土壤有機(jī)質(zhì)含量對汾州核桃生長影響的分析

郝耀鋒

(太原市森林資源監(jiān)測中心，山西 太原 030012)

核桃是中國著名的干果，果仁富含維生素，既可食用，也可制成上等的食用油料；內(nèi)果皮可燒制活性炭，外果皮可浸取碳酸鉀。核桃樹為木本油料樹種，生長時間長、樹體高大、根系發(fā)達(dá)、固土力強(qiáng)、抗二氧化硫性強(qiáng)，是經(jīng)濟(jì)和生態(tài)兼用型樹種，具有廣闊的發(fā)展前景。在經(jīng)濟(jì)林中，土壤是影響植物生長的一個重要因素。研究表明，樹種生長受立地條件尤其是土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響。由于核桃對土壤的要求比較嚴(yán)，其天然林自然分布非常稀疏。研究“晉龍”汾州核桃平均樹高、平均胸徑、果實(shí)產(chǎn)量與立地土壤有機(jī)質(zhì)含量的關(guān)系，可為提高核桃品質(zhì)、增加農(nóng)民收入提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 研究地概況

研究地位于山西省汾陽市，東經(jīng)111°26′00′′～112°00′22′′，北緯37°08′44′′～37°29′10′′，處山西省腹地偏西，太原盆地西緣。屬暖溫帶大陸性半干旱半濕潤氣候，四季分明。年均氣溫10.1 ℃，最冷月為1月，平均溫度-5.6 ℃；最熱月為7月，平均溫度23.7 ℃；極低溫為-22.9 ℃，極高溫可達(dá)39.5 ℃.年平均降雨量486 mm，年均積雪深度6.5 cm，全年平均無霜期190 d.土壤類型為褐土。汾陽市核桃林面積達(dá)3.67×104hm2，約710×104株。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置與調(diào)查

2017年7月在山西省汾陽市境內(nèi)選擇立地條件、群落外貌特征相似，林齡為15 a～20 a，管理措施相近，未截頭的“晉龍”汾州核桃林，設(shè)置25 m×25 m的樣地。對樣地內(nèi)的核桃樹進(jìn)行每木檢尺，測量樣地內(nèi)土層厚度。土壤有機(jī)質(zhì)含量調(diào)查采用S型布點(diǎn)，每個樣地內(nèi)布5個點(diǎn)，挖取土壤剖面，用鋼卷尺分層(0 cm～20 cm，20 cm～50 cm)，用環(huán)刀分別在各層取樣，然后再取1份各層的混合樣，帶回實(shí)驗(yàn)室用于土壤有機(jī)質(zhì)含量的測定。2017年11月，向樣地核桃林經(jīng)營者獲取樣地內(nèi)核桃的果實(shí)產(chǎn)量數(shù)據(jù)。

2.2 土壤有機(jī)質(zhì)含量的測定

土壤有機(jī)質(zhì)含量采用“K2Cr2O7滴定法”測定，在測定樣品的同時做2個空白實(shí)驗(yàn)，取其平均值。

式中：V0——5 mL 0.8 mol/L K2Cr2O7溶液空白滴定用去的 FeSO4溶液毫升數(shù)，mL；

V——滴定待測液中過剩的0.8 mol/L K2Cr2O7溶液用去的 FeSO4溶液毫升數(shù)，mL；

0.003——1 mg當(dāng)量碳的常數(shù)；

1.724——由土壤有機(jī)碳換算為有機(jī)質(zhì)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；

1.1——校正常數(shù)；

m——樣品重量，g.

2.3 測定數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Excel制作土壤有機(jī)質(zhì)含量與“晉龍”汾州核桃平均樹高、平均胸徑和果實(shí)產(chǎn)量的調(diào)查表。然后以土壤有機(jī)質(zhì)含量為自變量，“晉龍”汾州核桃平均樹高、平均胸徑和果實(shí)產(chǎn)量為因變量，用SPSS 18.0 軟件進(jìn)行方差分析，判斷是否具有相關(guān)性。最后通過模型擬合及系數(shù)估計(jì)建立回歸方程式，確定各因子之間的模擬函數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤有機(jī)質(zhì)含量與核桃樹生長量的關(guān)系

土壤有機(jī)質(zhì)含量與“晉龍”核桃樹平均樹高、平均胸徑和果實(shí)產(chǎn)量的調(diào)查結(jié)果見表1.

表1 土壤有機(jī)質(zhì)含量與“晉龍”核桃樹生長量調(diào)查結(jié)果

由表1可知，“晉龍”核桃樹的最大平均樹高為13.05 m，最小平均樹高為5.67 m，立地土壤有機(jī)質(zhì)含量分別為1.99%和0.89%；最大平均胸徑為23.77 cm，最小平均胸徑為13.53 cm，立地土壤有機(jī)質(zhì)含量分別為1.99%和0.89%；最大果實(shí)產(chǎn)量為6 922 kg/hm2，最小果實(shí)產(chǎn)量為 3 511 kg/hm2，立地土壤有機(jī)質(zhì)含量分別為1.81%和1.24%.立地土壤有機(jī)質(zhì)含量最大值為2.21%，最小值為0.71%.

3.2 方差分析

對土壤有機(jī)質(zhì)含量與平均樹高、平均胸徑和果實(shí)產(chǎn)量進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表2.

由表2可看出，土壤有機(jī)質(zhì)含量與平均胸徑間的顯著性值是0.015，為顯著；土壤有機(jī)質(zhì)含量與平均樹高間的顯著性值是0.003，為極顯著；土壤有機(jī)質(zhì)含量與果實(shí)產(chǎn)量間的顯著性值是0.000，為極顯著。土壤有機(jī)質(zhì)含量與平均樹高、平均胸徑和果實(shí)產(chǎn)量間的相關(guān)性見圖1.

表2 土壤有機(jī)質(zhì)含量與核桃樹生長量方差分析

圖1 土壤有機(jī)質(zhì)與核桃樹生長量之間的相關(guān)性分析

通過圖1可知，土壤有機(jī)質(zhì)含量與平均樹高、平均胸徑和果實(shí)產(chǎn)量間的相關(guān)性是顯著的，且均為正相關(guān)。

3.3 數(shù)學(xué)模擬比較及系數(shù)估計(jì)

分別對土壤有機(jī)質(zhì)含量與平均樹高、平均胸徑、果實(shí)產(chǎn)量進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬比較及系數(shù)估計(jì)，數(shù)學(xué)模型建立采用線性、對數(shù)、倒數(shù)、二次、三次、復(fù)合、冪、S，增長、指數(shù)和Logistic曲線方程，結(jié)果見表3.

表3 模型擬合比較及系數(shù)估計(jì)

由表3可知，在土壤有機(jī)質(zhì)含量-平均樹高、土壤有機(jī)質(zhì)含量-平均胸徑、土壤有機(jī)質(zhì)含量-果實(shí)產(chǎn)量的回歸分析中，各回歸曲線中決定系數(shù)R2最高的均為S曲線。

3.4 建立回歸方程式

通過回歸分析，建立土壤有機(jī)質(zhì)含量與平均樹高、平均胸徑和果實(shí)產(chǎn)量的方程式。

Y1=4.89e-0.66e/g，

Y2=7.06e-0.49e/g，

Y3=5.02e-0.41e/g.

式中：Y1——不同土壤有機(jī)質(zhì)含量下的平均樹高，m；

Y2——不同土壤有機(jī)質(zhì)含量下的平均胸徑，cm；

Y3——不同土壤有機(jī)質(zhì)含量下的果實(shí)產(chǎn)量，kg/hm2；

g——土壤有機(jī)質(zhì)，%；

e——自然常數(shù)。

4 結(jié)論與討論

“晉龍”汾州核桃的平均樹高、平均胸徑和果實(shí)產(chǎn)量與土壤有機(jī)質(zhì)含量均呈正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)土壤有機(jī)質(zhì)含量≥1.50%時，平均樹高、平均胸徑和果實(shí)產(chǎn)量均較大，回歸方程式的決定系數(shù)偏低，推測主要影

響因素是選取樣本單元較少。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，汾州核桃高產(chǎn)林分的土壤有機(jī)質(zhì)含量均保持在1.5%以上。對比南北方立地土壤有機(jī)質(zhì)含量對核桃的影響，發(fā)現(xiàn)具有一致性，有機(jī)質(zhì)含量越高產(chǎn)量越高，與文章結(jié)論一致。文章不足之處在于只對立地土壤有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行了研究，未對立地土壤的其它因子，如水分、pH值等進(jìn)行研究。只能初步判斷除土壤水分、pH值等因素外，土壤有機(jī)質(zhì)含量對核桃生長發(fā)育的影響。