桂西北3種核桃林土壤養(yǎng)分對(duì)比

霍燦燦 招禮軍 朱栗瓊 霍麗娜 劉金熾

桂西北3種核桃林土壤養(yǎng)分對(duì)比

霍燦燦 招禮軍 朱栗瓊 霍麗娜 劉金熾

（廣西大學(xué)林學(xué)院/廣西森林生態(tài)與保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣西南寧 530004）

探究漾濞泡核桃（）、薄殼山核桃（）和云新核桃（）土壤養(yǎng)分狀況，為核桃園的科學(xué)施肥與管理提供參考依據(jù)。選擇20個(gè)種植有漾濞大泡核桃、薄殼山核桃和云新核桃的核桃園，采集深度為0～40 cm土層的土壤樣品進(jìn)行土壤pH及養(yǎng)分含量等指標(biāo)的測(cè)定。結(jié)果顯示：漾濞泡核桃、薄殼山核桃、云新核桃土壤pH分別為4.49～7.52、4.55～7.03、6.49～7.57；3個(gè)品種的核桃土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、有效磷均較為豐富，全鉀、有效氮含量均比較匱乏，漾濞泡核桃、薄殼山核桃土壤有效鉀含量（分別為124.02、76.12 mg/kg）較匱乏，近半數(shù)云新核桃林地土壤有效鉀含量也較低；3種核桃土壤有效鐵、有效鋅、有效硼含量大部分處于過量水平，交換性鈣較適量；不同品種間有機(jī)質(zhì)、全氮、有效氮分布不均衡，且基本缺乏有效氮和鉀元素。主成分分析表明，云新核桃林地土壤肥力比漾濞泡核桃、薄殼山核桃高。在核桃園管理上應(yīng)充分了解土壤養(yǎng)分狀況，根據(jù)不同核桃林土壤的差異針對(duì)性調(diào)整施肥方案，以促進(jìn)核桃產(chǎn)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。

漾濞泡核桃；薄殼山核桃；云新核桃；土壤養(yǎng)分；主成分分析

核桃（L）又名胡桃，為胡桃屬的落葉喬木，是中國(guó)重要的木本油料樹種，具有較高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值。核桃具有耐石漠化、耐旱、耐貧瘠等特點(diǎn)，已成為廣西扶貧攻堅(jiān)項(xiàng)目的重點(diǎn)支柱產(chǎn)業(yè)[1]。河池市是廣西最大的核桃種植基地，2017年核桃種植面積達(dá)到21.33萬hm2[2]。隨著規(guī)模的擴(kuò)大，傳統(tǒng)方法已無法科學(xué)地指導(dǎo)人們判斷種植區(qū)土壤養(yǎng)分豐缺狀況，進(jìn)而制約了核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。土壤是核桃生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，土壤肥力是決定核桃產(chǎn)量高低和品質(zhì)好壞的關(guān)鍵[3]。而土壤養(yǎng)分狀況受地形、氣候、土壤條件、植被及人類活動(dòng)等因素的綜合影響。開展本試驗(yàn)有助于深入了解核桃園區(qū)土壤養(yǎng)分狀況，指導(dǎo)林地科學(xué)合理施肥，促進(jìn)核桃可持續(xù)發(fā)展。目前，已有學(xué)者進(jìn)行了許多相關(guān)研究。宋斌等[4]研究發(fā)現(xiàn)，貴州核桃主產(chǎn)區(qū)土壤富含全氮、全磷、交換性鈣、鎂、有效錳、銅等元素，而缺乏鉀、有效硼、有效鐵等元素；部分核桃園土壤全鉀、有效磷、有效鋅含量偏低。趙瑞芬等[5]采用主成分分析法對(duì)山西省核桃主產(chǎn)區(qū)土壤肥力進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，核桃主產(chǎn)區(qū)土壤綜合肥力屬于中低水平，其中土壤有效磷、有機(jī)質(zhì)和全氮發(fā)揮作用最大。張媚等[6]研究表明，過度經(jīng)營(yíng)山核桃林土壤的速效磷、速效鉀和速效氮含量分別為（18.10±0.58）、（698.63±11.24）和（227.13±3.81）mg/kg，均高于生態(tài)經(jīng)營(yíng)山核桃林土壤中的含量。張玲等[7]在對(duì)新疆烏什縣核桃生產(chǎn)園土壤肥力進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)指出，核桃生產(chǎn)園施肥與土壤養(yǎng)分管理方面，需提高有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量，持續(xù)改善和維持土壤有效鈣、鎂、鋅的含量。韋婉羚等[8]發(fā)現(xiàn)，廣西河池核桃示范區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)、氮和鉀豐富，但磷分布不均衡，且土壤普遍缺乏硼。土壤養(yǎng)分是核桃產(chǎn)量高低和品質(zhì)好壞的關(guān)鍵因素，不同核桃林地的土壤肥力存在較大差異，施肥措施也應(yīng)根據(jù)林地實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。鑒于此，本研究在廣西河池市漾濞泡核桃（）、薄殼山核桃（）和云新核桃（）3種林地中采集土壤進(jìn)行養(yǎng)分測(cè)定與分析，探究核桃園不同品種核桃林地土壤肥力狀況，以期為核桃園的養(yǎng)分管理和平衡高效施肥提供理論依據(jù)及科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 研究地概況 研究地位于廣西壯族自治區(qū)河池市（106°34′～109°09′E，23°41′～25°37′N），該地處于廣西西北邊陲、云貴高原南麓，東連柳州，西鄰百色，南接南寧，北鄰貴州黔南布依族苗族自治州，總面積為3.35萬km2。市內(nèi)地形復(fù)雜，地勢(shì)西北高東南低，山嶺綿亙；屬亞熱帶季風(fēng)氣候，光照充足，雨量充沛，年日照時(shí)數(shù)為1 447～ 1 600 h，年平均氣溫在16.9～21.5℃，無霜期超過340 d，年降雨量為1 200～1 600 mm。

1.1.2 試材 選擇河池市的10個(gè)核桃園為試驗(yàn)對(duì)象，每個(gè)核桃園均種植有漾濞泡核桃、薄殼山核桃與云新核桃，核桃林管理時(shí)定期施用農(nóng)家肥和化肥，其中農(nóng)家肥每株核桃樹每次用量為50 kg左右，核桃樹齡均是6年。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 于2019年7月中旬對(duì)核桃園土壤樣品進(jìn)行采集，每次土壤樣品采集避開施肥時(shí)期，每個(gè)園中的每種核桃林地選擇海拔及坡向大致相同、相互之間距離100 m以上的3塊樣方作為重復(fù)，按照S型隨機(jī)在各樣方核桃樹冠滴水線位置挖0～40 cm的土壤剖面，在剖面中均勻取土，混合后再用四分法采集l kg左右土樣分別裝入自封袋中；帶回實(shí)驗(yàn)室后，挑出植物殘?bào)w和石礫等雜質(zhì)，自然風(fēng)干，研磨，過60目篩，用于土壤養(yǎng)分含量的測(cè)定。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定 土壤pH采用浸提電位法（土水比1∶2.5）測(cè)定；有機(jī)質(zhì)（SOM）含量采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測(cè)定；采用H2SO4-H2O2消煮法制備待測(cè)液，而后使用擴(kuò)散法測(cè)定全氮（TN）、鉬銻抗比色法測(cè)定全磷（TP）、火焰光度法測(cè)定全鉀（TK）；經(jīng)2 mol/L的氯化鉀溶液提取后，使用流動(dòng)分析儀測(cè)定有效氮（AN）；有效磷（AP）采用HCl-HF浸提鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀（AK）采用乙酸銨浸提火焰光度計(jì)法測(cè)定；有效硼（AB）采用干灰化-稀酸溶解-姜黃素比色法測(cè)定；有效鐵（AFe）、有效鋅（AZn）采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法測(cè)定；使用EDTA+NH4OAC浸提-原子吸收分光光度法測(cè)定（交換性鈣）ACa[9]。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析 運(yùn)用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理并作圖，使用SPSS 25.0進(jìn)行方差分析，以Waller Duncan法對(duì)土壤養(yǎng)分進(jìn)行多重比較，以O(shè)ne-way ANOVA進(jìn)行單因素方差分析，采用主成分分析法（PCA）對(duì)3種核桃林地土壤肥力進(jìn)行綜合分析與排名。核桃園土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表1）主要參照第二次全國(guó)土壤普查暫行技術(shù)規(guī)程[10]、張超博[11]和曹勝[12]的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，土壤酸堿度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為極強(qiáng)酸(<4.5)、強(qiáng)酸(4.5～5.5)、弱酸性(5.5～ 6.5)、中性(6.5～7.5)、弱堿性(7.5～ 8.5)[13]。

表1 土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 三種核桃林地土壤pH

從表2可見，3種核桃林土壤pH的變異系數(shù)為薄殼山核桃>漾濞泡核桃>云新核桃。漾濞泡核桃、薄殼山核桃和云新核桃林土壤pH分布頻率最大的酸堿度水平分別是中性（44.44%）、強(qiáng)酸性（70%）和中性（71.43%）。由圖1可知，薄殼山核桃與云新核桃土壤pH存在極顯著差異，與漾濞泡核桃土壤pH存在顯著差異。

表2 三種核桃林土壤pH情況

大、小寫字母分別表示差異達(dá)極顯著水平（p<0.01）和顯著水平（p<0.05）。下同。

2.2 三種核桃林地土壤有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分含量

從表3可見，3種核桃林土壤SOM、TN和TP含量均在適宜及以上水平，其中土壤SOM、TN的變異系數(shù)均為漾濞泡核桃>薄殼山核桃>云新核桃，土壤TP的變異系數(shù)為漾濞泡核桃>云新核桃>薄殼山核桃。土壤TN含量處于過量水平（占50%）以上的林地是漾濞泡核桃和云新核桃林。3種核桃林土壤TK含量均處于適宜及以下水平，且有70%的林地土壤TK為低量水平。土壤TK的變異系數(shù)為漾濞泡核桃>云新核桃>薄殼山核桃。3種核桃林土壤AN含量均處于低量及以下水平，其中有80%的林地土壤缺乏AN。土壤AN的變異系數(shù)為漾濞泡核桃>云新核桃>薄殼山核桃。土壤AP含量為適宜及以上的林地是薄殼山核桃和云新核桃林，漾濞泡核桃林有5.55%處于低量水平。土壤AP的變異系數(shù)為漾濞泡核桃>薄殼山核桃>云新核桃。3種核桃林土壤AK含量各水平分布存在較大差異，其中漾濞泡核桃在各個(gè)水平均有分布且主要集中在低量至高量水平；薄殼山核桃處于適宜及以下水平；云新核桃處于低量和高量水平的占比相同，均為42.86%。土壤AFe含量處于適宜及以上水平的林地為薄殼山核桃和云新核桃林，其中漾濞泡核桃有少量處于低量水平，且有60%以上在極高水平。3種核桃林土壤AZn含量均處于高量及以上水平，其變異系數(shù)為云新核桃>漾濞泡核桃>薄殼山核桃。3種核桃林土壤ACa含量均處于適宜或高量水平，其變異系數(shù)為薄殼山核桃>云新核桃>漾濞泡核桃。3種核桃林土壤AB含量均處于高量及以上水平，其變異系數(shù)為云新核桃>漾濞泡核桃>薄殼山核桃。

表3 三種核桃林土壤有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分含量情況

由圖2可知，不同品種核桃林地土壤SOM、TN、AN含量均有極顯著差異，AP含量無顯著差異。薄殼山核桃與漾濞泡核桃、云新核桃土壤TP、TK、AK含量均呈極顯著差異，而漾濞泡核桃與云新核桃土壤TP、TK、AK含量均無顯著差異。

圖2 三種核桃土壤有機(jī)質(zhì)及大量元素比較

由圖3可知，薄殼山核桃與漾濞泡核桃、云新核桃土壤ACa、AFe、AZn含量有極顯著差異，而漾濞泡核桃與云新核桃土壤ACa、AFe、AZn含量無顯著差異。云新核桃與漾濞泡核桃、薄殼山核桃土壤AB含量呈極顯著差異，而漾濞泡核桃與薄殼山核桃土壤AB含量無顯著差異。

2.3 三種核桃林地土壤肥力綜合分析

采用主成分分析對(duì)3種核桃林地土壤pH和養(yǎng)分的12項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析，各因子載荷、得分系數(shù)及3種核桃林土壤肥力綜合得分見表4、5。研究發(fā)現(xiàn)，前3個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率為74.474%，基本可以體現(xiàn)核桃林地土壤肥力的綜合信息，主成分1、2、3的初始特征值分別為6.356、1.520、1.060。對(duì)特征參數(shù)在各主成分上的因子載荷進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，SOM對(duì)第1主成分的貢獻(xiàn)最大，AB對(duì)第2主成分的貢獻(xiàn)最大，AP對(duì)第3主成分的貢獻(xiàn)最高。因此，SOM和AB可作為體現(xiàn)核桃林地土壤肥力的主要指標(biāo)，其次為AP。通過3種核桃林地土壤pH和各養(yǎng)分指標(biāo)的綜合得分及排名發(fā)現(xiàn)，云新核桃林地土壤肥力較高，其次是漾濞泡核桃。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

土壤pH直接影響土壤肥力和各種微生物的活動(dòng)，并對(duì)有機(jī)質(zhì)分解、土壤養(yǎng)分有效性、土壤營(yíng)養(yǎng)元素的遷移和轉(zhuǎn)化等有重要作用[14-16]，是土壤重要的化學(xué)性質(zhì)之一。整體來看，3個(gè)品種核桃林土壤pH呈酸性至弱堿性水平，該pH條件適合核桃正常生長(zhǎng)發(fā)育，這與郗榮庭等[17]研究結(jié)果一致。土壤有機(jī)質(zhì)影響土壤理化性質(zhì)，對(duì)核桃產(chǎn)量、品質(zhì)、土壤肥力和肥效等有重要作用，是核桃所需營(yíng)養(yǎng)元素的重要基礎(chǔ)[18]。本研究發(fā)現(xiàn)，3種核桃土壤有機(jī)質(zhì)含量均在適量及以上水平，土壤較肥沃，可以滿足核桃生長(zhǎng)需求。其原因可能是地表濕度高，核桃樹體生長(zhǎng)茂盛，從而使土壤密閉度高，有利于土壤有機(jī)質(zhì)的積累；另外，核桃林存在與玉米、旱藕進(jìn)行套種的現(xiàn)象，從而使林地植被更繁茂，大量的枯枝落葉歸于土壤，有機(jī)殘落物增加，腐殖質(zhì)大量形成。因此，在生產(chǎn)中應(yīng)合理施加有機(jī)肥、種植綠肥，以提高核桃產(chǎn)量和品質(zhì)，促進(jìn)核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

表4 初始因子載荷及得分系數(shù)矩陣

表5 主成分因子得分及綜合排序

土壤大量元素是植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，其豐缺狀況為科學(xué)施肥提供直接依據(jù)。TN、TP是土壤肥力的重要指標(biāo)，并決定了土壤供N、P的潛力，土壤鉀元素也是植物生長(zhǎng)所必須的大量元素之一[19]。本研究結(jié)果表明，漾濞泡核桃、薄殼山核桃土壤TN、TP含量豐富，云新核桃土壤TN、TP含量偏高，而3種核桃土壤TK含量相對(duì)較為缺乏。一方面，可能因?yàn)槭┯玫幕手泻琋、P較多而含K偏少，再加上農(nóng)家肥也含有N、P元素且肥效較長(zhǎng)；另一方面，可能是被微生物轉(zhuǎn)化的P元素減少，成土背景導(dǎo)致的土壤K元素含量少。土壤AN、AP、AK是植物可吸收利用的部分，其有效性直接影響植物生長(zhǎng)發(fā)育[20]。本研究結(jié)果顯示，3種核桃林土壤基本都含有較多AP而缺乏AN，薄殼山核桃林土壤整體來看AK較缺乏，相當(dāng)一部分的漾濞泡核桃、云新核桃林土壤AK也處于低量水平。土壤TN含量豐富，而AN含量卻表現(xiàn)缺乏，可能是由于土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富但熟化程度較低，氮素多以有機(jī)態(tài)形式存在，喀斯特地區(qū)土層淺、肥料易揮發(fā)，降雨易造成水肥流失等。果樹缺氮時(shí)會(huì)表現(xiàn)出生長(zhǎng)緩慢、植株矮小、葉片小和葉色發(fā)黃等現(xiàn)象，導(dǎo)致光合作用減弱，產(chǎn)量低。因此，需在控制氮肥量的同時(shí)提高氮的有效性，如考慮使用氮肥增效劑以提高有效氮含量；或施肥時(shí)添加腐殖酸、脲酶抑制劑、生物菌劑等，以抑制肥料中的氮素轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮，從而提高果樹對(duì)氮元素的吸收利用[21]。P肥過量會(huì)導(dǎo)致核桃過早成熟、籽粒小、產(chǎn)量較低，也可能造成土壤面源污染。因此，應(yīng)選擇磷含量相對(duì)少的肥料以降低磷元素。土壤缺乏K元素會(huì)阻礙酶的活化作用、光合作用和光合產(chǎn)物的運(yùn)輸，降低植物抗逆性，同時(shí)降低果實(shí)的品質(zhì)[22]。AK含量偏低可能與土壤母質(zhì)、成土作用和施肥用量等有關(guān)。因此，可考慮適當(dāng)補(bǔ)充高鉀復(fù)合肥、生物鉀或地面覆草及施用綠肥。

土壤微量元素是植物生長(zhǎng)發(fā)育不可或缺的部分。本研究表明，3種核桃土壤大部分均含有過量的AFe、AZn、AB，薄殼山核桃土壤ACa含量基本處于適宜水平，而漾濞泡核桃、云新核桃土壤含ACa偏高，這與宋斌等[4]對(duì)核桃土壤的研究結(jié)果一致。Fe元素參與植物葉綠素合成，可增強(qiáng)植物的抗病性，但過量的鐵元素會(huì)在酸性環(huán)境下引發(fā)中毒，導(dǎo)致植物葉出現(xiàn)褐斑，葉色暗綠。Zn過量會(huì)傷害植物的根系，影響植物對(duì)其他礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，導(dǎo)致其生長(zhǎng)不良。AB過量會(huì)毒害果樹，進(jìn)而影響其產(chǎn)量。酸性土壤可以提高土壤Fe、Zn、B的有效性[23]，這可能是漾濞泡核桃、薄殼山核桃AFe、AZn、AB含量高的主要原因，而云新核桃土壤微量元素較多可能與其施用量及其本身的吸收量有關(guān)。3種核桃土壤含有豐富的ACa，這可能與化肥施用量、成土母質(zhì)有關(guān)。因此，應(yīng)適當(dāng)減少化肥的施用量，以農(nóng)家肥施用為主。土壤ACa促進(jìn)核桃產(chǎn)量的增加，盡管核桃園土壤中ACa含量豐富，但在養(yǎng)分管理時(shí)也應(yīng)當(dāng)做好水土保持措施，避免土壤因受到大量雨水沖洗而導(dǎo)致ACa的流失。因此，可以考慮施用葉面肥以補(bǔ)充根部施肥的不足。

3.2 結(jié)論

綜上所述，3種核桃林土壤養(yǎng)分存在明顯差異，土壤pH適合核桃生長(zhǎng)，土壤SOM、AP和微量元素含量豐富，AN、AK含量較低，這與該地區(qū)的土壤母質(zhì)、施肥情況、環(huán)境因素和果樹本身的生長(zhǎng)狀況有關(guān)。通過主成分綜合分析3種核桃林地土壤肥力狀況發(fā)現(xiàn)，薄殼山核桃林地土壤肥力相對(duì)較差，其次是漾濞泡核桃，今后應(yīng)適當(dāng)增加其施肥用量。此外，建議農(nóng)戶適當(dāng)改變微地形或增加地表覆蓋，延長(zhǎng)徑流的時(shí)間，以減少土壤養(yǎng)分的流失；N肥以施加葉面肥方式，可避免TN含量多而AN含量少的情況；在綜合管理基礎(chǔ)上，通過深耕或綠肥掩青及配施生物炭來增加AK含量，科學(xué)調(diào)整施肥時(shí)間、配比、用量及方式，以達(dá)到提高肥料利用率和增加產(chǎn)量的目的。

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Comparison of Soil Nutrients in Three Walnut Forests in Northwest Guangxi

HUO Cancan ZHAO Lijun ZHU Liqiong HUO Lina LIU Jinchi

(Forestry College, Guangxi University/Guangxi Key Laboratory of Forest Ecology and Conservation, Nanning, Guangxi 530004, China)

To explore the soil nutrient status of,and, so as to provide reference basis for scientific fertilization and management of walnut garden. Twenty walnut orchards planted with,andwere selected. Soil samples with a depth of 0～40 cm were collected for the determination of soil pH and nutrient content. The soil pH of,andwere 4.49～7.52, 4.55～7.03 and 6.49～7.57 respectively. The three varieties of walnut soil were rich in organic matter, total nitrogen, total phosphorus and available phosphorus, and lack of total potassium and available nitrogen. The soil available potassium content ofand thin shell Hickory (124.02 and 76.12 mg·kg–1respectively) were relatively scarce, and the soil available potassium content of nearly half of the new walnut forest land was also low. The contents of available iron, available zinc and available boron in the three walnut soils were mostly in excess level, and the content of exchangeable calcium was more appropriate. The distribution of organic matter, total nitrogen and available nitrogen among different varieties was uneven, and there was a basic lack of available nitrogen and potassium. Principal component analysis showed that the soil fertility offorest land was higher than that ofand. Therefore, in the management of walnut orchard, we should fully understand the soil nutrient status and adjust the fertilization scheme according to the soil differences of different walnut forests, so as to promote the green and sustainable development of walnut industry.

;;; soil nutrient; principal component analysis

S158.3；S664.1

A

10.12008/j.issn.1009-2196.2022.10.003

2022-05-16；

2022-06-08

廣西創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展專項(xiàng)（No.AA17204058-11）。

霍燦燦（1996—），女，在讀碩士，研究方向?yàn)樯稚鷳B(tài)學(xué)，E-mail：1394361680@qq.com。

招禮軍（1971—），男，博士，教授，研究方向?yàn)樯稚鷳B(tài)與植物生理生態(tài)，E-mail：Zhlj-70@163.com。

（責(zé)任編輯 林海妹）