吳小巧 朱镕 鐘于秀 王鴻霖 李偉芳 洪秀楊 李菊 阮云澤 李婷玉

摘??要：海南是我國(guó)荔枝最南端的生產(chǎn)區(qū)，但生產(chǎn)中養(yǎng)分過(guò)量投入和土壤退化的問(wèn)題較為嚴(yán)重，缺乏合理的養(yǎng)分投入標(biāo)準(zhǔn)。本研究根據(jù)作物產(chǎn)量水平及當(dāng)下優(yōu)化管理獲得氮素盈余關(guān)鍵閾值，解析不同類型農(nóng)戶養(yǎng)分管理水平的差異以及對(duì)土壤肥力的影響。通過(guò)對(duì)海南主產(chǎn)區(qū)荔枝產(chǎn)量、養(yǎng)分管理和土壤肥力現(xiàn)狀進(jìn)行剖析，基于養(yǎng)分平衡原理，通過(guò)定量作物養(yǎng)分需求規(guī)律及優(yōu)化條件下的合理氮素盈余水平，明確荔枝養(yǎng)分用量上限，提出海南荔枝氮、磷、鉀養(yǎng)分投入減量目標(biāo)，對(duì)不同經(jīng)營(yíng)規(guī)模的農(nóng)戶養(yǎng)分收支平衡和土壤肥力差異開展評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：（1）不同產(chǎn)量水平下荔枝氮、磷、鉀用量上限分別為200、100、260?kg/hm2（產(chǎn)量<10?t/hm2）；273、136、355?kg/hm2（產(chǎn)量為10～20?t/hm2）；439、220、571?kg/hm2（產(chǎn)量為20～42?t/hm2）。農(nóng)戶施肥過(guò)量投入現(xiàn)象較為突出，且隨著經(jīng)營(yíng)規(guī)模的增加，養(yǎng)分過(guò)量投入加劇。小農(nóng)戶、中等經(jīng)營(yíng)主體、規(guī)?；?jīng)營(yíng)主體氮素投入分別高于氮肥投入上限的60%、97%、131%；磷素投入量分別高于磷肥投入上限的204%、236%、258%；鉀素投入量分別高于鉀肥投入上限的70%、101%、119%。同時(shí)海南荔枝氮、磷、鉀養(yǎng)分投入均顯著高于全國(guó)荔枝施肥平均水平的70.8%、189.9%、123.4%。（2）海南荔枝園氮、磷、鉀養(yǎng)分盈余分別為365、377、542?kg/hm2，養(yǎng)分利用效率（NUE）分別為34%、21%、27%，大量磷素在土壤中固定或損失。不同類型農(nóng)戶養(yǎng)分管理存在較大差異，只有1.2%的小農(nóng)戶處于高氮產(chǎn)出和低氮盈余區(qū)間，而中高經(jīng)營(yíng)主體均處于高氮素盈余水平區(qū)間。（3）荔枝果園土壤磷素過(guò)量積累和土壤酸化問(wèn)題突出，46%的果園土壤全磷含量超過(guò)0.96?g/kg，處于較豐富水平。94%的果園為酸性土（pH?4.5～5.5），77%的果園土壤質(zhì)量指數(shù)（IFI）綜合評(píng)級(jí)較低。針對(duì)目前海南荔枝養(yǎng)分投入不合理及土壤退化問(wèn)題，應(yīng)盡快采取和推廣肥料定額制度，同時(shí)提高有機(jī)肥和化肥利用效率，推動(dòng)荔枝產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。

關(guān)鍵詞：荔枝；養(yǎng)分投入；養(yǎng)分平衡；化肥減量中圖分類號(hào)：S667.1??????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Analysis?of?Nutrient?Input?Limit?Standards?and?Reduction?Potential?of?Litchi?in?Hainan

WU?Xiaoqiao1，2，3，?ZHU?Rong1，2，?ZHONG?Yuxiu1，2，?WANG?Honglin1，2，?LI?Weifang1，2，?HONG?Xiuyang1，2，?LI?Ju1，2，?RUAN?Yunze1，2，?LI?Tingyu1，2*

1.?Sanya?Institute?of?Breeding?and?Multiplication，?Hainan?University，?Sanya，?Hainan?572000，?China;?2.?College?of?Tropical?Crops，?Hainan?University，?Haikou，?Hainan?570228，?China;?3.?Tanghe?County?Secondary?Vocational?School，?Nanyang，?Henan?473400，?China

Abstract：?Hainan?is?the?southernmost?litchi?production?area?in?China，?but?the?problems?of?excessive?nutrient?input?and?soil?degradation?are?serious，?and?the?reasonable?nutrient?input?standard?is?lacking.?The?study?analyzed?the?current?situation?of?litchi?yield，?nutrient?management?and?soil?fertility?in?the?main?producing?areas?of?Hainan，?based?on?the?principle?of?nutrient?balance，?by?quantifying?the?crop?nutrient?demand?law?and?the?reasonable?nitrogen?surplus?level?under?the?conditions，?specifying?the?upper?limit?of?litchi?nutrient?usage，?proposing?the?reduction?target?of?nitrogen，?phosphorus?and?potassium?nutrient?inputs?for?litchi?in?Hainan，?and?analyzing?the?differences?in?nutrient?management?levels?of?different?types?of?farmers?and?the?impact?on?soil?fertility.?The?upper?limit?of?nitrogen，?phosphorus?and?potassium?dosage?of?litchi?at?different?yield?levels?in?Qiongshan?region?was?200?kg/hm2，?100?kg/hm2，?and?260?kg/hm2?（<10?t/hm2），?273?kg/hm2，?136?kg/hm2，?355?kg/hm2?（10?20?t/hm2），?439?kg/hm2，?220?kg/hm2，?571?kg/hm2?（20?42?t/hm2），?respectively.?The?phenomenon?of?excessive?fertilizer?input?of?farmers?was?prominent，?and?the?excess?nutrient?input?was?aggravated?with?the?increase?of?management?scale.?60%，?97%?and?131%?of?small?farmers，?medium?operators?and?large-scale?operators?were?higher?than?the?upper?limit?of?nitrogen?fertilizer?input.?Phosphorus?input?was?204%，?236%，?258%?higher?than?the?upper?limit?of?input;?potassium?content?was?70%，?101%?and?119%?higher?than?the?upper?limit.?The?fertilization?intensity?was?also?significantly?higher?than?the?national?NPK?fertilization?level?of?70.8%，?189.9%，?123.4%.?The?surplus?of?nitrogen，?phosphorus?and?potassium?in?Hainan?litchi?orchard?was?365?kg/hm2，?377?kg/hm2?and?542?kg/hm2，?respectively，?and?the?nutrient?use?efficiency?（NUE）?was?34%，?21%?and?27%，?respectively.?A?lot?of?phosphorus?was?fixed?and?lost?in?the?soil.?There?were?significant?differences?in?the?nutrient?management?among?different?types?of?farmers.?Only?1.2%?of?small?farmers?were?in?the?range?of?high?N?output?and?low?N?surplus，?while?the?middle?and?high?operators?were?all?in?the?range?of?high?N?surplus.?Soil?phosphorus?accumulation?and?soil?acidification?were?prominent?problems?in?the?litchi?orchards，?and?46%?of?the?orchards?had?soil?phosphorus?content?over?0.96?g/kg，?which?was?at?a?relatively?rich?level.?94%?of?the?orchards?were?acidic?soil?（pH?4.5?5.5），?and?77%?of?the?orchards?had?low?soil?quality?index?（IFI）?comprehensive?rating.?For?the?current?Hainan?litchi?nutrient?inputs?unreasonable?and?soil?degradation，?the?quota?system?should?be?adopted?and?promoted?as?soon?as?possible，?and?the?use?efficiency?of?organic?and?chemical?fertilizer?should?be?greatly?improved，?so?as?to?realize?the?sustainable?development?of?litchi?fruit?industry.

Keywords：?litchi;?nutrient?input;?nutrient?balance;?fertilizer?decrement

DOI：?10.3969/j.issn.1000-2561.2024.02.010

荔枝（Litchi?chinensis?Sonn.）果實(shí)色澤鮮艷、肉質(zhì)細(xì)嫩多汁，素有“嶺南果王”之美稱。我國(guó)是荔枝的原產(chǎn)國(guó)，截至2017年，荔枝種植面積和產(chǎn)量均占世界的65%以上[1]，主要分布于廣東、廣西、海南等省（區(qū)）[2]，對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展及農(nóng)民增收具有重要作用。海南是我國(guó)荔枝最南端的生產(chǎn)區(qū)，得天獨(dú)厚的地理和氣候優(yōu)勢(shì)使其成為我國(guó)上市時(shí)間最早的荔枝產(chǎn)區(qū)，具有十分重要的產(chǎn)業(yè)地位。目前，海南荔枝產(chǎn)業(yè)發(fā)展已趨于穩(wěn)定，種植規(guī)模位于熱帶果樹第二位，僅次于芒果，是海南發(fā)展“三高”農(nóng)業(yè)和振興山區(qū)經(jīng)濟(jì)的主要支柱產(chǎn)業(yè)之一。

近年來(lái)，由于市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)和管理水平的停滯，果農(nóng)盲目追求早產(chǎn)高產(chǎn)，忽視肥料的科學(xué)施用，導(dǎo)致荔枝園普遍存在土壤板結(jié)、營(yíng)養(yǎng)失衡、肥料利用率下降及酸堿度失衡等一系列問(wèn)題[3-4]，限制了荔枝產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。目前，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施肥引起的環(huán)境問(wèn)題受到越來(lái)越多的關(guān)注，但絕大部分的研究對(duì)象多為大田作物，對(duì)果樹養(yǎng)分管理和土壤肥力現(xiàn)狀仍然缺乏定量分析。雖然荔枝在我國(guó)種植歷史悠久，但由于多年生木本果樹養(yǎng)分需求特點(diǎn)的研究難度較大，國(guó)內(nèi)荔枝施肥技術(shù)研究也相對(duì)較少，導(dǎo)致目前果樹的養(yǎng)分管理進(jìn)展滯后。國(guó)外報(bào)道曾指出，雖然荔枝對(duì)土壤的敏感度低于氣候[5]，但中國(guó)荔枝產(chǎn)量很低，而且中國(guó)的土壤類型及荔枝施肥技術(shù)往往令人不解[6]。這從側(cè)面反映我國(guó)荔枝園施肥和土壤管理技術(shù)的不足可能是低產(chǎn)的主要原因。鑒于此，本研究選取海南荔枝產(chǎn)業(yè)較發(fā)達(dá)的瓊山區(qū)荔枝園為研究對(duì)象，對(duì)不同類型經(jīng)營(yíng)主體施肥現(xiàn)狀及土壤肥力開展調(diào)查分析，解析不同類型經(jīng)營(yíng)主體的管理水平差異及其對(duì)土壤肥力的影響，為當(dāng)?shù)丶叭珖?guó)的荔枝科學(xué)施肥提供科學(xué)支撐。

1??材料與方法

1.1??調(diào)研及采樣地點(diǎn)

本研究調(diào)研和土壤樣品采集地點(diǎn)位于海南省海口市瓊山區(qū)，該區(qū)荔枝種植面積為5580?hm2，占全省荔枝種植面積的1/4，是瓊北連片種植面積最大的荔枝生產(chǎn)基地（圖1）。該區(qū)經(jīng)緯度（19°42′0″N，100°34′12″E），年均氣溫為24～29?℃，年均降雨量為1724.5?mm。

1.2??方法

1.2.1??農(nóng)戶調(diào)研??（1）調(diào)研方法。采取隨機(jī)抽樣的方法，對(duì)荔枝種植戶進(jìn)行面訪式一對(duì)一問(wèn)卷調(diào)研。（2）調(diào)研內(nèi)容。主要包括荔枝單產(chǎn)、肥料施用情況（實(shí)際施入化肥及有機(jī)肥用量）、主要栽培管理措施、農(nóng)戶及地塊基本信息等。（3）荔枝品種及樹齡。荔枝品種為妃子笑和白糖罌，樹齡為15～20?a。（4）調(diào)研對(duì)象。涵蓋荔枝企業(yè)、專業(yè)合作社、種植農(nóng)戶等不同類型經(jīng)營(yíng)主體。

區(qū)域調(diào)研面積共達(dá)982.73?hm2，共收集調(diào)研樣本212份，經(jīng)篩查后有效樣本168份。根據(jù)農(nóng)戶種植荔枝規(guī)模，將其分為3類，即種植株數(shù)小于1000株的小農(nóng)戶經(jīng)營(yíng)主體、種植株數(shù)在1000～?2000株的中等經(jīng)營(yíng)主體，以及種植株數(shù)大于2000株的規(guī)?；?jīng)營(yíng)主體。

1.2.2??樣品的采集與測(cè)定??基于前期農(nóng)戶調(diào)研得到的產(chǎn)量和經(jīng)營(yíng)主體類型進(jìn)行分類，采取分層采樣的方法采集土壤和果實(shí)樣本。荔枝樹齡為18～20?a的成年果樹，品種為妃子笑，種植密度一般為（4～5）m×（5～6）m的株行距，即每667?m2種植22～33株。土壤樣品采集采用“X”形布點(diǎn)法，每個(gè)果園至少采集5個(gè)點(diǎn)，在樹冠滴水線以外10～20?cm范圍內(nèi)的4個(gè)對(duì)角方向按四分法充分混勻后采集土樣約1?kg。采樣深度為0～40?cm表層土壤，土壤樣品測(cè)定指標(biāo)包括土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂、有效硼[7]。果實(shí)樣本采集依據(jù)果園面積，在東、南、西、北、中5個(gè)方位隨機(jī)選5棵荔枝樹，每棵荔枝樹取具有代表性的60顆成熟紅果。果實(shí)樣品測(cè)定指標(biāo)包括全氮、全磷、全鉀。其中土壤樣本量為35份，果實(shí)樣本為15份。

測(cè)定方法：土壤測(cè)定指標(biāo)參考土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法。采用電位法進(jìn)行pH的測(cè)定（水土體積比為2.5∶1）；有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用沙浴加熱重鉻酸鉀容量法；全氮測(cè)定采用半微量凱氏定氮法；堿解氮測(cè)定采用1?mol/L?NaOH堿解擴(kuò)散法；速效磷測(cè)定采用鹽酸-氟化銨浸提-鉬銻抗比色法；速效鉀測(cè)定采用1?mol/L醋酸銨浸提-火焰光度法；交換性鈣和鎂測(cè)定采用原子吸收分光光度法；有效硼測(cè)定采用沸水浸提-甲亞胺比色法；所有的測(cè)試均用標(biāo)樣（GBW07416a）控制質(zhì)量。采用第二次全國(guó)土壤普查土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)荔枝園土壤性質(zhì)[8]。果實(shí)樣品用去離子水洗凈，于105?℃殺青30?min，在70?℃下烘至恒重，稱取干物質(zhì)量，研磨后放置自封袋中，測(cè)定荔枝果實(shí)的氮、磷、鉀養(yǎng)分濃度系數(shù)。果實(shí)測(cè)定指標(biāo)及方法如下：采用H2SO4-H2O2法消煮植株后用流動(dòng)分析儀（德國(guó)seal公司）測(cè)定植株N含量；采用濃硝酸–高氯酸（4∶1）消煮，ICP-OES710（電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀）測(cè)定P、K含量，用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07603控制測(cè)試質(zhì)量[7]。

1.2.3??評(píng)價(jià)指標(biāo)??（1）養(yǎng)分投入上限及減量潛力。為有效評(píng)價(jià)該區(qū)荔枝養(yǎng)分管理的科學(xué)性，本研究基于目標(biāo)產(chǎn)量導(dǎo)向方法，對(duì)荔枝開展了氮肥定額標(biāo)準(zhǔn)核算。確定合理施氮量的原則為既要保證目標(biāo)產(chǎn)量的實(shí)現(xiàn)、提高或維持土壤肥力，同時(shí)需控制在環(huán)境可接受的范圍，從而實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)共贏[9-10]。目前較為推崇的養(yǎng)分平衡方法是通過(guò)目標(biāo)產(chǎn)量和合理盈余來(lái)確定總的氮素投入。氮素盈余為田塊或區(qū)域尺度總氮投入與產(chǎn)出之差，投入包括化學(xué)肥料、有機(jī)肥、生物固氮及大氣氮沉降，產(chǎn)出氮素是指農(nóng)作物收獲部分的氮素[11-12]。為避免過(guò)量氮素?fù)p失污染環(huán)境，氮素盈余應(yīng)控制在環(huán)境安全的臨界水平之內(nèi)，并以此臨界閾值來(lái)計(jì)算相應(yīng)的氮素投入[13]。此方法根據(jù)已獲得的大量田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以快捷地針對(duì)不同目標(biāo)產(chǎn)量確定作物氮素需求，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，在國(guó)際上應(yīng)用也較為普遍[9]?；谠摲椒ǎ魑锏赝度肓繎?yīng)為作物氮素收獲量與氮素盈余之和（公式1），氮素投入上限為作物產(chǎn)量潛力下的氮收獲量與氮素盈余閾值之和（公式2），其中產(chǎn)量潛力為實(shí)際生產(chǎn)中農(nóng)戶可實(shí)現(xiàn)的最大產(chǎn)量，氮素盈余閾值可參考為優(yōu)化管理水平下可達(dá)到的水平[9]。根據(jù)養(yǎng)分投入上限確定減量潛力。

Ninput=Nhar+Nsurplus?+?Nchange

（≈0?in?long-termrun）?? ???????（1）

Nmax?=Nhar_yield?potential+?Ncritical?surplus （2）

式中，Ninput為氮素投入，Nhar為作物收獲氮素，Nsurplus為氮素盈余，Nchange為土壤氮素庫(kù)變化，假設(shè)其大小在長(zhǎng)期中可以忽略不計(jì)。Nmax為氮素投入上限，Nhar_yield?potential為最大產(chǎn)量下作物氮素收獲量。Ncritical?surplus為氮素臨界盈余。

（2）養(yǎng)分平衡。養(yǎng)分平衡的計(jì)算方法采用土壤表觀盈余（Soil-surface?balance）核算法，將荔枝園養(yǎng)分的輸入與輸出視為一個(gè)系統(tǒng)，養(yǎng)分的盈余為養(yǎng)分的投入總量與收獲總量之差。養(yǎng)分輸入（input）包括化肥、有機(jī)肥、沉降、灌溉、生物固氮的總和[14]，本研究只考慮有機(jī)肥與化肥的總輸入。養(yǎng)分輸出（output）指果實(shí)采收和樹體修剪移出果園的養(yǎng)分，本研究中的養(yǎng)分輸出為收獲的作物產(chǎn)品攜出養(yǎng)分，荔枝剪梢、枯枝落葉和落花落果等沒(méi)有帶出荔枝園而被作為養(yǎng)分最后歸于土壤，視為內(nèi)部循環(huán)[15]。

（3）氮素利用效率（NUE）。本研究中定義為氮素產(chǎn)出與氮素投入的比值，用于對(duì)氮素利用情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。公式：NUE=Noutput/Ninput×100%。

（4）土壤養(yǎng)分等級(jí)評(píng)價(jià)。參照同類型研究[3]，根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[16]，對(duì)調(diào)查荔枝園的土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行土壤養(yǎng)分等級(jí)評(píng)價(jià)。

土壤綜合肥力分析：采用改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法[17]，處理如下。

其中：IFIi為分肥力系數(shù)；X為該指標(biāo)測(cè)定值；Xa、Xc、Xp為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的值，本研究中分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表1。

計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的分肥力系數(shù)后，代入下式進(jìn)行肥力系數(shù)計(jì)算：

（5）養(yǎng)分可持續(xù)管理評(píng)價(jià)?；趨^(qū)域養(yǎng)分可持續(xù)管理評(píng)價(jià)體系[18]，將管理水平劃分為4個(gè)分區(qū)：Win-Win（高氮產(chǎn)出&低氮盈余）、Win-Lose（高氮產(chǎn)出&高氮盈余）、Lose-Win（低氮產(chǎn)出&低氮盈余）、Lose-Lose（低氮產(chǎn)出&高氮盈余），評(píng)價(jià)不同類型農(nóng)戶管理水平在4個(gè)分區(qū)的分布情況。基于荔枝目標(biāo)產(chǎn)量和優(yōu)化管理實(shí)驗(yàn)，確定氮盈余和氮產(chǎn)出的閾值。

2??結(jié)果與分析

2.1??荔枝養(yǎng)分投入上限

最大氮素收獲量：根據(jù)農(nóng)戶調(diào)研的荔枝產(chǎn)量和分布情況，將產(chǎn)量分級(jí)為<10?t/hm2、10～20?t/hm2、20～42?t/hm2。通過(guò)實(shí)地采樣和室內(nèi)分析得到海南荔枝3個(gè)產(chǎn)量水平下荔枝果實(shí)含氮量分別為7.91、7.84、7.59?g/kg。根據(jù)農(nóng)戶調(diào)研，相應(yīng)的最大氮素收獲量分別為78.9、152.5、318.8?kg/hm2。

合理氮素盈余：根據(jù)對(duì)已有研究的文獻(xiàn)匯總分析[19]，本研究定量了在合理優(yōu)化施肥條件下的氮肥投入產(chǎn)出及盈余水平，盈余計(jì)算方法如上所述。其中優(yōu)化管理措施主要采用“以果定肥”法，根據(jù)荔枝生長(zhǎng)周期對(duì)養(yǎng)分的需求采用有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥配合施用。目前我國(guó)華南荔枝園的氮素盈余可以控制在100～150?kg/hm2之間，本研究以平均合理氮素盈余均值123?kg/hm2作為荔枝盈余閾值的標(biāo)準(zhǔn)（表2）[20-24]。

根據(jù)計(jì)算得出，荔枝的氮素投入上限分別為：200（<10?t/hm2）、273（產(chǎn)量為10～20?t/hm2）、439?kg/hm2（產(chǎn)量為20～42?t/hm2）。磷鉀養(yǎng)分按照氮、磷、鉀合理配比計(jì)算相應(yīng)的投入上限，磚紅壤上妃子笑的施肥比例為氮（N）∶磷（P2O5）∶鉀（K2O）=0.8～1.0∶0.4～0.5∶1.1～1.3[25]。計(jì)算得出不同荔枝產(chǎn)量水平下的磷、鉀肥投入上限分別為：100、260?kg/hm2（產(chǎn)量<10?t/hm2）；136、355?kg/hm2（產(chǎn)量為10～20?t/hm2）；220、571?kg/hm2（產(chǎn)量為20～42?t/hm2）。

2.2??荔枝養(yǎng)分投入強(qiáng)度與減量潛力

海南荔枝總體養(yǎng)分投入強(qiáng)度較高，氮、磷、鉀養(yǎng)分平均投入量分別為495、445、671?kg/hm2，其中化肥的氮、磷、鉀養(yǎng)分投入分別為298、304、

531?kg/hm2，有機(jī)肥的氮、磷、鉀投入量為203、145、143?kg/hm2，常用有機(jī)肥（含農(nóng)家肥）為雞糞、牛糞、豬糞、羊糞。168份調(diào)研問(wèn)卷中，有164戶農(nóng)戶施用有機(jī)肥（含農(nóng)家肥），有機(jī)肥使用率為97.62%，有機(jī)肥整體替代比例為40%，高于全國(guó)有機(jī)肥替代比例水平（34%）[18]。不同農(nóng)戶類型化肥及有機(jī)肥施用強(qiáng)度不同（表3），規(guī)模化經(jīng)營(yíng)主體施肥強(qiáng)度高于小農(nóng)戶和中等經(jīng)營(yíng)主體，化肥的氮投入相比于小農(nóng)戶和中等經(jīng)營(yíng)主體分別高62%、46%；化肥的磷投入量分別高29%、43%，化肥的鉀投入量分別高46%、45%，有機(jī)肥的氮施用量分別比小農(nóng)戶及中等農(nóng)戶高44%、41%。

小農(nóng)戶、中等經(jīng)營(yíng)主體、規(guī)模化經(jīng)營(yíng)主體的氮（化肥+有機(jī)肥）投入分別高于氮肥投入上限的60%、97%、131%；磷肥投入量分別高于磷肥投入上限的204%、236%、258%；鉀肥投入量分別高于鉀肥投入上限的70%、101%、119%。3個(gè)經(jīng)營(yíng)主體的氮、磷、鉀肥減量潛力分別為19.4%、54.8%、14.4%（小農(nóng)戶）；14.6%、49.1%、4.0%（中等經(jīng)營(yíng)主體）；37.5%、57.1%、36.3%（規(guī)?；?jīng)營(yíng)主體）。

海南荔枝平均產(chǎn)量為15.2?t/hm2，比全國(guó)荔枝果園平均水平高24%，不同類型農(nóng)戶產(chǎn)量水平差異顯著（圖2）。小農(nóng)戶、中等和規(guī)?；?jīng)營(yíng)主體的平均產(chǎn)量分別為15.5、12.3、17.3?t/hm2。3種類型農(nóng)戶有機(jī)肥氮養(yǎng)分投入量分別為198、202、285?kg/hm2，相比全國(guó)荔枝種植戶高814%、862%、1257%。

2.3??區(qū)域荔枝養(yǎng)分平衡及管理現(xiàn)狀評(píng)估

根據(jù)計(jì)算，海南荔枝園氮、磷、鉀養(yǎng)分盈余量分別為365、377、542?kg/hm2，養(yǎng)分利用效率（NUE）分別為34%、21%、27%。我國(guó)荔枝園氮、磷、鉀養(yǎng)分盈余量分別為222、107、220?kg/hm2，養(yǎng)分效率（NUE）分別為30%、33%、30%[18]。與全國(guó)相比，海南荔枝氮、磷、鉀養(yǎng)分盈余量分別高于全國(guó)65%、253%、146%。整體來(lái)說(shuō)，海南荔枝果園養(yǎng)分投入高、利用率低的現(xiàn)狀，對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成的污染風(fēng)險(xiǎn)不容小覷。

根據(jù)優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，得到荔枝平均合理氮盈余量為123?kg/hm2，基于目標(biāo)產(chǎn)量（調(diào)

研產(chǎn)量前10%）計(jì)算得到目標(biāo)氮產(chǎn)出量為188?kg/hm2。根據(jù)以上2個(gè)指標(biāo)，將農(nóng)戶管理水平劃分為4種類型：Win-Win（高產(chǎn)出&低盈余）、Win-Lose（高產(chǎn)出&高盈余）、Lose-Win（低產(chǎn)出&低盈余）、Lose-Lose（低產(chǎn)出&高盈余）（表4）。

其中1.2%的農(nóng)戶處于Win-Win；4.9%的農(nóng)戶處于Win-Lose；12.2%的農(nóng)戶處于Lose-Win；81.7%的農(nóng)戶處于Lose-Lose（圖3）。處于Win-Win的農(nóng)戶均為小農(nóng)戶群體，其平均氮盈余量為95.6?kg/hm2，平均有效氮產(chǎn)出量為254.8?kg/hm2。處于Lose-lose的農(nóng)戶平均氮盈余量為410.5?kg/hm2，有效產(chǎn)出僅為107.4?kg/hm2。

箭頭表示氮素可持續(xù)管理的優(yōu)化策略的目標(biāo)路線。虛線表示計(jì)算出的合理氮盈余量和氮產(chǎn)量。

Arrows?indicate?the?target?route?of?the?sustainable?nitrogen?management.?Dashed?lines?indicate?the?target?N?surplus?and?N?production.

2.4??荔枝園土壤肥力綜合評(píng)價(jià)

采樣點(diǎn)荔枝園土壤pH均值為4.83±0.28，變異系數(shù)為5.75%，94%的土壤為強(qiáng)酸性（pH?4.5～5.5），6%為極強(qiáng)酸性（pH<4.5），有機(jī)質(zhì)平均含量為2.73?g/kg。全氮（0.66?g/kg）、全鉀（0.71?g/kg）、堿解氮（80.07?mg/kg）、速效磷（1.91?mg/kg）、速效鉀（98.07?mg/kg）、交換性鈣（311.29?mg/kg）、交換性鎂（44.74?mg/kg）、有效硼（0.67?mg/kg）含量較缺乏，而全磷含量較高（0.96?g/kg）（表5）。35個(gè)點(diǎn)位中，土壤肥力系數(shù)（IFI）綜合評(píng)級(jí)77%為三級(jí)水平，23%為四級(jí)水平。整體來(lái)說(shuō)，瓊山區(qū)荔枝園土壤肥力較低，亟需加強(qiáng)有機(jī)物料還田、通過(guò)施用土壤改良劑等措施來(lái)提高土壤對(duì)養(yǎng)分的固持能力。此外，不同農(nóng)戶間土壤肥力差異不顯著。

3??討論

3.1??區(qū)域荔枝產(chǎn)量與土壤狀況影響因素分析

荔枝的生長(zhǎng)發(fā)育及開花結(jié)果除了管理水平及氣候因素外，土壤肥力也是關(guān)鍵因素之一?？茖W(xué)施肥是保證荔枝穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要途徑，然而，對(duì)荔枝園土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行分析研究是科學(xué)施肥的基礎(chǔ)[3]。荔枝大部分種植于赤紅壤及紅壤丘陵山地，土壤酸性強(qiáng)，陽(yáng)離子交換量和有機(jī)質(zhì)含量低[26]。不少研究表明，土壤酸性或堿性過(guò)強(qiáng)會(huì)影響土壤化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)[27-28]。當(dāng)pH達(dá)到一定閾值時(shí)，可抑制植株生長(zhǎng)發(fā)育，降低作物產(chǎn)量和品質(zhì)[29-30]。有研究表明[31]，最適合荔枝生長(zhǎng)與結(jié)果的pH范圍是5.5～6.5。相較于數(shù)年之前的研究數(shù)據(jù)[32]，如今的荔枝園土壤呈現(xiàn)進(jìn)一步酸化的趨勢(shì)，說(shuō)明長(zhǎng)期以來(lái)荔枝園土壤酸堿性的改良舉措沒(méi)有得到重視，更進(jìn)一步的土壤酸化將會(huì)導(dǎo)致土壤中重金屬自身的生物有效性增強(qiáng)，從而抑制荔枝樹對(duì)于有效硼、有效鐵等微量元素的吸收[33]。供試?yán)笾@土壤全氮、全鉀含量偏低，全磷含量較高，與前人研究結(jié)果[3]相比，全氮含量明顯下降，全磷含量顯著增加，全鉀含量一直保持在極低水平。在調(diào)研中了解到荔枝種植戶普遍比較喜好施用湛江牌過(guò)磷酸鈣等磷肥，P2O5的施用量較為充足，數(shù)年過(guò)去，土壤全磷含量有顯著的增長(zhǎng)。有研究表明，隨著氮肥與磷肥用量的增多，土壤中鉀含量逐漸減少[34]，荔枝周年多次抽梢和發(fā)根，其生長(zhǎng)和結(jié)果需要大量礦質(zhì)養(yǎng)分，而鉀、氮是荔枝正常生長(zhǎng)發(fā)育所需量最大的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素[35]，但荔枝園土壤氮、鉀含量普遍偏低[36-37]，且荔枝樹體的鉀營(yíng)養(yǎng)也普遍偏低[35]。

針對(duì)土壤酸化問(wèn)題，建議在施用有機(jī)肥改善土壤酸化的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)土壤酸化的治理對(duì)策研究，如施用熟石灰或以鈣鎂磷肥代替過(guò)磷酸鈣來(lái)調(diào)節(jié)土壤pH至合適的范圍[38-39]。一是防控重金屬污染；二是改良土壤酸堿性的同時(shí)也有助于荔枝樹的生長(zhǎng)與結(jié)果。此外，要注意施用酸性土壤改良劑調(diào)節(jié)土壤酸堿度，增加鈣鎂養(yǎng)分的有效性。

3.2??區(qū)域荔枝產(chǎn)量與養(yǎng)分管理現(xiàn)狀影響因素分析

施肥是提高荔枝產(chǎn)量、改善品質(zhì)的主要措施之一，但肥料的不合理施用也會(huì)造成減產(chǎn)、肥料利用率低和環(huán)境污染等不良后果[40-43]。過(guò)量施肥不但不會(huì)使作物產(chǎn)量進(jìn)一步增加，反而會(huì)造成養(yǎng)分盈余，進(jìn)而導(dǎo)致資源浪費(fèi)和環(huán)境污染等問(wèn)題[44-46]。養(yǎng)分資源高效利用是農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，基于大樣本區(qū)域農(nóng)戶調(diào)研數(shù)據(jù)，以氮素優(yōu)化為例，基于產(chǎn)量和氮肥利用率，定量評(píng)價(jià)區(qū)域荔枝生產(chǎn)過(guò)程中各管理措施相關(guān)性。4種農(nóng)戶類型中，Win-Win（高氮產(chǎn)出&低氮盈余）的產(chǎn)量及氮肥利用率均高于其他3種類型，可見(jiàn)，荔枝產(chǎn)量并沒(méi)有隨著養(yǎng)分輸入的增加而增加。

針對(duì)海南荔枝施肥過(guò)量問(wèn)題，應(yīng)全面提高作物養(yǎng)分管理水平，推動(dòng)作物化肥定額制度的應(yīng)用并提高有機(jī)肥施用比例。第一，推動(dòng)實(shí)施化肥定額制（氮、磷、鉀定額）引導(dǎo)養(yǎng)分合理投入。2020年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)《全國(guó)水稻產(chǎn)區(qū)氮肥定額用量（試行）》，首次針對(duì)水稻提出氮肥定額施用政策，以保障糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)、土壤肥力培育和生態(tài)環(huán)境安全，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)養(yǎng)分用量調(diào)控零的突破，為我國(guó)養(yǎng)分管理政策的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。同期，浙江省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳印發(fā)《關(guān)于試行農(nóng)業(yè)投入化肥定額制的意見(jiàn)》，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)制定實(shí)現(xiàn)氮肥限量施用，為全國(guó)化肥減量增效工作提供“浙江方案”。目前養(yǎng)分定額制度正日趨完善，各地方都在加大科研投入，建立更加完善的養(yǎng)分施用標(biāo)準(zhǔn)。海南省目前還未建立適宜不同作物體系、土壤類型、種植制度的差異化氮肥用量定額標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)首先在主要熱帶作物上開展，并將肥料定額和作物科學(xué)施肥與本地的綠色農(nóng)產(chǎn)品或地標(biāo)農(nóng)產(chǎn)品認(rèn)證相結(jié)合。第二，優(yōu)化肥料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，研發(fā)作物專用配方肥，降低高磷配方復(fù)合肥的比例。市場(chǎng)上供應(yīng)的復(fù)合肥（含作物專用肥）大多采用單一的氮、磷、鉀養(yǎng)分配方比例，容易造成荔枝營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期與生殖生長(zhǎng)期氮、磷、鉀養(yǎng)分供應(yīng)失衡，使肥料利用率下降。據(jù)調(diào)研了解，荔枝果農(nóng)常用平衡肥（如：15-15-15、16-16-16）等高磷配方，其施用占比達(dá)49%；同時(shí)有機(jī)肥整體替代比例為40%，高于全國(guó)有機(jī)肥替代比例水平（34%）。有機(jī)肥替代比例不宜過(guò)高，避免有機(jī)肥導(dǎo)致的磷素過(guò)量積累，推薦選擇含磷量較低的有機(jī)肥。第三，提高區(qū)域有機(jī)肥高效利用。據(jù)調(diào)研了解，瓊山區(qū)有66家畜禽養(yǎng)殖企業(yè)，年產(chǎn)各種畜禽糞便約44萬(wàn)t，產(chǎn)生的氮、磷養(yǎng)分約1.93萬(wàn)t和0.32萬(wàn)t，可為當(dāng)?shù)乩笾ιa(chǎn)提供充足的養(yǎng)分資源，但目前由于島內(nèi)運(yùn)輸成本較高，有機(jī)肥廠利潤(rùn)低下，部分農(nóng)戶選擇島外購(gòu)買有機(jī)肥且價(jià)格相對(duì)便宜等因素導(dǎo)致區(qū)域有機(jī)資源未被有效利用。未來(lái)應(yīng)綜合考慮畜禽糞便等有機(jī)肥資源利用問(wèn)題，依托新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體，強(qiáng)化政府支持，依靠科技進(jìn)步，創(chuàng)新工作機(jī)制和技術(shù)模式，生產(chǎn)高質(zhì)量有機(jī)肥支持荔枝提質(zhì)增效和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)。

4??結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)海南荔枝主產(chǎn)區(qū)果園施肥情況的實(shí)地調(diào)查及養(yǎng)分投入定額理論分析，結(jié)果表明，海南荔枝果園氮、磷、鉀養(yǎng)分投入強(qiáng)度較大，且隨著農(nóng)戶經(jīng)營(yíng)規(guī)模的增大，養(yǎng)分投入也逐漸增加，如規(guī)模化經(jīng)營(yíng)主體氮、磷、鉀養(yǎng)分投入分別高于上限的131%、258%和119%。

（2）海南荔枝園氮、磷、鉀養(yǎng)分盈余分別為365、377、542?kg/hm2，養(yǎng)分利用效率（NUE）分別為34%、21%、27%。與全國(guó)荔枝相比，海南荔枝氮、磷、鉀養(yǎng)分盈余高于全國(guó)荔枝氮、磷、鉀養(yǎng)分盈余65%、253%、146%。磷養(yǎng)分過(guò)量投入現(xiàn)象突出，造成大量磷素在土壤中固定或損失。

（3）海南荔枝園當(dāng)前的土壤肥力較低，土壤酸化嚴(yán)重，全磷含量較高，中微量元素如交換性鈣、交換性鎂、有效硼較為缺乏，限制了荔枝品質(zhì)的提高，農(nóng)戶可將過(guò)磷酸鈣改為鈣鎂磷肥進(jìn)行施用。小農(nóng)戶經(jīng)營(yíng)的荔枝園土壤肥力指標(biāo)均高于中等經(jīng)營(yíng)主體和規(guī)?；?jīng)營(yíng)主體。

（4）海南荔枝園農(nóng)戶整體管理水平較低，81.7%的農(nóng)戶處于Lose–Lose（低產(chǎn)出&高盈余）。僅1.2%小農(nóng)戶達(dá)到Win-Win（高產(chǎn)出&低盈余）水平。未來(lái)要提高區(qū)域養(yǎng)分綜合管理水平，推動(dòng)肥料定額制度的應(yīng)用，促進(jìn)荔枝產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。

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