【研究意义】 传统银杏施肥效率低下，致使白果的单产低、种核小、品质差。因此，对银杏果园立地条件、银杏不同物候期肥力需求进行讨论分析，形成高效施肥对策，对提高银杏林施肥效率、提升银杏药用资源产量与品质具有重大意义。
【前人研究进展】 银杏（Ginkgo biloba L.）又名白果树、公孙树、鸭掌树等，属于银杏科银杏属大型落叶乔木，是我国特有的单科单属单种的孑遗植物[1]。银杏浑身是宝，银杏林兼具观赏价值、防护林价值，银杏果、叶均为新一代重要药用资源[2]，其中白果为药食两用药材[3-5]，既能防病治病，又能作为营养保健食品长期食用，自明清以来就被列为食疗佳品；银杏叶中黄酮、内酯等多种活性成分更是当前银杏药用价值开发热点[2，6-7]，市场已开发出大量银杏叶保健品[8-10]。前期对银杏的研究主要着重于古生态学研究、资源调查、生物学特性研究、物候特征、银杏栽培、白果品质分析、银杏活性成分提取、银杏药用价值开发等，相关研究均已具有丰富的文献报道，但相关银杏药用资源与品质提升的研究较少。国内外研究表明，环境是影响植物次生代谢物生物合成的重要因素之一, 类黄酮作为植物中一类重要的次生代谢产物, 在植物与环境互作的过程中行使着重要的功能，它们构成植物防御体系的一部分，在植物遭受紫外辐射、盐、温度和干旱等单一或多个胁迫时均发挥着重要作用[11-16]；营养物质消耗是控制类黄酮途径不同分支基因表达和产物形成的关键因素[17]。生境条件、土壤环境条件对药材产量、品质具有重要影响，而施肥是人为影响药材产量、品质的重要手段[18-20]。
【本研究切入点】 以银杏立地条件土壤肥力特征、银杏肥力需求为研究切入点。【拟解决关键问题】 探讨银杏肥力需求与立地条件土壤肥力特征差异，提出高效施肥对策，以期为提高南雄银杏白果、银杏叶的产量与品质提供依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
南雄市位于广东省东北部，大庾岭南麓，毗邻江西、湖南，属中亚热带季风湿润区，具大陆性气候特征，四季分明，常年平均气温19.6℃，降雨量1 555.1 mm，年日照1 852.4 h，无霜期293 d。南雄南北两面群山连绵，中部丘陵沿浈江伸展，形成一狭长盆地，地质学称之为“南雄盆地”， 据明代嘉靖年间南雄府志记载，南雄自明代就有银杏栽培，境内现存1.3万余株百年以上银杏古树，素有 “中国岭南银杏之乡”美称，其坪田白果享誉港澳和东南亚地区[21]。
研究区位于南雄市坪田镇荆岗村338县道旁，银杏林为种植于丘陵地的优良核用品种坪田白果，占地面积约2.3 hm2，银杏植于1995年，雌雄株比例大致为4∶1。
1.2 样品采集
于2016年在坪田镇银杏园范围内，按照均匀布点及代表性兼顾原则，用木铲采集6个土壤样品，每个土壤样品用“X”法均匀随机采取5个以上采样点，采集深度为0～20 cm，采集的土壤经充分混合后，采用四分法取约1 kg装入塑料袋中，带回实验室测定。其中采样点2和采样点3位于银杏园内猪舍两侧。
1.3 样品分析测试
样品测试项目包括pH值、有机质、全氮、水解性氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效铜、有效锌、有效锰、有效硼、CEC（阳离子交换量）、质地等，分析测试方法和质量控制参照国家森林土壤对应标准方法执行。测试数据采用Excel软件进行统计分析。
1.4 土壤肥力评价方法
1.4.1 肥力评价标准及依据 土壤肥力评价标准参考《南方地区耕地土壤肥力诊断与评价》（NY/T 1749-2009），评价标准值依据该标准附录C中建议标准值，评价方法采用标准中改进后的Nemerow法，附录C“南方地区土壤肥力评价主要理化指标建议参考标准值”“南方地区部分土壤肥力评价指标建议的单项肥力指数（Pi）”见表1。
1.4.2 土壤肥力单项指数 肥力单项指数评价计算公式：
式中，Pi 为土壤肥力指标i的单项肥力指数，该值直接反映指标i的肥效效应，Pi 值越高，肥力越高；Ci 为土壤肥力指标i的实测数据；Si 为土壤肥力指标i的评价标准值。
1.4.3 土壤肥力综合指数 土壤肥力综合指数评价计算公式：
表1 南方地区土壤肥力评价主要理化指标建议参考标准值
Table 1 Suggested reference values of main physical and chemical indicators for soil fertility evaluation in southern China
注：仅采用旱地类型。
Note: Only dry land type is used in this paper.
单项肥力指数Individual fertility index（Pi）有机质Organic matter（g/kg） 12.5养分指标Nutrient indicator参考标准值Standard value（Si）养分指标Nutrient indicators pH≤5.0或≥9.0时；Pi（Ci/Si）=1.0全氮 Total nitrogen（g/kg） 1.0 pH 在 5.0～5.5 或 8.5～9.0 内 ；Pi（Ci/Si）=1.5有效磷 Available phosphorus（mg/kg） 7.5 pH 在 5.5～6.0 或 8.0～8.5 内 ；Pi（Ci/Si）=2.0速效钾 Available potassium（mg/kg） 80 pH 在 6.0～6.5 或 7.5～8.0 内 ；Pi（Ci/Si）=2.5 CEC〔cmol（+）/kg〕 12 pH 在 6.5～7.5 内 (含等于 6.5 或 7.5)；Pi（Ci/Si）=3.0水解性氮Hydrolyzed nitrogen（mg/kg） 105有效锌Effective zinc（mg/kg） 1.8质地（美国制）Texture（American System）pH砂土、粘土 ；Pi（Ci/Si）=1.0有效硼Effective boron（mg/kg） 0.35 砂壤、重壤 ；Pi（Ci/Si）=2.0有效铜Effective copper（mg/kg） 1.7 轻壤、中壤 ；Pi（Ci/Si）=3.0有效锰Effective manganese（mg/kg） 35
式中，P综为土壤肥力综合指数（数值保留2位有效数字）；（Ci/Si）2min为所有土壤单项肥力指数指标中最小值的平方；（Ci/Si）2ave为所有土壤单项肥力指数平均值的平方；在综合土壤肥力指数（P综）计算过程中，当单项肥力指数Pi＞3时，该项肥力指数以Pi＝3计；N表示参与评价的土壤肥力指标个数（要求10 项及以上）。
1.4.4 土壤肥力等级划分 采用上述方法评价所得综合肥力指数，按不同数值范围分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级3个肥力等级，其分级标准见表2。
表2 土壤肥力等级划分
Table 2 Grade classification of soil fertility
等级Grade P综评价描述Evaluation description建议措施Recommended measureⅠ P综≥1.7 土壤肥力处于很高水平，施肥增产的边际效应低适当控制肥料，可视作物产量与品质的需求，适当施肥，不宜多施，以促进平衡为主，防止过量流失Ⅱ 0.9≤P综＜1.7土壤肥力处于一般水平，个别指标可能显示缺乏，作物产量随施肥量提高较明显需平衡施肥。尤其针对个别肥力单项指数较低的因子，需增加其单因子施肥量。必要时参照NY/T1118做作物肥效试验，确定施肥量Ⅲ P综＜0.9 土壤肥力处于低水平，大部分肥力指标缺乏，个别指标严重缺乏或不宜。施肥增产显著需增施多种肥料，加强土壤培肥，对个别肥力单项指数较低的指标要优先增加相应用量，促进肥力平衡，发挥肥料增产增效作用
2 结果与分析
2.1 土壤养分指标
南雄市坪田镇银杏果园6个土壤样品肥力指标分析结果见表3。从表3可以看出，土壤pH范围为5.05～6.10，平均值为5.57，整体处于微酸性水平；土壤有机质和全氮均属于肥力一般水平；土壤中有效磷、速效钾、有效铜、有效锰均处于肥力较高水平；上述结果与广东土壤[22]相关南雄盆地酸性紫色土的记载一致，南雄酸性紫色土有机质和氮素含量低，但磷、钾含量普遍偏高。有效锌含量在1.11～5.46 mg/kg之间，平均值为2.82 mg/kg，位点之间变异系数较大，单项养分指标一般；土壤有效硼含量在0.07～0.16 mg/kg之间，平均值为0.12 mg/kg，显著低于土壤缺硼的临界值[23]0.5 mg/kg，调查结果与沈锦辉等[24]、王军等[25]对南雄烟区土壤养分缺素状况分析结果一致，南雄紫色土烟区普遍缺乏硼元素，锌含量普遍偏低。
2.2 单项肥力指数
参考《南方地区耕地土壤肥力诊断与评价》（NY/T 1749-2009）诊断与评价方法，对银杏园各样品进行单项肥力指数分析，结果见表3。土壤单项肥力指数顺序如下：有效磷＞有效铜＞速效钾＞有效锰＞有效锌＞有机质＞全氮＞水解氮＞CEC＞有效硼，土壤单项肥力指数呈现严重供给不平衡状况。
2.3 土壤综合肥力指数
参考《南方地区耕地土壤肥力诊断与评价》（NY/T 1749-2009）诊断与评价方法，对银杏园各样品肥力指标进行综合评估，结果（表4）表明，园区6个位点肥力综合指数平均值为1.09，肥力等级为Ⅱ级，土壤肥力整体处于一般偏下水平。肥力等值线呈现中南向两端降低趋势（图1），其中位点NX02、NX03肥力综合指数较高，可能受中间猪舍影响，最北部位点NX05肥力等级处于Ⅲ级肥力低水平状态。
表3 土壤肥力样品养分指标分析结果
Table 3 Analysis result of nutrient indicators of soil fertility samples
注：同列数据后小写英文字母不同者表示差异显著。
Note: Different lowercase letters in the same column represent significant differences.
养分指标Nutrient indicators平均值Mean最大值Maximum最小值Minimum标准差Standard deviation变异系数Coefficient of variation（%） Pi pH 5.57 6.10 5.05 0.38 6.76 2.00a有机质Organic matter （g/kg）17.3021.0513.802.5814.901.38a全氮 Total nitrogen（g/kg） 1.08 1.35 0.84 0.16 15.15 1.08a水解氮Hydrolyzed nitrogen （mg/kg）81.2195.4666.2510.7413.230.77b有效磷Available phosphorus （mg/kg）44.6363.0019.1015.5834.915.95c速效钾Available potassium （mg/kg）171.35215.02118.2235.6320.792.14d有效铜Effective copper （mg/kg）9.8116.504.284.1041.795.77c有效锌Effective zinc （mg/kg）2.825.461.111.4049.781.57a有效锰Effective manganese （mg/kg）64.1877.8548.3811.7318.281.83a有效硼Effective boron （mg/kg）0.120.160.070.0434.280.33e CEC〔cmol（+）/kg〕 8.85 10.80 7.60 1.13 12.78 0.74b交换性钙Exchangeable calcium（mg/kg） 1124.09 1711.96 817.43 307.79 27.38交换性镁Exchangeable magnesium （mg/kg）122.02154.9480.5030.8925.32质地（美国制）Texture（American System） 砂壤土 2.0a
3 银杏果园施肥对策分析
我国银杏资源丰富，种质资源、种植面积及果实产量均占世界总量的90%以上，是我国重要的经济树种之一。国内外对银杏果园培肥已经有大量研究报道[26-28]，以下就坪田镇紫色土银杏果园施肥对策进行分析。
3.1 银杏果园立地条件施肥需求分析
王义强等[29]对湖南银杏资源的分布调查认为，紫色土瘠薄不利于银杏生长。何方等[30]对湖南银杏分布的研究认为，银杏在紫色土土层较厚的土壤上有生长比例失调现象，应注意培肥和保持水土；同时其根据银杏在有机质含量3%以上区域的分布特征，认为银杏本质上仍属于喜肥树种；根据银杏在石灰岩或钙质丰富的母岩上的分布比例特征，认为银杏对钙的需要和在适应的生态类型上属于喜钙树种。南雄市坪田镇银杏果园紧靠湖南，立地条件土壤性质具有较高的一致性，上述银杏施肥需求文献对本区域银杏施肥具有较大指导意义。何丙辉等[31]研究表明，农家肥有机质含量高、养分指标全、来源广泛、成本低廉，并且可显著改良土壤，增强土壤保水保肥能力，且对于银杏生长及其构件品质提升具有巨大促进作用，基于坪田镇银杏果园土壤肥力供给不均衡，有机质及氮素含量低下状况，建议对银杏果园增施农家肥，提升土壤整体肥力水平。
表4 土壤肥力综合指数分析结果
Table 4 Analysis results of soil integrated fertility index
肥力等级Fertility Grade NX01 114.355327 25.121211 1.14 ⅡNX02 114.354560 25.121663 1.30 ⅡNX03 114.353734 25.121755 1.26 ⅡNX04 114.353825 25.122464 1.04 ⅡNX05 114.352870 25.122984 0.85 ⅢNX06 114.352902 25.122396 0.99 Ⅱ平均值Average 1.09 Ⅱ位点Sites经度Longitude纬度Latitude P综
图1 土壤肥力综合指数等值线
Fig.1 Isogram of soil integrated fertility index
氮素对银杏各种生理过程与生长发育都有影响，可显著促进银杏枝干高大、生长旺盛、叶色浓绿、增强蛋白质合成及提升银杏光合效能等[32]。王怡等[33]对南雄烟区的土壤养分状况分析结果表明，有机质、全氮和碱解氮含量均以紫色土最低，需进行氮素的调控。王建贾等[34]对银杏种子生长发育过程中营养元素含量相关性分析结果表明，氮磷钾三要素在银杏种子不同发育阶段均呈现极显著线性相关，表明白果对氮磷钾三要素进行协同吸收。郁万文等[35]认为，N、P、K配施可不同程度地提高白果产量、种实大小、种仁中内含物含量，且大体表现为P或K有利于营养成分和药用成分的合成和积累，而N则更有利于产量的提高。对于有效磷和有效钾均处于较高水平的坪田镇银杏果园，增施氮肥可有效提升银杏对土壤磷和钾的利用水平，对白果产量、品质提升具有显著经济效益。
硼是植物生长发育必需微量元素，是开花结实和生长点所必需营养元素[36-39]。周新富等[40]对银杏增施微量元素的研究表明，增施硫酸镁、硫酸锌、硼砂微量元素肥后，银杏种实重、种实出核率、种核出仁率等指标均有不同程度提高，种核浮水率大幅度降低。郁万文等[41]关于叶面配施镁锌钼对银杏苗叶生长和药用品质的影响研究表明，配施适当浓度的镁锌钼叶面肥可在一定程度促进银杏苗叶绿素合成，上调可溶性糖和可溶性蛋白质等初生代谢物质积累，改善其叶片生长和药用品质，提高叶产量及药用品质构成要素。可见，微量元素对提升白果品质具有显著意义。针对坪田镇银杏果园微量元素硼缺素效应状况，建议采用喷施叶面肥、基施微量元素肥方式满足银杏对微量元素的需求。
3.2 银杏物候特性对肥力需求分析
吴际友[42]对湖南果用银杏的施肥研究认为，银杏为多年生果树，不同生长阶段、同一年不同物候期对肥力需求也不同，通常一年内挂果银杏施肥分为叶前肥、促花催种肥及果后肥，同时其提出“3、6、9”施肥管理法对银杏果园进行针对性施肥，即3月份施叶前肥，6月份施促花催种肥，9月份施果后肥。而刘世冬[43]、冯颖竹等[44]对南雄银杏生物学特性及物候特征的分析表明，南雄银杏通常3月上旬开始萌芽，4月中旬开花，8月中下旬果实成熟，11月下旬落叶休眠。可见，南雄银杏物候特性较湖南银杏稍微有提前，可能与银杏立地条件气候差异有关。根据肥效先行原则，建议参照该法进行相应提前施肥，即2月底施用叶前肥，4月初施促花催种肥，8月底施果后肥。
4 结论
南雄市坪田镇银杏果园土壤属于酸性紫色土，肥力综合指数平均值为1.09，整体处于一般偏下水平，呈现肥力供应不平衡状况。其中，土壤中有效磷、速效钾、有效铜、有效锰均处于肥力较高水平，土壤交换性钙镁含量均处于丰富水平，有机质、水解氮和阳离子交换量整体处于较低水平，微量元素硼呈现缺素效应。
结合银杏果园肥力状况及果用银杏肥力需求分析，建议南雄市坪田镇银杏果园施肥措施按以下方式实施，2月底施用“农家肥+氮肥+微量元素硼肥”作为叶前肥，为银杏生长、发芽提供肥效保障；4月初施用“氮肥+微量元素硼肥”作为催花促种肥，其中微量元素肥可采取喷施叶面肥方式进行，以利于银杏通过叶面快速吸收，提升银杏花量、座果率；8月底施用农家肥为主的基肥作为施果后肥，为银杏冬季肥效消耗提供保证。同时，建议进一步参考《测土配方施肥技术规范》（NY/T1118）方法要求，对南雄市坪田镇银杏果园进行肥效试验研究，确定施肥量与效益相关关系。
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