劉亞群，劉榮昌，程詩明，成亮，柏明娥，胡單，劉汝明，韓素芳

（1.浙江省林業(yè)科學研究院，浙江 杭州 310023；2.淳安縣富溪林場，浙江 杭州 311700；3.柯城區(qū)林業(yè)技術推廣中心，浙江 衢州 324000）

香榧Torreya grandis‘Merrillii’為我國特有珍稀干果樹種，是近年來發(fā)展較快、經(jīng)濟效益較好的名特優(yōu)果樹之一，在我國已有1 000 多年的栽培歷史[1-2]，主產于浙江會稽山脈的諸暨、紹興、嵊州、東陽和磐安5 縣（市）[3-5]。浙江省諸暨市趙家鎮(zhèn)鐘家?guī)X村及其附近村莊，是當今香榧栽培最為集中的產地，再加上周邊嵊州市谷來鎮(zhèn)、紹興市稽東鎮(zhèn)、諸暨市和東陽市相接的會稽山余脈東白山區(qū)以及磐安縣的玉山至墨林一帶，形成了目前的香榧中心產地[6-7]，其產量約占我國香榧總產量的95%[8]。

香榧喜深厚肥沃、土質疏松的砂壤土、壤土[9-10]。王小明等[11]對會稽山區(qū)香榧種群生境的調查結果表明，香榧分布區(qū)母巖類型主要為酸性凝灰?guī)r，75.2%的分布區(qū)土壤有機質含量大于2%，61.6%的分布區(qū)土層厚度大于80 cm，最適宜的土壤類型為山地黃泥土和黃泥土。20 世紀90 年代以來，隨著香榧價格的大幅上升，香榧林的管理水平也得到大幅提高，施肥作為主要的管理措施被應用于香榧栽培和管理中，使得土壤的營養(yǎng)水平發(fā)生了很大的變化。戴文圣等[12]對香榧主產區(qū)的諸暨、紹興、嵊州、東陽、磐安5 縣（市）11 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的林地土壤養(yǎng)分進行了研究，結果表明，香榧林地土壤中的全N、全P、全K 和水解性N 的質量分數(shù)較為豐富，速效K 相對不足，F(xiàn)e、B、Mn 等營養(yǎng)元素豐富，且變異系數(shù)較小。近年來，隨著浙江省各地香榧引種栽培面積的不斷擴大，管理水平參差不齊，為追求產量，大量施用肥料特別是無機肥等問題凸顯[13-16]。董家琦[17]等的研究結果顯示，2019 年，香榧主產區(qū)諸暨、嵊州、柯橋及東陽的土壤肥力存在顯著的空間差異，土壤酸化及養(yǎng)分失衡現(xiàn)象較為嚴重，土壤養(yǎng)分受人為活動影響明顯；存在重金屬超標風險[18]。

為進一步摸清浙江省香榧林地土壤肥力的時空變異情況，科學合理地制定土壤養(yǎng)分管理和施肥決策，2019年，本研究對浙江省香榧主產區(qū)土壤養(yǎng)分及重金屬含量狀況進行了調查分析，并與2003 年戴文圣等[12,19-20]的調查數(shù)據(jù)進行同區(qū)域縱向對比研究，以期為香榧產地制定精準土壤管理技術，促進林地可持續(xù)經(jīng)營。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

為研究香榧主產區(qū)長期施肥等人為經(jīng)營活動對土壤肥力及重金屬含量的影響，2019 年9—10 月，選擇香榧主產區(qū)嵊州、諸暨、磐安、東陽、柯橋5 縣（市）7 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)19 個香榧林地進行調查取樣。根據(jù)林地面積，在樣地的上、中、下坡各確定3 個采樣單元（保證每13.33 hm2至少有1 個采樣單元），采樣單元內按照S 形曲線隨機確定采集點3～ 5 個，按照0～ 20 cm 和＞20～ 40 cm 土層分兩層取樣，每層取1～ 2 kg，同一采樣單元內的土壤樣品按上、下兩層分別合并，并依據(jù)四分法留取1 kg 左右土壤樣品。共計采集114 個土壤樣品，于實驗室風干、去雜、研磨、過篩后保存?zhèn)溆谩?020 年1—3 月，進行土壤肥力指標測定。各樣地基本情況見表1。

表1 樣地概況Table 1 Information of sample plots

表1 （續(xù)）

1.2 土壤指標測定

1.2.1 土壤大量元素含量和pH 值測定 土壤有機質含量測定采用總有機碳分析儀燃燒法（LY/T 1237—1999）；土壤pH 值測定采用電位法（LY/T 1239—1999）；土壤水解性N 含量測定采用堿解擴散法（LY/T 1228—2015）；土壤有效P 含量測定采用鹽酸-硫酸雙酸浸提一鉬銻抗比色法（LY/T 1232—2015）；土壤速效K 含量測定采用乙酸銨浸提-火焰光度法（LY/T 1234—2015）。

1.2.2 土壤中、微量元素含量測定 土壤Ca、Mg 含量測定用原子吸收光譜法（NY/T 296—1995）；土壤Zn含量測定用原子吸收光譜法（GB/T 17138—1997）；土壤B 含量測定用姜黃素吸光度法（全國農業(yè)技術推廣服務中心土壤分析技術規(guī)范（第二版）；土壤Mn、Fe 含量測定用原子吸收光譜法（全國農業(yè)技術推廣服務中心土壤分析技術規(guī)范（第二版））；土壤Mo 含量測定用電感耦合等離子質譜儀法（HJ 803—2016）；土壤Se 含量測定用原子熒光光度法（NY/T 1104—2006）。

1.2.3 土壤重金屬含量測定 土壤Cd、Pb 含量測定用石墨爐原子吸收分光光度法（GB/T 17141—1997）；土壤Hg 含量測定用冷原子吸收分光光度法（NY/T 1121.10—2006）；土壤As 含量測定用共價氫化物原子熒光光度法（NY/T 1121.11—2006）；土壤Cu 含量測定用火焰原子吸收分光光度法（GB/T 17138—1997）。

1.3 分級標準

土壤養(yǎng)分分級標準參照全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標準，見表2；土壤重金屬含量限值按國家農業(yè)行業(yè)標準《綠色食品產地環(huán)境質量標準（NY/T391—2013）》[21]，見表3。

表2 土壤養(yǎng)分含量分級標準Table 2 Grading standard of soil nutrient content

表3 土壤重金屬含量限值Table 3 Limit of heavy metal content in soil

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

試驗結果采用Microsoft Excel 2003 軟件進行數(shù)據(jù)分析，并與同一區(qū)域戴文圣等[12,19-20]的研究結果進行對比，對19 個樣地的土壤樣品肥力進行統(tǒng)計分析。將每個采樣單元0～ 20 cm 和＞20～ 40 cm 兩個剖面的土樣測定數(shù)據(jù)進行平均，得到采樣單元土壤養(yǎng)分分析數(shù)據(jù)，再將每個樣地所有采樣單元的數(shù)值進行平均，得到19 個樣地的土壤養(yǎng)分分析數(shù)據(jù)，以平均值±標準偏差表示。

2 結果與分析

2.1 香榧林地土壤養(yǎng)分狀況

由表4 和表5 土壤養(yǎng)分分析結果表明，19 個樣地的土壤有機質含量平均為33.76 g·kg-1，94.73%以上樣地的土壤有機質含量大于2%，處于中等以上水平，其中1 級水平的林地占31.57%，2 級（高）水平的林地占26.32%，說明香榧林地的土壤有機質含量豐富，且空間分布差異不大，變異系數(shù)為26.07%；土壤水解N 含量平均為223.54 mg·kg-1，均處于2 級及以上水平，其中1 級水平的林地占89.47%，2 級水平的林地占10.53%，說明香榧林地的土壤水解N 含量總體處于極高水平，且空間分布差異不大，變異系數(shù)為30.17%；土壤有效P 含量為28.01～ 440.92 mg·kg-1，平均為241.83 mg·kg-1，除磐安縣安文街道東川村10 號樣地的土壤有效P 含量處于2 級水平外，其余94.73%的林地土壤有效P 含量均處于1 級水平，說明香榧林地的土壤有效P 含量水平極高，空間分布差異也不大，變異系數(shù)為30.17%；土壤速效K 含量平均為159.52 mg·kg-1，處于中等以上水平的林地占78.94%，其中，1 級水平的林地占42.11%，2 級水平的林地占15.79%，3 級水平的林地占21.04%，處于極低水平的林地占5.27%，相較于土壤水解N 和土壤有效P 含量，香榧林地的土壤速效K 含量總體水平居中，且分布不均勻，變異系數(shù)達57.10%；土壤pH 值的變幅為4.23～ 5.60，平均為4.75，大部分林地的土壤呈酸性和強酸性，其中，酸性土壤（4.5～ 5.5）占52.63%，強酸性土壤（<4.5）占36.84%，弱酸性土壤（5.5～ 6.5）僅占10.53%，說明香榧林地的土壤pH 值總體偏低，土壤有酸化趨勢。

表4 香榧林地土壤養(yǎng)分狀況Table 4 Soil nutrient contentof T.grandis ‘Merrillii’ stand

表5 香榧林地土壤養(yǎng)分等級Table 5 Soil nutrient grade of T.grandis‘Merrillii’ stand

2.2 香榧林地土壤中、微量元素含量狀況

香榧林地土壤中、微量元素的含量及分布等級分析表明（表6），土壤中量元素Ca 含量的變幅為0.33～ 3.65 g·kg-1，平均為1.36 g·kg-1；土壤中量元素Mg 含量平均為3.54 g·kg-1，變幅為1.66～ 5.67 g·kg-1，各樣地間Ca、Mg 含量差異較大，分布不均勻，其變異系數(shù)分別為66.64%和29.16%。土壤微量元素變異系數(shù)最大的為Se，其變異系數(shù)高達92.30%，含量平均為1.14 mg·kg-1；其次是B，含量平均為168.89 mg·kg-1，其變異系數(shù)為66.89%。變異系數(shù)最小的為Mo，其變異系數(shù)僅為21.22%。

表6 香榧林地土壤中、微量元素含量Table 6 Medium and trace element contents in soil of T.grandis‘Merrillii’ stand

2.3 香榧林地土壤重金屬含量狀況

由表7可以看出，香榧林地中土壤重金屬As平均含量為12.01 mg·kg-1，除13號樣地的平均含量為26.68 mg·kg-1，超出NY/T391—2013 限值25 mg·kg-1外，在其余樣地土壤中的含量均未超標。重金屬Cd 含量平均為0.2 mg·kg-1，其中1、3、5、10 號樣地的Cd 含量超出限值。重金屬Pb、Hg 和Cu 含量的平均值分別為31.66 mg·kg-1、0.08 mg·kg-1和10.56 mg·kg-1，所有樣地土壤中的含量均在限值范圍內，且變異系數(shù)均在50%以下，相對于As、Cd 其空間分布差異不大。以上分析表明，香榧林地中土壤重金屬含量除個別樣品超標外，大部分樣品的含量符合NY/T391—2013。

表7 香榧林地土壤重金屬含量Table 7 Heavy metal content in soil of T.grandis ‘Merrillii’ stand

2.4 香榧林地土壤養(yǎng)分和重金屬含量變化

將本次測定結果與2003 年戴文圣等[12,19-20]對同一區(qū)域19 個樣地的土壤養(yǎng)分和重金屬含量測定結果進行對比，結果見表8。由表8 中可看出，2003 年和2019 年，土壤有機質平均含量分別為14.53 g·kg-1和 33.76 g·kg-1，增加了19.23 g·kg-1，提高了132.35%；土壤水解性N 含量2019 年比2003 年增加32.04 mg·kg-1，提高了16.73%；土壤有效P 含量2019 年比2003 年增加165.29 mg·kg-1，提高了215.95%；土壤速效K 含量比2003 年增加57.31 mg·kg-1，提高了56.07%；而土壤pH 2019 年比2003 年下降0.78，下降了14.10 %，土壤酸性增強。

表8 2003 年與2019 年香榧林地土壤養(yǎng)分和重金屬含量變化Table 8 Comparison on soil nutrient and heavy metal content in T.grandis ‘Merrillii’ stand in 2003 and 2019

中、微量元素的含量變化情況為：Ca、Mg、Zn、Mn 含量2019 年比2003 年均有不同程度地減少，下降最多和最少的分別為Ca、Mg（分別下降47.69%、4.32%），微量元素Mo、Fe、B 含量等均有不同程度地增加，其中Mo 和Fe 含量增加較大，分別增加0.60 mg·kg-1（增加461.54%）和15.50 mg·kg-1（增加90.12%）。

從土壤重金屬含量變化來看，除Cd 和Hg 含量2019 年比2003 年稍有增加外，其余指標均有不同程度的下降，其中As 和Pb 含量2019 年比2003 年分別下降了12.21 mg·kg-1（下降50.41%）和18.1 mg·kg-1（下降36.37%），Cu 含量下降了0.62 mg·kg-1（下降5.55%）。

3 討論與結論

3.1 討論

自浙江省實施“香榧南擴”戰(zhàn)略以來，截至2019 年，全省香榧種植面積達4.8 萬hm2，與主產區(qū)立地條件的差異對新發(fā)展香榧林地施肥等生產管理水平提出了更高的要求[22]。筆者于2018—2020 年對全省香榧種植面積逾333 hm2共計20 個縣（市、區(qū)）的香榧林地土壤肥力進行了肥力測定。目前，對浙江省香榧土壤肥力的評價研究較少，沒有相應的等級劃分標準，亟需根據(jù)全省特別是主產區(qū)香榧土壤肥力情況制定科學的劃分標準。戴文圣等[12]采用南方紅黃壤養(yǎng)分分級標準和農業(yè)農村部有關綠色食品產地土壤養(yǎng)分分級標準對諸暨、紹興、嵊州、東陽和磐安5 縣（市）的香榧林地土壤肥力（2003 年）進行了評價，香榧林地土壤中N、P、K 比例失調，表現(xiàn)為多數(shù)土壤N 過量，少數(shù)土壤P 過量或不足，多數(shù)土壤K 缺乏，并提出“控氮穩(wěn)磷增鉀”的施肥方案。

近年來，隨著香榧價格的不斷提高，香榧林地的經(jīng)營管理水平也大幅提高，科研人員在提高土壤肥力及改善林地土壤理化性質等方面開展了一系列的研究工作[23-29]，為香榧的高產優(yōu)質栽培提供了較好的理論基礎和實踐經(jīng)驗。本研究采用全國第二次土壤普查標準進行土壤肥力評價，與2003 年同一村級區(qū)域相比，香榧林地土壤有效P、有機質及速效K 含量分列大量養(yǎng)分增幅的前三，Mo、B、Se 等微量元素總量增幅較大，說明通過“控氮穩(wěn)磷增鉀”以及增施微量元素等經(jīng)營理念的加強，香榧林地的土壤理化性質得到整體提升，但土壤養(yǎng)分失衡問題仍然存在，速效K 含量仍有5.27%樣地處于極低水平。與2003 年相比，土壤pH 下降了0.78，土壤酸化嚴重，交換性鹽基陽離子隨降雨淋失，其中，以中、微量元素中的Ca 含量降幅最大（47.69%），施肥種類、配比、數(shù)量及方式的不合理是不可忽視的原因之一[17]。同時，隨土壤pH 下降，土壤重金屬活性增加，As 和Cd含量存在超標的潛在風險，與王敏等[18]的香榧主產區(qū)土壤Cd 重金屬潛在風險最大，整體處于輕微生態(tài)危害研究結論相符。因此，強化生態(tài)化經(jīng)營，制定精準土壤管理方案仍是目前香榧提升產量、保證品質和質量安全的重要技術措施。

3.2 結論

除速效K（含量極低，為5.27%），香榧主產區(qū)土壤大量元素的含量均處于中等以上水平；中、微量元素處于不同程度的中等變異；少量土壤存在重金屬As、Cd 超標風險。與2003 年同一區(qū)域相比，土壤有效P 和有機質含量增幅較大，土壤酸化嚴重，Ca 含量降幅較大，建議香榧主產區(qū)林地土壤管理以提升現(xiàn)有養(yǎng)分利用率、改善物理性質為目標，制定“控氮減磷平衡鉀”的科學配施方案，增加生物有機肥和生物菌肥用量；嚴格控制重金屬施入性外源污染。新發(fā)展香榧林宜根據(jù)土壤肥力測定結果，參照主產區(qū)管理經(jīng)驗制定科學施肥方案。