廣元核桃林地土壤肥力診斷與綜合評(píng)價(jià)

丁 銳，賴霜菊*，趙 柳，楊明府，嚴(yán) 雄，劉雪梅，李 波，閔安民，王正前

(1.廣元市林業(yè)和園林局，四川 廣元 628000；2.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081；3.廣元市科學(xué)技術(shù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，四川 廣元 628000)

核桃(Juglans)是世界范圍內(nèi)分布廣泛、資源豐富的古老干果類樹種之一。在眾多經(jīng)濟(jì)樹種中，核桃以其用途廣泛、核仁營(yíng)養(yǎng)豐富而著稱于世[1]。四川地處核桃與泡核桃(J.sigillata)的交界分布區(qū)，區(qū)內(nèi)核桃資源豐富、分布范圍廣泛，是全國(guó)核桃的重要產(chǎn)區(qū)[2]。廣元是四川省核桃的重要產(chǎn)區(qū)和最佳適生區(qū)，近年來，廣元核桃發(fā)展勢(shì)頭迅猛，現(xiàn)有核桃面積已達(dá)14余萬(wàn)hm2，成為四川省僅次于涼山州的第2大核桃種植區(qū)。由于長(zhǎng)期受傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)習(xí)慣的影響，廣元核桃發(fā)展過程中“重栽輕管”現(xiàn)象尤為突出，特別是土壤及施肥管理水平低下，導(dǎo)致核桃產(chǎn)量和品質(zhì)都受到極大影響，而土壤養(yǎng)分狀況是決定核桃產(chǎn)量和堅(jiān)果品質(zhì)的重要因素[3～5]。因此，對(duì)廣元主要核桃林地土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行了系統(tǒng)研究，旨在找準(zhǔn)其土壤養(yǎng)分的盈虧狀況，以期為廣元核桃的土壤養(yǎng)分管理和平衡高效施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品的采集與處理

土壤樣品采集于廣元市全域17個(gè)具有代表性的核桃林地(見表1)，主要土壤類型為黃壤和紫色土，采集時(shí)間選擇在2016年12月核桃果實(shí)采摘后連續(xù)1個(gè)月未施肥時(shí)進(jìn)行[6]，每個(gè)核桃林地按照具體面積和地形，采用隨機(jī)S型多點(diǎn)混合采樣，每個(gè)樣品代表的核桃林地不少于20個(gè)采集點(diǎn)，在對(duì)應(yīng)的核桃樹冠滴水線附近，用取土器挖取0～40 cm土樣，將各個(gè)采集點(diǎn)的土壤混合后，再用四分法取樣1 kg作為1個(gè)土樣，裝袋，及時(shí)將采集的土壤樣品送至實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。

表1土壤采樣分布表Tab.1 Soil sampling distribution table

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

供試土壤養(yǎng)分的測(cè)定在四川省林業(yè)科學(xué)研究院分析測(cè)試中心實(shí)驗(yàn)室完成。土壤樣品測(cè)定項(xiàng)目為pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、有效鐵、有效鋅、有效硼、有效銅、有效錳等10個(gè)，按照林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)定。pH值采用水浸提-酸度計(jì)法；有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀氧化-外加熱法；全氮用半微量凱氏法；有效磷采用氟化銨—鹽酸或碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法；速效鉀用1 mol·L-1乙酸銨浸提-原子吸收分光光度法；有效硼采用沸水提取-甲亞胺比色法；有效鐵、有效鋅、有效銅、有效錳采用 0.1 mol·L-1鹽酸或DTPA浸提-原子吸收分光光度法。

1.3 土壤養(yǎng)分分級(jí)

核桃林地土壤pH值、有機(jī)質(zhì)及各元素養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)綜合參考《NY/T 1749—2009南方地區(qū)耕地土壤肥力診斷與評(píng)價(jià)》、《核桃營(yíng)造林地施肥技術(shù)規(guī)程》[7]，參照此標(biāo)準(zhǔn)(見表2)， 對(duì)采集的核桃林地土壤的養(yǎng)分進(jìn)行歸類和統(tǒng)計(jì)分析，明確土壤養(yǎng)分狀況，以此評(píng)價(jià)廣元核桃林地土壤養(yǎng)分豐缺狀況。

表2土壤肥力分級(jí)指標(biāo)Tab.2 Soil nutrient classification index

1.4 土壤肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法

土壤的肥力水平是土壤眾多養(yǎng)分含量的綜合反應(yīng)，本文采用改進(jìn)的內(nèi)梅羅綜合指數(shù)法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[8]。評(píng)價(jià)因子盡量多地考慮與肥力有關(guān)的土壤性狀，廣元核桃林地土壤肥力評(píng)價(jià)選擇的因子主要有：pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀，其中pH值指數(shù)參考“南方地區(qū)部分土壤肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)建議的單項(xiàng)肥力指數(shù)(Pi)”。首先對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化以消除各參數(shù)之間的量綱差別，標(biāo)準(zhǔn)化處理的方法如下：

當(dāng)屬性值屬于差一級(jí)時(shí)，即ci≤xa時(shí)：Pi=ci/xa，(Pi≤1)；

當(dāng)屬性值屬于中等一級(jí)時(shí)，即xa

當(dāng)屬性值屬于較好一級(jí)時(shí)，即xc

當(dāng)屬性值屬于好一級(jí)時(shí)，即ci>xp：Pi=3。

以上各式中，Pi稱為分肥力系數(shù)，ci為該屬性測(cè)定值，xa為分級(jí)指標(biāo)(見表3)。通過標(biāo)準(zhǔn)化后，同一級(jí)別的各屬性分肥力系數(shù)比較接近，便于對(duì)比分析，當(dāng)某屬性測(cè)定值超過好的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，分肥力系數(shù)不再提高，真實(shí)反映出植物(苗木)對(duì)某屬性的要求并不是越高越好，與生產(chǎn)實(shí)踐相符，如某有效養(yǎng)分達(dá)到豐富級(jí)別后，繼續(xù)施肥提高其含量對(duì)植物的生長(zhǎng)并沒有好處。

采用修正的內(nèi)梅羅(Nemoro)公式計(jì)算綜合肥力系數(shù)：

式中：p為土壤綜合肥力系數(shù)，pi平均為土壤各屬性分肥力系數(shù)的平均值，pi最小為各分肥力系數(shù)中最小值,n 為參與評(píng)價(jià)的土壤屬性個(gè)數(shù)。根據(jù)計(jì)算的綜合肥力系數(shù)給出土壤的肥力評(píng)價(jià)，p≥2.7土壤很肥沃，2.7～1.8肥沃，1.8～0.9一般，<0.9土壤貧瘠。

表3土壤各屬性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值

Tab.3 Standard values for classification of soil properties

土壤屬性XaXcXp有機(jī)質(zhì)/(g(kg-1)101530全氮/(g(kg-1)0.81.02.0有效磷/(mg(kg-1)51020速效鉀/(mg(kg-1)60100200

1.5 數(shù)據(jù)處理

利用Excel軟件統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并用 SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 核桃林地土壤肥力單項(xiàng)指標(biāo)診斷

2.1.1 土壤pH值及有機(jī)質(zhì)含量

核桃適應(yīng)多種土壤生長(zhǎng)，在土壤pH值為5.5～8.2的微酸性到堿性土壤中均可正常生長(zhǎng)，而在相對(duì)偏中性土壤中生長(zhǎng)更好(pH值6.4～7.2)[9]。從表4看出，廣元核桃主要林地土壤pH值變化范圍為5.8～8.8，平均為7.71，變異系數(shù)僅為12.49%，廣元核桃主要林地土壤pH值總體偏堿性，石灰性土壤居多。土壤有機(jī)質(zhì)變化范圍為7.08 g·kg-1～26.7 g·kg-1，平均為12.05 g·kg-1，有機(jī)質(zhì)含量處于較豐富和適量級(jí)別的各占23.5%，有機(jī)質(zhì)缺乏(<10 g·kg-1)的占53%。造成土壤有機(jī)質(zhì)缺乏可能與不注重培土施肥、未深翻改土等管護(hù)措施有關(guān)。

2.1.2 土壤N、P、K含量

廣元核桃林地土壤全N、有效P、速效K平均含量分別為0.98 g·kg-1、11.03 mg·kg-1、68.71 mg·kg-1，普遍全N含量高，能被植物直接吸收利用的有效P含量均值達(dá)到豐富水平，速效K含量均值處于適宜水平。有效P變異系數(shù)較大，為72.86%，部分核桃林地(青川蒿溪、昭化射箭、劍閣垂泉)表現(xiàn)缺乏。全N變異系數(shù)較小，17個(gè)核桃林地土壤全N含量均接近豐富水平。青川蒿溪、昭化射箭、劍閣垂泉、蒼溪白鶴4個(gè)核桃林地速效K缺乏。

2.1.3 土壤中微量元素養(yǎng)分含量

廣元核桃林地土壤有效Fe平均含量32.05 mg·kg-1，變異系數(shù)為115.6%，缺Fe占64.7%，其余均處在含量適宜或豐富區(qū)間。有效Zn平均含量為1.5 mg·kg-1，變異系數(shù)為92.72%，但缺Zn占比達(dá)到70.6%，缺Zn現(xiàn)象較突出。有效B平均含量為0.27 mg·kg-1，變異系數(shù)為28.05%，變幅較小，除旺蒼普濟(jì)、蒼溪陵江外，其余土壤含B量均不同程度低于缺B臨界值(0.35 mg·kg-1)。有效Cu平均含量為0.91 mg·kg-1，除利州三堆外,其余土壤均缺Cu。有效Mn平均含量為2.52 mg·kg-1變異系數(shù)為86.75%，含量均低于缺Mn臨界值(35 mg·kg-1)。

2.1.4 不同土壤類型養(yǎng)分狀況

廣元核桃林地土壤主要有黃壤和紫色土兩種類型， 分別按兩種土類進(jìn)行歸類分析。黃壤土類養(yǎng)分中有機(jī)質(zhì)、全N、有效P、速效K、有效Fe、有效Zn含量平均處于較適宜或豐富水平，有效B、有效Cu、有效Mn缺乏。紫色土類養(yǎng)分中有機(jī)質(zhì)、全N、有效P含量平均處于較適宜或豐富水平，速效K、有效Fe、有效Zn、有效B、有效Cu、有效Mn缺乏。

表4核桃林地土壤養(yǎng)分狀況Tab.4 Soil nutrient status of walnut forest

2.2 土壤肥力綜合評(píng)價(jià)

表5是廣元主要核桃林地土壤綜合肥力評(píng)價(jià)結(jié)果。從綜合評(píng)價(jià)結(jié)果可知，旺蒼普濟(jì)、昭化射箭、劍閣垂泉、蒼溪陵江核桃林地土壤肥力綜合系數(shù)均低于0.9，土壤貧瘠，大多數(shù)屬于紫色土類。其余各林地土壤肥力綜合系數(shù)均處于1.8～0.9之間，土壤肥沃程度一般，大多數(shù)屬于黃壤類。這說明廣元核桃林地土壤肥沃程度總體處于較低水平，黃壤肥沃程度高于紫色土。合理的松土、施肥將是下一步廣元核桃產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效工作的重點(diǎn)。

表5土壤肥力綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

Tab.5 Comprehensive evaluation results of soil fertility

土樣PipH值有機(jī)質(zhì)全N有效P速效KPCT-13.02.052.432.031.581.70CT-22.51.742.081.401.601.32CT-33.01.711.702.321.771.53CT-43.00.750.981.371.911.00QC-11.52.442.30.930.891.04QC-23.02.122.272.281.121.38LZ-13.01.071.553.002.041.35LZ-23.00.711.352.081.521.06LZ-32.00.911.351.231.180.91WC-12.00.870.791.050.980.78WC-21.52.782.781.671.001.24WC-31.50.990.900.961.330.82ZH-11.50.971.300.850.780.75JG-11.51.061.050.750.800.72JG-22.50.711.203.001.271.19CX-12.00.710.912.470.670.85CX-22.00.980.992.720.750.94

2.3 土壤肥力指標(biāo)間的關(guān)系

表6核桃林地土壤因子相關(guān)性Tab.6 Soil Factors of walnut forest land

注：*和**分別表示P<0.05和P<0.01的差異水平。

3 結(jié)論與討論

廣元核桃林地土壤pH值總體偏堿性，全N含量較豐富，部分土壤有效P、 速效K、有效Fe缺乏，多數(shù)土壤有機(jī)質(zhì)、有效Zn、有效B、有效Cu、有效Mn缺乏。核桃林地土壤肥沃程度總體處于較低水平，黃壤土類有效B、 有效Cu、有效Mn缺乏，紫色土類速效K、有效Fe、有效Zn、有效B、有效Cu、有效Mn缺乏，黃壤肥沃程度高于紫色土。

針對(duì)廣元地區(qū)核桃林地土壤養(yǎng)分的狀況，建議在加強(qiáng)核桃樹綜合管護(hù)基礎(chǔ)上強(qiáng)化深翻改土，改變傳統(tǒng)的施肥方式，注重有機(jī)肥和無機(jī)肥結(jié)合使用，既可豐富有機(jī)質(zhì)和各種營(yíng)養(yǎng)元素的含量，又可使養(yǎng)分不易流失和改土培肥。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)各地土壤肥力狀況，追施N、P、K速效養(yǎng)分肥料，逐步改善核桃林地土壤微環(huán)境，提高土壤養(yǎng)分含量，充足供應(yīng)核桃樹體對(duì)養(yǎng)分的需求，促使樹體健壯，增強(qiáng)抗逆能力，病蟲害減少，產(chǎn)量增加，達(dá)到核桃優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)的目的。