云南省菠萝蜜主要种植园土壤肥力调查及评价_孙寅虎.pdf

2022 年 12 月 热 带 农 业 科 学热 带 农 业 科 学 第 42 卷第 12 期 Dec.2022 CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE Vol.42,No.12 收稿日期 2022-05-23；修回日期 2022-06-29 基金项目 菠萝蜜优良品种选育及应用研究（No.202104AR040006）；技术创新人才培养对象刘学敏（No.202005AD160004）。第一作者 孙寅虎（1986），男，助理研究员，学士，研究方向为作物栽培及育种，E-mail：。通讯作者 刘学敏（1981），男，副研究员，学士，研究方向为热带作物，E-mail：。云南省菠萝蜜主要种植园土壤肥力调查及评价 孙寅虎 张光勇 杜浩 赵丽娟 只佳增 刘学敏（云南省红河热带农业科学研究所 云南河口 661300）摘 要 对云南省红河州、临沧市、玉溪市、西双版纳自治州等菠萝蜜主要种植园 020 cm 土层的土壤样品进行分析，评价其土壤肥力情况，为云南省菠萝蜜主要种植园的土壤营养诊断、科学施肥提供依据。结果表明，66.66%的土壤 pH值低于 5.5，80%的土壤有机质高于 20 g/kg，53.33%的土壤碱解氮含量高于 120 mg/kg；有效磷含量低于 5 mg/kg 的占13.33%，高于 20 mg/kg 的占 46.67%；80%的土壤速效钾含量高于 200 mg/kg，93.33%的土壤交换性钙含量高于 1 000 mg/kg；种植园交换性镁含量均高于 200 mg/kg；33.33%的土壤有效硼含量低于 0.5 mg/kg，86.7%的土壤有效锰含量高于15 mg/kg，6.67%的土壤有效锌含量低于 0.5 mg/kg，80%的土壤有效铜含量高于 1.0 mg/kg，80%有效铁含量高于10 mg/kg。主成分分析表明，碱解氮、速效钾、有效磷、有效锰、有效铜、有效锌含量是影响云南省菠萝蜜种植园土壤肥力最主要的因素。云南省菠萝蜜主要种植园土壤综合肥力处于较高水平，但是大部分土壤呈弱酸性，部分地区有效磷、有效硼、锌含量低是当前云南省菠萝蜜主要种植园土壤养分存在的主要问题。关键词 菠萝蜜；土壤肥力；云南省；调查；评价 中图分类号 S667.8 文献标识码 A DOI:10.12008/j.issn.1009-2196.2022.12.002 Investigation and Evaluation of Soil Fertility in Main Plantations of Jackfruit in Yunnan Province SUN Yinhu ZHANG Guangyong DU Hao ZHAO Lijuan ZHI Jiazeng LIU Xuemin(Honghe Tropical Agriculture Science Instiute of Yunnan,Hekou,Yunnan 661300,China)Abstract Through the analysis of soil samples in the 0-20 cm soil layer of main jackfruit plantations in Honghe Prefecture,Lincang City,Yuxi City and Xishuangbanna Autonomous Prefecture,so as to provide references for the nutrition diagnosis and scientific fertilization of main jackfruit plantations in Yunnan province.The results showed that the PH value of 66.66%of the soil was lower than 5.5;the organic matter of 80%of the soil was higher than 20 gkg1;the content of alkaline hydrolyzable nitrogen was higher than 120 mgkg1 in 53.33%;the content of available phosphorus was lower than 5 mgkg1 13.33%,higher than 20 mgkg1 46.67%;80%available potassium content was higher than 200 mgkg1;93.33%exchangeable calcium content was higher than 1 000 mgkg1;exchangeable magnesium content All were higher than 200 mgkg1;33.33%available boron content was lower than 0.5 mgkg1;86.7%available manganese content was higher than 15 mgkg1;6.67%available zinc con-tent was lower than 0.5 mgkg1;80%effective copper content was higher than 1.0 mgkg1;80%effective iron content was higher than 10 mgkg1;Principal component analysis showed that the contents of available nitrogen,available potassium,avail-able phosphorus,available manganese,available copper and available zinc were the most important factors affecting the soil fer-tility of jackfruit plantations in Yunnan province.Therefore,the comprehensive soil fertility of the main jackfruit plantations in Yunnan province is at a high level,but most of the soil was weakly acidic,and the available phosphorus,available boron and zinc in some areas were low,it was the main problems of soil nutrients in the main jackfruit plantations in Yunnan Province.Keywords jackfruit;soil fertility;Yunnan Province;investigation;evaluation 菠萝蜜是桑科木菠萝属常绿乔木。目前，中国的菠萝蜜主要种植在海南、广东、云南、广西等地，集水果、粮食、珍贵木材于一身，经济寿命长，通常栽培 35 年可挂果收获，年产量30 t/hm2，年产值 6 万元，是一种经济价值高的特色热带果树，市场情景开阔1-3。据不完全统计，2021 年云南省菠萝蜜种植面积超过 7 万亩（1 亩667 m2），已成为云南省热区主要经济作物。土壤肥力的高低直接影响果树的产量、质量和农业生产效益。目前，针对菠萝蜜土壤肥力的 孙寅虎 等 云南省菠萝蜜主要种植园土壤肥力调查及评价 -9-研究，白亭玉等4发现，海南省菠萝蜜不同种植园土壤和叶片微量元素差异较大，并提出了喷施肥建议。孙燕等5研究了海南省菠萝蜜高产园不同土层（020 cm）土壤的养分情况，结果显示，在不同土层各元素差异大，可能与土壤质地和施肥方式有关。针对云南省主产区菠萝蜜种植园的土壤肥力还没有相关的调查评价，也没有相应的土壤养分基础数据作为合理施肥指导。因此，本研究以云南省菠萝蜜主要种植区（红河州、西双版纳傣族自治州、临沧市、玉溪市）为样品采集地点，对当地种植面积较大的基地进行土样检测和分析，为云南省菠萝蜜种植园的土壤管理、合理施肥和菠萝蜜的绿色发展提供依据。1 材料与方法 1.1 材料 2019 年选择云南省临沧市（耿马县孟定镇 2个）、西双版纳傣族自治州（勐海县打洛镇 2 个，勐海镇勐纳老寨 1 个，勐满农场八分厂 2 个）、玉溪市（元江县 2 个）、红河哈尼族彝族自治州（河口县 3 个，红河县 1 个，屏边县 2 个）菠萝蜜主要种植区为土壤样品采集点。1.2 方法 1.2.1 样品采集 随机选择采样点，避开施肥沟，分别采集 020 cm 土样，共采集 15 个土壤样品，每个土壤样品为 10 个点的混合样；风干，分别过1.00 和 0.25 mm 筛后备用。1.2.2 指标测定 pH 测定按照标准 NY/T 1121.22006 执行；有机质测定按照标准 NY/T 1121.62006执行；碱解氮测定标准按照LY/T 12282015执行；速效钾测定按照标准 NY/T 8892004 执行；有效磷测定按照标准 NY/T 1121.72014 执行；有效铁测定按照标准 LY/T 12621999 执行；有效锰测定按照标准 NY/T 8902004 执行；有效铜测定按照标准 LY/T 12601999 执行；有效锌测定按照标准 LY/T 12611999 执行；有效硼测定按照 NY/T 1121.82006 执行；交换性钙、交换性镁测定按照 NY/T 1121.132006 执行。所有测定项目均由云南省德宏热带农业科学研究所分析测试中心分析测定。1.2.3 土壤肥力评价标准 采用全国第二次土壤普查的养分含量分级标准6及杨绍琼等7方法分析调查区的土壤养分情况。1.2.4 数据统计分析 所有实验数据采用 Excel 2019 和 SPSS 17.0 统计软件进行分析处理。2 结果与分析 云南省主要菠萝蜜种植园的土壤养分检测结果详见表 1。表 1 云南省菠萝蜜主要种植园土壤养分含量 地点 pH 有机质/(gkg1)碱解氮/(mgkg1)速效钾/(mgkg1)有效磷/(mgkg1)有效铁/(mgkg1)有效锰/(mgkg1)有效铜/(mgkg1)有效锌/(mgkg1)有效硼/(mgkg1)交换性钙/(mgkg1)交换性镁/(mgkg1)耿马县 孟定镇 1 4.67 31.45 174.50 416.50 86.40 10.60 124.50 2.54 19.25 0.46 6 320.00 444.00 耿马县 孟定镇 2 5.42 34.25 238.00 483.50 58.15 49.00 213.50 4.42 6.00 0.48 2 520.00 492.00 勐海县 打洛镇 1 4.95 16.30 132.00 233.50 4.95 48.00 40.55 2.14 2.34 0.46 1 160.00 204.00 勐海县 打洛镇 2 4.96 18.85 105.50 327.50 6.45 31.65 29.75 1.78 1.60 0.53 1 040.00 240.00 勐海镇 勐纳老寨 5.09 47.75 190.50 103.50 0.40 31.50 12.85 1.92 1.29 0.52 940.00 204.00 勐满农场 八分厂五队 5.46 21.95 118.50 243.50 5.60 36.05 75.05 2.18 2.65 0.55 3 480.00 612.00 勐满农场 八分厂六队 4.82 22.30 140.00 119.00 1.45 20.75 30.30 2.15 1.13 0.51 1 220.00 324.00 元江县 澧江街道 1 6.06 24.80 137.50 370.50 11.40 6.75 11.25 0.90 0.52 0.49 4 960.00 348.00 2022 年 12 月 热带农业科学 第 42 卷第 12 期 -10-续表 1 云南省菠萝蜜主要种植园土壤养分含量 地点 pH 有机质/(gkg1)碱解氮/(mgkg1)速效钾/(mgkg1)有效磷/(mgkg1)有效铁/(mgkg1)有效锰/(mgkg1)有效铜/(mgkg1)有效锌/(mgkg1)有效硼/(mgkg1)交换性钙/(mgkg1)交换性镁/(mgkg1)元江县 澧江街道 2 6.32 19.65 92.50 214.00 64.25 7.90 16.95 0.69 0.47 0.56 2 720.00 540.00 屏边县 白河镇 1 5.83 59.15 142.00 322.50 22.95 25.05 34.30 1.99 3.08 0.54 1 520.00 312.00 屏边县 白河镇 2 5.61 31.80 112.50 256.00 11.45 52.40 26.30 2.61 2.68 0.55 1 880.00 432.00 河口县 老范寨乡 5.30 42.10 114.50 295.00 123.55 73.25 67.30 3.47 6.10 0.55 5 860.00 552.00 红河县 迤萨镇 6.82 21.50 65.00 184.50 17.10 9.15 34.95 1.10 1.46 0.50 3 300.00 624.00 河口县 新街 6.02 32.05 162.50 252.50 26.15 18.35 108.00 2.09 1.89 0.53 2 860.00 576.00 河口县 沙坝热科所 6.78 21.10 114.50 225.50 22.45 11.15 34.95 1.83 2.42 0.51 2 980.00 516.00 平均 5.61 29.67 136.00 269.83 30.85 28.77 57.37 2.12 3.53 0.52 2 852.00 427.20 2.1 土壤 pH、有机质 pH 作为土壤重要的化学性质之一，对作物的生长、微生物的活动、养分的有效化及土壤的物理性质等方面均有较大影响。由表 1、2 得知，云南省菠萝蜜主要种植园的土壤 pH 变幅在 4.67 6.82，平均值为 5.61。pH 4.55.5 的占 53.33%，5.56.5 的占 33.33%，6.57.5 的仅占 13.33%。总体来看，土壤呈弱酸性，可以适当撒施石灰改良土壤。表 2 菠萝蜜土壤 pH 分级与频度分布情况表 pH 分级 频度/%40 20.00 丰富 3040 26.67 中上 2030 33.33 中下 1020 20.00 缺乏 610 0 极缺 150 26.67 40 26.67 200 80.00 丰富 120150 26.67 2039 20.00 150199 6.67 中上 90119 40.00 1019 20.00 100149 13.33 中下 6089 6.67 59 20.00 5099 0 缺乏 3059 0 34 6.67 3049 0 极缺 30 0 3 6.67 2 000 60.00 300 80.00 丰 1 0002 000 33.33 200300 20.00 适中 7001 000 6.67 100200 0 缺 300700 0 50100 0 很缺 300 0 2 0 30 66.7 3 26.67 1.8 73.33 20 60.00 丰 1.12.0 0 1630 20.00 1.103.0060.00 1.101.80 6.67 1120 20.00 适中 0.511.00 66.67 5.1015.00 13.33 0.511.006.67 0.211.0020.00 4.610.0 20.00 缺 0.210.50 33.33 1.15.0 0 0.310.506.67 0.110.200 2.64.5 0 很缺 0.20 0 1 0 0.30 0 0.10 0 2.5 0 2022 年 12 月 热带农业科学 第 42 卷第 12 期 -12-2.5 土壤主成分分析 主成分分析方法可在复杂的土壤肥力指标体系中筛选出若干个彼此不相关的综合性指标，这些指标能反映出原来指标提供的大部分信息8。由表 7 得知，第 1 主成分对土壤肥力贡献最大，为 36.554%,前 4 个 主 成 分 累 积 贡 献 率 达 到80.317%，可以综合反映原来 12 个肥力要素的大部分信息。因此，利用主成分分析法分析云南省主要菠萝蜜种植区土壤肥力是可靠的。主成分分析时，载荷越大，说明该指标与该主成分相关性越大9。由表 7、8 得知，各养分指标在主成分上权重不同。第 1 主成分的贡献率为36.554%，碱解氮、速效钾、有效磷、有效锰、有效铜、有效锌等 6 个指标在第 1 主成分有较高的载荷，特征值分别为 0.679、0.738、0.665、0.851、0.831 及 0.784，说明这 6 个因子在第 1 主成分中起重要作用；第 2 主成分的贡献率为 20.712%，土壤 pH、交换性镁、交换性钙等 3 个因子在第 2主成分有较高的载荷，特征值分别为 0.649、0.722及 0.848，说明这 3 个因子在第 2 主成分中起重要作用；第 3 主成分的贡献率为 14.386%，有效铁、有效硼 2 个因子在第 3 主成分有较高的载荷，特征值分别为 0.654、0.81，说明这 2 个因子在第 3主成分中起重要作用；第 4 主成分贡献率为8.665%。表 7 各主成分特征值、贡献率、累积贡献率 主成分特征值 贡献率/%累积贡献率/%1 4.386 36.554 36.554 2 2.485 20.712 57.266 3 1.726 14.386 71.652 4 1.04 8.665 80.317 5 0.966 8.051 88.368 6 0.506 4.218 92.586 7 0.361 3.009 95.594 8 0.225 1.878 97.472 9 0.208 1.731 99.203 10 0.059 0.488 99.691 11 0.034 0.280 99.971 12 0.003 0.029 100 表 8 初始因子载荷与成分得分系数矩阵 因子载荷 得分系数 指标 1 2 3 4 1 2 3 4 pH 0.461 0.649 0.068 0.433 0.12 0.138 0.128 0.452 有机质 0.342 0.252 0.47 0.112 0.068 0.02 0.309 0.040 碱解氮 0.679 0.466 0.161 0.313 0.353 0.183 0 0.025 速效钾 0.738 0.166 0.199 0.119 0.212 0.083 0.074 0.042 有效磷 0.665 0.493 0.268 0.317 0.153 0.361 0.160 0.008 有效铁 0.423 0.363 0.654 0.076 0.057 0.024 0.419 0.015 有效锰 0.851 0.079 0.069 0.467 0.418 0.116 0.023 0.230 有效铜 0.831 0.258 0.335 0.211 0.223 0.083 0.248 0.086 有效锌 0.784 0.191 0.289 0.368 0.05 0.358 0.069 0.234 有效硼 0.375 0.175 0.81 0.042 0.231 0.025 0.363 0.221 交换性钙 0.492 0.722 0.106 0.334 0.145 0.421 0.070 0.012 交换性镁 0.133 0.848 0.259 0.332 0.115 0.032 0.002 0.477 3 讨论与结论 土壤酸碱度是土壤重要的化学性质，是成土条件、理化性质、肥力特征的综合反映10，是评价土壤肥力的重要指标。谭乐和等11指出，菠萝蜜最适宜的土壤 pH 为 67，若土壤 pH 过高或者过低都将影响果实的品质和产量。调查发现，云南省菠萝蜜主要种植区土壤平均 pH 为 5.61，呈弱酸性，因此，需要施用一些生石灰来改良土壤。土壤有机质泛指土壤中来源于生命的物质，含有各种营养元素，是土壤微生物生命活动的能源物质，参与土壤水、气、热等的肥力因素的调节，对土壤理化性质有明显的作用10。调查结果显示，云南省主要菠萝蜜种植园平均有机质29.67 g/kg，含量 80%的土壤有机质高于 20 g/kg；说明大部分土壤有机质含量都比较丰富，仅勐海 孙寅虎 等 云南省菠萝蜜主要种植园土壤肥力调查及评价 -13-县打洛镇和元江有机质含量较低，可以增施有机肥，为菠萝蜜生长创造良好的条件。在菠萝蜜生产中，果农为了快速生长及获得优质高产的菠萝蜜果实，一般会补充大量的肥料和水分。目前，果农施肥普遍是凭借经验，盲目施肥，养分供给不合理，造成土壤养分不平衡。调查发现，土壤中碱解氮、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效锰、有效铜、有效铁含量十分丰富；而有效磷含量分布及其不均，每个地区含量不一，勐海镇勐纳老寨和勐满农场八分厂六队含有效磷过低，急需补施磷肥，否则将影响作物的正常生长及菠萝蜜的产量，甚至降低菠萝蜜的品质；有效锌含量仅元江地区缺乏，其它地区含量丰富或较丰富；有效硼含量整体偏低，可以增施硼肥，其它微量元素肥料控制施用或者不施用。微量元素缺乏时生长发育受到抑制，导致减产和品质下降，严重时甚至绝收；相反，过多则又会出现中毒现象，影响产量和质量。菠萝蜜种植园土壤质量评价是一个综合的过程。土壤肥力是土壤各项指标的综合表现，受多个因素影响，且各因素之间存在一定相关性，致使反映土壤肥力状况的若干个指标之间存在信息重叠。而主成分分析法可对多个因素进行降维分析，提取主成分，弱化变量之间自相关引起的误差，因此常用于评价不同类型土壤肥力12-13。本次主成分分析结果显示，提取的前 4 个主成分能反映本次研究所选取的 12 个土壤指标 80.3%的信息。因此，利用主成分分析法分析云南省主要菠萝蜜种植区土壤肥力是可靠的。按照主成分方差贡献率大小，碱解氮、速效钾、有效磷、有效锰、有效铜、有效锌含量是影响土壤肥力最主要的因素；其次，土壤 pH、交换性镁、交换性钙也是影响土壤肥力的几个重要因素；有效铁、有效硼也起着不可缺的作用。综上所述，云南省主要菠萝蜜种植园土壤肥力表现为：土壤弱酸性，土壤中有机质、碱解氮、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效锰、有效铜、有效铁含量十分丰富；有效磷含量分布及其不均；有效锌含量仅元江地区缺乏，其它地区含量丰富或较丰富；有效硼含量整体偏低。因此，建议大部分菠萝蜜种植园要注重土壤酸化的改良，对 pH较低的土壤撒施生石灰或者土壤调节剂，配施有机肥来维持或者提高土壤 pH；有针对性地采取平衡施肥措施，红河迤萨镇可以适当增施氮肥；勐海镇勐纳老寨和勐满农场八分厂六队含有效磷过低，急需补充磷肥；元江地区可以适当增施氮肥；全省可以增加硼肥的施入量，以保证土壤养分的平衡，使果园健康发展。影响土壤肥力属性的指标很多，选定指标是土壤肥力评价的核心，直接关系到评价结果的客观性9。本研究选取的 12 个评价指标是基于试验的实际情况和前人对土壤肥力分析研究，还具有一定的局限性。今后还需进一步增加土壤类型、气候状况、生长期及菠萝蜜产量、质量等重要指标研究，构建更全面的菠萝蜜种园土壤肥力评价体系。参考文献 1 苏兰茜,白亭玉,吴刚,等.菠萝蜜栽培研究现状及发展趋势J.热带农业科学,2019,39(1):10-15+41.2 吕飞杰,彭艳,陈业渊,等.我国菠萝蜜生产现状及发展优势分析J.中国热带农业,2012(2):13-15.3 高爱平,李建国,陈业渊.菠萝蜜对环境条件的要求J.世界热带农业信息,2003(6):26-27.4 白亭玉,吴刚,郝朝运,等.海南菠萝蜜种植园土壤与叶片微量元素含量分析研究J.热带农业科学,2017,37(7):1-5+22.5 孙燕,杨建峰,谭乐和,等.菠萝蜜高产园土壤养分特征研究J.热带作物学报,2010,31(10):1 692-1 695.6 全国土壤调查办公室.中国土壤普查技术M.北京:农业出版社,1992:87.7 杨绍琼,陈伟强,李宗凯,等.云南省高原特色香蕉主产区土壤肥力状况评价J.南方农业,2019,13(24):181-184.8 赵瑞芬,程滨,滑小赞,等.基于主成分分析的山西省核桃主产区土壤肥力评价J.山西农业大学学报(自然科学版),2020,40(6):61-68.9 张亚鸽,史彦江,吴正保,等.基于主成分分析的枣园土壤肥力综合评价J.西南农业学报,2016,29(5):1 156-1 160.10 沈其荣.土壤肥料学通论M.北京:高等教育出版社,2001.11 谭乐和.菠萝蜜高效生产技术M.北京:中国农业出版社,2012.12 叶少萍,李铤,张俊涛,等.基于主成分分析的古树土壤肥力综合评价J.生态科学,2022,41(1):196-205.13 赵瑞芬,程滨,滑小赞,等.基于主成分分析的山西省核桃主产区土壤肥力评价J.山西农业大学学报(自然科学版),2020,40(6):61-68.（责任编辑 林海妹）