量元素含量，有機(jī)質(zhì)在土壤中的沉積有利于土壤微量元素Mn、Zn、B等含量的增加。如在2015年，施用生物有機(jī)碳的T4處理和采用秸稈覆蓋的T5處理其土壤的Mn、Zn、B含量分別比CK處理顯著增加了59.09%～113.37%、51.35%～55.86%，113.68%～117.09%。

在2015年，生草栽培顯著增加了土壤中微量元素的含量。其中在2015年和2016年，梯面施用生物炭的T4處理的土壤Fe、Mn元素含量最高（圖2-a、圖2-b），相比開挖草溝的生草栽培模式處理（T1）分別增加了22.8%、70.4%。而在2017年，T2、T3處理的土壤Zn含量分別比T1處理高37.6%、35.1%（圖2-c）。值得注意的是，T3、T5處理與T1處理相比其土壤B含量增加了1倍以上。

2.3?生草栽培對(duì)晚棱臍橙葉片微量元素吸收的影響

與土壤微量元素含量的測(cè)定結(jié)果類似，在基礎(chǔ)生草栽培模式的基礎(chǔ)上施用有機(jī)炭（T4處理）有效地提高了葉片微量元素含量。從圖3可以看出，與CK相比，T4處理的葉片F(xiàn)e元素的含量在2015年和2017年分別顯著增加了12.4%和 38.8%（圖3-a）。而在2016年和2017年，T4處理相比基礎(chǔ)生草栽培模式（T1處理），葉片Zn元素含量顯著增加了33.5%和 45.9%（圖3-c）。而T4處理葉片Cu元素含量相比T1處理也呈現(xiàn)出顯著的增加趨勢(shì)（圖3-d）。

在梯面施用土壤改良劑能有效地促進(jìn)葉片對(duì)土壤B元素的吸收（圖3-e）。相比自然裸露果園（CK），施用土壤改良劑T6處理的葉片B元素含量在2015年和2017年分別增加了36.5%和41.2%，差異顯著。但各生草栽培模式處理并沒有對(duì)臍橙葉片Mn元素含量產(chǎn)生規(guī)律性影響（圖3-b）。

2.4?土壤微量元素與葉片營(yíng)養(yǎng)元素含量的相關(guān)性分析

一般認(rèn)為，豐富的土壤微量元素沉積有利于植物對(duì)土壤微量元素的吸收利用，葉片微量元素含量與土壤微量元素含量存在密切關(guān)系[14]。在本研究中，筆者針對(duì)土壤pH值、有機(jī)質(zhì)及微量元素和葉片營(yíng)養(yǎng)元素含量進(jìn)行了相關(guān)性分析（表1）。結(jié)果表明，土壤有機(jī)質(zhì)含量與葉片F(xiàn)e、Zn、Cu、B含量均呈極顯著相關(guān)，可以認(rèn)為較豐富的土壤有機(jī)質(zhì)能夠有效地促進(jìn)植物對(duì)土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收利用[15]。而筆者的前期研究也證實(shí)，臍橙果園優(yōu)良的土壤生物學(xué)性質(zhì)，有助于土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)賦存形態(tài)的轉(zhuǎn)化，促進(jìn)植物的養(yǎng)分吸收效率提高[16]。值得注意的是，在本研究條件下，土壤Fe、Mn含量與相對(duì)應(yīng)的葉片[KG*8]Fe、Zn、Cu、B的元素含量均存在顯著或極顯著相關(guān)性，同時(shí)，土壤有效Zn含量也與葉片的Fe、Cu、B元素含量極顯著相關(guān)。土壤的Fe含量和葉片中的Fe含量極顯著相關(guān)，土壤中的B含量和葉片中的B含量極顯著相關(guān)。結(jié)果表明，較高的土壤有效Fe、Mn、Zn含量能夠有效地促進(jìn)臍橙對(duì)微量元素的吸收利用，這也符合筆者的理論預(yù)期。

3?討論

土壤養(yǎng)分含量與果樹營(yíng)養(yǎng)的吸收利用的關(guān)系長(zhǎng)期以來都是植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的熱點(diǎn)[17-19]。贛南地區(qū)作為我國(guó)的臍橙主產(chǎn)區(qū)，地勢(shì)以丘陵為主，土壤相對(duì)貧瘠，大量研究表明，科學(xué)合理的栽培管理模式能夠有效地提升土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量[20-21]。而臍橙作為多年生果樹，其土壤環(huán)境變化相比大田作物更為復(fù)雜，不同的耕作及管理措施對(duì)土壤微量元素的影響常存在累積效應(yīng)。相比傳統(tǒng)果園的清耕栽培模式，生草栽培在防治水土流失的同時(shí)能夠有效地補(bǔ)充紅壤中的有機(jī)質(zhì)含量[22]，這在本研究中也得到了證實(shí)。但由于基礎(chǔ)的生草栽培模式對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的輸入多以草體死亡后的殘?bào)w形式帶入，其過程類似秸稈還田且需要時(shí)間，因此結(jié)合生物炭和秸稈覆蓋能夠加速有機(jī)質(zhì)在土壤中的沉積，從而更為迅速地提升土壤有機(jī)質(zhì)含量。大量研究表明，較低的pH值不利于植物根系對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收利用，而贛南紅壤偏酸，生物炭的施用能夠有效地提高土壤pH值[23-24]。在本研究中，生物炭的施用對(duì)土壤pH值雖有提升但并未達(dá)到顯著水平，但對(duì)于土壤及葉片微量元素的含量提升效果較好。相關(guān)分析結(jié)果表明，較高的土壤有效Fe、Mn、Zn含量能夠有效地促進(jìn)臍橙對(duì)微量元素的吸收利用。

在本研究中，筆者意外地發(fā)現(xiàn)生草栽培模式雖然在一定程度上提高了土壤中的有效Mn含量，但對(duì)植物葉片中的Mn含量則沒有顯著影響，葉片中的Mn元素含量與土壤pH值、有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量也不存在相關(guān)性。推測(cè)其原因可能是由于本試驗(yàn)中的果園土質(zhì)本身屬于酸性紅壤，土壤中的Mn含量相對(duì)較高，在供給臍橙生長(zhǎng)的過程中已達(dá)到葉片所能正常吸收的上限[25]。因此在改變?cè)耘嗄Ｊ胶?，也并未影響臍橙葉片對(duì)Mn元素的吸收利用。

4?結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，在生草栽培模式的基礎(chǔ)上，采用梯面施用生物炭或是秸稈覆蓋有助于促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的積累，有利于提高贛南山地臍橙果園的土壤微量元素含量及葉片營(yíng)養(yǎng)吸收效率。在贛南山地臍橙果園科學(xué)推廣生草栽培模式對(duì)于土壤肥力的維持及贛南臍橙產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展重大。

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