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梁平柚(Citrus maxima (Burm.) Merr. cv. Liangping Yu)产于重庆市梁平区，与广西沙田柚和福建文旦柚并称为中国三大名柚，其果实硕大，芳香浓郁，汁多味甜，营养丰富，被称为“天然水果罐头”[1].然而，梁平柚属地方性水果，其科学管理和经营技术薄弱，相关研究缺乏，并且柚子果实生长期长，需肥量大，多数柚农为提高产量盲目施用化肥，导致柚果品质和口感下降，严重影响梁平柚产业的健康发展.因此，科学合理施肥，提高柚子产量和品质是梁平柚产业发展亟待解决的重要问题.
土壤养分的缺失和不平衡，易导致树势减弱，影响产量和品质.而盲目和过量施肥不仅造成肥料大量流失，增加经营成本，还对生态环境造成不利影响.只有掌握果园土壤养分状况和肥力大小，才能科学有效地指导果园施肥，维持土地生产力，促进果园可持续经营[2-3].国内外有关果园土壤养分调查和评价已有较多研究，但由于气候、土壤条件和栽培管理的不同，各地果园土壤养分状况差异较大.如巴西西北部柑桔园土壤主要缺乏Ca，Mg，Zn[4]；印度柑橘园土壤的主要养分限制因子为N，K[5]；我国广东的荔枝园土壤有机质、碱解氮和有效钙质量分数均较低[6]；山东苹果园土壤有机质质量分数缺乏，氮、磷、钾质量分数在各个土层间差异显著[7].而有关梁平柚产区的土壤养分和肥力调查还未见报道.因此，本研究通过采集梁平柚主要产区土壤，分析土壤养分质量分数及综合肥力情况，旨在为指导梁平柚果园合理施肥、提高果实产量和品质提供科学的依据.
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梁平区位于重庆市东北部，界于东经107°24′~108°05′，北纬30°25′~30°53′之间.全区东西横跨65.35 km，南北纵贯52.1 km，东邻万州区，西连四川省大竹县，南靠忠县、垫江县，北接达州开江县，幅员面积1 892 km2.属暖湿亚热带季风气候区，年平均气温16.6 ℃，年均无霜期282 d，年均日照1 336.4 h，常年降水量1 000~1 400 mm.全区土壤以灰棕紫色水稻土、红棕紫色水稻土、老冲积黄泥水稻土、灰棕紫泥土和红棕紫泥土最多.良好的地理位置、气候资源和土壤条件非常适合梁平柚的生长.
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选择梁平区梁平柚产出大镇作为采样区域，包括合兴镇、明达镇、荫平镇、大观镇、金带镇、虎城镇6大产区.各地基本情况见表 1.采样时间为2017年11月下旬.采样部位均选择在柚树滴水线附近(避开施肥点)，去掉表土层的枯枝落叶，采集0~40 cm土壤混合样，每个调查点采集5个样品(共30个样品)，每个样品均按照“S”形多点取样法，混匀后用四分法保留1 kg，带回室内进行风干、碾磨、过筛处理后保存待测.
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土样测定指标包括pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、有效钙、镁、硼、锌、铁、锰、铜等指标.土壤pH值测定采用pH计法；有机质测定采用重铬酸钾外加热法；全氮测定采用半微量凯氏定氮法；全磷测定采用NaOH熔融钼锑抗比色法；全钾测定采用NaOH熔融原子吸收分光光度计法；碱解氮测定采用NaOH碱解扩散法；有效磷测定采用碳酸氢钠浸提钼蓝比色法；速效钾测定采用乙酸铵浸提原子吸收分光光度计法；有效钙、镁采用NH4 OAc交换法；有效铁、铜、锰、锌采用虎城I浸提-原子吸收分光光度法；有效硼采用沸水浸提-姜黄素比色法[8].
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采用改进后的内梅罗综合指数法进行综合评价[9-10]，选取了pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾8个指标作为参比项综合反映土壤的肥力状况.首先，对上述参数进行标准化处理，以消除各参数间量纲的差别.计算公式如下：
式中：pi为分肥力系数；ci为该属性测定值.参照全国第二次土壤普查养分质量分数分级标准[11](表 2，取值范围包括后值)设置各属性分级标准值(xa， xc，xp)(表 3).此外，土壤pH分级标准值的确定参考前人的研究[12]，当土壤pH值在柚子最适范围5.5~6.5时，pi=3；pH值在适宜范围4.5~5.4和6.6~7.5时，pi=2；pH值为＜4.5或＞7.5不适范围时，pi=1.该方法使同一参数间的可比性增强，且同一级别各属性的分肥力系数比较接近，可比性高，当测定值超过好的标准时，分肥力系数不再提高，反映出作物对土壤属性的要求不是越高越好的实际[10].
采用改进后的内梅罗公式加以计算：
式中：p为土壤综合肥力；pi平均，pi最小为土壤各属性分肥力系数中的平均值和最小值；n为参评的土壤指标个数.上式用pi最小代替了原内梅罗公式中的pi最大，加上修正项(n-1)/n，该式一方面突出了土壤属性中最差一个对肥力的影响，另一方面增加了修正项之后，其评价结果的可信度增加.根据内梅罗公式求得的土壤肥力系数，并将土壤进行肥力分级(表 4，取值范围包括前值).
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采用Excel 2010进行数据统计并制图，SPSS 19.0软件进行方差分析.
1.1. 研究区概况
1.2. 土壤样品采集
1.3. 土壤指标测定
1.4. 土壤肥力评价方法
1.5. 数据分析
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如图 1所示，梁平柚6个主要产区土壤pH值的变幅为4.72~7.51，从高到低依次为荫平，合兴，明达，虎城，大观，金带.根据土壤酸度分级标准[13]，pH＜5.0的土壤为极强酸性土壤，而大观和金带两地土壤pH值均小于5，已严重偏酸.如图 2所示，梁平柚各产区土壤有机质的质量分数变幅为7.45~20.38 g/kg，从高到低依次为合兴，虎城，金带，荫平，大观，明达.参照全国第二次土壤普查土壤养分质量分数分级标准(表 3)，各产区土壤有机质的质量分数总体上处于中等和低水平，其中明达最低，处于低水平.因此在梁平柚的栽培管理上应加强有机肥的施用，以提高土壤有机质，改良土壤品质.
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如表 5所示，梁平柚各大产区土壤全氮和碱解氮质量分数变幅分别为0.48~0.98 g/kg和37.42~69.92 mg/kg，其中全氮质量分数从高到低依次为合兴，金带，虎城，明达，荫平，大观，参照全国第二次土壤普查土壤养分质量分数分级标准，各产区土壤全氮质量分数总体处于中下及以下水平，尤其是大观处于很低水平；碱解氮质量分数从高到低依次为虎城，大观，合兴，金带，荫平，明达，前3地处于中下水平，而后3地处于低水平.各大产区土壤全磷和有效磷质量分数变幅分别为0.29~1.49 g/kg和12.73~50.19 mg/kg，其中全磷质量分数从高到低依次为虎城，荫平，明达，合兴，大观，金带，总体上各产区土壤全磷质量分数处于中等及以上水平，仅金带处于低水平；同样各产区有效磷质量分数也相对较高，总体上均处于高水平，仅合兴处于中上水平.各大产区土壤全钾和速效钾质量分数变幅分别为12.79~24.76 g/kg和49.45~106.79 mg/kg，其中全钾质量分数从高到低依次为明达，合兴，荫平，虎城，大观，金带，总体上各产区土壤全钾质量分数处于中上及以上水平，尤其是明达，合兴和荫平3地处于高水平；但各产区速效钾质量分数相对较低，仅大观处于中上水平，其余5地均处于中下及以下水平.
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由表 6可知，梁平柚各产区土壤有效钙和有效镁质量分数变幅分别为2.41~5.69 g/kg和0.13~0.84 g/kg，其中各产区有效钙质量分数均大于2 g/kg，参照全国第二次土壤普查中微量元素质量分数分级标准(表 7，取值范围包括后值)，有效钙质量分数处于很高的水平，而各产区有效镁质量分数均大于0.1 g/kg，同样处于高水平.各产区土壤有效铁和有效铜质量分数变幅为5.16~27.74 mg/kg和0.31~2.33 mg/kg，二者在各产区均处于中等及以上水平，其中合兴和金带两地分别处于高和很高水平.各产区土壤有效锰质量分数变幅为3.90~20.09 mg/kg，总体上处于中等及以下水平，尤其是荫平达到很低水平.各产区土壤有效锌质量分数变幅为0.75~3.76 mg/kg，质量分数水平差异性较大，合兴和荫平两地处于低水平，大观，明达和虎城3地处于中等水平，仅金带一地处于高水平.各产区土壤有效硼质量分数变幅为0.26~0.54 mg/kg，总体上处于中等及以下水平.各产区土壤有效钼质量分数变幅为0.13~0.23 mg/kg，总体上处于中等及以上水平，尤其是大观和明达处于高水平.
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综合梁平区合兴镇、明达镇、荫平镇、大观镇、金带镇、虎城镇6个主要产区土壤各营养元素质量分数情况，得出梁平柚产区总体土壤养分特征，如表 8.总体上，梁平各产柚区土壤肥力状况不平衡，差异较明显.变异系数是衡量一组数据中各个检验值相对离散程度的一种特征数.一般情况下，当变异系数小于10%时，表明变量具有较弱的空间变异性；当变异系数在10%~100%时，表明变量具有中等的空间变异性；当变异系数大于100%时，表明变量具有较强烈的空间变异性.梁平柚各产区总体土壤养分变异系数在13.1%~69.8%之间，属中等变异强度.其中又以全磷、有效镁、有效铁、有效铜和有效锌质量分数变异强度相对较大，其最大值与最小值之间相差几倍到十几倍，说明这几项指标质量分数在梁平柚各主要产区具有较大的差异性.
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选取土壤pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾8个指标对梁平柚主要产区土壤肥力进行定量化综合评价，结果见表 9.各产区土壤综合肥力系数变幅在0.94~1.27，综合肥力均为Ⅲ级，属一般肥力水平.而梁平柚产出较大，每年从土壤带走大量的矿质营养，因此对于各产区土壤缺失的营养应及时补充，以促进梁平柚的丰产和品质改善.修正的内梅罗公式突出了最差因子对土壤肥力的影响，反映了生态学中植物生长的最小因子定律.总体上梁平柚各产区有机质、全氮、碱解氮和速效钾的肥力系数较其他指标偏小，说明有机质、氮、钾是限制梁平柚产区土壤肥力的主要因子，在梁平柚的施肥上应加强这些限制因子的管理和提高.
2.1. 梁平柚主要产区土壤pH值及有机质的质量分数
2.2. 梁平柚主要产区土壤大量元素质量分数
2.3. 梁平柚主要产区土壤中微量元素质量分数
2.4. 梁平柚主要产区总体土壤养分统计学特征
2.5. 梁平柚主要产区土壤肥力综合评价
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土壤肥力状况是确定果园来年产量及高效平衡施肥的重要依据[14-15].通过对梁平柚主要产区土壤基本养分的分析研究，发现各产区各土壤营养指标质量分数情况差异明显，变异系数在13.1%~69.8%之间，达到了中等变异强度，其中又以全磷、有效镁、有效铁、有效铜和有效锌质量分数差异最大，其最大值与最小值之间相差数倍，这可能与各产区地理环境和经营方式不同有关.对于这几项指标，在平衡施肥配施肥料时应注意当地土壤的水平情况，做到因地制宜.
具体来看，大部分产区土壤pH值基本在梁平柚生长的适宜范围内，呈微酸性或中性，但大观和金带两地土壤pH值均小于5，已严重偏酸，究其原因可能是长期施用化肥所致.而土壤过酸会严重影响土壤各养分的有效性及土壤各酶活性与微生物活力，从而影响树体生长和来年产量[16-17]，因此该两产区急需进行土壤酸度改善.土壤有机质是反映土壤肥力的重要指标，梁平柚产区有机质质量分数变幅为7.45~20.38 g/kg，总体上处于中等偏下水平，这是重庆大部分果园的有机质质量分数特征，并且随着化肥施用年限的增加，土壤有机质的质量分数可能还会逐年下降.全氮、全磷、全钾是指土壤中所含的植物可利用和不可利用的各种形态的氮、磷、钾总量，碱解氮、有效磷、速效钾是土壤中可以被植被直接利用的氮、磷、钾.梁平柚各产区土壤全氮、碱解氮、速效钾质量分数总体处于中下及更低水平，但全磷和有效磷质量分数却较为丰富，其质量分数总体达到中上及更高水平，可能是由于近几年柚农施用的复合肥中磷质量分数较高，施入土壤不易移动，且当季利用率低，所以富集于土壤中.总体看来，梁平柚主要产区土壤3大重要营养元素以氮和钾较为缺乏，而磷较为丰富.
植物对微量元素的需求量较少，但它们对植物生长发育的作用与大量元素是同等重要的，当某种微量元素缺乏时，作物生长发育会受到明显影响，产量降低，品质下降[18-19].通过分析梁平柚主要产区土壤有效态微量元素质量分数，总体上钙、镁、铁、铜、钼均处于中等及较高水平，仅锰、锌、硼质量分数较低.可见对于梁平柚主要产区施肥不仅要着重于氮、磷、钾，还应适当配施锰、锌和硼，以更好地促进柚树生长和结实.一般来说，在有机质质量分数丰富的土地中，有效态微量元素质量分数相对较高.因为较多的微量元素能够溶解在有机物分解产生的有机酸中，同时有机物也有助于减少土壤颗粒对微量元素离子的吸附作用，因此微量元素被固定的机会大大降低[20-21].此外土壤中的有机酸能够带动微量元素在根系部分的运移，从而增加微量元素的有效性，因此适当使用有机肥可以改善土壤有效态微量元素的质量分数水平[22].
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有机肥与无机肥相结合是培肥果园的最佳施肥措施，单施有机肥或有机肥比例过大，虽对土壤有良好的改良作用，但有效态氮、磷、钾等大量元素不足，不能及时和充分供给果树需要.而单施无机肥，虽然能提供较多的有效养分，但利用率不高，过多施用会严重影响土壤理化性状[23-25].本研究采用改进后的内梅罗综合指数法对梁平柚主要产区土壤进行了肥力综合评价，得出综合肥力均为Ⅲ级，属一般肥力水平，且有机质、氮和钾是限制其土壤肥力的主要因子，因此在将来的施肥中需偏重氮肥与钾肥的用量，同时应与有机肥、锰、锌、硼等微肥进行配施，并结合实际情况，根据土壤pH值进行酸碱互调，做好平衡施肥工作，以达到培肥土壤和促进果树生长结果的双重良好作用.