doi：10.11838/sfsc.1673-6257.20656
孟 博，周一帆，战 健，杨林生，邓 燕*
（长江经济带农业绿发展研究中心/西南大学资源环境学院，重庆 400715）
摘 要：广西是我国第一大甘蔗产地，了解广西蔗区土壤肥力及叶片养分丰缺状况，可对广西蔗区提出针对性的施肥建议。对广西南宁、崇左、来宾、百、柳州、河池、贵港、玉林和防城港等主要甘蔗产区进行土壤和叶片调研，各采集了110份样品进行养分测定分析。结果表明：（1）广西蔗区调研土壤pH值平均为5.21，pH 值<4.5的强酸性地块占比为40.91%；土壤有机质含量平均为24.43 g/kg，低于20 g/kg的缺乏地块占比为35.46%； 碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙和交换性镁含量平均值分别为102.70、22.79、158.45、637.98和93.33 mg/kg，各自处于缺乏水平的地块占比分别为26.36%、30.91%、4.63%、45.46%和41.82%。（2）叶片大中量营养元素氮、磷、钾、钙和镁含量范围分别为14.80～25.50、1.30～2.50、9.90～19.70、1.30～7.50和0.40～2.80 g/ kg，氮、磷和镁含量处于缺乏水平的地块占比分别为60%、91.82%和82.72%，而钾、钾含量普遍处于适宜或丰富水平；叶片微量元素铁、锰、铜、锌和硼含量范围分别为
15.90～175.80、15.20～238.10、1.00～6.70、4.90～38.80和1.10～27.70 mg/kg，铁、锰、铜含量大多处于适宜或丰富水平，而锌和硼含量缺乏的地块占比分别高达50.09%和
89.09%。（3）土壤pH值与土壤交换性钙和交换性镁含量呈极显著正相关关系，与土壤碱解氮含量呈显著负相关关系；
土壤有机质含量与土壤碱解氮、速效钾、交换性钙和交换性镁含量均呈极显著的正相关关系。（4）土壤pH值与叶片钙含量呈极显著正相关关系，与叶片锰含量呈极显著负相关关系；土壤有机质含量与叶片磷、叶片钾含量呈显著正相关关系，与叶片锰含量呈显著负相关关系；土壤交换性镁含量与叶片镁含量呈极显著正相关关系。针对调研结果，提出的广西蔗区养分管理策略是重视土壤酸化治理，合理施用氮磷钾肥，增施有机肥和补施镁、锌、硼等中微量肥料。
关键词：广西；土壤养分；叶片养分；甘蔗
广西是我国第一大甘蔗产区，甘蔗种植面积和产量占全国甘蔗生产的60%以上。据《广西统计年鉴2019》［1］数据，2018年广西甘蔗种植面积为88.64万hm2，产量达7292.76万t。广西蔗区主要分布在西南部和中部，其中种植面积最大的是崇左市，其次为南宁、来宾、柳州等地。吴多广等［2］对中国蔗区进行了比较优势分析，结果表明，广西具有绝对的规模和综合比较优势，需要进一步提高单产水平来发展甘蔗产业。合理施肥是保证甘蔗高产的重要措施；土壤养分状况影响土壤供肥能力和肥
料利用率，叶片养分则反映植株对土壤和肥料养分的吸收利用情况，了解土壤和植株叶片养分状况，结合养分分级标准进行施肥推荐是指导作物合理
收稿日期：2020-11-06；录用日期：2021-01-01
基金项目：财政部和农业农村部；国家现代农业产业技术体系资助项目（CARS-170210）。
作者简介：孟博（1997-），在读硕士研究生，研究方向为作物养分管理。E-mail：*****************.。
通讯作者：邓燕，E-mail：****************。施肥常用的方法之一［3］。近20年来，不同学者对广西蔗区的土壤和植株养分进行了调查报道。1998年吴圣进等［4］对广西主要甘蔗产区土壤和植株养分进行了调查分析，提出了广西甘蔗生产的施肥建 议；2004年谢如林等［5］对广西兴宾蔗区的土壤养分状况进行了调研分析，提出了在甘蔗生产中需重视氮、磷、钾肥施用的建议；2006年黄绍富等［6］对广西南宁和崇左蔗区进行土壤抽样调查，分析了土壤养分状况，提出了蔗田土壤改良、平衡氮磷钾施肥、补充中量元素的建议；2014年曾艳等［7］对广西桂南蔗区土壤养分状况进行了调研，发现广西桂南蔗区土壤肥力总体水平不高、有机质偏低等养分问题；2015年雷崇华等［8］对广西金光农场甘蔗土壤肥力进行调查，提出了南宁高产甘蔗产区的土壤养分指标；2017年Zeng等［9］采用肥力综合指数法对广西蔗区土壤进行了综合评价，得出广西蔗区处于低肥力水平的结论。由前人研究
可知，广西蔗区土壤养分状况调查研究较多，而将土壤和植株养分结合进行分析的调研较少，两者结合更能说明养分供应和吸收是否匹配。因此，本研究旨在通过调
181
182
研取样了解当前广西不同甘蔗产区土壤肥力和叶片养分特征并做出评价，为广西甘蔗产区的科学施肥管理提供参考。
1 材料与方法
1.1 调研地区
本次调研于2019 年8月在广西主要蔗区开展。
调研区域包括南宁市金光农场和良圻农场，崇左市宁明、江州、扶绥、大新、龙州5县（区），来宾市武宣、兴宾、象州、忻城4县（区），百市平果、田东、右江、田林、田阳5县（区），柳州柳城实验站和柳城、柳江2县（区），河池市金城江、宜州、罗城3县（区），贵港市西江农场，玉林市龙安县和防城港市昌菱农场。调查取样点如图1
所示。
图1 广西蔗区调查取样点分布
1.2 取样方法
土壤样品：本次调研一共采集110 份土壤样品。在每个调研区域每个代表性地块上采集0～30 cm 土层的土壤样品，避开施肥点按照“S”形路线随机选择5点取样，样品混合后，用四分法取1 kg 左右的样品带回实验室处理分析。
叶片样品：本次调研一共采集110份甘蔗植株的叶片样品，植株选择是在与采集土壤样品的点相对应的地块。每个地块采集甘蔗+1叶（最高可见肥厚带叶）5片，混合为一个样品，带回实验室处理分析。1.3 样品处理
土壤样品：土样放在阴凉通风的样品室内风干，去掉植物根系、小石块等，用橡胶锤粉碎后过2 mm 筛、瓷研钵磨碎后过0.149 mm 筛，放样品室保存待测。
叶片样品：甘蔗叶片样品带回实验室用去离子
水洗净，放入105℃烘箱中杀青30 min，再在75℃下烘干至恒重；烘干的叶片用不锈钢粉碎机粉碎，放样品室保存待测。1.4 测定方法
土壤样品：依据鲍士旦主编的《土壤农化分析
（第3版）》［10］
对土壤样品进行理化性质及养分含
量的检测。测试项目及方法如下：土壤pH 值（土水比1∶2.5）采用电位计法测定；有机质含量采用重铬酸钾容量法（外加热法）测定；碱解氮含量采用碱解扩散法测定；有效磷含量采用0.5 mol/L 碳酸氢钠浸提，紫外分光光度法测定；速效钾含量采用乙酸铵提取，火焰光度法测定；交换性钙和交换性镁含量采用乙酸铵浸提，原子吸收光谱法 测定。
叶片样品：叶片样品总氮含量采用H 2SO 4-H 2O 2
消煮法制备待测液，凯氏定氮法测定［11］；叶片样品总磷、钾、钙、镁、铁、锰、铜、锌、硼含量采
用HNO3-H2O2消煮法制备待测液，ICP-OES法测定［12］。
1.5 数据统计及土壤叶片养分状况评价标准
数据采用Excel 2016、SPSS 21.0进行整理分
2 结果与分析
2.1 蔗区土壤肥力状况
2.1.1 土壤pH值
从表4可知，广西蔗区调研土壤pH值的变幅为3.02～8.37，平均值为5.21。其中偏酸性的土壤占比高达78.18%，而且40.91%属于pH值<4.5的强酸性土壤；中性和碱性土样占比仅约五分之一。
2.1.2 土壤有机质及养分元素含量
由表5可知，调研地块土壤有机质含量变幅为8.03～60.40 g/kg，平均水平为24.43 g/kg。有机质含量为20～30 g/kg的中等水平土样比例最大，达46.36%，丰富等级土样占18.18%，缺乏的土样占比约为35%；总体处于中等水平。
析。土壤pH值分级及土壤养分分级参照Zeng等［9］介绍的甘蔗土壤pH值分级标准及广西土壤养分分级标准，详见表1、表2。甘蔗叶片养分分级参照美国的标准［11］，详见表3。
表1 土壤pH值分级标准
强酸性酸性弱酸性中性碱性强碱性pH值<4.5 4.5～5.5 5.5～6.5 6.5～7.57.5～8.5>8.5
表2 广西土壤养分分级标准
土壤养分丰富中等缺乏极缺乏有机质（g/kg）>3020～3010～20<10碱解氮（mg/kg）>120 80～12040～80<40有效磷（mg/kg）>2010～20 5～10<5速效钾（mg/kg）>100 50～10030～50<30交换性钙（mg/kg）>700500～700300～500<300交换性镁（mg/kg）>150 70～15030～70<30
表3 甘蔗叶片养分分级标准
叶片养分丰富适量较缺乏缺乏
氮（g/kg）>26 20～2618～20<18
磷（g/kg）>3 2.2～3 1.9～2.2<1.9
钾（g/kg）>16 10～16 9～10<9
钙（g/kg）>4.5 2～4.5—<2
镁（g/kg）>3.2 1.5～3.2 1.3～1.5<1.3
铁（mg/kg）>105 55～10550～55<50
锰（mg/kg）>100 20～10016～20<16
铜（mg/kg）>8 4～83～4<3
锌（mg/kg）>32 17～3215～17<15
硼（mg/kg）>20 15～20 4～15<4
注：“—”表示没有此级。
表4 广西蔗区土壤pH值分析
范围均值±标准差变异系数
（%）
样品分布（%）
强酸性酸性弱酸性中性碱性强碱性
3.02～8.37 5.21±1.3726.3140.9118.1819.0913.648.180.00
183
184
表5 广西蔗区土壤有机质和养分状况分析
指标范围均值±标准差变异系数（%）样品分布（%）丰富中等缺乏极缺乏有机质（g/kg）8.03～60.4024.43±8.0336.7418.1846.3634.550.91碱解氮（mg/kg）38.22～197.37102.70±37.0536.3025.4548.1825.450.91有效磷（mg/kg） 1.01～56.1322.79±16.3271.6054.5514.5511.8219.09速效钾（mg/kg）8.00～509.00158.45±95.5360.2967.5927.78 2.78 1.85交换性钙（mg/kg）7.83～1744.67637.98±432.0267.7240.0014.5521.8223.64交换性镁（mg/kg）
4.50～256.75
93.33±60.08
64.37
17.27
40.91
29.09
12.73
1744.67、4.50～256.75 mg/kg，平均值分别为637.98、93.33 mg/kg。交换性钙含量从分级情况来看，近一半的土样（45.46%）处于缺乏状态（<500 mg/kg），中等样品占比14.55%，处于丰富状态（>700 mg/kg）的土样比例为40%，总体处于中等水
平。交换性镁含量从分级情况来看，处于缺乏状态（<70 mg/kg）的土样占比为41.82%，中等样品占比40.91%，处于丰富状态（>150 mg/kg）的土样占比17.27%，总体处于中等偏下水平。
2.1.3 土壤pH 值、有机质与养分元素之间的相关性
从表6可知，调研土壤pH 值与交换性钙和交换性镁含量均呈极显著的正相关关系（r =0.517**、r =0.470**）
，与土壤碱解氮含量呈显著的负相关关系（r =-0.215*），对土壤有效磷和速效钾含量的影响不显著。土壤有机质含量与土壤碱解氮、速效钾、交换性钙和交换性镁含量均呈极显著的正相关关系（r =0.481**、r =0.357**、r =0.267**、r =0.297**），对土壤有效磷含量影响不显著。
调研地块土壤碱解氮含量范围为38.22～ 197.37 mg/kg，变异相对较小，平均含量达到中等水平（102.7 mg/kg）（表5）。从分级情况来看，处于缺乏状态（<80 mg/kg）的土样占比26.36%，中等样品占比48.18%，处于丰富状态（>120 mg/kg）的土样占比25.45%，总体处于中等偏上水平。
土壤有效磷含量变异大，范围为1.01～56.13 mg/kg，平均值为22.79 mg/kg（表5）。从分级情况来看，处于缺乏状态（<10 mg/kg）的土样占比30.91%，中等样品占比14.55%，处于丰富状态（>20 mg/kg）的土样占比54.55%，总体处于较丰富水平。
土壤速效钾含量的变幅也较大，为8.00～ 509.00 mg/kg，平均含量达158.45 mg/kg（表5）。从分级情况来看，处于缺乏状态（<50 mg/kg）的土样占比仅为4.63%，中等样品占比27.78%，处于丰富状态（>100 mg/kg）的土样比例高达67.59%，总体处于较丰富水平。
土壤交换性钙、镁含量范围分别为 7.83～
表6 广西蔗区土壤pH 、有机质及养分相关性分析
指标有机质碱解氮有效磷速效钾交换性钙交换性镁pH 值0.013
-0.215*
0.039
-0.069
0.517**
0.470**
有机质
0.481**0.0150.357**0.267**0.297**
注：**表示在0.01水平（双侧）上显著相关，*表示在0.05水平（双侧）上显著相关。下同。
2.2 蔗区叶片养分状况
与土壤养分含量相比，叶片养分含量的分析更能直接反映甘蔗植株养分的丰缺情况。如表7所示，调研甘蔗叶片样品的大量和中量养分元素氮、磷、钾、钙、镁含量范围分别为14.80～25.50、1.30～ 2.50、9.90～19.70、1.30～7.50、0.40～2.80 g/kg， 其中钙、镁含量变异较大，氮、磷、钾含量变异较小，平均含量分别为19.50、1.80、14.60、3.70、1.20 g/kg。微量元素铁、锰、铜、锌、硼含量范围分别为15.90～175.80、15.20～238.10、1.00～
6.70、4.90～38.80、1.10～2
7.70 mg/kg，其中锰、锌、硼含量的变异系数明显高于铁、铜，各元素平均含量分别为84.30、116.40、4.40、16.20、
8.60 mg/kg。
根据参考的美国标准，广西蔗区叶片中的氮、磷、镁、锌和硼这5种养分元素含量大多表现为较缺乏或缺乏状态，低于适宜含量的样品占比分别为60.00%、91.82%、82.73%、50.09%和89.09%。而叶片中钾、钙、铁、锰、铜这5种养分元素含量大多处于适宜或者丰富的状态，分别占样品的99.09%、94.55%、91.82%、99.09%和65.45%。
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表7 广西蔗区叶片养分分布状况分析
指标范围均值±标准差变异系数（%）样品分布（%）丰富适量较缺乏缺乏氮（g/kg）14.80～25.5019.50±2.3012.00040.0037.2722.73磷（g/kg） 1.30～2.50 1.80±0.3013.8108.1832.7359.09钾（g/kg）9.90～19.7014.60±2.1014.0425.4573.640.910钙（g/kg） 1.30～7.50 3.70±1.2032.5022.7371.82— 5.45镁（g/kg）0.40～2.80 1.20±0.4035.58017.2715.4567.27铁（mg/kg）15.90～175.8084.30±27.8032.9418.1873.64 3.64 4.55锰（mg/kg）15.20～238.10116.4
0±57.5049.3961.8237.2700.91铜（mg/kg） 1.00～6.70 4.40±0.9021.24065.4531.82 2.73锌（mg/kg） 4.90～38.8016.20±7.2044.16 3.6437.2711.8247.27硼（mg/kg）
1.10～27.70
8.60±5.20
60.14
7.27
3.64
80.91
8.18
呈显著负相关（r =-0.202*、r =-0.191*），但与叶片锌含量呈极显著正相关（r =0.287**）。土壤速效钾含量与叶片钙含量呈极显著负相关（r =-0.253**）。土壤交换性钙含量与叶片锰含量呈极显著负相关（r = -0.337**）。土壤交换性镁含量与叶片磷含量呈显著正相关（r =0.201*），与叶片镁含量呈极显著正相关（r =0.300**），与叶片锰含量呈极显著负相关（r =
-0.331**）。
2.3 蔗区土壤养分与叶片养分的相关性
由表8可知，广西蔗区土壤pH 值与叶片钙含量呈极显著正相关（r =0.349**），与叶片锰含量呈极显著负相关（r =-0.596**）。土壤有机质含量与叶片磷、钾含量显著正相关（r =0.243*、r =0.211*），与叶片锰含量显著负相关（r =-0.234*）。土壤碱解氮含量与叶片磷、铁含量显著正相关（r =0.215*、r =0.223*）
。土壤有效磷含量与叶片中钾、铜含量均表8 广西蔗区土壤养分与叶片养分间相关性分析
指标pH 值有机质碱解氮有效磷速效钾交换性钙交换性镁氮-0.0180.0860.1600.066-0.006-0.0730.018磷0.0820.243*0.215*-0.186-0.0830.1600.201*钾-0.0170.211*0.177-0.202*0.1390.0340.103钙0.349**-0.071-0.013-0.047-0.253**0.1730.123镁0.136-0.01-0.0350.097-0.1090.0130.300**铁-0.0860.0680.223*0.0240.002-0.081-0.163锰-0.596**-0.234*-0.007-0.010-0.152-0.337**-0.331**铜0.020.0920.014-0.191*-0.1390.078-0.086锌-0.158-0.045-0.0510.287**0.126-0.116-0.110硼
0.005
-0.093
-0.037
0.105
-0.030
0.175
0.060
3 讨论
土壤酸碱性是土壤理化性状的基础，对土壤养分有效性、土壤微生物活性以及甘蔗的生长发育均有明显的影响［13］。甘蔗适宜生长的pH 值范围是5.5～8.0［14］。1998年吴圣进等［4］对广西主要蔗区调研结果表明土壤pH 值基本在5.0以上，pH 值为
5.0～5.5的占比为40%、
6.0～
7.0的占比为45%；2006年黄绍富等［6］在南宁和崇左采集了1733个地块样品分析，发现pH 值<5.5
的地块占5
8.7%，但pH 值<4.5的地块只占
9.2%；2014年曾艳等对桂南蔗区进行了调研，pH 值<5.5的地块占比84.3%，且pH 值<4.5的占比达26.5%［7］；本次调研结果发现pH 值<4.5的强酸性地块占比高达40.91%。虽
