广东木薯园土壤肥力调查及评价

何时雨，李 静，刘 青，马旭东，林永华

（1.中国热带农业科学院广州实验站，广东 广州 510140；2.云浮市云安区白石镇政府，广东 云浮 527300）

木薯是世界三大薯类作物之一，具有高产、高淀粉含量的特性，被誉为“淀粉之王”［1-2］。木薯是热带地区最重要的块根能源作物之一，是世界上6亿人的主要食物来源，也是我国重要的工业原料作物［3］。土壤作为植物生长的基础，是人类最基本的生产资料和物质基础［4］，肥力水平直接影响植物生长和产量。肥料是植物高产的决定因素，氮、磷、钾含量水平会显著影响木薯产量。研究发现，施用有机肥能够改善土壤理化性质，提高土壤肥力，改善作物品质和产量［5］。木薯地如果施肥不合理，会导致土壤肥力下降，制约木薯产量的提高。黄巧义等［6］研究发现，不同肥料配比情况下，木薯生物量、氮、磷、钾累积量在不同生育期呈现不同的变化趋势，氮肥对木薯生物量影响最大，能够显著增加净作和间作木薯的单株薯数、鲜薯产量和鲜生物产量［7］，钾肥次之，磷肥最小。木薯产量与施氮量和施钾量呈正相关，与施磷量相关性不显著［8］。施肥水平和肥料配比方式会对木薯土壤养分、酶活性以及木薯生长产生影响［9］。研究表明，氮、磷、钾配合施用（1.0∶0.4∶1.0）可显著提高木薯物质累积速率及产量，不同木薯品种物质累积对施肥依赖程度不同［10］。张振文等［11］多年来对木薯种植和土壤肥力的相关性进行分析，发现种植木薯只要做到合理的田间管理，可以做到“用地养地相结合”，实现土地合理利用，保护生态环境。木薯种植与土壤肥力的关系是许多部门关心的问题，也是木薯产业能否做大做强的关键所在。魏志远等［12］调查了武鸣市木薯种植地土壤肥力状况，郑华等［13］对广西红壤种植木薯土壤肥力进行多年定位试验。关于广东省木薯园的土壤养分及土壤肥力评价，目前尚未有报道。本研究以国家木薯产业技术体系广州综合试验站在广东省的5个木薯园为调查区域和调查点进行分析评价，以期为广东省木薯园合理施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

选择国家木薯产业技术体系广州综合试验站在广东省的5个木薯园作为采样点，采样点基本情况见表1。

表1 调查木薯园采样点基本情况

1.2 试验方法

2017年10月下旬进行土壤样品采集，采集0～20 cm的表层土壤（植物根部吸收的主要分布区），注意避开“肥穴”，按“S”型取样点取样混合作为一个样品，将土壤样品装入塑料封口袋，及时带回实验室，进行风干过筛处理后保存待测，每个木薯园采集4个样品。

1.3 测定项目及方法

土壤pH值用pH计测定；土壤养分指标测定参照鲍士旦［14］和鲁如坤［15］方法进行，其中土壤有机质含量采用重铬酸钾容量法-外加热法测定；速效氮含量采用碱解扩散法测定；有效磷含量采用化学浸提法测定；有效钾含量采用火焰光度计测定；土壤交换性钙含量采用吸收分光光度计法测定；土壤有效硼含量采用甲亚胺比色法测定；土壤有效铁、有效锰、有效铜、有效锌等采用DTPA提取剂提取，用原子吸收分光光度计测定。参照文献［15］制定土壤肥力分级标准（表2）。

试验数据采用Excel 2003和SPSS 16.0进行统计分析，采用LSD法进行差异显著性分析。

表2 土壤肥力丰缺指标

2 结果与分析

2.1 广东5个木薯园土壤pH值、有机质含量分析

土壤pH能影响植物对其他养分的吸收，进而影响植物生长。从表3可以看出，调查木薯园土壤pH值集中在4.5～6.0之间，平均值为5.17。其中，遂溪木薯园土壤pH值最大为5.68±0.12，翁源土壤pH值最小为4.57±0.10，平均为5.17±0.13。由此可见，各木薯园pH值普遍较低，说明各木薯园土壤酸性较强。表3结果还显示，云安和翁源土壤有机质含量相对较高，分别为2.53 %和2.24%，处于中等水平。而兴宁、遂溪和开平有机质含量较低，各样点有机质平均含量为1.6 %。

表3 广东5个木薯园土壤pH值、有机质含量调查结果

2.2 广东5个木薯园土壤速效氮、有效磷、有效钾含量分析

广东省木薯园土壤供氮水平普遍偏低（表4），速效氮含量平均为75.95 mg/kg，其中翁源（93.11 mg/kg）、云安（91.54 mg/kg）和兴宁（85.39 mg/kg）相对较高，遂溪（54.92 mg/kg）和开平（54.78 mg/kg）较低。有效磷是反映土壤供磷水平的主要指标，云安有效磷含量最高、达到221.16 mg/kg，显著高于其他4个木薯园；所有调查点有效磷含量都很高（＞20 mg/kg），说明选定的5个木薯园不缺磷。有效钾含量除兴宁（85.61 mg/kg）和云安（91.90 mg/kg）相对较低外，其他3个木薯园都处于中等以上水平，其中翁源（252.66 mg/kg）有效钾含量显著高于其他几个木薯园（表4）。

表4 广东5个薯园土壤速效氮、有效磷、有效钾含量调查结果

2.3 广东5个木薯园土壤交换性钙和交换性镁含量分析

土壤交换性钙和交换性镁是土壤质量的主要衡量指标，由表5可知，除翁源（131.52 mg/kg）土壤交换性钙含量相对较低，另外4个木薯园都处于中等水平，表现为云安（589.22 mg/kg）＞开平（569.47 mg/kg）＞遂溪（467.74 mg/kg）＞兴宁（289.08 mg/kg）。交换性镁与交换性钙含量的变化趋势相似（表5），整体来讲，所有木薯园土壤交换性镁含量较低、平均为39.50 mg/kg。其中，翁源土壤交换性镁含量处于极低水平、为12.00 mg/kg，云安（55.03 mg/kg）相对较高、达到中等水平。

表5 广东5个木薯园土壤交换性钙和交换性镁含量调查结果

2.4 广东5个木薯园土壤微量元素含量分析

土壤微量元素包括铜、锌、铁、锰、硼等，在土壤中含量较低，但对植物生长却起到非常重要的作用。表6结果显示，广东省5个木薯园土壤有效铜含量全部处于中等以上水平、平均为0.66 mg/kg，土壤不存在缺铜现象。各木薯园之间土壤有效锌含量差异明显，其中云安有效锌含量最高（5.98 mg/kg）、处于极高水平；开平有效锌含量为1.31 mg/kg，为中等水平；其他3个木薯园有效锌含量处于较低水平，存在缺锌现象。有效铁含量与有效锌含量呈现相似的趋势，云安土壤有效铁含量处于极高水平、为487.58 mg/kg，而另外4个木薯园含量均处于较高水平，所有木薯园土壤有效铁含量均比较丰富。土壤有效锰含量方面，兴宁远高于其他4个采样点、为62.29 mg/kg，而另外4个木薯园土壤有效锰含量均较低，其中遂溪含量极低、仅2.16 mg/kg。土壤有效硼含量整体处于较低水平，所有木薯园平均含量为0.13 mg/kg、处于极低水平，其中翁源和开平相对较高（分别为0.23、0.15 mg/kg），遂溪和云安含量最低、均仅为0.08 mg/kg。

表6 广东5个木薯园土壤微量元素含量调查结果

3 结论与讨论

土壤pH值与有机质、氮磷钾等速效养分有一定关系。pH值能影响植物对其他养分的吸收，进而影响植物的生长，而施用不同肥料会影响pH值。研究发现，当土壤呈碱性时，养分较为缺乏，随着pH值下降，土壤养分呈增加趋势。施用尿素会显著降低土壤pH值，且随着尿素施用量的增加，pH值下降幅度越来越大［16］。有机质含量是土壤肥力的代表，决定着土壤保肥育肥能力的强弱，也是影响植物生长及产量的重要因素，氮磷钾是土壤肥力的重要组成部分，也是木薯结薯期至关重要的营养成分，对木薯的高产稳产具有非常重要的作用［17-20］。土壤交换性钙和交换性镁是土壤质量的重要指标，是土壤的主要盐基离子，钙元素会参与植物体内多种代谢，镁元素是植物叶绿体的重要组成部分，对代谢有促进作用，其丰缺程度直接影响作物产量和品质［21-23］。本试验结果表明，广东省木薯园土壤酸性较强，供氮水平普遍偏低，有效磷含量相对较高，有效钾含量各地区表现出不同的水平。除翁源外，其他调查点不存在缺钙现象，而所有木薯园土壤交换性镁含量均偏低。土壤交换性钙和交换性镁与pH值有极显著的正相关关系，施用有机肥能明显增加土壤交换性钙和交换性镁含量，而施用化肥则会降低土壤交换性钙和交换性镁的含量［24］。应合理施肥，维持适合木薯生长的酸碱度和三大营养水平，平衡交换性钙和镁的含量，以保证木薯的正常生长。

微量元素是植物体内酶、维生素和生长激素的重要组成部分，直接参与有机体的代谢活动，其丰缺直接影响作物产量和品质，进而影响农作物产值［25-26］。调查的广东省5个木薯园不存在缺铜、缺铁现象；除云安和开平外，兴宁、翁源和遂溪存在缺锌现象；除兴宁外，其他4个木薯园均缺乏有效锰；有效硼均处于较低水平，缺硼现象明显。因此，应合理施用包括锌、锰、硼等微肥来补充土壤微量元素含量，保证木薯块根的产量和品质。

施肥能改变土壤理化性状，缓解土壤酸化，增加土壤养分，提高土壤生物化学特性，优化土壤微生物群落组成，影响作物产量［27-28］。从广东省5个木薯园的土壤肥力结果来看，所有调查点土壤肥力都不强，云安和翁源相对较强，土壤存在缺氮、钾供应不均匀现象，土壤中锌、锰、硼等微量元素比较缺乏，而合理施肥能调控补充缺乏的营养元素，平衡地区间差异。此外，应重视微量元素的施用，适当补充锌、锰、硼等元素以补充土壤微量元素的缺乏。