【摘 要】
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柑橘是世界第一大宗水果,我国南方的重要经济作物。土壤是柑橘果园生态系统中重要的组成部分,是所有柑橘树赖以生存的自然基础,果园土壤质量的优劣直接会影响柑橘果树的正常生长。然而,柑橘园土壤由于长期大量施用化肥,土壤结构变劣,酸化程度加剧,通气状况不佳,有机无机复合体破坏,且大部分的柑橘园在地形部位较高的丘陵区位置,果园立地条件较差,抗旱保墒能力较低,保肥能力弱等因素导致了土壤性状向逆境方向转化,矿质养
【基金项目】
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财政部和农业农村部:国家现代农业产业技术体系·果园土壤改良岗位;
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柑橘是世界第一大宗水果,我国南方的重要经济作物。土壤是柑橘果园生态系统中重要的组成部分,是所有柑橘树赖以生存的自然基础,果园土壤质量的优劣直接会影响柑橘果树的正常生长。然而,柑橘园土壤由于长期大量施用化肥,土壤结构变劣,酸化程度加剧,通气状况不佳,有机无机复合体破坏,且大部分的柑橘园在地形部位较高的丘陵区位置,果园立地条件较差,抗旱保墒能力较低,保肥能力弱等因素导致了土壤性状向逆境方向转化,矿质养分供应不平衡造成了柑橘产量和品质下降的问题趋于严重和普遍。本研究针对柑橘园生产中存在的问题,立足于生产实际,利用野外调查、田间试验、室内测试等相结合的方法,系统地对湖南省柑橘主产区土壤和树体养分状况、土壤酸化治理、土壤结构改良、土壤养分调控等关系到柑橘产业提质增效的重要问题开展研究,获得以下主要结果。1.2017-2020年对湖南省335个典型柑橘园进行定位调查,揭示柑橘主产区土壤-树体养分丰缺情况,明确果园养分管理中存在的主要问题。全省柑橘园土壤酸化严重,土壤酸化主要受土壤中交换性Al3+含量影响,86.90%的调查果园土壤p H≤5.5。土壤养分肥力偏低且空间分布不平衡,43.75%的果园土壤缺钙,56.25%的果园缺镁,85.94%的果园缺硼。2.探讨不同柑橘种植年限对土壤团聚体及有机碳分布特征的影响。大团聚体(>0.25 mm)在所有果园中占绝对优势,且受柑橘园种植年限的影响较大。随着粒径的减小,各粒径团聚体分布含量、有机碳储量及团聚体对有机碳的贡献率呈现逐步降低趋势。土壤平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)随着种植年限的增加而逐渐减小,而土壤分形维数(D)和土壤可蚀性(K)逐渐增大。多元统计分析表明土壤团聚体的有机碳含量与土壤MWD和GMD呈正相关,与土壤D和K呈负相关,其中>2 mm组分是果园土壤团聚体稳定性的关键。3.通过多变量统计分析,明确柑橘园土壤、叶片和果实养分与品质之间的相互作用关系。构建果实矿质元素和果实品质指标含量最佳的土壤、叶片养分优化方案。与优化值相比,调节土壤酸碱度,增施有机肥和中微量元素肥料,改善土壤理化性质和果树营养水平是今后果实品质管理的关键。4.研发优质土壤调理剂的制备材料,选择农业废弃物稻壳灰等6种不同种类吸附材料比较磷的吸附与解吸特征。扫描电子显微镜(SEM)表征稻壳灰表面结构呈现熔融收缩状,夹层呈现中空多孔的状态,孔穴多呈现出不规则的形状。BET比表面积分析稻壳灰的比表面积和微孔容积分别是254.65 m2/g和160.47 m2/g。吸附材料实测磷吸附曲线最符合Langmuir等温吸附方程,说明对PO43-的吸附是通过单分子层化学吸附作用实现的。改变磷的吸附时间,探讨吸附材料的吸附动力学特征,结果表明对磷的吸附符合准二级动力学方程,表明对PO43-吸附由单分子层化学吸附的稳定吸附机制占主导,同时存在非均一的多层物理吸附。5.酸碱滴定曲线表征不同调控措施对柑橘园土壤酸碱缓冲性能的影响结果表明,黄泥土的酸碱缓冲容量显著高于黄砂土,供试土壤均属于酸碱敏感型土壤。供试土壤的酸碱缓冲曲线均呈明显的反“S”形,但不同调控措施之间对酸碱沉降的缓冲性能存在较大差异。随酸碱滴定量的增加,p H值变化呈减弱趋势主要集中在p H>9和p H<3时,即该p H范围土壤对酸和碱的缓冲能力强。6.通过室内土壤培养试验研究对比不同调控措施对柑橘园土壤酸化治理和结构改良效果。选择有机肥、生物炭、稻壳灰、石灰、白云石粉、钙镁磷肥和土壤调理剂7种不同种类和特性的单一及混合改良剂对不同母质发育的柑橘园旱地土壤进行改良比较试验。施用碱性改良剂能够中和土壤H+,不同程度地提高土壤p H,降低交换性酸含量,而施用生物有机肥能够增加土壤有机质含量。不同改土物料对提高土壤水稳定大团聚体含量的效果有差异,稻壳灰优于有机肥和生物炭对土壤水稳性大团聚体的累积。7.通过两年田间优化施肥试验研究有机无机肥配施碱性物料对柑橘园土壤-树体改良效果。与农户习惯施肥相比,推荐施肥套餐处理能显著降低表层0~30 cm土层硬度,提高土壤孔隙度,增加柑橘园土壤团聚程度,稳定土壤结构,改善土壤酸化现状,提升土壤肥力。有机无机肥配施碱性物料的施肥套餐处理能够提高脐橙单果重(SFW),维生素C含量(VC),可溶性固形物含量(TSS)和固酸比(TSS/TA),降低可滴定酸含量(TA)。综合评定,T5(有机肥+土壤调理剂+复合肥)效果最佳。
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