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   土壤改良资材应用于文旦柚果园改良之研究





    摘 要

    台中地区红壤土壤面积约400平方公里,土壤酸性强,土壤黏重而密实,较不适果树栽培。本场自2006 年起,于台中县大雅乡六宝村红壤土類之陈厝寮系,进行文旦柚果园应用土壤改良资材改良试验。经过連续三年施用改良后,结果显示施用白云石粉、SH土壤添加物(SH soil) 及有机肥料资材处理,皆可提升土壤酸碱度(pH 值)约0.31~1.44个单位;而对土壤交换性钙提升59~643 mg/kg ;缺镁之红壤经施用土壤改良资材后对土壤交换性镁微增20~73 mg/kg 。且对文旦柚果实糖度提升0.2~1.32 °Brix,及果实增产9.3~55.5%之产量。于酸性土壤果园施用土壤改良等资材并翻耕入土壤中改良,有效提升土壤肥力,克服红壤的不良特性,并有助文旦柚果树根系伸展,养分吸收利用,提高果实产量及品质。

    关键字:文旦柚、有机肥料、土壤改良资材。

    前 言

    文旦柚( Citrus grandis L. Osbeck) 属于芸香科(Rutaceae) ,英文名为Wentan pomelo或Buntan shaddock,原产中国华南地区,台湾在清朝干隆53年( 西元1788年) ,由黄权自广东引进(10)。文旦柚于2~3 月开花,8~9 月果实成熟采收,果实重量约600~700 公克/ 粒,果皮淡黄色,果肉淡黄白色,酸度约0.45% ,风味佳(10,19)。文旦柚果树为多年生之作物,每年果实产量甚多,所以需肥量大,由土壤长期供应果树需求之矿物养分,提供足够三要素之需求。若无适当的肥培及土壤管理,则很难获得较多品质好的果实产量,因此,依果树生育期营养狀况,适量施追肥(5,20)。影响文旦柚产量与品质之因素甚多,如品种、砧木、树龄、气温、日照、雨量、湿度、风速、果园方位、土壤理化性质、施肥、整枝、条剪、灌溉、病虫害、采收期及贮藏时间等(7,15)。台湾之果农肥培管理上,长期偏用化学肥料且过量施用,以致土壤逐渐酸化劣变,严重影响果树生长、果实产量及品质不佳(14,16),因此,果园土壤肥培管理,俨然已成生产高品质果实的重要因素。据农试所调查结果显示,台湾耕地面积中约近35% 及山坡地土壤约有76%为强酸性土壤(pH<5.5) ,故强酸性土壤为台湾最大宗的问题土壤(6,8)。强酸性土壤具有强的固定磷能力及低肥力特性,往往不利作物的生长,进而影响作物的产量与品质(3,9,13)。中部地区文旦柚生产地,属于酸性土壤,在一般肥培管理下果实品质无法提升,且可能受肥培管理不当而衍生诸多土壤问题,致影响文旦柚营养吸收与生长。环境对作物的生长具有先天性的影响,而人为的管理与栽培技术也极为重要,本研究针对文旦柚果园土壤酸化之情形,探讨施用土壤改良资材对土壤肥力之影响,以期促进果树生长,提升文旦柚产量与果实品质,并供文旦柚及有关果树园土壤肥培管理之參考。

    材料与方法

    田间设计及肥培管理

    本试验于台中县大雅乡六宝村,八年生文旦柚果园进行,自2006年1 月至2009年12月止,计三年之田间试验。试验设六处理,三重复,采用逢机完全区集排列,每处理选中庸2 株,处理间设缓冲株1 棵。土壤改良资材每株用量为有机肥料20 kg/plant,白云石粉10 kg/plant,SH土壤添加物10kg/plant,于施基肥前20天撒施,并翻入土壤中,约于每年1 月施用。氮肥用硫酸铵,磷肥用过磷酸钙,钾肥用硫酸钾,化学肥料按照农民惯用法施用,经换算为每年每株施用用量,N :0.2 kg ,P 2 O 5 :0.15 kg,K 2 O :0.23 kg。施肥时期及分配率(%) ,依作物施肥手册行之(2)。

    试区土壤性质

    试区土壤属于洪积层发育而成之红棕色强酸性土壤,为陈厝寮系(Chentsoliao Series) ,排水良好,土壤质地为坋质黏壤土。试验前果园之土壤pH值4.84 、有机质含量25 g/kg、土壤磷有效性含量34 mg/kg、交换性钾90 mg/kg 、交换性钙321 mg/kg 、交换性镁88 mg/kg。调查及分析项目土壤样本以逢机采取文旦柚树冠周围之表土(0~20 cm)、风干过筛(2 mm),分析其基本性质。 pH值以玻璃电极法测定水:土(v:w)=1:1(12);有机质以Walkley-Black法测定(26);有效性磷含量以白雷氏第1 法(Bray P1 Method) 测定(12);交换性钾、钙、镁以1 M 中性醋酸铵萃取,再以原子吸收光谱仪(atomic adsorption spectrometry, AAS)和火焰光度计(flame emissionspectrometry, FA) 测定(24)。39文旦柚葉片样本系以逢机方式每株采取当年生春梢无结果枝第3 或第4 片葉,清洗后以60℃烘干磨粉,分析其要素含量。氮之定量以浓硫酸消化分解后,用微量扩散法测定,磷、钾、钙、镁之测定则先经过硝酸、硫酸与过氯酸(4 :1:1) 等三酸混合液分解,磷以钼黄法定量,钾以焰光分析法,钙及镁则用原子吸光法测定(4,11)。

    结果与讨论

    对文旦柚果园土壤肥力之影响本试验区之土壤属于洪积土层发育而成之强酸性红壤土,经过連续三年施用土壤资材处理后调查,以有机肥料+ 白云石粉(OF+L)处理土壤pH值6.49 最高,依次为白云石粉(L) 之处理(pH: 6.19) ,有机肥料+SH 土壤添加物(OF+SH soil) 处理(pH: 5.90) ,对照处理土壤pH值5.05 最低,各处理间土壤pH值呈显著差異( 图一) 。显示于酸性土壤果园施基肥20天前施白云石粉、SH土壤添加物及有机肥料等资材,可提升土壤pH值,比对照增加约0.31~1.44个单位。土壤pH5.5~6.5时之营养要素的有效性较大,当施用石灰性资材时,除可提高土壤pH外,并可促进作物吸收营养素(23,27)。施白云石粉或石灰之功用在直接提供土壤钙及镁兩种元素,而钙離子又有中和土壤酸性的功能,因此,可改良土壤性质,提高土壤pH值(13,25)。台湾的柑桔园土壤在经过长期耕作及肥培管理之后,已使大多果园土壤pH值降至5.2以下,成为所谓之强酸性土壤(15)。据黄(1983) 的研究也指出,于酸性土壤柑桔果园連续三年施用白云石粉或石灰,平均可提高土壤pH值达0.6~0.9个单位。

    土壤有机质以施有机肥料+SH 土壤添加物(OF+SH soil)处理之土壤有机质含量30 g/kg最高,其次为施有机肥料处理土壤有机质含量23.7 g/kg及施SH土壤添加物(SH soil)处理土壤有机质含量23.3 g/kg ,对照处理土壤有机质含量22.7 g/kg ,而施有机肥料+ 白云石粉(OF+L)及单施白云石粉(L)处理之土壤有机质含量分别为22.0 g/kg及21.3 g/kg最低。显示于酸性土壤施白云石粉进行果园土壤改良,会加速土壤有机质分解而减少土壤有机质含量。

    土壤交换性钾含量,以施有机肥料+SH 土壤添加物(OF+SH soil) 处理者最高,其次为有机肥料+ 白云石粉(OF+L)处理,其余处理间差異不显著( 图二)。显示施加有机肥料之处理土壤钾含量有增加之效果,与蔡等(1990) 在红壤施用有机质改良资材可增加土壤中磷、钾、钙及镁等营养素含量及有效性之结果一致(18)。

    施用白云石粉处理之土壤交换性钙比对照区增加达1 倍以上,施有机肥料+SH 土壤添加物(OF+SH soil) 处理为1,118 mg/kg、有机肥料+ 白云石粉(OF+L)处理为1,144 mg/kg及白云石粉(L)处理之土壤交换性钙1,047 mg/kg含量最高,上述三处理间则没有差異。只施有机肥料(OF)、SH土壤添加物(SH soil) 及对照(CK)等处理土壤交换性钙含量较低,对增加土壤交换性钙含量之效果不显著( 图三) 。显示于酸性土壤施土壤改良资材之白云石粉每株10 kg 量,对改良土壤理化性有助提高土壤肥效利用。

    对土壤交换性镁含量而言,施用有机肥料+SH 土壤添加物(OF+SH soil) 处理比对照区处理增加达1 倍以上,而施用有机肥料+ 白云石粉(OF+L)、单独有机肥料(OF)及白云石粉(L)处理之土壤交换性钙含量均较对照区增加34~42 mg/kg ,土壤pH亦提高0.46~1.44个单位( 图一及图四),显示施用含氧化镁成分较高之改良资材,对土壤交换性钙及镁含量及土壤pH均有提升效果。据劉(2004) 之研究指出,花蓮地区之文旦柚果园土壤肥力适宜范围为土壤pH值5.5~6.5、土壤有机质含量20~30 g/kg 、土壤磷含量10~20 mg/kg 、土壤钾含量30~50 mg/kg 、土壤钙含量570~1,140 mg/kg、土壤镁含量50~100 mg/kg(17),显示在酸性土壤文旦柚果园于施基肥20天前,先将土壤改良资材均匀撒施树冠下,并翻耕深入土壤中改良,有效提升土壤肥力,应有助于文旦柚果树生育期间吸收养分,并利于根系生长。

    对文旦柚叶片养分浓度之影响本试验于7 月下旬所采文旦柚非结果枝第3 或第4 片葉之新成熟葉(17)之养分浓度如表二所示。施有机肥料+ 白云石粉(OF+L)处理及施有机肥料+SH 土壤添加物(OF+SH soil) 处理之葉氮浓度分别为18.8 及18.0 g/kg,为各处理中之最高者,且均较对照处理增加2.3~3.1 g/kg ,其余处理间差異不显著。显示施石灰改良质材时配合有机肥料施用,有助于文旦柚果树氮之吸收。葉之钾浓度以对照(CK)处理浓度20.6 g/kg 最高,其次白云石粉(L),施用有机肥料+SH 土壤添加物(OF+SH soil) 之处理,为19.2 及18.4 g/kg,施有机肥料(OF)处理浓度最低。葉之钙浓度以有机肥料处理(OF)最高(33.6 g/kg),其次为白云石粉(L) 及SH土壤添加物(SH soil) 处理,施有机肥料+ 白云石粉(OF+L)处理及对照(CK)处理最低,各处理间则呈显著差異。显示石灰及有机肥料之处理并不能增加钙之吸收。42

    葉之镁以有机肥料(OF)、有机肥料+SH 土壤添加物(OF+SH soil) 及SH土壤添加物(SH soil)处理最高,施白云石粉(L)处理之葉镁浓度2.1 g/kg最低,各处理间呈显著差異,施白云石粉后文旦柚未提升镁吸收量。文旦柚葉片镁浓度为2.1 g/kg 时,较适宜范围2.6~5.0 g/kg 为低,呈缺镁症狀,显示文旦柚对镁需求较多。据谢(1990) 之研究指出,柑桔之葉镁浓度不足时,可由葉面喷施1~2%硫酸镁2~4 次或春梢长出约2/3时喷施1%硝酸镁以防止缺镁(21)。葉之铁浓度,以施有机肥料(OF)处理最高,施有机肥料+ 白云石粉(OF+L)处理葉之铁浓度最低。其余铜、锰、锌等微量元素之浓度各处理均无差異。文旦柚植株葉片各种元素浓度适宜范围为氮22.0~25.0 g/kg、磷1.2~1.8 g/kg、钾14.0~17.0 g/kg、钙25.0~45.0 g/kg、镁2.6~5.0g/kg 、铁60~120 mg/kg、锰25~200 mg/kg、铜5~16 mg/kg、锌25~100 mg/kg(1,17,22)。本试区处理葉之氮浓度介于14.9~18.8 g/kg与上述文旦柚葉氮浓度适宜范围比较,似有不足现象,但文旦柚果树营养生长过于旺盛则果粒过于肥大而影响品质及商品价值甚巨,因此,如葉之氮浓度25.0 g/kg以上,表示营养生长过盛,因充分提供养分促使果实肥大,则不利于销售及果肉品质。葉之氮浓度低于18.0 g/kg时,生产之文旦柚果粒重在500~600 g/fruit ,果粒大小最佳。葉之钾浓度为16.8~20.6 g/kg 及葉之铁浓度为120~172 mg/kg 略有过量吸收,葉之锰浓度9~16mg/kg及葉之铜浓度3.7~4.0 mg/kg比适宜范围均低,似不足,显示于红壤之果园施用土壤改良质材后,文旦柚植株生育期对钾吸收过量而抑制对氮的吸收而呈不足现象。试区经施用土壤改良资材处理后,对果园土壤pH值略有提升改善土壤理化性质,促使文旦柚果树对土壤中微量元素有增加吸收趋势。

    对文旦柚园艺性状之影响

    土壤经施用土壤改良资材处理,由文旦柚园艺性狀( 表三) 显示,以施用SH土壤添加物(SH soil) 处理果实产量63.3 kg/plant 最高,比对照处理增产55.5% (22.6 kg/plant),其次为施有机肥料+ 白云石粉(OF+L)处理及有机肥料(OF)处理,分别比对照处理增产25.3% (10.3 kg/plant)43及25.1% (10.2 kg/plant),而对照处理40.7 kg/plant 果实产量最低,且处理间呈显著性差異。显示在强酸性土壤果园施用土壤改良资材后对文旦柚果树有增产效果。文旦柚每株果粒數显示,以施用SH土壤添加物(SH soil)处理之果粒數91.8 fruit/plant 最多,比对照处理增加24.0fruit/plant,其次施有机肥料+ 白云石粉(OF+L)处理比对照处理增加17.9 fruit/plant ,而对照处理果粒數67.8 fruit/plant最低,显示在强酸性土壤果园施用土壤改良资材改良后对文旦柚果树开花着果率均有显著增加效果。施用不同土壤改良质材后对文旦柚之果皮厚度,以施用有机肥料(OF)及有机肥料+ 白云石粉(OF+L)处理者最薄,而施有机肥料+SH 土壤添加物(OF+SH soil) 及SH土壤添加物(SH soil)处理者最厚,显示施用SH土壤添加物(SH soil),会增加果皮厚度,而施有机肥料及白云石粉等资材,可使文旦柚果皮较薄,因而改善文旦柚之品质。果实之糖度,以白云石粉(L)处理10.17°Brix最高,而对照处理8.85 °Brix 最低。显示施用土壤改良资材后对文旦柚果实糖度可提升0.2~1.32 °Brix。其原因为酸性土壤果园经施土壤改良资材后,增加土壤中各种养分之有效性,促使文旦柚生育后期果实吸收较多养分而提高果实糖度。因此,于强酸性土壤之文旦柚果园施用土壤改良资材,有助文旦柚果实品质提升。


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