安徽省碭山縣黃桃根系土pH、有機(jī)質(zhì)及有效態(tài)元素相關(guān)性分析

王 雪

安徽省碭山縣黃桃根系土pH、有機(jī)質(zhì)及有效態(tài)元素相關(guān)性分析

王 雪

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局325地質(zhì)隊(duì)，安徽 淮北 235000）

碭山地區(qū)黃桃種植歷史悠久，所產(chǎn)黃桃品質(zhì)優(yōu)良。通過對碭山縣黃桃根系土中pH、有機(jī)質(zhì)及有效態(tài)元素的相關(guān)性分析，闡明其元素之間的關(guān)系。結(jié)果顯示，碭山縣黃桃果園土壤偏堿性，且有機(jī)質(zhì)含量水平相對較低；而pH與有機(jī)質(zhì)、有效鋅、堿解氮、速效鉀、有效磷、有效鐵間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；有機(jī)質(zhì)則與有效鋅、有效銅、速效鉀、有效鐵、有效磷呈正相關(guān)關(guān)系；有效鋅、有效銅、速效鉀兩兩之間存在正相關(guān)。因而改善碭山地區(qū)土壤酸堿度，增施有機(jī)肥，提高有機(jī)質(zhì)含量，可以提高有效態(tài)元素的含量，進(jìn)而提高黃桃產(chǎn)量及品質(zhì)。

碭山黃桃；相關(guān)性；pH；有機(jī)質(zhì)；有效態(tài)

自上個(gè)世紀(jì)70年代，碭山地區(qū)引進(jìn)種植黃桃，至今已有40余年的種植歷史，且現(xiàn)碭山縣已發(fā)展為世界黃桃種植主產(chǎn)區(qū)之一，是中國目前最大的連片黃桃生產(chǎn)基地（張琳敏，2016；王秀娟，2021）。其所產(chǎn)黃桃品質(zhì)優(yōu)良，色如黃金，外形飽滿，營養(yǎng)豐富，產(chǎn)量較高且經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，極大的填補(bǔ)了我國北部地區(qū)連片大面積優(yōu)良黃桃種植的空白。碭山氣候適宜，適合黃桃的生長，現(xiàn)已成為碭山縣特產(chǎn)，為全國農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志標(biāo)示農(nóng)產(chǎn)品。

作物的生長發(fā)育所需營養(yǎng)主要來源于土壤中的各類元素，土壤中的元素可分為全量元素和有效態(tài)元素，盡管某些地區(qū)土壤中全量元素含量高，但土壤元素活度低，導(dǎo)致有效態(tài)元素含量不高，而有效態(tài)元素才是可以被作物所吸收的元素，因此有效態(tài)元素含量的高低才是決定作物生長的關(guān)鍵（李新虎等，2001）。而土壤酸堿度是判斷土壤環(huán)境的基本條件，土壤酸堿度與土壤的生物活性、土壤養(yǎng)分的有效性密切相關(guān)土壤有機(jī)質(zhì)中含有作物生長所需的各種養(yǎng)分，可直接或間接地為作物生長提供氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫和各種微量元素（郭敏，2021；宋剛等，2014）。氮磷鉀為土壤大量元素，為作物生長所必須的營養(yǎng)元素（張生祥等，2021）；而鐵銅鋅雖為微量元素，但是作物生長發(fā)育過程中不可或缺的（J.J.莫爾維德特，1984；楊大強(qiáng)等，2009）。因而研究果園根系土中pH、有機(jī)質(zhì)與氮磷鉀鐵銅鋅的有效態(tài)元素之間的相關(guān)性對于果樹的生長有重要意義。

國內(nèi)學(xué)者對于果園中pH、有機(jī)質(zhì)等與有效態(tài)元素的相關(guān)系研究多集中在蘋果、柑橘等水果（莊伊美，1993；謝志南，2001；張麗敏，2021），對黃桃根系土元素間的相關(guān)性分析未見成果，因此本文著重分析根系土pH、有機(jī)質(zhì)等與有效態(tài)元素含量特征及各元素間的相關(guān)性，對黃桃果園的施肥方案調(diào)整、土壤改良及生態(tài)保護(hù)提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

碭山縣位于皖北平原的最北端，地處皖蘇豫魯四省交界，且黃河故道自西向東橫臥縣境，總面積1193km2，擁有近百萬畝連片的生態(tài)果園，素有“水果之鄉(xiāng)”的美譽(yù)。本區(qū)屬于暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候，氣候溫和，四季分明；年平均氣溫為14.1℃，年平均降水量達(dá)752mm，年平均無霜期長達(dá)202天；縣境內(nèi)地勢平坦，系黃河沖積而成，成土母質(zhì)系黃泛沖積物，土壤類型以沙土、飛沙土為主，獨(dú)特的地理環(huán)境及優(yōu)良的氣候?yàn)楸緟^(qū)水果的生長提供了良好的條件（劉建平等，2011）。研究區(qū)地理位置優(yōu)越，交通便利，鐵路與高速公路貫穿全境，為水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。

1.2 樣品采集

根據(jù)碭山縣黃桃種植范圍調(diào)查，碭山黃桃中北部地區(qū)為主產(chǎn)區(qū)，采用手持GPS定點(diǎn)技術(shù)在玄廟鎮(zhèn)、周寨鎮(zhèn)、碭城鎮(zhèn)、官莊壩鎮(zhèn)、葛集鎮(zhèn)等黃桃主產(chǎn)區(qū)采集黃桃根系土樣品40個(gè)，在碭山西南部趙屯鎮(zhèn)及東南部李莊鎮(zhèn)采集黃桃根系土樣品5個(gè)；黃桃根系土采集密度約為1個(gè)點(diǎn)/4km2，具體的黃桃根系土采樣位置如圖1所示。采集樣品時(shí)，要盡量避免施肥前后及施肥區(qū)域，采集深度為0～60cm，采樣工具為勺形鉆，需采集1個(gè)主樣點(diǎn)和2個(gè)子樣點(diǎn)的土壤混勻，同時(shí)要剔除掉植物根系、石塊等其他雜質(zhì)，采用四分法進(jìn)行縮分，獲取土壤樣品重量不少于1.5kg待測。樣品采集完成后需盡快進(jìn)行自然風(fēng)干晾曬—去除雜質(zhì)—揉捏粉碎—過篩—分裝送檢樣及副樣—稱重—送檢及入庫（鮑大忠等，2020；游桂芝等，2020）。

圖1 碭山黃桃根系土樣品采集點(diǎn)位圖

1.3 測定項(xiàng)目及方法

測定項(xiàng)目為有效鋅、堿解氮、有效銅、速效鉀、有效鐵、有效磷6個(gè)有效態(tài)、有機(jī)質(zhì)含量及pH。

按照中國地質(zhì)調(diào)查局《多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范（1:250000）》（DZ/T0258-2014）和《生態(tài)地球化學(xué)評價(jià)樣品分析技術(shù)要求（試行）》（DD2005-03）要求，實(shí)驗(yàn)室樣品加工人員對樣品進(jìn)行充分混合均勻后，取粗樣30g粉碎至20目用于pH測試；取粗樣80g左右粉碎至10目用于有效態(tài)項(xiàng)目測試；取粗樣50g左右粉碎至100目用于有機(jī)質(zhì)項(xiàng)目測試。

表1 碭山黃桃根系土有機(jī)質(zhì)與有效態(tài)元素含量特征表

根據(jù)測試項(xiàng)目的不同采取的測定方法也不同，pH采用離子電極法（ISE）；有機(jī)質(zhì)采用硫酸亞鐵銨容量法（VOL）；有效鋅、有效銅、有效鐵采用原子吸收分光光度法或ICP等離子體發(fā)射光譜法；堿解氮采用堿解擴(kuò)散法；速效鉀采用火焰分光光度法；有效磷采用鉬銻抗比色法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

本次采用IBM SPSS Statistics 21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行雙變量相關(guān)性分析和數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計(jì)，一元線性回歸分析及圖像制作均采用Excel2010制作完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 根系土pH、有機(jī)質(zhì)及有效態(tài)元素含量分析

利用SPSS軟件對各元素含量進(jìn)行參數(shù)計(jì)算（表1）。研究區(qū)黃桃根系土pH平均值為8.26，最小值為7.54，最大值8.61，黃桃根系土為偏堿性土壤，而據(jù)胡預(yù)生等學(xué)者在1993年對碭山酥梨土壤條件的研究，碭山土壤pH值多為8～9，因而近年碭山土壤雖仍偏堿性，但其堿性已有極大的改善，越來越趨向于適宜作物的生長。有機(jī)質(zhì)含量平均為11.6g/kg，而皖北地區(qū)有機(jī)質(zhì)平均含量為10.4g/kg，因此黃桃根系土有機(jī)質(zhì)平均含量略高于皖北地區(qū)的有機(jī)質(zhì)平均含量，但根據(jù)《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價(jià)規(guī)范》（DZ/T0295-2016）土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)，有機(jī)質(zhì)含量相對較低，說明本區(qū)黃桃種植區(qū)有機(jī)質(zhì)較缺乏；而堿解氮、有效磷含量總體屬于中等水平；有效銅、速效鉀、有效磷大部分屬于豐富、較豐富水平。

變異系數(shù)（CV）反映化學(xué)元素在地質(zhì)單元中分布的均勻（或變異）程度，數(shù)值越大，表示該元素在土壤中含量變化幅度越大，量化標(biāo)準(zhǔn)：CV＜0.5均勻型，0.5≤CV＜1.0弱變異型，1.0≤CV＜1.5變異型，CV≥1.5強(qiáng)變異型；變異系數(shù)越大，表示其含量變化幅度越大，離散程度越高，分布越不均勻。黃桃根系土有機(jī)質(zhì)及有效態(tài)元素的變異系數(shù)由大到小依次是有效磷＞1.5＞有效銅＞堿解氮＞1.0＞有效鋅＞速效鉀＞0.5＞有機(jī)質(zhì)＞有效鐵，有效磷屬于強(qiáng)變異型，有效銅、堿解氮為變異型，有效鋅、速效鉀屬于弱變異型，而有機(jī)質(zhì)和有效鐵屬于均勻型。

圖2 根系土pH、有效態(tài)元素與有機(jī)質(zhì)的關(guān)系

2.2 pH及有效態(tài)元素與有機(jī)質(zhì)的一元線性關(guān)系

通過Excel軟件對研究區(qū)內(nèi)黃桃根系pH、有效態(tài)元素和有機(jī)質(zhì)進(jìn)行一元線性關(guān)系分析（圖2）。根據(jù)軟件可以計(jì)算出各pH、有效態(tài)元素和有機(jī)質(zhì)之間的一元線性回歸方程以及擬合優(yōu)度，從圖2可看出pH與有機(jī)質(zhì)間存在負(fù)相關(guān)；有效鋅、有效銅、速效鉀、有效鐵、有效磷與有機(jī)質(zhì)存在相關(guān)性，且均為正相關(guān)，即有效鋅、有效銅、速效鉀、有效鐵、有效磷含量隨著有機(jī)質(zhì)的增加而增加；而堿解氮和有機(jī)質(zhì)之間的一元線性回歸方程擬合度低，表示二者之間不存在相關(guān)性。

2.3 有效態(tài)元素與pH的一元線性關(guān)系

通過Excel軟件對研究區(qū)內(nèi)黃桃根系有效態(tài)元素與pH之間進(jìn)行一元線性關(guān)系分析（圖3）。

pH與有效銅之間的擬合優(yōu)度僅為0.030，說明其一元線性回歸關(guān)系擬合度較低，不存在相關(guān)性；而pH與有效鋅、堿解氮、速效鉀、有效鐵、有效磷一元線性回歸方程擬合優(yōu)度良好，存在負(fù)相關(guān)性。

2.4 根系土各元素之間的相關(guān)性分析

運(yùn)用SPSS軟件對根系土的有效元素、有機(jī)質(zhì)及pH進(jìn)行雙變量相關(guān)性分析，各元素間的相關(guān)性分析特征見表2。

不同元素之間的相關(guān)性有差異，有機(jī)質(zhì)與堿解氮的相關(guān)系數(shù)僅為0.0969，表明兩者之間無相關(guān)性，有機(jī)質(zhì)與有效鋅、有效銅、速效鉀、有效鐵、有效磷之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.602、0.64、0.54、0.615、0.655，表明有機(jī)質(zhì)與其均為正相關(guān)，且在0.01水平（雙側(cè)）上顯著相關(guān)；有機(jī)質(zhì)與有效態(tài)元素之間的雙變量相關(guān)性分析同本文中有機(jī)質(zhì)與有效態(tài)元素的一元線性回歸分析結(jié)論相一致。

從表2中可以看出，pH與有機(jī)質(zhì)、有效鋅、堿解氮、速效鉀、有效磷之間在0.01水平（雙側(cè)）上顯著負(fù)相關(guān)，即酸堿度越高其含量越低，pH與有效鐵在0.05水平（雙側(cè)）上顯著負(fù)相關(guān)，與有效銅無相關(guān)性，其結(jié)論與文中一元線性回歸分析相一致。

圖3 根系土有效態(tài)元素與pH的關(guān)系

表2 黃桃根系土各元素間相關(guān)性分析

有機(jī)質(zhì)、有效鋅、有效銅、速效鉀兩兩之間均在0.01水平（雙側(cè)）上顯著相關(guān)，且均為正相關(guān)，因而可以判斷幾種元素屬于伴生關(guān)系；有效鐵分別與有機(jī)質(zhì)、有效鋅在0.01水平（雙側(cè)）上顯著正相關(guān)；有效磷與有機(jī)質(zhì)、有效鋅、有效鐵均在0.01水平（雙側(cè)）上顯著正相關(guān)；有效磷與有效銅、速效鉀在0.05水平（雙側(cè)）上顯著正相關(guān)；而堿解氮僅與速效鉀在0.05水平（雙側(cè)）上顯著正相關(guān)。

3 結(jié)論

諸多學(xué)者的研究結(jié)果表明，有機(jī)質(zhì)含量的高低影響土壤中有效態(tài)含量的高低，而植物所能吸收元素的多寡取決于土壤中有效態(tài)元素的含量（鄧邦良等，2016；章程等，2006）；而土壤酸堿度影響土壤元素的有效度及有機(jī)質(zhì)含量的高低。

通過本文分析研究，有效態(tài)元素的相關(guān)性均為正相關(guān)，表明這些有效態(tài)元素間存在共生關(guān)系（董鵬等，2020）。

研究區(qū)有機(jī)質(zhì)含量水平相對降低，且有機(jī)質(zhì)與有效鋅、有效銅、速效鉀、有效鐵、有效磷均為正相關(guān)，即提高有機(jī)質(zhì)的含量可一定程度上增加有效態(tài)元素的含量。因此在研究區(qū)增施有機(jī)肥、實(shí)施秸稈還田以及深耕深松等措施可改善黃桃果園土壤有機(jī)質(zhì)及有效態(tài)元素的含量（陳廣均等，2015；魏祥艾，2014；陶由之，2013）。

研究區(qū)pH偏堿性，而pH與有機(jī)質(zhì)、有效鋅、堿解氮、速效鉀、有效磷、有效鐵均為負(fù)相關(guān)，究其原因，可能是pH升高降低了土壤中元素的轉(zhuǎn)化速率，影響了元素的溶解度，從而降低有效態(tài)元素的含量（趙串串等，2017）。因而改善土壤的酸堿度，可以有效提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，增強(qiáng)土壤活性，進(jìn)而提高土壤有效態(tài)元素的含量，從而更有利于研究區(qū)果園土壤改良以及生態(tài)環(huán)境的修復(fù)，為碭山黃桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供重要依據(jù)（陳廣均等，2015）。

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Correlation Analysis of pH, Organic Matter and Effective State Elements of Yellow Peach Root System Soil in Dangshan, Anhui

WANG Xue

(The 325th Geological Team, Anhui Bureau of Geology and Mineral Exploration, Huaibei, Anhui 235000)

The yellow peach planting in the Dangshan area, Anhui has a long history, and the yellow peach produced here is of good quality. This paper carries out correlation analysis of pH value, organic matter and available elements in the root soil of yellow peach in the Dangshan area and makes an approach to the relationship between the elements. The results show that the soil in yellow peach orchards is alkaline with the relatively low organic matter content; there is a negative correlation between pH value and organic matter, available zinc, alkali hydrolyzable nitrogen, available potassium, available phosphorus, and available iron; there is a positive correlation between organic matter and available zinc, available copper, available potassium, available iron, and available phosphorus; there is a positive correlation between available zinc, available copper, and available potassium. Therefore, improving the soil pH value and increasing the use of organic fertilizers can increase the content of effective elements, thus, improve the yield and quality of yellow peaches.

Dangshan yellow peach; correlation; pH value; organic matter; efficient state

P595；S153

A

1006-0995（2022）02-0270-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2022.02.018

2021-09-27

安徽省2019年度省級公益性項(xiàng)目-碭山縣酥梨產(chǎn)地土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查與評價(jià)(編碼2019-g-1)

王雪（1988—），女，山東省高唐縣人，碩士，工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)與研究工作