土壤
出处:按学科分类—农业科学 中国农业出版社《果树施肥手册》第42页(8342字)
土壤是果树生长的基地,它是树体必需营养元素和水分的主要库源。因此,土壤类型、土壤质地、土壤温度、土壤水分、土壤酸碱度及土壤清洁度等诸多因素影响着果树根系的生长和分布。
1.我国果园土壤类型的基本情况 土壤类型与根系分布、施肥效果等密切相关。
(1)南方主要果园土壤类型 我国南方果园土壤多是在湿润的亚热带或热带生物气候条件下形成的土壤,其主要土壤类型有:紫色土、红壤、黄壤、赤红壤、砖红壤及石灰土。栽培果树有柑橘、荔枝、香蕉、菠萝、椰子等常绿果树和部分落叶果树。
①紫色土:是由紫色砂页岩形成的一种岩性土壤。集中分布在四川盆地丘陵及低山区,在长江以南的省、自治区也有零星分布。为四川省的主要果园土壤类型。该类土壤结构疏松,耕作容易,养分贮量丰富,尤其是磷、钾和某些微量元素含量高。但一般有机质含量低,多在1%之下,氮素缺乏,坡地水土流失严重,易受干旱影响。紫色土依其酸碱度的不同,又可分为碱性、中性和酸性紫色土。碱性紫色土呈碱性或强碱性,该土壤中的铁、锌、锰、硼等微量元素,有效性较低,栽植在该类土壤上的果树均有不同程度的缺素黄化病。中、酸性紫色土除氮素外,其它养分含量一般不缺乏,为较好的果园土壤类型,其肥力水平一般高于黄壤。表1-6是我国南方果园紫色土特征比较。表1-7是四川棕紫色土的结构组成与结构状况。
表1-6 3种主要紫色土类型特征比较
表1-7 紫色土的机械组成与结构状况
(西南农学院,1963年)
②红壤:红壤为我国南方的主要果园土壤类型,广泛分布于长江以南的低山丘陵区,以江西、湖南分布面广而集中,在华南及西南各省区也有较大面积分布。红壤所在地区气候条件优越,年均温18~25℃,年雨量大,水利资源极为丰富,果树生长期长。这类土壤风化程度高,一般黏粒多而品质差,有机质含量低,土壤结构差,黏重板结,透水通气性差,湿时耕作困难,干时坚硬,群众称它为“皮进水,肚不进水”、“三晴抗旱,两雨防冲”的土壤。红壤呈酸性或强酸性反应,养分含量偏低,大量元素尤以磷、钾、钙缺乏(表1-8),微量元素中硼、钼及锌也很贫乏。土壤有益微生物数量很少,因此土壤中有效磷钾也偏低,而铁、铝的活性高,在果园中基本很少见缺铁黄化病(表1-9)。
表1-8 红壤的酸度与含磷量
表1-9 红壤龙眼园土壤化学性状
③黄壤:黄壤也是我国南方丘陵山区的主要果园土壤类型之一。以四川、贵州两省分布较广,南方其它各省也有相当面积。黄壤分布在我国亚热带常绿林的生物气候带。年均温为15~18℃,年降雨量1000毫米。土壤母质以花岗岩、砂岩为主,发育于这两种母岩上的黄壤,土层较厚,质地偏砂,渗透性强。泥质页岩和第四纪页岩上形成的黄壤多为壤土,有较好的渗透性。这类土壤多分布于雨水充沛的丘陵山地,因此,土壤的淋溶作用较明显。土壤黏重品质较好,呈酸性反应,微高于红壤。土壤中氮、磷、钾含量偏低,尤以磷、铁缺乏,微量元素硼、钼的含量也较低,其它微量元素的有效量相应较高,在生产上很少见有缺素黄化的果园。熟化度低的黏重黄壤,土壤板结,养分含量低(表1-10),为黄壤中的低产土壤。
表1-10 不同熟化度黄壤养分变化动态
(贵州农学院)
④赤红壤:赤红壤为南亚热带地区的代表性果园土壤类型,主要分布于广东沿海、广西西南部、福建、台湾南部及云南西南部的低山丘陵区。此类土壤既不同于中亚热带的红壤,也不同于热带的硅红壤,其土壤性状与气候特点均介于两者之间。种植的果树除柑橘、荔枝、龙眼、杨桃等亚热带果树外,也栽培有香蕉、菠萝、杧果、番木瓜等热带果树。成土母质主要是花岗岩,玄武岩及沙岩等酸性岩。土壤质地较轻,土壤呈酸性反应。土壤含磷、钾量偏低,有效硼、钼也偏少。
⑤砖红壤:地处热带,具有高温多雨、干湿季明显的季风特点。硅红壤主要分布在海南岛、雷州半岛和西双版纳等地,为热带果园土壤的主要类型。由玄武岩发育的硅红壤,土层深厚,质地黏重;由片麻岩、花岗岩及浅海沉积物发育的硅红壤,一般质地较轻,易被侵蚀,干旱的影响大。由于强烈的淋溶作用,土壤呈强酸性反应,土壤中的氮、磷、钾、镁、硼含量均很低。
⑥石灰土:在热带、亚热带的湿润气候条件下,由石灰岩、白云岩等碳酸盐岩风化发育而成的土壤。它们形成过程和特性与母岩的风化和碳酸盐的淋溶密切相关。因其风化过程缓慢以及地表径流的侵蚀,土层均浅薄,一般厚度仅有20~50厘米,只在坡麓、槽谷洼地的土层深厚。石灰土在形成过程中因碳酸盐的不断淋溶与补给,使土壤中始终保持少量碳酸盐,所以钙、镁含量丰富,土壤多呈微酸至微碱性反应。石灰土的矿质养分丰富,自然肥力较高,是热带、亚热带地区较肥沃的土壤之一。土壤含磷钾含量明显高于硅红壤,磷和锌的有效性较高,有效态硼、钼较低(表1-11)。
表1-11 石灰土不同熟化阶段养分分析
(《中国农业土壤志》)
石灰土主要分布在我国广西、贵州、云南、四川等省、自治区,是南方山地主要果园土壤类型之一。
(2)北方果园主要土壤类型 北方果园土壤多是在温带、暖温带的湿润、半湿润和干旱、半干旱气候条件下形成的地带性土壤类型。其分布的主要土壤类型有棕壤、褐土、栗钙土、潮土、土等。栽培果树有苹果、梨、桃、李、杏及核桃、板栗等落叶果树。
①棕壤:集中分布于暖温带湿润地区的辽东半岛和山东半岛及河北、河南、山西半湿润与半干旱地区的山地。土壤母质以花岗岩、片麻岩、石灰岩和砂岩、页岩的风化物为主。地处平原区的棕壤,土层深厚,质地适中,排水良好,无盐碱化,呈微酸性反应;山地棕壤分布在丘陵地或谷地中,粗骨薄层,土层较薄,呈酸性或微酸性反应。多修筑梯田,栽培果树。经长期耕垦后,提高其熟化度,已发展成我国北方适宜果园土壤类型(表1-12)。
表1-12 棕壤的主要理化性状
②褐土:褐土主要分布于暖温带半湿润、半干旱的山地和丘陵地区,为华北地区的主要土类之一。褐土主要发育在富含石灰的母质上,其土壤母质有黄土、砂页岩、变质岩等。土壤一般具石灰反应,呈中性至微碱性,耕层深厚,保水、保肥性较好。表层有机质与氮素含量较高,黏化层中则明显降低,钙积层中富含石灰,有固定磷的作用。在平缓地形,地下水位较高,应注意排水。
黄土质褐土土体深厚,质地适中,表土多呈团粒结构,耕性良好,有较好的保水保肥性能,适种作物广,山东省驰名中外的肥城桃就栽培在此类土壤中。
③栗钙土:主要分布在内蒙古高原及大兴安岭东南平原和西北境内的一些山间盆地,是在温带、暖温带干旱和半干旱地区的大陆性气候条件下形成的土壤类型。其成土特点是腐殖质积累作用和钙化作用较强烈。土壤上生长的植被主要是旱生的草本植物。栗钙土中腐殖质和过渡层中的有机质总贮量为每公顷37.5~127.5吨,且含氮量高,一般占干物质的0.5%~0.8%,最高可达2.2%,灰分元素达6%~16%,以钾、钙为主。一般栗钙土钙积层深而厚,石灰含量多达10%~30%之间,高者可达40%,低者小于5%。土壤呈碱性反应,质地较轻。土壤母质为黄土、玄武岩等。
④潮土:潮土是直接发育在河流沉积物上的一种土类。主要分布在黄河中下游冲积平原及其淮北平原和长江流域中下游的河谷平原。不同质地时期的沉积物母质,其形成的土壤性状各异。在黄河及其支流沉积物上发育的潮土,含碳酸钙较丰富,土壤碱性强;长江及其支流沉积物上发育的含碳酸钙量少,土壤碱性较低。潮土碳酸钙含量通常为2%~12%,养分含量与土壤质地密切相关。砂质沉积物发育的潮土,肥力偏低,保水保肥能力差;黏质沉积物发育的潮土通透性差,有机质及其养分含量较高,潜在肥力较高;壤质沉积物发育的潮土,其理化性状良好,质地适中,结构良好,有机质含量高,易培育成良好果园土壤。
2.土壤质地 土壤质地对果树的生长发育影响很大。土壤疏松,通气和排水良好,适于果树生长,根系发达,地上部生长发育快;黏重土壤,通气排水不良,影响果树根系生长发育,从而导致地上部生长发育不良。
土壤质地对果树的影响,通常是以心土层结构的影响较大。山地果树如土壤下层为半风化母岩,根系分布深而量少,对果树耐旱有促进作用;如下层为横生岩板,则根系被限制在表土层或耕翻松动的局部范围内,因此地上部生长发育受阻;若是沙地土壤,下层有黏土层间隔时,不仅影响根系分布深度,而且还会引起地下积水涝根;沙地下层有白干土,即钙积层时,也会限制根系向下伸展。干旱时不能利用地下水,雨季时,容易造成积涝烂根。
山麓冲积平原、海滩沙地,以及河道沙滩,表土下有砾石层或砾砂层时,同样对果树会造成同程度的影响。如果土层较厚,砾石层或砾砂层分布在1.5米以下时,不但有利于排涝排盐,而且对果树生长和结实均有良好的作用。土层深厚,能加深根系分布层,既能增强抗逆性,又有利于果树的生长和丰产。
一般果树对于土壤有较广泛的适应性,但不同树种仍有各自的最适丰产范围。如枣、柿、核桃等对土壤质地的要求比较广泛;苹果、梨、柑橘等最适于土质疏松、孔隙度较大、容重较小,土层较厚的沙壤或轻壤土;葡萄在山区、沙滩、盐碱地上有较强的适应能力。土壤质地等级及其粒组界限(国际标准)见表1-13。
表1-13 国际制土壤质地
3.土壤温度 土壤温度对果树生长的影响是多方面的,不仅直接影响根系的活动,同时制约着各种生物化学过程,如微生物活动、有机质的分解,养分的转化及水分、空气的运动等。土壤温度的变化状况及稳定性能,依土质而异。如沙土升温快,散热也快;黏土增温和降温都比沙土慢。因此,黏土的稳温性强。同一类土壤,湿润土比干土的温度日较差小。表土温度日较差较大,35~100厘米土层日较差逐渐消失而出现恒温。
(1)土温对根系生长的影响 土温与根系的生长极为相关,当土温过高或过低时,均会使根系受到伤害。据报道,成年苹果树的根系在平均土温2℃时即可略有生长,7℃时生长活跃,21℃时生长最快,超过25℃时,加速吸收根老化。根温与生长的关系,其实质就是对光合作用和水平衡的影响。据测定,光合和蒸腾率随土温上升而减少,从29℃时开始,到36℃时明显下降,因为土温升高使叶片中钾和叶绿素含量明显减少,根中干物质也下降。当土温在22~29℃时(适温),没有降低钾的反应。因此,在适温施钾肥,可增加钾含量和净光合速率。当土温升至40℃时,叶绿素含量下降严重,初生木质部的形成减弱,水的运转受阻。冬季土温过低时对果树的影响因树种而异。多数常绿果树的根系耐寒性差。当地温低于-3℃时,即可发生冻害,低于-5℃时大根即受冻,而落叶果树的根系较耐低温。
(2)土温对果树生理代谢的影响 土温的高低,会促进或抑制果树的生理代谢过程。在一定温度范围内,根系对营养元素的吸收的快慢随温度而变化。温度升高时吸收加快,温度降低时吸收减慢,具体范围因树种而异。在一定温度范围内,温度升高,有利于细胞质的流动和有机物质的转运,同时也有利于果树的同化作用和生长,具体的温度也是因树种而异。
(3)土温对土壤肥力的影响 土壤温度对土壤肥力的影响是多方面的。
①土温影响土壤中的各种化学反应。在一般情况下,化学反应的速度与温度成正相关。温度越高,化学变化进行的越强烈。我国南方果园土壤矿物的化学风化作用明显强于北方果园。
②土温对土壤中生物学过程中的影响。土温对微生物活性的影响极其明显,大多数微生物的活动,要求温度为15~45℃,在此温度范围内,微生物活动随温度的升高而增强。土温过高或过低,或超出这一温度范围,则微生物活动受抑制,从而影响到土壤中的腐殖化和矿质化过程,影响到各种养分的生物有效性,也就影响到果树根系对养分的吸收。
③土温影响土壤有机质和氮素的积累。土壤有机质的转化与温度的关系极为密切,我国南方热带地区的果园,因多雨高温,有机质腐解快;寒温带果园,因干旱低温,有机质分解慢,其所含养料和碳的周转期远比南方要长。所以,在南方果园中,调节土壤有机质偏重于加强累积,而在寒冷的北方地区果园中,则更多地侧重于加速有机质的分解以释放养分。
④土温对水、气运动的影响。土温的高低影响土壤气体的交换、土壤水溶液的移动以及土壤水存在的形态。土温越高,土壤水(溶液)的移动越频繁,土壤中气态水较多,土壤微生物和养分的活性也越强。因此,在一定土温范围内,果树根系对水分和养分的吸收与土温呈正相关。相反,土温低时,土壤冻结,则土壤水(溶液)的移动近于停止,液态水和气态水可能转化为固态,果树根系对水分和养分的吸收也近于停止。
4.土壤水分 土壤水是果树根系吸水的最重要给源,又是土壤中许多化学、物理和生物学过程的必要条件,有时还直接参与这些过程。因此,土壤水的变化和运动,势必影响到果树的生长和发育。一般土壤水分保持在田间持水量的60%~80%时,果树根系可正常生长、吸收、运转和输导,过高过低非所宜。土壤水分过多时,土壤通气不良,而产生硫化氢等有害物质,抑制根的呼吸,根的生长受阻。当土壤含水量低到接近萎蔫系数时,根系停止吸收,光合作用开始受到抑制。通常落叶果树在土壤含水量为5%~10%时,叶片开始凋萎(葡萄5%,苹果、桃7%,梨、栗9%,柿12%)。土壤干旱时,土壤溶液浓度升高,不仅影响果树根系吸收,甚至发生外渗现象。
土壤水分还影响果实的大小和品质。在前期土壤水分过多或过少时,主要影响幼果细胞分化的数目和体积的增长。在果实膨大期至成熟前20~30天,则造成减产和降低品质。
5.土壤酸碱度 土壤酸碱度对果树的生长、微生物的活动、土壤中发生的各种反应、养分的有效化及土壤的物理性质等方面都有很大影响。不同的树种对土壤酸碱度有不同的要求。几种重要果树酸碱度的适应范围如表1-14。
表1-14 几种主要果树的酸碱度适应范围
表1-14中的可耐范围的上限和下限常须具备一定的条件才有可能适应。例如苹果、柑橘等一般在pH8左右,特别是超过8时,叶片常易患黄化病。苹果用海棠果、柑橘用构头橙作砧木时,则耐碱性增强。因此在选地建园时,一般宜选择可耐范围的最适范围。
此外,果树还存在忌地连栽问题,因为同类果树根系的分泌物质和吸收矿质元素类型雷同而产生的。无花果和枇杷树忌地现象严重,苹果、梨、葡萄也有忌地现象,柑橘、桃树忌地现象较轻。
6.土壤通气 土壤通气性对果树生长的影响,首先是影响根系的生长。氧气不足将阻碍果树根系生长,甚至可引起烂根。不同果树根系对氧要求各异。一般在土壤空气中氧的浓度在12%~15%时,苹果根系才能正常生长;梨桃根系要求在10%以上;甜橙实生苗,在2.5%时仍可继续伸长。
不同树种对缺氧忍耐力也不相同。生长在低地及沼泽地的越橘,忍耐力最强;柿、柑橘对缺氧反应不甚敏感,可以生长在南方水田垄地上;桃树反应最敏感,在水涝缺氧时常易死亡;梨、苹果反应中等,但在缺氧条件下难以获得果实。
其次,土壤通气性对果树根系吸收水肥的功能也有很大影响,果树根系对水肥的吸收受呼吸作用的制约,而根系呼吸作用要求有效地供给氧气,缺氧时根系呼吸作用受到抑制,其吸收水肥的影响因树种而异。以氮、镁而言,当氧不足时,以桃吸收最多,柑橘、柿、葡萄吸收最少;而对磷、钙的吸收,则以葡萄最多,桃柿则较少;对钾的吸收,则以柿为最多,桃、柑橘和葡萄较少。
土壤通气性除对果树生长有显着影响外,对土壤中微生物的活动以及土壤中一系列化学的与生物的过程都有很大影响,因而对土壤中养分的有效化,有害物质的积聚等都有重大影响。例如在长期淹水的果园土壤中,易形成一些对根系有毒害作用的还原态物质,如硫化氢、铁、锰及各种有机酸等。因此,在果园管理中,改善土壤通气性,调节土壤空气状况是获得果实优质丰产的重要措施之一。
7.土壤有害盐类 土壤中有害盐类含量是影响和限制果树生长结果的障害因素。盐碱土的主要盐类是碳酸钠、氯化钠和硫酸钠,尤以碳酸钠危害最大。有关研究证实,一般果树根系能进行硝化作用的极限浓度为:硫酸盐0.3%,碳酸盐0.03%,氯化物为0.01%。据测定,3米以下地下水含盐量超过10克/升,就会使桃、苹果、李、杏等果树迅速死亡,特别是核桃、榛子最为敏感。几种果树的耐盐情况见表1-15。
表1-15 几种主要果树的耐盐情况
不同树种的耐盐能力差异很大,其中以沙枣、枣、葡萄、石榴等较强;苹果、梨、桃、杏、板栗、山楂、核桃等较弱。
据山西果树研究所1965年池栽二年生果苗耐盐试验表明,土壤总盐量为0.3%时,桃、栗死亡;核桃、杏、李部分受害;苹果、梨、枣、石榴、软枣、葡萄尚能正常生活。总盐量为0.7%时,除石榴、枳尚在垂死挣扎外,其它果树均已不能生存。
有些果树的根系能分泌出有毒物质,这些物质能抑制同种或异种果树根系的生长。如桃树根系能分泌苦杏仁甙,苹果根系分泌根式甙,核桃根系分泌核桃酮等。苹果的后作不仅对苹果,而且对桃、梨、柑橘也有影响。无花果的后作对无花果、梨、葡萄、柑橘等都有显着的抑制作用。即在树种间存在忌地连作问题,量标准。忌地系数小,说明连作生长不良。无花果和枇杷忌地现象明显,其系数分别为48和53;而苹果、梨、葡萄分别为77、28、74;柑橘(86)、核桃(87)忌地现象较轻。
8.土壤污染 果园土壤污染主要来自工矿排出的废水、废渣和生产中应用的农药、化肥。被污染的果园土壤土质变坏,酸化或盐渍化,板结,通透性差,导致根系发育不良,甚至死亡绝产。