不同種植年限對(duì)棗園土壤理化性質(zhì)的影響

陳立+孫霞+楊晶晶+周鵬+王琛+馬莉

摘 要：通過(guò)比較新疆南部不同種植年限棗園土壤的理化性質(zhì)，分析了不同種植年限棗園土壤質(zhì)量的變化，以及研究區(qū)土壤理化性質(zhì)在不同土層分布上的變化，以期對(duì)該地區(qū)土壤管理及棗業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。測(cè)定項(xiàng)目包括土壤有機(jī)質(zhì)、土壤含水量、pH值、堿解氮含量、速效磷、速效鉀。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著種植年限的增加，棗園土壤有機(jī)質(zhì)和速效磷含量呈逐年累積趨勢(shì)，速效磷含量是3年<5年<10年<15年，有機(jī)質(zhì)含量是3年<5年<15年<10年；而堿解氮含量呈逐年下降的趨勢(shì)。研究區(qū)土壤堿解氮含量在11.26～28.16 mg·kg-1之間，且平均值是22.10 mg·kg-1?？傮w上看研究區(qū)土壤堿解氮含量處于缺乏狀態(tài)，建議棗農(nóng)合理地多施加氮肥。棗樹(shù)種植時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)土壤理化性質(zhì)影響程度不同，總體表現(xiàn)是棗樹(shù)種植時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)土壤理化性質(zhì)影響越大。

關(guān)鍵詞：棗園；南疆；土壤；理化性質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：S665.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.08.004

土壤是果樹(shù)所需水分和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的來(lái)源，是果樹(shù)栽培的生存基礎(chǔ)。土壤的有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮含量、速效磷含量、速效鉀含量、pH值等理化特性均直接影響果樹(shù)根系的生長(zhǎng)發(fā)育和吸收功能。優(yōu)良的土壤條件能滿足棗園對(duì)水、肥、氣、熱的需求，使棗園獲得高產(chǎn)。國(guó)內(nèi)外有關(guān)各種生態(tài)類(lèi)型條件下土壤理化性質(zhì)的研究成果頗豐，其中對(duì)森林土壤、農(nóng)田土壤及草地土壤理化性質(zhì)研究相對(duì)深入和廣泛。國(guó)內(nèi)對(duì)果園土壤理化的研究在蘋(píng)果[1]、柑橘[2]等果樹(shù)上均有報(bào)道，但對(duì)棗園土壤理化性質(zhì)的研究鮮有報(bào)道。本研究屬于基礎(chǔ)性的研究，對(duì)不同種植年限的棗園土壤理化性質(zhì)進(jìn)行分析，以提高土壤質(zhì)量，以期為該地區(qū)土壤管理及棗業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

麥蓋提縣四十五團(tuán)位于新疆維吾爾自治區(qū)南部，在塔克拉瑪干大沙漠邊緣，葉爾羌河和提孜那甫河沖積而成的荒漠綠洲平原，遠(yuǎn)離海洋，西南有喀喇昆侖山阻擋，北面以天山為屏障，地形閉塞，受沙漠氣流影響較大，是典型的荒漠、干旱大陸型氣候，日照充足，熱量豐富，降水量少，蒸發(fā)量極強(qiáng)，溫度的年日變幅大。年日照為2 460～3 151 h，年平均氣溫10.9～13.1 ℃，年活動(dòng)積溫4 469～4 914 ℃，平均降水量6.9～87 mm，年蒸發(fā)量2 017～2 576 mm，是紅棗等耐干旱、耐瘠薄、喜光喜溫經(jīng)濟(jì)果林的最佳優(yōu)生區(qū)，處于世界六大適合種植果樹(shù)的區(qū)域。

1.2 材 料

本試驗(yàn)所用土壤采于新疆南部的新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)三師45團(tuán)（麥蓋提縣）的棗園。

1.3 采樣方法

挖取土壤剖面按照0～5 cm，5～10 cm，10～20 cm，20～30 cm，30～50 cm，50～70 cm，70～100 cm間距逐層采樣。取3棵樹(shù)冠的同一層次土層的混合樣作為樣品，測(cè)定土壤有機(jī)碳含量及土壤的基本理化性質(zhì)。同時(shí)，在每一層次用環(huán)刀取原狀土，逐層測(cè)定土壤剖面理化性質(zhì)。采樣時(shí)間為2014年5月。

1.4 試驗(yàn)方法

在自然生態(tài)條件相同范圍內(nèi)，選擇3，5，10，15 a棗園為研究對(duì)象，采用田間調(diào)查和定點(diǎn)樣地控制相結(jié)合的試驗(yàn)，采樣時(shí)間為3月果樹(shù)萌發(fā)期，在每個(gè)棗園里選取有代表性的果樹(shù)各3棵，在與樹(shù)冠垂直投影范圍內(nèi)距樹(shù)干2/3處作為布設(shè)采樣點(diǎn)，按照“隨機(jī)”、“等量”和“多點(diǎn)混合”原則分別進(jìn)行選點(diǎn)、采樣。

1.5 測(cè)定指標(biāo)與方法

土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定用重鉻酸鉀外加熱法；土壤含水量用烘干法[3]；pH值采用酸度計(jì)法測(cè)定；堿解氮含量采用氯化鈉浸提—快速蒸餾法測(cè)定；速效磷含量采用鉬藍(lán)比色法測(cè)定；速效鉀含量采用醋酸銨提取法測(cè)定[4]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析主要采用SPSS數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計(jì)軟件和Excel2003軟件，制圖用SigmaPlot12完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植年限對(duì)不同深度土壤pH值、土壤含水量的影響

試驗(yàn)所取土樣的pH值在8.04～8.26之間，平均值是8.14，因此屬于堿性土壤。沒(méi)有明顯的規(guī)律性差異。

從圖1可以看出，土壤含水量在各層之間均有較明顯的差異。在0～5 cm，5～10 cm，10～20 cm，20～30 cm和70～100 cm，同一土層、不同園齡的土壤含水量變化趨勢(shì)是先降低后升高，在0～5 cm，5～10 cm和10～20 cm，不同年份土壤水含量是10 a<5 a<3 a<15 a；在20～30 cm，不同年份土壤水含量是10 a<5 a<3 a<15 a；0～5 cm時(shí)，其含量在15 a達(dá)到最大值，比同土層連作3 a增加54.67%，該層土壤含水量總趨勢(shì)是長(zhǎng)期種植后其含量比3 a升高；而30～50 cm和50～70 cm，同一土層、不同年限的土壤含水量變化趨勢(shì)則是先升高后降低然后再升高。在70～100 cm，15 a時(shí)土壤含水量最高16.87 g·kg-1，5 a時(shí)土壤含水量最低10.38 g·kg-1；4種年限的棗園土壤含水量平均含量表現(xiàn)為10 a生棗樹(shù)土壤水含量最低為8.62 g·kg-1，15 a生的棗樹(shù)土壤含水量最大為13.66 g·kg-1。

2.2 不同種植年限對(duì)不同深度土壤有機(jī)質(zhì)的影響

數(shù)據(jù)分析表明，棗園有機(jī)質(zhì)含量介于5.87～13.43 g·kg-1，平均含量為9.47 g·kg-1，在0～5 cm和5～10 cm的土層其含量在10 a生棗園達(dá)到最大值，最小值出現(xiàn)在70～100 cm土層，最大值與最小值的比值為2.28，4個(gè)園齡的棗園土壤有機(jī)質(zhì)平均含量在8.97～10.40 g·kg-1之間，隨著種植年限的增加總體上顯示出先增長(zhǎng)后減小的趨勢(shì)，其中在10 a的時(shí)候達(dá)到最大值10.40 g·kg-1，3 a時(shí)含量最少為8.97 g·kg-1。對(duì)棗園土壤有機(jī)質(zhì)的影響結(jié)果由圖2，在0～5 cm、5～10 cm、10～20 cm和20～30 cm的層次上，土壤有機(jī)質(zhì)含量增長(zhǎng)趨勢(shì)顯著。而在30～50 cm、50～70 cm和70～100 cm，雖然有所增長(zhǎng)但增長(zhǎng)的趨勢(shì)不顯著。

2.3 不同種植年限對(duì)不同深度土壤速效養(yǎng)分含量的影響

由圖3可知，土壤速效磷含量在各層之間均有差異。土壤速效磷含量在0～5 cm、20～30 cm和50～70 cm時(shí)，隨著年份的增加其含量也增加，且在0～5 cm，3 a時(shí)最低，15 a時(shí)最高；在5～10 cm和10～15 cm土壤速效磷含量變化趨勢(shì)是先升高后降低然后再升高。除此之外都表現(xiàn)為先降低后升高然后再降低的趨勢(shì)。在0～5 cm、20～30 cm和50～70 cm時(shí)，土壤速效磷含量15 a>10 a>5 a>3 a >1 a。同一園齡的不同土層，隨土壤層次的增長(zhǎng)土壤速效磷含量呈不斷降低的趨勢(shì)，3 a時(shí)，0～5 cm其含量最高為17.25 mg·kg-1；70～100 cm其含量最低12.05 mg·kg-1。15 a時(shí)，0～5 cm其含量最高為18.75 mg·kg-1；70～100 cm其含量最低12.2 6 mg·kg-1。不同年限不同土層土壤速效磷含量的最大值是最小值的1.56倍?？傊环N植年限速效磷含量隨著土壤深度的增加有明顯下降的趨勢(shì)。

土壤堿解氮是植物氮營(yíng)養(yǎng)的主要來(lái)源，土壤堿解氮易被植物吸收，對(duì)植物的生長(zhǎng)起著十分關(guān)鍵的作用[6-7]。因此，土壤中堿解氮含量和變化趨勢(shì)是判斷氮素豐缺的重要指標(biāo)。從圖4可以看出，隨著種植年限的增長(zhǎng)，在5～10 cm、10～20 cm和20～30 cm層次上，土壤堿解氮含量隨年限增加呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，且其含量表現(xiàn)為15 a<10 a<5 a<3 a。同一園齡的土壤堿解氮含量隨土壤深度的增加總體上表現(xiàn)出不斷降低的趨勢(shì)，土壤堿解氮含量在5 ，10 ，15 a時(shí)，50～70 cm高于70～100 cm；在3 a時(shí)，70～100 cm高于50～70 cm?？傮w上土壤堿解氮含量表現(xiàn)出隨種植年限的增加而遞增的趨勢(shì)，同一園齡不同層次表現(xiàn)出隨土壤深度增加而遞減的趨勢(shì)。

由圖5可知，土壤速效鉀含量和速效磷含量變化趨勢(shì)相似，速效鉀含量在各層之間均有差異，隨著種植年限的增長(zhǎng)，土壤速效鉀含量在0～5 cm和5～10 cm時(shí)表現(xiàn)為先增長(zhǎng)再降低后增長(zhǎng)，15 a時(shí)達(dá)到最大，3 a時(shí)最低；10～20 cm和20～30 cm時(shí)其含量表現(xiàn)為先降低后增長(zhǎng)，10 a時(shí)最低，15 a時(shí)最高；30～50 cm其含量表現(xiàn)為先增長(zhǎng)再降低后增長(zhǎng)，10 a時(shí)最小，15 a時(shí)最大；50～70 cm其含量表現(xiàn)為先增長(zhǎng)再降低后增長(zhǎng)，10 a時(shí)最小，5 a時(shí)最大；70～100 cm其含量表現(xiàn)為先增長(zhǎng)再降低后增長(zhǎng)，3 a時(shí)最小，5 a時(shí)最大。相同年限不同層次上，土壤速效鉀含量總體上表現(xiàn)為隨土壤層次的增加而降低的趨勢(shì)，5 a時(shí)0～5 cm層次低于5～10 cm；15 a時(shí)0～5 cm其土壤速效鉀含量達(dá)到最大值131.26 mg·kg-1；在3 a時(shí)70～100 cm土層速效鉀含量最低是103.61 mg·kg-1。

3 結(jié)論與討論

根據(jù)土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[8]，由表1可知研究區(qū)速效鉀、速效磷含量均是3級(jí)。隨著種植年限的增加，棗園土壤有效鉀含量呈上升趨勢(shì)且15 a生果園比10 a生果園土壤速效鉀含量增加了3.29%。

土壤堿解氮是重要的土壤養(yǎng)分指標(biāo)。研究區(qū)土壤堿解氮含量均隨著土層深度的增加而下降[9]，這與陳朝陽(yáng)等在研究施用有機(jī)肥對(duì)植煙土壤堿解氮含量的影響中的結(jié)論一致。土壤堿解氮含量在11.26～28.16 mg·kg-1之間，且平均值只有22.10 mg·kg-1，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[8]，由表1可知其含量是6級(jí)，處于缺乏狀態(tài)，建議棗農(nóng)合理增施氮肥。

土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤肥力水平密切相關(guān)，對(duì)土壤理化性狀、作物生長(zhǎng)和化肥的施用影響很大。研究區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量較低，難以滿足棗樹(shù)生長(zhǎng)的需要。隨著土壤深度增加，有機(jī)質(zhì)含量下降明顯。

不同種植年限棗園土壤pH值無(wú)明顯變化趨勢(shì)。且棗對(duì)pH值的適應(yīng)性也廣，pH值在5.5～8.5范圍內(nèi)都可以生長(zhǎng)[10]，因此研究區(qū)都適合發(fā)展棗樹(shù)生產(chǎn)。

研究區(qū)土壤理化性質(zhì)在不同深度土層表現(xiàn)為：隨著種植年限的增加，土壤含水量在不同的土層深度均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)；土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷在不同深度土層均呈先下降后上升的趨勢(shì)；速效鉀在0～20 cm和20～40 cm處也呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì)。進(jìn)一步表明，棗農(nóng)應(yīng)加強(qiáng)幼年果樹(shù)的施肥管理。

果園長(zhǎng)期種植的效應(yīng)受氣候環(huán)境條件和施肥管理措施的影響。建議在南疆棗園實(shí)行長(zhǎng)期種植應(yīng)增施氮肥，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤通透性，增加有機(jī)質(zhì)含量，改變中年果園投入多、幼年果園投入少的施肥管理模式[11-14]。

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