封面文章 | 阳山水蜜桃园肥料投入及不同种植年限土壤养分累积现状

学术   科学   2024-01-19 11:00   江苏  
作者:杨广,汪玉,王慎强,赵旭
单位:土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所);中国科学院大学

卷期:《土壤学报2023年第60卷第6

太湖流域是我国桃树四大种植基地之一,已经形成以国家地理标志产品阳山水蜜桃品牌的特色种植业模式。但在其生产过程中,大量施肥、管理粗放导致了养分流失而加剧面源污染、土壤酸化和果品品质下降等突出问题,因此桃园土壤、肥料优化管理对其产业的可持续发展具有重要意义。本论文以太湖阳山水蜜桃不同种植年限桃园为调查研究对象,通过实地问卷调研结合室内土壤样品的测定,摸清了水蜜桃园的肥料投入结构,分析了桃园土壤养分丰缺状况及生态化学计量特征。

1 桃园不同时期的养分投入及主要施肥方式

Fig. 1 Nutrient inputs and fertilization methods in peach orchards at different growth stages

调查研究结果表明:太湖流域桃园养分投入的基追比约为:4.5:2:1:1(图1),基肥及花期追肥采用有机无机配施,坐果期和果实膨大期为单施化学肥料。坐果期及果实膨大期为集中降雨时期,在雨前或者雨后施肥,肥料养分易随地表径流或者淋溶进入水体,降低了肥料利用率。该调查区域桃园总体氮、磷、钾投入量为N 527 kg·hm-2、P2O5 362 kg·hm-2、K2O 545 kg·hm-2,远超过当地年均产18 t·hm-2果实的养分吸收量(表1),从而导致超过60%的氮、钾和40%的磷养分盈余在土壤中。    

表1 太湖流域桃园养分投入及表观盈余量
Table 1 Annual nutrient inputs and apparent surplus of peach orchards in Taihu Lake Region

随着种植年限的增加,果园0~20 cm20~40 cm土层土壤pH显著降低,土壤酸化不断加剧。种植年限>10年的桃园土壤pH已经达到了强酸性水平(图2)。同时随着种植年限的增加,土壤养分等级水平不断攀升,种植年限>10年的桃园不同土层养分皆以达到了丰富或极丰富以上水平(图2)。

不同种植年限桃园表层及深层土壤pH、养分等级

Fig. 2  Soil pH and nutrient status in 0-20 cm and 20-40 cm soil layers of different cultivated-year peach orchards

2 不同种植年限桃园土壤CNP的生态化学计量比特征

Table 2 Characteristics of soil CNP stoichiometry in peach orchard with different cultivation years 

注:不同小写字母表示同一土层深度处理间差异显著(P<0.05)。Note: The different lowercase letters indicate significant

此外,随着养分的不断投入,由于氮比磷在土壤中的迁移、淋洗能力强,导致了桃园土壤N:P随种植年限的增加不断降低(表2)。由于果农施用化学肥料省工省时,导致有机养分投入的比例偏小,导致有机碳在土壤中的累积速度低于氮磷的累积速度,最终导致C : N、C : P随种植年限不断降低(表2)。    

 

结论

随着种植年限的增加,果树生长需要的养分也越来越多,养分的投入量加大,但化肥施用占主导地位,导致了土壤酸化趋势明显加剧。土壤氮磷钾养分不断累积,不同种植年限桃园养分含量呈现显著的空间异质性,C:NC:P随种植年限不断降低。土壤养分的累积将加大径流和淋溶流失的风险,增加面源污染负荷。进一步研究水蜜桃园养分的优化投入和阻控氮磷流失的技术措施是该地区果园可持续管理的重要环节。

作者简介

 
博士中科院南京土壤研究所研究员  
 土壤与肥料资源高效利用国家工程中心学术委员,曾任土壤养分管理国家工程实验室主任。长期从事土壤环境化学、土壤养分管理与面源污染研究工作,主要研究领域包括:(1农田氮磷循环与农业面源污染控制;2新型肥料的农学及环境效应评价3高值生态农业模式。作为主持人,已承担完成国家自然科学基金、科技计划(重点研发专项、科技支撑计划、行业专项、中科院STS等)课题多项,发表论文70多篇,其中SCI论文50余篇,获授权发明专5项。作为主要作者,出版了专著《论中国农田氮素良性循环》,参与编写专著5部。作为“土壤重金属污染及修复原理研究”成果主要完成人获得中国土壤学会一等奖。

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