植物营养与肥料学报   2018, Vol. 24  Issue (2): 479-488 
0
PDF 
陕西省商洛核桃产区施肥现状评价
张齐1,2, 同延安1,2 , 杜春燕1,2, 刘高远1,2, 左玉环1,2    
1. 西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌 712100;
2. 农业部西北植物营养与农业环境重点实验室,陕西杨凌 712100
摘要: 【目的】 了解商洛核桃园施肥情况,诊断评价商洛核桃产区施肥状况,提出合理施肥量和养分管理建议。【方法】 2014、2016两年调查511个果园的生产和养分管理现状,分析187个果园土壤养分状况,结合该区域核桃施肥文献、土壤养分测定结果对施肥现状进行综合评价。【结果】 商洛地区核桃园果农户均面积0.28 hm2,产量1245.4 kg/hm2;2014、2016年果农施用有机肥的养分量占总养分投入量的21.6%和20.0%,未施用有机肥农户分别占总调查农户的34.5%和12.7%;2014年化肥N、P2O5、K2O投入量依次为 (189.1 ± 111.1) kg/hm2、(114.8 ± 61.1) kg/hm2、(56.9 ± 72.5) kg/hm2;2016年相应提高为 (222.4 ± 115.1) kg/hm2、(153.7 ± 80.8) kg/hm2、(77.4 ± 91.1) kg/hm2。随着施肥量的增加,调查区土壤速效氮、速效磷由2014年的 (19.02 ± 3.72) mg/kg、(16.42 ± 4.50) mg/kg显著提高到2016年的 (24.78 ± 5.12) mg/kg、(22.16 ± 4.40) mg/kg;2014、2016年调查区化肥氮投入量合理比例分别为15.0%、22.6%,不足比例为74.5%、59.5%;P2O5投入合理的比例为39.4%、33.9%,不足比例为44.0% 、27.3%,过量比例为16.6%、38.4%;K2O投入合理的比例为8.3%、13.5%,不足比例高达86.2%、74.5%;有机肥合理比例为38.7%、39.2%,不足比例为61.3%、60.8%。调查区基肥以有机肥为主,追肥以尿素为主;商洛地区核桃园盛果期化肥投入最佳量应为N 220~270 kg/hm2、P2O5 110~140 kg/hm2、K2O 150~190 kg/hm2,有机肥投入氮最佳量应大于77 kg/hm2。【结论】 调查区核桃园应适时追施氮肥,钾肥投入严重不足,磷肥呈现过量化趋势;农户忽视追肥,施肥结构不合理。今后该区域果园养分管理中,应大力改善氮、钾养分比例,合理引导磷肥的科学施用,减少养分损失带来的面源污染;最后还应该重视追肥次数和微量元素投入。
关键词: 核桃     商洛     养分管理     施肥评价    
Evaluation of current fertilization status in walnut orchards of Shangluo District, Shaanxi Province
ZHANG Qi1,2, TONG Yan-an1,2 , DU Chun-yan1,2, LIU Gao-yuan1,2, ZUO Yu-huan1,2    
1. College of Resources and Environmental Science, Northwest A&F University, Yangling 712100, China;
2. Key Laboratory of Plant Nutrition and the Agri-environment in Northwest China, Ministry of Agriculture, Yangling 712100, China
Abstract: 【Objectives】 For improving nutrient management, determining the optimum baselines of nutrient input in walnut production, the authors have thoroughly evaluated the fertilization behaviors of producers in Shangluo District, one of the walnut main production areas based on a complete survey and field investigation. 【Methods】 More than 511 walnut orchards were investigated and clarified in 2014 and 2016, simultaneously soil samples at 0–20 cm depth were collected in 187 of the 511 orchards. The basic data were used to improve the current fertilizer management and to evaluate the soil fertility in Qinba Mountainous area, Shaanxi Province. 【Results】 The average area of walnut orchard was 0.28 hm2 per farmer and the annual total walnut yield was 1245.4 kg/hm2 in the area. The N, P2O5 and K2O inputs were (189.1 ± 111.1) kg/hm2, (114.8 ± 61.1) kg/hm2 and (56.9 ± 72.5) kg/hm2 respectively in 2014, and (222.4 ± 115.1) kg/hm2, (153.7 ± 80.8) kg/hm2, (77.4 ± 91.1) kg/hm2 in 2016. Most of the orchards were lack of organic fertilizer input. The soil available N, P and K contents increased as the chemical nutrient input. The soil available P was increased significantly from (16.42 ± 4.50) mg/kg in 2014 to (22.16 ± 4.40) mg/kg in 2016. For the walnut orchard established more than 8 years, the rectified recommended N, P2O5 and K2O input should be (220–270) kg/hm2, (110–140) kg/hm2 and (150–190) kg/hm2 respectively, with the N∶P2O5∶K2O ratio of 1∶0.5∶0. 7 and the organic N input > 77 kg/hm 2. In 2014 and 2016, there were 15.0% and 22.6% of the orchards in which the N input were reasonable, and 74.5% and 59.5% did not input enough; 39.4% and 33.9% of the orchards were reasonable for P2O5 inputs, and 44.0% and 27.3% were not enough, and 16.6% and 38.4% were over applied; there were 8.3% and 13.5% of the orchards whose K2O inputs were proportional, and as high as 86.2% and 74.5% were not enough; there were 38.7% and 39.2% of the orchards whose organic fertilizer inputs were appropriate, and 61.3% and 60.8% were not enough. Demonstration for nutrient management should be strengthened in this district such as for basal fertilizers, adequate organic manure, while for topdressing, supplementary N in the right time. 【Conclusions】 In general, nitrogen fertilizer should be topdressed in right time in walnut orchards, and potassium fertilizer was heavily inadequate; while phosphorus nutrient was abused recently, and that indicating an environmental risk; compost or manure should be more and wildly used in walnut orchards. Moreover, altering the ammonium bicarbonate into urea or other long-releasing N-fertilizer for basal fertilizer, and more topdressing application as well as some trace nutrients should also be used in the right time.
Key words: walnut     Shangluo District     nutrient management     fertilization evaluation    

核桃是世界四大坚果之一,且有很高的生态和经济效益[1]。中国核桃产量居世界首位[2],而陕西省产量在中国名列第二。商洛核桃产区是秦巴山区的典型代表,受国家地理标志保护,享有全国唯一的“中国核桃之都”之称;种植面积和产量分别占陕西省的21.4%和31.3%[3],年产量居全国地级市第一。商洛地貌为以低山为主体的土石山区,核桃园土层较浅,加之降雨充沛,易造成水土资源和养分的大量流失。由于土壤瘠薄,施肥显著影响土壤养分,是核桃增产的主要措施[45]

不同养分配比、肥料种类选择对核桃产量、品质影响及关于核桃园土壤肥力评价已有不少报道。如陕南地区当N、P2O5、K2O比例为1∶1∶2,配施一定量骨粉和酵菌素,核桃产量可高达526.7 kg/hm2[6];而在南疆氮、磷、钾比例升高为2∶2∶1时,核桃干周增长量、新稍粗度、产量最大[7]。长期微肥定位试验表明,每株分别土施B、Zn、Cu 25 g、25 g、10 g,核桃叶片B、Zn含量和花粉活力较不施肥处理显著提高,果实产量可提高46.7%[8]。不同氮素形态对核桃生理和生殖生长均有不同影响,NH4+-N和NO3-N配施比例为1∶1时能够促进核桃根系发育、提高净光合速率[9];NO3-N和酰胺态氮[CO(NH2)2]结合能明显增加果实产量;单施CO(NH2)2可以持续供给氮素,核仁粗脂肪含量显著高于单施碳酸氢铵[10]。土壤肥力直接关系核桃生产效益,同时也间接反映了当地的施肥状况。用内梅罗指数法对宜君县核桃园土壤进行评价,发现区域内土壤全氮、速效磷IFI系数属于低肥力水平,其原因除了成土母质外还与农民疏于施用化肥、有机肥有关[11]。Pini等[12]调查意大利火山土壤核桃园,发现生草和施用有机肥的核桃园,土壤有机碳、土壤速效养分及核桃产量、品质高于其他果园。

然而,上述施肥研究多限于微观层面,基于核桃主产区区域尺度的施肥状况、存在问题的评价鲜有报道。本研究通过土样采集、实地走访结合问卷调查数据对商洛核桃产区养分管理现状进行评价,探究果农养分管理中存在的问题,提出了合理的施肥量,这对陕西省乃至全国核桃生产也具有重要意义。

1 材料与方法 1.1 研究区概况

研究区位于陕西省商洛市,属秦岭南麓秦巴山区 (E 108°34′15″~111°01′54″,N 33°05′48″~34°26′40″),面积为19580.8 km2[13]。受秦岭庇护,冬无严寒、夏无酷暑、雨热同季,属温带大陆性季风气候[14],年平均气温7.8~13.9℃,年平均降水量710~930 mm,日照1860~2130 h,土壤类型丰富,主要为褐土、棕壤、黄棕壤,其次为潮土和紫色土等[1516],适宜核桃栽种,是中国核桃优质产区。目前,核桃产业发展迅猛,核桃种植面积覆盖全市98个镇,核桃园面积为20.57万hm2

1.2 调查方法与土样采集 1.2.1 调查方法与内容

2014年和2016年10至12月,果实收获后随机选取该区域内有代表性核桃园,采用实地调研和问卷方式调查了果园的生产和养分管理现状。2014年共调查了193个果园,2016年调查了318个果园,基本上覆盖了整个研究区域 (图1)。调查内容主要包括:果园立地情况,核桃主栽品种、栽种密度、树龄、挂果年限,施肥时期、施肥方法、施肥量、肥料种类,果实产量及影响产量的主要因素 (包括霜冻、病虫害、施肥) 等。

图1 商洛市核桃园调查分布图 Fig. 1 Sketch map for location of surveyed orchards
1.2.2 土壤样品采集

土壤样品采自调研果园,样本果园187个,其中2014年79个,2016年108个。在对应的核桃树冠滴水线附近,用土钻取0—20 cm深的剖面,每个地块土壤样品“S”形布点 (10点) 采集,混合土样四分法留取1.0 kg左右,风干处理后备用。

1.3 土壤养分含量测定方法和肥料养分计算

速效氮 (AN) 采用1 mol/L KCl浸提,AA3型连续流动分析仪测定 (本文中所指速效氮为硝态氮和铵态氮之和);全氮 (TN) 采用半微量凯氏定氮法测定;有效磷 (AP) 采用0.5 mol/L碳酸氢钠提取,钼锑抗比色法测定;速效钾 (AK)采用CH3COONH4浸提后火焰光度计测定;有机质 (SOM) 采用重铬酸钾–浓硫酸容量法测定[17]

化肥养分投入根据实际调查的果园施肥量和肥料产品中标示的养分含量计算;有机肥养分投入量根据《中国有机肥养分志》提供的标准计算。

1.4 数据整理和统计分析

采用Excel 2016和SPSS 12.5进行,图形的绘制采用ArcGIS 10.2和Sigmaplot 13.0软件进行。

2 结果与分析 2.1 核桃园概况和土壤养分状况

表1可知,因当地为土石山区,调查区户均果园面积均较小,平均仅为0.28 hm2,因此农户缺乏探究科学施肥的动力;这与本课题组在陇县地区调研发现的情形不同,陇县核桃栽种户户均面积约0.67 hm2,是商洛的2倍以上,果农普遍重视果园养分管理。核桃喜阳喜肥,近年来果农普遍扩大果树的株行距,减小栽植密度,充分提高核桃树光合效率,从最初的675株/hm2减至330株/hm2。调查区核桃园栽植年限最长为24 a,大部分集中在8~16 a,处于盛果期;虽然研究区核桃品种较多,但以‘香玲’和‘辽核’系列为主,占73.8%,其他品种仅为26.2%。果园平均产量为1245.4 kg/hm2,不同品种间产量差异不明显,香玲核桃产量相对较高,为 (1330 ± 175) kg/hm2。另外调查区有45.0%的果园分布于沟谷地,28.3%果园分布在4~45°的坡地,还有26.7%的果园分布在台地。此外,影响核桃生产的因素除了施肥还有霜害等。

核桃园土壤养分析结果 (表2) 显示,2014年核桃园土壤速效氮含量为19.02 mg/kg,有效磷含量为16.42 mg/kg,2016年土壤速效氮、有效磷的含量显著提高,分别为24.78 mg/kg、22.61 mg/kg。调查区土壤有机质、全氮和速效钾没有显著提高。根据调研,该区自2014年后大力推行科学建园项目,当地政府鼓励农民合理施肥,并给每户补贴一定量的化肥和鸡粪,速效氮、有效磷的提高很有可能是因为该区域农户提高了肥料的投入造成,当然这种差异也可能由于土壤本底差异造成,因此可以加大土壤采样量做进一步深入研究。

表1 调查区核桃园的基本情况 Table 1 Status of investigated walnut orchards in Shangluo District
表2 调查区核桃园2014、2016年土壤养分含量 (0—20 cm) Table 2 Soil nutrient contents of survey area in 2014 and 2016 (0–20 cm)
2.2 核桃园养分投入现状 2.2.1 有机肥施用状况

2014年调查的193个点中,未施用有机肥的果园比例为34.5%,2016年该比例大幅下降,调查的318个果园中未施有机肥的比例仅为16.4%,其原因是政府对施用有机肥进行财政补贴。

从施用有机肥果园来看,2014年果园有机肥总养分投入量为99.7 kg/hm2,占果园总养分投入量的21.6%,其中有机肥N、P2O5和K2O养分投入量分别为 (53.6 ± 17.2) kg/hm2、(16.7 ± 4.5) kg/hm2 和 (29.4 ± 9.2) kg/hm2。2016年果园有机肥总养分投入量较2014年均有所增加,为113.7 kg/hm2,占果园总养分投入量的20.0%,其中有机肥N、P2O5和K2O养分投入量分别为 (61.5 ± 11.2) kg/hm2、(18.9 ± 5.3) kg/hm2 和 (33.3 ± 8.3) kg/hm2 (表3)。2014、2016年果园有机肥K2O养分投入比例分别为34.1%和30.8%,高于果园有机肥N、P2O5投入比例,调查区钾养分在更大程度上依赖于有机肥。

表3 2014和2016年调查区核桃园有机肥养分投入量及其占总养分投入比例 Table 3 Nutrient inputs and their ratios from manure in Shangluo Region in 2014 and 2016
2.2.2 化肥施用状况

平均511个果园中化肥养分投入,N用量的变幅为10~680 kg /hm2,平均为 (209.8 ± 114.8) kg/hm2;P2O5用量的变幅在4~393 kg/hm2,平均为 (139.0 ± 76.3) kg/hm2;钾肥用量变幅为0~378 kg/hm2,平均为 (69.6 ± 85.1) kg/hm2

调查区2014、2016年化学肥料养分投入状况表明,2016年化肥N、P2O5和K2O养分平均投入量较2014年均有所上升,分别从189.1 ± 111.1 kg/hm2、114.8 ± 61.1 kg/hm2和56.9 ± 72.5 kg/hm2上升到222.4 ± 115.1 kg/hm2、153.7 ± 80.8 kg/hm2和77.4 ± 91.1 kg/hm2,分别增加了14.9%、33.8%、36.0% (图2)。

图2 2014和2016年商洛核桃产区化学肥料养分投入量 Fig. 2 N, P2O5, K2O inputs from chemical fertilizer in Shangluo Region in 2014 and 2016 [注(Note):矩形盒中间实线和虚线、两端边、箱外的上下边缘和点分别代表中位数、平均值、75%分值、25%分值、上限、下限及异常数值;2014年和2016年调查的果园数分别为193和318个The solid and dashed lines, lower and upper edges, bars and dots in or outside the boxes represent median and mean values, 75th and 25th, Whisker high or low limitation, and unnormal distribution of all data, respectively. The number of survey orchards was 193 and 318 respectively in 2014 and 2016.]
2.3 商洛市核桃施用肥料品种状况

商洛市核桃除养分投入量不同之外,肥料品种施用差异也较大。由表4可以看出,核桃园以有机肥为主要基肥,占施肥农户的79.1%;碳酸氢铵占64.7%,磷酸二铵占56.3%。追肥以尿素为主,占67.2%;其次为有机肥占35.2%。追肥农户中分别有9.3%、7.2%喷施了钾肥和锌肥,说明少数农户意识到叶面肥和微量元素在核桃增产中起作用。

表4 主要肥料采用基施和追施的农户数及其在总调查农户中所占比例 Table 4 Number of households conducting basal or top dressing of fertilizers on walnut and their percentages in the total surveyed households in Shangluo Region
2.4 核桃产量与施肥量的关系

将两年调查的果园肥料养分投入量进行分级,并统计了对应的果实产量水平 (图3)。结果表明,随着化肥N、P2O5和K2O养分投入量的增加,果实产量呈现先增加后保持不变或先增加后降低的趋势,说明化肥氮磷钾投入呈现出报酬递减规律。

图3A可知,当氮肥用量低于300 kg/hm2范围时,随着施氮量的增加,果实产量呈现持续增加的趋势,且增幅较大。当氮肥用量为250~300 kg/hm2时,核桃产量达峰值1863 kg/hm2。当施氮量超过300 kg/hm2后,继续增加施氮量果实产量没有明显增加。从图3B可知,磷肥用量为125~150 kg/hm2时,核桃产量可达到相对较高值,过量施用磷肥后核桃产量出现下降趋势。说明调查区核桃园磷肥出现过量,产量并没有随磷肥用量增加而增加。由图3C可以看出,钾肥用量与核桃产量的关系和氮肥效果相似,当钾肥用量低于175 kg/hm2范围时,随着施钾量的增加,果实产量呈现持续增加的趋势,当施钾量超过175 kg/hm2后,继续增加施钾量,果实产量出现波动,总趋势保持不变。图3D表明,随着有机肥施用量的增加,产量呈现波动趋势,说明有机肥在提高核桃产量中并没有起到主导作用,有机肥的主要功能在于提升核桃品质和改良果园土壤微生物群落和酶活性[18]

图3 陕西商洛核桃产区不同肥料投入水平下的农户数和产量 Fig. 3 Walnut yield and household number under different nutrient input levels in the investigated orchards in Shangluo Region
2.5 调查区核桃园施肥状况评价 2.5.1 商洛市核桃园施肥量分级的确定

本研究通过调查分析商洛市核桃园实际养分投入量与产量的关系,结合该区域核桃施肥文献[1922],并参考核桃树养分吸收规律及土壤养分测定结果,最终确定该区域核桃园肥料的合理用量。文献关于核桃园有机肥投入量变幅较大,考虑到经济和运输成本,以有机肥提供氮养分量大于推荐化肥施氮量35%作为合理标准。从表5可知,年限在8 a以上核桃园,建议化学肥料施用量为:N 220~270 kg/hm2,P2O5 110~140 kg/hm2,K2O 150~190 kg/hm2;N∶P2O5∶K2O养分比例约为1∶0.5∶0.7;有机肥折合N当量应大于77 kg/hm2

根据养分投入量的分级方法和原则,将小于合理用量50%定义为“很低”,大于合理用量50%为“很高”,“合理”与“很低”之间为“偏低”,“合理”与“很高”之间为“偏高”。有机肥很低和偏低分级沿用化肥分级原则,不设偏高和很高标准。依据这一分级标准,商洛市核桃园施肥用量分级结果如表5

表5 商洛市核桃园施肥分级标准 Table 5 Classification standards of fertilization rates in walnut orchards of Shangluo Region
2.5.2 核桃园施肥状况评价

根据表5确定的核桃园施肥量分级标准,对调查区化肥和有机肥养分投入量进行总体分析与评价 (图4)。由图4可知,2014年化学氮肥投入合理比例仅为15.0%,不足比例高达74.5%。其中,氮肥投入偏低的比例占53.3%,很低比例为21.2%,说明调查区域核桃园氮肥投入量严重不足;磷肥投入合理的比例为39.4%,不足及过量比例分别为44.0%和16.6%,说明磷肥投入失调。钾肥投入合理比例仅占4.7%,不足比例高达86.2%,该地区2014年前很少施用钾肥,这与本课题组研究发现秦巴山区马铃薯、油菜、水稻钾投入比例不足一致[2325]。研究区果园有机肥投入不足比例为61.3%,其中很低比例占16.1%;合理比例占38.7%,调查区还应该增施有机肥。

同时,从图4中看出,2016年研究区果园各养分投入量均有增加。氮肥合理施肥比例提高到了22.6%,不足比例较2014年下降了15.1%,但依旧占59.4%。磷肥施用合理比例占33.9%,反而下降了5.5%,但过量比例增到38.4%,这是因为调查区农户在不减少习惯磷肥施用量基础上,增施了政府补贴肥料,造成了磷养分投入过量化趋势,因此有的区域应引导农户适当控制磷肥投入。钾肥合理比例提高到13.5%,说明政府补贴核桃专用肥和鸡粪后,情况有所好转,但总体钾肥投入量很低,还应补充。2016年有机肥合理施用所占比例并未有较大变化。

图4 2014年和2016年商洛市核桃园各养分不同投入水平所占比例 Fig. 4 Percentage of nutrient input levels in the walnut orchards in Shangluo Region in 2014 and 2016
3 讨论与结论 3.1 氮肥和钾肥投入严重不足

核桃是多年生乔木,发枝量巨大,养分需求极其旺盛。核桃叶和种仁中的氮含量分别为20.77 g/kg、33 g/kg [2627]。研究表明,5年生核桃树 (温185) 年均氮素累积量 (244.24 g/plant)[28]是9年生苹果 (Fuji) 氮素累积量 (139.2 g/plant) [29]的1.75倍,可见核桃是喜氮作物。充足的氮供应还可保证核桃光合速率,提高种仁蛋白质、丹宁和碘价含量[30]。然而两年调查结果表明,2016年调查区核桃园氮肥不足比例为56.2%,2014年为68.4%。且该区域核桃树多栽植于土石山区沟谷地,土层深度多不足一米 (课题组取0—1 m深),立地条件差,土壤肥力较为薄弱,更应注意氮源补充。为了保证该区域果园生产力的可持续和健康发展,建议在今后的施肥实践中采取多种途径尽量增大有机肥投入量,从而达到改善土壤理化性状和增产的效果。

钾素是合成核桃青皮的重要元素,青皮中钾含量高达75.4 g/kg[28],种仁中的粗脂肪含量和青皮钾素呈正相关[31]。核桃树年均摄取钾素量197.29 g/plant。调查区果园2014、2016年钾肥投入不足比例高达86.2%和74.5%;很低比例高达79.4%和67.9%;虽然2016年钾肥合理投入比例升高了5.2个百分点,但是钾肥投入量还远远不够,合理施肥比例仅占13.5%。一方面因为钾肥价格偏高,另一方面是农户缺乏对核桃树钾素营养功能、钾素积累和分配规律的了解,此外调查表明有4/5的人认为频繁的霜害让他们怠于投资高价的钾肥。

3.2 忽视追肥及施肥结构不合理

核桃树春季新生枝条萌发,4月叶片迅速生长,对养分需求极大。核桃树应在营养生长期和果实生长期二个阶段追施氮肥[28]。追肥能提高叶片SOD、POD及CAT活性,延缓组织衰老,并且显著提高了氮肥利用率[32],调查区仅有36.2%的农户追肥,不追肥农户仅在4月份一次性施入肥料,核桃树体落叶后,虽然植株碳代谢能力降低,但根系仍然活跃,根系吸收的矿质养分大量累积并储存于根系和树干中,因此基肥应在秋季施入,追肥在来年4月份左右。同时追肥可以提高核桃叶片的氮代谢能力,改善叶片光合强度,对果实矿质元素含量、果型指数和产量均有显著作用[29]

此外调查区果农以碳酸氢铵作为基肥的比例占到65.3%,因其价格较其他氮肥便宜。但调查区土壤为碱性土壤,铵根离子与土壤中的氢氧根离子结合,加速碳铵肥料消解[33];碳酸氢铵遇热也易分解为氨气、二氧化碳,造成环境污染,且不如尿素肥效长。树体对氮素需求为长期过程,因此调查区基肥应该以复合肥、缓控肥、尿素和有机肥为主,追肥以复合肥为主,适当施用碳酸氢铵。

3.3 磷肥存在过量化趋势和潜在环境风险

调查区核桃园2014年磷素投入合理比例占35.4%,但到2016年却下降了2.2%;过量比例升高了8.1%,调查区农户磷肥施用呈现出过量化趋势。在碱性土壤条件下,磷还可以被石灰质物质通过固定作用而无效化,可造成果园土壤环境污染,同时也是一种资源浪费[34]。另外,研究区域核桃园45%分布在沟谷地带,28.3%核桃园分布在4°~45°坡地,加之该区域林地土壤结构松散,可蚀性大,降雨量充足,降雨强度足以使大量的磷素随径流和泥沙迁移。研究发现,高磷投入下,核桃园磷流失负荷为36.83 g/hm2[35],足以引起水体富营养化。陕西省其他果园也普遍存在磷素负载风险。苹果、猕猴桃、葡萄园磷素盈余量分别达365.9、472.3、355.6 kg/hm2,这与本研究结果一致[34]。因此应进一步精准施肥、控制磷肥过量化趋势,以通过源头减少养分损失带来的农业面源污染问题。

综上所述,商洛市核桃园养分管理中氮肥、钾肥投入明显不足,磷肥出现过量化趋势,忽视追肥、施肥结构不完善。在今后该区域核桃园施肥实践中,应大力增加氮、钾养分比例。合理引导磷肥的科学施用,减少养分损失带来的面源污染。基肥应以复合肥、缓控肥、尿素和有机肥为主,最后还应该重视追肥次数和微量元素投入。

本研究在两年施肥调查的基础上结合文献资料推荐的肥料用量,提出陕南地区核桃园的合理施肥量:8 a以上年限核桃园,建议化学氮肥 (N) 施用量为220~270 kg/hm2,磷肥 (P2O5) 施用量为110~140 kg/hm2,钾肥 (K2O) 施用量为150~190 kg/hm2,N∶P2O5∶K2O养分比例约为1∶0.5∶0.7。有机肥折合N当量应在77 kg/hm2以上。

参考文献
[1] Clark J R, Hemery G E, Savill P S. Early growth and form of common walnut (Juglans regia L.) in mixture with tree and shrub nurse species in southern England [J]. Forestry, 2008, 81(5): 631–644. DOI:10.1093/forestry/cpn036
[2] 张婷婷. 不同施肥处理对核桃生长、产量和坚果品质的影响[D]. 杨凌: 西北农林科技大学硕士学位论文, 2016.
Zhang T T. Effects on growth, yield and nuts quality of walnuts from different fertilizer treatments[D]. Yangling, Shaanxi: MS Thesis of Northwest A&F University, 2016.
[3] 陕西统计局. 陕西统计年鉴[M]. 北京: 中国统计出版社, 2016.
Bureau of Statistics of Shaanxi. Shaanxi statistical yearbook[M]. Beijing: China Statistics Press, 2016.
[4] 张淑香, 张文菊, 沈仁芳, 徐明岗. 我国典型农田长期施肥土壤肥力变化与研究展望[J]. 植物营养与肥料学报, 2015, 21(6): 1389–1393.
Zhang S X, Zhang W J, Shen R F, Xu M G. Variation of soil quality in typical farmlands in China under long-term fertilization and research expedition[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2015, 21(6): 1389–1393. DOI:10.11674/zwyf.2015.0602
[5] Smil V. Enriching the earth: Fritz Haber, Carl Bosch, and the transformation of world food production [M]. Cambridge, Massachusetts: The MIT Press, 2001. 102–113.
[6] 梁智, 邹耀湘, 张计峰. 新疆南疆核桃树氮磷钾肥料效应试验研究[J]. 新疆农业科学, 2010, 47(5): 958–963.
Liang Z, Zou Y X, Zhang J F. Effect of N, P and K fertilizers on walnut tree in southern Xinjiang[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2010, 47(5): 958–963. DOI:10.6048/j.issn.1001-4330.2010.05.023
[7] 李鸣, 王力, 胡刁, 等. 核桃生长、产量及叶片养分对配施有机肥的响应[J]. 果树学报, 2015, 32(5): 923–928.
Li M, Wang L, Hu D, et al. Response of growth, yield and leaf nutrient of walnut to different organic manure[J]. Journal of Fruit Science, 2015, 32(5): 923–928.
[8] 马闪闪, 程礼泽, 丁立忠, 等. 硼锌铜微肥配施对山核桃生长和产量的影响[J]. 浙江林业科技, 2016, 36(2): 31–36.
Ma S S, Cheng L Z, Ding L Z, et al. Application of B, Zn and Cu fertilizer on growth and yield of Carya cathayensis [J]. Journal of Zhejiang Forestry Science and Technology, 2016, 36(2): 31–36.
[9] 樊卫国, 葛慧敏, 吴素芳, 等. 氮素形态及配比对铁核桃实生苗生长及营养吸收的影响[J]. 林业科学, 2013, 49(5): 77–84.
Fan W G, Ge H M, Wu S F, et al. Effect of nitrogen forms and the ratios on growth and nutrient absorption of Juglans sigillata seedling [J]. Scientia Silvae Sinicae, 2013, 49(5): 77–84. DOI:10.11707/j.1001-7488.20130511
[10] Nicodemus A M, Salifu F K, Jacobs D F. Growth, nutrition, and photosynthetic response of black walnut to varying nitrogen sources and rates[J]. Journal of Plant Nutrition, 2008, 11(31): 1917–1936.
[11] 赵映翠, 耿增超, 陈金海, 等. 宜君县核桃经济林地土壤养分调查与评价[J]. 干旱地区农业研究, 2015, (5): 85–89.
Zhao Y C, Geng Z C, Chen J H, et al. Investigation and evaluation of soil nutrients of walnut nonwood forestland in Yijun County[J]. Agricultural Research in the Arid Areas, 2015, (5): 85–89. DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2015.05.16
[12] Pini R, Paris P, Vigna Guidi G, et al. Soil physical characteristics and understory management in a walnut (Juglans regia L.) plantation in central Italy [J]. Agroforestry Systems, 1999, 46(1): 95–105. DOI:10.1023/A:1006200310884
[13] 陕西省基本地理省情监测领导工作小组. 陕西基本地理省情[DB/OL]. https://wenku.baidu.com/view/4c66616d011ca300a6c3905c.html, 2011.
The Monitoring Group for Provincial Geology Situation of Shaanxi Province. General provincial geological situation of Shaanxi Province[DB/OL]. https://wenku.baidu.com/view/ 4c66616d011ca300a6c3905c.html, 2011.
[14] 胡晓黎, 瑚波, 雷蕾. 商洛开展核桃气候品质认证可行性分析[A]. 第33届中国气象学会年会. 提升气象科技创新能力, 保障农业丰产增效[C]. 西安: 中国气象学会, 2016.
Hu X L, Hu B, Lei L. Feasibility analysis of walnut climate quality certification in Shangluo area [A]. The 33rd annual meeting of the China Meteorological Society. Enhance the innovation ability of meteorological science and technology, ensuring the agricultural fertility efficiency [C]. Xi’an: China Meteorological Society, 2016.
[15] 于洋. 陕西省耕地土壤养分状况及耕地地力评价研究[D]. 杨凌: 西北农林科技大学硕士学位论文, 2016.
Yu Y. Effects on growth, spatial characteristics of soil nutrients and farmland productivity of cultivated land in Shaanxi province [D]. Yangling: MS Thesis of Northwest A&F University, 2016.
[16] 陕西省土壤普查办公室. 陕西土壤[M]. 北京: 科学出版社, 1992.
Shaanxi Soil Census Office. Shaanxi soil [M]. Beijing: Science Press, 1992.
[17] 鲍士旦. 土壤农化分析(第三版) [M]. 北京: 中国农业出版社, 2000.
Bao S D. Soil and agricultural chemistry analysis (3rd Edition) [M]. Beijing: China Agricultural Press, 2000.
[18] Wang L, Yang F, Yaoyao E, et al. Long-term application of bioorganic fertilizers improved soil biochemical properties and microbial communities of an apple orchard soil[J]. Frontiers in Microbiology, 2016, 7: 1–12.
[19] 陈虹, 董玉芝, 朱小虎, 等. 新疆早实核桃品种测土配方施肥肥效试验初报[J]. 新疆农业科学, 2010, 47(8): 1584–1589.
Chen H, Dong Y Z, Zhu X H, et al. Preliminary discussion on the effects of fertilizer experiment with ‘3414’ design in precocious walnut[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2010, 47(8): 1584–1589. DOI:10.6048/j.issn.1001-4330.2010.08.020
[20] 同延安. 陕西省主要作物施肥指南[M]. 陕西杨凌: 西北农林科技大学出版社, 2016.
Tong Y A. Guidelines for fertilizing the main crops in Shaanxi province [M]. Yangling, Shaanxi: Northwest A&F University Press, 2016.
[21] 郗荣庭, 张毅萍. 中国果树志•核桃卷[M]. 北京: 中国林业出版社, 1996.
Xi R T, Zhang Y P. Chinese fruit trees: Walnut[M]. Beijing: China Forestry Press, 1996.
[22] 王安民, 陈新乐, 王根宪. 商洛核桃[M]. 陕西杨凌: 西北农林科技大学出版社, 2009.
Wang A M, Chen X L, Wang G X. Walnut in ShangLuo [M]. Yangling, Shaanxi: Northwest A&F University Press, 2009.
[23] 王小英, 刘芬, 同延安, 等. 陕南秦巴山区水稻施肥现状评价[J]. 应用生态学报, 2013, 24(11): 3106–3112.
Wang X Y, Liu F, Tong Y A, et al. Present situation of rice fertilization in Qin-Ba mountainous area of southern Shaanxi, China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2013, 24(11): 3106–3112.
[24] 王小英, 同延安, 刘芬, 等. 陕西省马铃薯施肥现状评价[J]. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(2): 471–479.
Wang X Y, Tong Y A, Liu F, et al. Comments on the situation of fertilization on potato in Shaanxi province[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2013, 19(2): 471–479. DOI:10.11674/zwyf.2013.0225
[25] 王小英, 同延安, 刘芬, 等. 陕西省苹果施肥状况评价[J]. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(1): 206–213.
Wang X Y, Tong Y A, Liu F, et al. Evaluation of the situation of fertilization in apple fields in Shaanxi province[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2013, 19(1): 206–213.
[26] 胡志伟, 李保国, 齐国辉, 等. ‘绿岭’核桃种仁充实期叶片与果实矿质元素含量变化规律[J]. 林业科学, 2011, 47(8): 82–87.
Hu Z W, Li B G, Qi G H, et al. Changes of main mineral elements content in leaves and fruits during the kernel-filling period of ‘Lüling’ walnut[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2011, 47(8): 82–87. DOI:10.11707/j.1001-7488.20110813
[27] 冀爱青, 朱超, 彭功波, 等. 不同早实核桃品种叶片矿质元素含量变化及其与产量的关系[J]. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(5): 1234–1240.
Ji A Q, Zhu C, Peng G B, et al. Relationship between yield and mineral element contents in leaves of four early walnut cultivars[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2013, 19(5): 1234–1240.
[28] 梁智, 周勃, 邹耀湘. 核桃树体生物量构成及矿质营养元素累积特性研究[J]. 果树学报, 2012, 29(1): 139–142.
Liang Z, Zhou B, Zou Y X. Compositional analysis of biomass and accumulation properties of mineral elements in Walnut[J]. Journal of Fruit Science, 2012, 29(1): 139–142.
[29] 樊红柱. 苹果树体生长发育、养分吸收利用与累积规律[D]. 陕西杨凌: 西北农林科技大学硕士学位论文, 2006.
Fan H Z. The growth, nutrients uptake, utilization and accumulation in ‘Fuji’ apple tree [D]. Shaanxi, Yangling: MS Thesis of Northwest A&F University, 2006.
[30] 张锐, 张琦, 陈加利, 等. 水肥耦合对核桃光合特性与品质的影响[J]. 果树学报, 2015, 32(6): 1170–1178.
Zhang R, Zhang Q, Chen J L, et al. Effect of water and fertilizer coupling on photosynthetic characteristics and quality in walnut[J]. Journal of Fruit Science, 2015, 32(6): 1170–1178.
[31] Pe’er S, Kessler B. The development of the ‘Delmas’ pecan fruit, with special reference to growth phases and changes of lipids and potassium[J]. Scientia Horticulturae, 1984, 24(3): 323–329.
[32] 丁宁, 姜远茂, 彭福田, 等. 等氮量分次追施对盆栽红富士苹果叶片衰老及N15尿素吸收、利用特性的影响 [J]. 中国农业科学, 2012, 45(19): 4025–4031.
Ding N, Jiang Y M, Peng F T, et al. Effect of topdressing nitrogen application on leaf senescence and 15N-urea absorption, distribution and utilization in potted ‘Fuji’ apple[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2012, 45(19): 4025–4031.
[33] 柳丽梅, 张强, 杨书珍, 等. 碳酸铵和碳酸氢铵对柑橘青霉病的抑制作用[J]. 华中农业大学学报, 2014, 33(2): 65–69.
Liu L M, Zhang Q, Yang S Z, et al. Inhibitory effect of ammonium carbonate and ammonium hydrogen carbonate on blue mold of citrus fruits[J]. Journal of Huazhong Agricultural University, 2014, 33(2): 65–69.
[34] 赵佐平, 同延安, 刘智峰, 等. 陕西省果园磷素投入特点及磷负荷风险分析[J]. 水土保持研究, 2015, 22(5): 25–29.
Zhao Z P, Tong Y A, Liu Z F, et al. Analysis of phosphorus inputs and phosphorus load risk in major orchard regions of Shaanxi province[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2015, 22(5): 25–29.
[35] 黄程鹏, 吴家森, 许开平, 等. 不同施肥山核桃林氮磷径流流失特征[J]. 水土保持学报, 2012, 26(1): 43–46.
Huang P C, Wu J S, Xu K P, et al. Runoff losses of nitrogen and phosphorus under pecan forest with different fertilization[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2012, 26(1): 43–46.