澳洲坚果（Macadamia spp.）是山龙眼科（Proteaceae）澳洲坚果属（Macadamia F. Muell.）常绿乔木果树。因其种仁质地细腻,味美可口,营养十分丰富,含油量高达79%,且主要以单不饱和脂肪酸为主[1],具有降血压和降低患心脏病风险的作用[2],此外还含有蛋白质（9%）、钙、磷、铁、B族维生素和抗糙皮的烟酸,在国际市场上极受青睐,被誉为“坚果之王”。云南是中国最大的澳洲坚果种植区,主产区分布于西双版纳、普洱、临沧、保山、德宏等地市州,2019年底种植面积达22万hm2,占全国种植面积的89.8%,产量4.7万t,产值14.4亿元。目前澳洲坚果已经成为云南热区脱贫攻坚、乡村振兴的重点产业之一。
云南澳洲坚果种植区大多为山地,管理粗放,施肥过程中主要考虑大量元素,而对中微量元素往往不够重视。过量施肥肥害和施用量不足的现象并存。通过对云南澳洲坚果园长期调查发现,幼龄果树叶片主脉两侧往往呈现不规则的黄斑或失绿现象,而进入丰产期后常出现叶片边缘干枯、枝条顶端出现从枝、生长势减弱,甚至有死亡现象,这些现象大多为不合理施肥造成的营养失调[3]。土壤养分不但是土壤肥力的基础,也是作物生长发育的物质基础[4]。叶片是植物光合作用制造养分的“源”,也是根部吸收养分的贮藏“库”,是植物对土壤营养状况反应最为敏感的器官,叶片养分含量反映了树体的营养状况[5]。因此,对澳洲坚果园土壤和叶片进行养分评价,是制定果园土壤管理和施肥方案的重要依据之一,对澳洲坚果园实现优质高产具有重要理论和现实意义。虽然韩树全等[5]和王文林等[6,7]已对澳洲坚果周年养分状况和广西澳洲坚果主产区土壤养分状况调查进行了研究,但是目前尚未发现以云南5大澳洲坚果产区为整体对澳洲坚果果园土壤和叶片养分进行研究评价的报道。本研究于2018年3月至2019年3月采集了云南省西双版纳、普洱、临沧、保山、德宏等5个具有地域代表性的澳洲坚果种植区中47个澳洲坚果园的土壤和叶片样品,首先分析土壤和叶片养分的空间变化,然后参考澳大利亚澳洲坚果果园养分标准并结合国内澳洲坚果优质高效栽培技术等相关养分分级标准,对云南澳洲坚果园土壤和叶片养分丰缺状况进行了评价,以期为澳洲坚果园施肥提供理论依据和田间指导。
1 材料与方法
1.1 材料
研究区域海拔700~1300 m,年均温度>19 ℃,年降雨量>1000 mm,5~10月为雨季（占80%左右）,属北热带和南亚热带季风气候。土壤以红壤和砖红壤为主,1997—2012年定植2年生澳洲坚果嫁接苗,株距4~5 m,行距5~6 m,环山行等高种植,每667 m2种植23株。主要品种有‘O.C’‘HAES 344’‘H2’‘HAES 294’和‘HAES 800’等,花期为每年2—3月份,4月幼果开始发育,5—6月果实膨大,7—8月果实油份积累,9—10月采收。一般按4—5月、7—8月、9—10月分3次施用N:P2O5:K2O=15:15:15的复合肥,每次每株施0.5~1 kg。
1.2 方法
1.2.1 采样点选择 于2018年3月和2019年3月,在云南的西双版纳（10个）、普洱（4个）、临沧（19个）、保山（5个）、德宏（9个）澳洲坚果园,选取当地常规管理条件下具有地域代表性的47个结果树果园为试验采样点,并用GPS定位,详细记录样地的坐标、海拔高度、土壤类型等,澳洲坚果园的点位分布（图1）。
1.2.2 样品采集 （1）土壤采样。每个果园根据土壤类型、施肥管理、产量水平等因素,划分为3~5个采样单元,每个采样单元内,土壤采用“S”形,5点取样法采集树冠投影处0~20 cm土层土样混合成一个样,共采集168个土壤样品（见表1）。
表1 土壤和叶片样品采集Tab. 1 Soil and leaf sampling |
| 采样数量 Number of samples | 西双版纳 Xishuangbanna | 普洱 Pu’er | 临沧 Lincang | 保山 Baoshan | 德宏 Dehong | 合计 Total |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 土壤样品 | 40 | 19 | 57 | 25 | 27 | 168 |
| 叶片样品 | 40 | 19 | 57 | 25 | 27 | 168 |
1.2.3 样品处理 土壤采集后及时摊开、风干,研磨分别过2 mm和0.15 mm筛,混匀装袋备用。叶片采集后及时送回实验室用自来水→0.1%中性洗涤剂液→自来水→0.2%盐酸溶液→去离子水洗涤后,沥干,放入鼓风干燥箱于105 ℃下杀青30 min,60~70 ℃烘干;不锈钢粉碎机粉碎后过0.5 mm筛,混匀装袋备用。
1.2.4 项目测定 土壤pH按1:2.5水土比,用pH计测定;有机质用K2Cr2O7-H2SO4容量法测定;碱解氮用碱解扩散法测定;有效磷用NH4F-HCl溶液浸提钼锑抗比色法测定;速效钾、交换性钙、交换性镁用1 mol/L中性乙酸铵浸提,原子吸收法测定;有效铜、有效锌用0.1 mol/L HCl浸提,原子吸收法测定;有效硼用沸水浸提,甲亚胺比色法测定。叶片样品：用H2SO4-H2O2消煮,全氮（N）采用凯氏定氮法,全磷（P）采用钼锑抗比色法,全钾（K）、全钙（Ca）、全镁（Mg）采用原子吸收法;用干灰化,全铜（Cu）、全锌（Zn）原子吸收法,全硼（B）钾亚胺法[9]。
1.3 数据处理
试验数据（平均值±标准差,n=168）采用SPSS 19.0软件进行统计分析,Duncan’s检验方法进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 云南澳洲坚果园土壤养分含量状况
由表2可知,云南5个主要澳洲坚果种植区土壤pH为4.90~5.02,种植区之间无显著差异。土壤有机质（17.46~39.49 g/kg）和碱解氮（80.52~ 149.49 mg/kg）呈现德宏>西双版纳>普洱>临沧>保山,且种植区之间差异显著。土壤有效磷（22.16~53.22 mg/kg）德宏（最高）与版纳（最低）、土壤速效钾（155.05~219.67 mg/kg）普洱（最高）与保山（最低）,差异显著外,其他种植区之间无显著差异。土壤交换性钙（250.46~ 433.12 mg/kg）保山最高而西双版纳最低,土壤交换性镁（67.59~ 109.80 mg/kg）普洱最高而版纳最低,土壤有效铜（1.37~2.37 mg/kg）与有效锌（1.48~2.57 mg/kg）都是保山最低,但以上养分指标在各种植区之间无显著差异。土壤有效硼（0.41~0.89 mg/kg）西双版纳最高,并与临沧、普洱、德宏、保山（最低）存在显著差异。云南主要澳洲坚果种植区土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效硼、有效铜和有效锌养分平均含量依次为：4.94 g/kg、29.17 g/kg、109.23 mg/kg、36.64 mg/kg、200.05 mg/kg、352.78 mg/kg、85.65 mg/kg、0.60 mg/kg、2.03 mg/kg和2.14 mg/kg;不同种植区域土壤有效磷、交换性钙、交换性镁、有效铜锌变异系数较大,在62.12%~86.32%之间。
表2 云南澳洲坚果不同种植区域果园土壤养分含量状况Tab. 2 Concentrations of soil nutrients in macadamia orchards in Yunnan |
| 区域 Area | pH | 有机质 OM /(g·kg-1) | 碱解氮 AN /(mg·kg-1) | 有效磷 AP /(mg·kg-1) | 速效钾 AK /(mg·kg-1) | 交换性钙ECa /(mg·kg-1) | 交换性镁 EMg /(mg·kg-1) | 有效硼 AB /(mg·kg-1) | 有效铜 ACu /(mg·kg-1) | 有效锌AZn /(mg·kg-1) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 临沧 | 4.96± 0.32a | 23.36± 5.52ab | 93.46± 27.76ab | 36.03± 27.37ab | 219.67± 94.36ab | 378.07± 205.74a | 98.17± 86.88a | 0.53± 0.16a | 2.07± 1.85a | 2.51± 2.22a |
| 德宏 | 4.95± 0.21a | 39.49± 8.06d | 149.49± 22.85c | 53.22± 25.14b | 172.25± 64.33ab | 406.87± 258.41a | 71.78± 70.80a | 0.59± 0.29a | 2.26± 1.19a | 1.89± 0.73a |
| 西双 版纳 | 4.89± 0.22a | 36.13± 8.49cd | 119.27± 20.43b | 22.16± 19.08a | 191.72± 67.29ab | 250.46± 190.23a | 67.59± 47.46a | 0.89± 0.26b | 2.14± 0.98a | 2.57± 1.25a |
| 普洱 | 5.02± 0.23a | 29.29± 10.83c | 97.11± 26.06a | 34.45± 24.62ab | 251.35± 71.19b | 309.42± 250.03a | 109.80± 105a | 0.53± 0.15a | 2.37± 1.15a | 1.68± 0.36a |
| 保山 | 4.90± 0.28a | 17.46± 4.32a | 80.52± 18.34a | 40.62± 15.45ab | 155.05± 25.52a | 433.12± 211.92a | 91.79± 54.68a | 0.41± 0.09a | 1.37± 0.61a | 1.48± 0.59a |
| 均值 | 4.94 | 29.17 | 109.23 | 36.64 | 200.05 | 352.78 | 85.65 | 0.60 | 2.03 | 2.14 |
| 变异系数/% | 5.31 | 35.59 | 31.51 | 71.62 | 39.31 | 62.12 | 86.32 | 42.50 | 64.79 | 68.27 |
注: 同列不同小写字母表示不同区域间差异显著（P<0.05）。 | |
Note: Different lowercase letters in the same row indicate significant difference among different regions (P<0.05). |
2.2 云南澳洲坚果园叶片养分含量状况
由表3可知,云南澳洲坚果种植区坚果叶片氮（16.14~16.64 g/kg）和钾（8.01~ 8.87 g/kg）养分含量以德宏最高,但各种植区之间无显著差异。叶片磷养分含量（0.66~0.81 g/kg）德宏（最高）与保山（最低）具有显著差异外,其他种植区无显著差异。钙养分含量（5.66~6.36 g/kg）保山（最高）,德宏（最低）,且各种植区无显著差异。镁养分含量（0.55~0.96 mg/kg）德宏和保山（最高）与普洱（最低）具有显著差异,与其他种植区无显著差异。硼养分含量西双版纳最高（29.97 mg/kg）而保山与普洱较低（9.03~ 11.92 mg/kg）,前一个种植区与后2个种植区之间存在显著差异。铜养分含量（2.86~4.39 mg/kg）德宏最高而保山最低,锌养分含量（8.88~ 11.78 mg/kg）德宏最高而临沧最低,铜锌养分含量在5个种植区之间均无显著差异。云南主要澳洲坚果种植区叶片氮、磷、钾、钙、镁、硼、铜和锌养分平均含量分别为：16.36 g/kg、0.73 g/kg、8.39 g/kg、6.05 g/kg、0.80 g/kg、17.74 mg/kg、3.46 mg/kg和9.86 mg/kg;不同种植区叶片硼和铜变异系数较大,为90.60%、46.39%。
表3 云南澳洲坚果不同种植区域果园叶片养分含量状况Tab. 3 Leaf nutrient concentrations in macadamia orchards in Yunnan |
| 区域Area | N/(g·kg-1) | P/(g·kg-1) | K/(g·kg-1) | Ca/(g·kg-1) | Mg/(g·kg-1) | B/(mg·kg-1) | Cu/(mg·kg-1) | Zn/(mg·kg-1) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 临沧 | 16.24±0.96a | 0.73±0.08ab | 8.30±1.26a | 6.32±1.15a | 0.81±0.29ab | 15.83±11.65ab | 2.92±0.51a | 8.88± 1.45a |
| 德宏 | 16.64±1.12a | 0.81±0.13b | 8.87±0.95a | 5.66±0.98a | 0.96±0.25b | 16.63±7.47ab | 4.39±1.12a | 11.78±2.92b |
| 西双版纳 | 16.38±0.93a | 0.76±0.14ab | 8.01±1.14a | 5.67±0.86a | 0.71±0.18ab | 29.97±27.55b | 3.95±2.56a | 9.64±1.13a |
| 普洱 | 16.53±0.42a | 0.75±0.16ab | 8.58±0.45a | 6.25±1.42a | 0.55±0.14a | 11.92±3.08a | 2.97±0.41a | 9.18 ±0.30a |
| 保山 | 16.14±0.46a | 0.66±0.09a | 8.60±1.15a | 6.36±0.35a | 0.96±0.36b | 9.03±2.07a | 2.86±0.39a | 9.48±1.33a |
| 均值 | 16.36 | 0.73 | 8.39 | 6.05 | 0.80 | 17.74 | 3.46 | 9.86 |
| 变异系数/% | 5.48 | 15.68 | 13.32 | 17.16 | 34.54 | 90.6 | 46.39 | 19.74 |
注: 同列不同小写字母表示不同区域间差异显著（P<0.05）。 | |
Note: Different lowercase letters in the same row indicate significant difference among different regions (P<0.05). |
2.3 云南澳洲坚果园土壤养分状况评价
根据澳大利亚澳洲坚果园[10]和《澳洲坚果优质高效栽培技术》[11]及其他相关文献[5, 7]中的养分分级标准,分别对云南澳洲坚果果园土壤pH、有机质、水解性氮、有效磷、交换性钙、交换性镁、有效硼和有效铜、有效锌养分含量进行养分丰缺状况评价。具体划分为适宜的参考指标如下：pH 5.0~5.5,有机质20~30 g/kg,碱解氮90~ 120 mg/kg,有效磷10~20 mg/kg,速效钾100~ 150 mg/kg,交换性钙>500 mg/kg,交换性镁> 100 mg/kg,有效硼1.0~2.0 mg/kg,有效铜1.0~ 1.8 mg/kg,有效锌1.0~3.0 mg/kg。经对表1中所包含的47个云南澳洲坚果园土壤养分测定数据计算可知（图2）,土壤pH值低于5.0和高于5.5的样品比例分别占60%和4%;土壤有机质含量高于30 g/kg和低于20 g/kg的样品比例占40%和26%;土壤碱解氮含量高于120 g/kg和低于90 mg/kg的样品比例占31%和39%;土壤有效磷含量高于20 g/kg和低于10 mg/kg的样品比例占47%和30%;土壤速效钾含量高于150 g/kg和低于100 mg/kg的样品比例占56%和11%;土壤交换性钙含量处于适宜高于500 mg/kg和低于500 mg/kg的样品比例占29%和71%;土壤交换性镁含量处于适宜高于100 mg/kg和低于100 mg/kg的样品比例占33%和67%;土壤有效硼处于1.0~2.0 mg/kg适宜和低于1.0 mg/kg的样品比例占16%和84%,土壤有效铜处于1.0~ 1.8 mg/kg适宜和高于1.8 mg/kg的样品比例分别占42%和38%,土壤有效锌处于1.0~3.0 mg/kg适宜和高于3.0 mg/kg的样品比例占69%和18%。从以上分析可知云南澳洲坚果园土壤偏酸,有机质含量较丰富,碱解氮、有效铜和有效锌含量适宜,有效磷和速效钾偏高,而交换性钙镁和有效硼偏低。
2.4 云南澳洲坚果园叶片养分状况评价
根据澳大利亚澳洲坚果叶片中的养分分级标准[12]与营养元素状况等[4, 6],对云南澳洲坚果叶片营养进行养分丰缺状况评价。叶片营养诊断处于适宜的参考指标如下：氮14~17 g/kg,磷 0.7~1.0 g/kg,钾4.0~8.0 g/kg,钙6.0~9.0 g/kg,镁0.8~1.2 g/kg,硼40~80 mg/kg,铜5~10 mg/kg,锌6~15 mg/kg。经对表2中所包含的47个云南澳洲坚果园叶片养分测定数据计算可知（图3）,叶片N养分含量处于适宜和丰富状况的样品比例占74%和23%;叶片P养分含量处于适宜和低于缺乏状况的样品比例占67%和33%;叶片K养分含量处于适宜和丰富状况的样品比例占43%和57%;叶片Ca养分含量处于适宜和缺乏状况的样品比例占44%和51%;叶片Mg养分含量处适宜和缺乏状况的样品比例占46%和49%;叶片B养分含量缺乏和适宜（含丰富）的样品比例占87%和13%;铜养分含量缺乏和适宜（含丰富）的样品比例占88%和12%;Zn养分含量处于适宜的样品比例占100%（图3）。从以上分析可得出云南澳洲坚果园叶片N、P、K和Zn养分处于适宜或丰富状况;Ca和Mg养分处于缺乏或适宜状况;而B和Cu养分处于缺乏状况。
3 讨论
澳洲坚果为山龙眼根作物,其独特的山龙眼状根或排根（cluster roots）可以促进澳洲坚果对土壤养分的吸收,提高肥料利用效率。土壤低磷水平能促进澳洲坚果排根的产生,进而提高对磷的吸收利用,而高磷水平会对排根产生抑制作用[3, 15-16]。此外,山龙眼状根的发生程度还与土壤有机质和有效氮及有效钾含量有关,土壤pH低,粘性较重,有效氮含量较高,山龙眼状根相对较少,而在土层深厚、透水良好,有机质含量较高（30~40 g/kg）的土壤生长发育较好[17]。云南澳洲坚果园土层深厚,土壤有机质含量较高,有机质含量大于30 g/kg的土壤比例约占40%和在20~30 g/kg之间的土壤比例约占44%（图2）。由于澳洲坚果生长周期长,每年的营养生长和生殖生长需消耗土壤肥力[5],加上土壤淋溶强烈会导致有机质逐年减少,因此土壤有机质含量<20 g/kg的澳洲坚果园应重视有机肥的施用。
综上所述,从澳洲坚果根系特点及果园土壤与叶片养分状况来看,云南澳洲坚果园土壤肥力调控的重点是增施有机肥,减少磷肥、钾肥的施用量,补充钙镁中量元素肥料及铜、硼等微量元素肥料。同时要平衡施肥,不同澳洲坚果园在选用肥料及配方时应结合果园营养状况及澳洲坚果养分需求特点,避免造成某种肥料施用不足或过量,影响澳洲坚果产量与品质的提高。