西双版纳橡胶园土壤交换性钙镁含量及其对叶片钙镁含量的影响

许木果，陈桂良，刘忠妹，杨春霞，杨丽萍，丁华平

(云南省热带作物科学研究所，云南 景洪 666100)

橡胶树为大戟科橡胶树属植物，属典型的热带经济作物，是目前已知产胶量最多的树种及天然橡胶的主要来源，其正常生长依赖于良好的土壤环境[1-3]。钙和镁作为土壤中主要的盐基离子[4-5]，橡胶树对其吸收利用与它们在土壤中的含量有较强的相关性[6-7]。钙镁作为橡胶树生长所必须的营养元素，对橡胶树的生长、产胶和胶乳的稳定性等方面具有重要作用[8]。土壤交换性钙镁作为土壤养分中两项非常重要指标，对研究合理施肥、提高作物的产量和品质有非常重要的意义[9]；掌握其含量及比例是橡胶园养分管理及平衡精准施肥的基础[10-11]，也是研究相关养分迁移转化规律的依据。相关研究表明，对大多数作物与土壤而言，交换性钙<1.0 cmol·kg-1±与交换性镁<0.21 cmol·kg-1±对钙、镁肥的效果可产生显著影响[10,12]。土壤中交换性钙镁的含量和比值不仅可反映胶园土壤中钙镁的生物有效性，还会对橡胶园其他养分的有效性及橡胶树中养分的含量及分布有较大影响。

目前橡胶树营养诊断主要是以叶片养分含量作为指标，通过其含量和范围判断养分的丰缺状况。王丽华等[13]对不同产量幼树的钙镁营养研究表明，橡胶幼树叶片钙含量在10月份达到最大值，镁在11月份达到最小值，不同品种橡胶树钙镁养分之间存在差异，施肥处理与不施肥相比，叶片钙含量有较显著差异。唐群锋等[14]对海南乌石农场橡胶园土壤养分含量进行分级发现，绝大部分土壤交换性钙镁处于含量等级缺乏及以下水平，分别占橡胶园总面积的91.6%、95.49%。李涛等[15]对不同林龄橡胶树的研究结果表明，随着树龄的增加，土层0～20 cm交换性钙镁有上升的趋势，20～40 cm交换性钙有一定上升，交换性镁保持持平。综合以上研究结果，目前研究主要是针对单一土壤或叶片不同年限、不同品种间钙镁养分的变化进行分析，对橡胶园土壤与橡胶树钙镁养分的相互关系研究相对较少。本试验采集西双版纳橡胶园具有代表性的土壤及橡胶树叶片样品进行分析测定，研究不同橡胶园土壤交换性钙镁含量及对橡胶叶钙镁含量的影响，分析橡胶树叶片与土壤养分之间的相互关系，以期为橡胶园钙镁养分的高效利用及合理施肥提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于西双版纳植胶区,地处21°10′-22°36′N，99°55′-101°50′E，海拔900～1 100 m，属北回归线以南的热带湿润区，主要土壤类型为砖红壤、黄棕壤及紫色土，成土母质为千枚岩、花岗岩和砂页岩。

1.2 样品采集

采样区属第2代胶园，主要种植品种为RRIM600，橡胶树林龄为10～20 a，为橡胶树产胶相对稳定的时期(旺产期)。根据土壤类型和橡胶树种植情况，同时考虑不同的环境条件及肥力水平，采用GPS定位选取具有代表性的橡胶园土壤，共设108个定位点。每个定位点取5个均匀分布的采样点，采集0～20、20～40 cm土层土壤分别制成一个混合样。橡胶树叶片样品与土壤样品采样点保持一致，每个定位点选取20株橡胶树，每株采集上部、中部、下部叶片各3～5片，分别制成一个混合样，采样时间为8-10月。

1.3 测定方法

土壤样品测定的项目包括：有机质、pH、交换性钙、交换性镁、全N、碱解N、有效P、速效K，测定方法为常规分析方法[16]。叶片样品测定项目包括全量的N、P、K、Ca、Mg，测定方法参照相应标准方法[17-18]。

1.4 数据处理

利用SPSS20.0和Excel2016对相关数据进行统计分析

2 结果与分析

2.1 橡胶园土壤和叶片钙镁养分分级

参照橡胶树叶片营养诊断技术规程(GB/T 29570-2013)，结合橡胶园养分状况，对橡胶园土壤和橡胶叶片钙、镁养分进行分级，结果见表1。

表1 土壤及叶片钙镁养分分级

2.2 不同类型土壤交换性钙镁含量

按土壤酸碱度对胶园土壤进行分类(参照我国土壤酸碱度划分标准)，将土壤类型划分为酸性土(pH为4.5～6.5)和中性土(pH为6.5～7.5)。其养分含量测定结果见表2，通过表2可知，在0～40 cm土层所采集土壤样本，橡胶园交换性钙含量在0.17～17.22，变异系数为89%，为强变异，表明橡胶园土壤交换性钙空间差异显著；交换性镁含量在0.11～6.31，变异系数为63.8%，低于交换性钙，但也属为强变异。从分布上看，交换性钙低于正常临界值的橡胶园土壤占70.8%，整体缺乏；土壤交换性镁低于正常临界值的橡胶园土壤占76.3%，其平均含量仅有标准临界值的42.3%，橡胶园土壤交换性镁较缺乏。对比不同土壤类型土壤交换性钙镁含量，中性土高于酸性土。

交换性钙镁的比值在1.43～20.9，酸性土变异系数为24.5%，中性砖红壤变异系数为21.76。根据相关研究结果[19-20]，土壤交换性钙镁比值适宜范围在5～10，而橡胶园土壤在这一范围内的比例仅为25.8%，橡胶园钙镁养分之间分布不均衡状况较为明显。

2.3 不同土层深度交换性钙镁含量

通过表3可知，0～20 cm土壤交换性钙含量普遍高于20～40 cm，2个土层变异系数分别为95.9%、88.3%，表明土壤交换钙差异显著，但随着土层深度的增加差异有变小的趋势。交换性镁0～20 cm总体低于20～40 cm，变异系数分别为68.9%、59.5%，虽与交换钙对比变异有所减弱，但仍属强变异。

表2 不同类型土壤中交换性钙镁的含量

表3 不同土层深度交换性钙镁含量

2.4 交换性钙镁与土壤养分的相关性

对土壤交换性钙镁与土壤pH及其他养分进行Pearson相关性分析，分析结果见表4。由表4可知，交换性钙镁之间呈极显著正相关(r=0.53，P<0.01)，交换性钙镁与土壤pH、有机质、N、P、K之间有较好的相关性。其中交换性钙与碱解N、有效P呈极显著的正相关，交换性镁与pH、全N、有效P呈极显著正相关，与速效K呈极显著负相关。

2.5 橡胶叶钙、镁含量及分布

由表5可知，橡胶中部叶片钙含量在5.81～21.23 g·kg-1，大部分处于正常范围以上，橡胶叶钙含量较丰富，90.7%的样本含量处于标准正常范围以上，但变异系数较大，最高值是最低值的3倍。橡胶叶片镁的含量在1.41～3.99，虽变异系数相对较小，但整体含量较低，仅有11.5%的样本含量在3.5～4.5 g·kg-1，大部分低于标准正常范围，橡胶树镁的缺镁现象较为显著。

分析橡胶树叶片不同部位钙镁含量发现，橡胶叶钙的含量差异明显，上部叶片整体低于中下部叶片；而镁在不同部位的含量差异相对较小，且上部叶片整体高于中下部叶片。中性土壤中的橡胶叶钙、镁含量整体高于于酸性土壤，且钙的含量变化较为明显，镁的变化相对较小。

2.6 橡胶叶片钙、镁与土壤养分的相关性分析

在对橡胶园土壤及叶片养分分析的基础上，以各定位点光合作用及养分含量相对稳定的橡胶树中部叶片样本作为研究对象，将其与土壤pH、交换性钙、交换性镁进行Pearson相关性分析，结果见表6。由表6可知，橡胶树叶片钙与pH值、交换性钙呈极显著正相关；叶片镁与pH和交换性钙呈显著正相关，与交换性镁呈极显著正相关。进一步对叶片钙镁养分之间的相关性进行分析，叶片钙镁之间相关系数值也达到了极显著以上水平，表明钙镁养分间有较强的交互作用。

表4 土壤养分相关系数

表5 橡胶树不同部位叶片钙镁含量

表6 橡胶叶钙镁与土壤养分相关性分析

3 结论

西双版纳橡胶园土壤交换性钙含量在0.17～17.22，交换性镁含量0.11～6.3，含量整体偏低，大部分样本低于正常临界值；交换性钙镁比值处于适宜范围(5～10)的样本仅占25.8%，橡胶园钙镁养分失衡状况较为明显；应根据胶园土壤钙镁含量测定结果，补充相关养分，避免橡胶树缺素症状的发生。

橡胶树叶片钙含量较丰富，但变异系数较大；钙的含量则整体偏低，仅有11.5%的样本达正常范围以上。通过相关性分析结果可知，土壤交换性钙镁与橡胶叶片养分有较强的相关性，但叶片镁与土壤相关养分的相关系数相对偏低；分析原因，可能是由于胶园土壤中交换性镁的含量较低，交换性钙镁比值较大，影响了橡胶树对镁的吸收，从而导致了橡胶树的缺镁，影响相关性分析结果；同时，橡胶园土壤pH值偏低，也可能会影响橡胶树对镁的吸收。因此，加强橡胶园镁肥的补充的同时，还应增施有机肥料，改良土壤酸碱度；另外，基于橡胶园土壤交换性钙镁与N、P、K等养分具有较强的相关性，增施镁肥的同时，还应合理调整其他有效养分的施入量，合理配施，以保证橡胶树正常生长。

4 讨论

土壤交换性钙镁的含量和分布主要受成土母质及土壤中养分迁移过程的影响，土地利用方式、农田施肥管理、干湿交替等管理措施对土壤中交换性钙镁组成也会产生较大影响[21-24]。胡建新等[25]和邱学礼等[26]的研究表明，不同的海拔高度对土壤中交换性钙镁的含量也有一定的影响。本研究的结果表明，西双版纳橡胶园土壤交换性钙镁整体缺乏，仅有29.2%的样本交换性钙含量超过标准临界值范围，交换性镁超过临界值的样本仅为23.7%，且变异系数较大，不同区域间差异明显。分析其原因，西双版纳橡胶园多以山地和人为开垦的台地为主，土壤保水和保肥性较差，加之研究区域属热带湿润气候，雨季持续的时间较长，且干湿交替较为显著，更加剧了养分的淋溶与流失。同时，由于橡胶属多年生高大乔木，投产后既要产胶又要生长，养分消耗量较大，肥料供给不足也是造成胶园钙镁养分缺乏的一个非常重要的原因[26]。

傅海平等[27]对茶园土壤交换性钙镁的研究结果表明，在0～40 cm土层，土壤交换性钙和交换性镁呈显著的正相关关系；李晓婷等[28]和许自成等[29]对烟区土壤的研究结果则表明，烟叶钙含量与土壤pH、交换性钙和交换性镁含量呈极显著的正相关关系。对比以上研究结果发现，橡胶叶镁的含量较低，且交换钙镁的比值变幅较大，叶片镁与pH之间的相关系数也相对较小。分析原因，可能由于西双版纳橡胶园土壤大部分属酸性红壤，pH值相对较小，导致钙镁比值相对偏高，从而抑制了橡胶树镁的吸收；另外，长期以来橡胶园对镁肥的施用不足，生产性割胶的产生的养分流失，导致橡胶树的生理性缺镁，从而产生钙镁养分失衡也是一方面原因。

据相关研究结果表明[30-32]，钾肥的施用会对作物的钙镁营养产生明显的影响，导致钙镁营养降低，且钾和镁之间有较强的拮抗作用。林清火等[8]对海南农垦橡胶树钙镁年际变化的研究结果表明，钙镁养分呈现逐年下降的趋势，可能是由于施用高浓度磷铵的原因。王丽华等[13]对橡胶幼树的研究结果表明，施肥使幼树叶片的钙含量提高，镁的含量下降，可能是由于施入的N、P、K肥与钙镁养分的拮抗作用所致。因此，橡胶园钙镁养分与其他有效养分之间具有较强的交互作用。