不同種植年限對棗園土壤理化性質的影響

陳立+孫霞+楊晶晶+周鵬+王琛+馬莉

摘 要：通過比較新疆南部不同種植年限棗園土壤的理化性質，分析了不同種植年限棗園土壤質量的變化，以及研究區(qū)土壤理化性質在不同土層分布上的變化，以期對該地區(qū)土壤管理及棗業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據。測定項目包括土壤有機質、土壤含水量、pH值、堿解氮含量、速效磷、速效鉀。結果發(fā)現(xiàn)，隨著種植年限的增加，棗園土壤有機質和速效磷含量呈逐年累積趨勢，速效磷含量是3年<5年<10年<15年，有機質含量是3年<5年<15年<10年；而堿解氮含量呈逐年下降的趨勢。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。總體上看研究區(qū)土壤堿解氮含量處于缺乏狀態(tài)，建議棗農合理地多施加氮肥。棗樹種植時間的長短對土壤理化性質影響程度不同，總體表現(xiàn)是棗樹種植時間越長，對土壤理化性質影響越大。

關鍵詞：棗園；南疆；土壤；理化性質

中圖分類號：S665.1 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.08.004

土壤是果樹所需水分和礦質營養(yǎng)的來源，是果樹栽培的生存基礎。土壤的有機質含量、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根系的生長發(fā)育和吸收功能。優(yōu)良的土壤條件能滿足棗園對水、肥、氣、熱的需求，使棗園獲得高產。國內外有關各種生態(tài)類型條件下土壤理化性質的研究成果頗豐，其中對森林土壤、農田土壤及草地土壤理化性質研究相對深入和廣泛。國內對果園土壤理化的研究在蘋果[1]、柑橘[2]等果樹上均有報道，但對棗園土壤理化性質的研究鮮有報道。本研究屬于基礎性的研究，對不同種植年限的棗園土壤理化性質進行分析，以提高土壤質量，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。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

麥蓋提縣四十五團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，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、喜光喜溫經濟果林的最佳優(yōu)生區(qū)，處于世界六大適合種植果樹的區(qū)域。

1.2 材 料

本試驗所用土壤采于新疆南部的新疆生產建設兵團農三師45團（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棵樹冠的同一層次土層的混合樣作為樣品，測定土壤有機碳含量及土壤的基本理化性質。同時，在每一層次用環(huán)刀取原狀土，逐層測定土壤剖面理化性質。采樣時間為2014年5月。

1.4 試驗方法

在自然生態(tài)條件相同范圍內，選擇3，5，10，15 a棗園為研究對象，采用田間調查和定點樣地控制相結合的試驗，采樣時間為3月果樹萌發(fā)期，在每個棗園里選取有代表性的果樹各3棵，在與樹冠垂直投影范圍內距樹干2/3處作為布設采樣點，按照“隨機”、“等量”和“多點混合”原則分別進行選點、采樣。

1.5 測定指標與方法

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

1.6 數據處理

數據分析主要采用SPSS數據處理統(tǒng)計軟件和Excel2003軟件，制圖用SigmaPlot12完成。

2 結果與分析

2.1 不同種植年限對不同深度土壤pH值、土壤含水量的影響

試驗所取土樣的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，其含量在15 a達到最大值，比同土層連作3 a增加54.67%，該層土壤含水量總趨勢是長期種植后其含量比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則是先升高后降低然后再升高。在70～100 cm，15 a時土壤含水量最高16.87 g·kg-1，5 a時土壤含水量最低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生棗樹土壤水含量最低為8.62 g·kg-1，15 a生的棗樹土壤含水量最大為13.66 g·kg-1。

2.2 不同種植年限對不同深度土壤有機質的影響

數據分析表明，棗園有機質含量介于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個園齡的棗園土壤有機質平均含量在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后減小的趨勢，其中在10 a的時候達到最大值10.40 g·kg-1，3 a時含量最少為8.97 g·kg-1。對棗園土壤有機質的影響結果由圖2，在0～5 cm、5～10 cm、10～20 cm和20～30 cm的層次上，土壤有機質含量增長趨勢顯著。而在30～50 cm、50～70 cm和70～100 cm，雖然有所增長但增長的趨勢不顯著。

2.3 不同種植年限對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，隨著年份的增加其含量也增加，且在0～5 cm，3 a時最低，15 a時最高；在5～10 cm和10～15 cm土壤速效磷含量變化趨勢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。在0～5 cm、20～30 cm和50～70 cm時，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，隨土壤層次的增長土壤速效磷含量呈不斷降低的趨勢，3 a時，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，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。總之，同一種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。

土壤堿解氮是植物氮營養(yǎng)的主要來源，土壤堿解氮易被植物吸收，對植物的生長起著十分關鍵的作用[6-7]。因此，土壤中堿解氮含量和變化趨勢是判斷氮素豐缺的重要指標。從圖4可以看出，隨著種植年限的增長，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，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，土壤堿解氮含量在5 ，10 ，15 a時，50～70 cm高于70～100 cm；在3 a時，70～100 cm高于50～70 cm。總體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，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。

由圖5可知，土壤速效鉀含量和速效磷含量變化趨勢相似，速效鉀含量在各層之間均有差異，隨著種植年限的增長，土壤速效鉀含量在0～5 cm和5～10 cm時表現(xiàn)為先增長再降低后增長，15 a時達到最大，3 a時最低；10～20 cm和20～30 cm時其含量表現(xiàn)為先降低后增長，10 a時最低，15 a時最高；30～50 cm其含量表現(xiàn)為先增長再降低后增長，10 a時最小，15 a時最大；50～70 cm其含量表現(xiàn)為先增長再降低后增長，10 a時最小，5 a時最大；70～100 cm其含量表現(xiàn)為先增長再降低后增長，3 a時最小，5 a時最大。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，5 a時0～5 cm層次低于5～10 cm；15 a時0～5 cm其土壤速效鉀含量達到最大值131.26 mg·kg-1；在3 a時70～100 cm土層速效鉀含量最低是103.61 mg·kg-1。

3 結論與討論

根據土壤養(yǎng)分含量分級標準[8]，由表1可知研究區(qū)速效鉀、速效磷含量均是3級。隨著種植年限的增加，棗園土壤有效鉀含量呈上升趨勢且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。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]，這與陳朝陽等在研究施用有機肥對植煙土壤堿解氮含量的影響中的結論一致。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，根據土壤養(yǎng)分含量分級標準[8]，由表1可知其含量是6級，處于缺乏狀態(tài)，建議棗農合理增施氮肥。

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

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

研究區(qū)土壤理化性質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；土壤有機質、有效磷在不同深度土層均呈先下降后上升的趨勢；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。進一步表明，棗農應加強幼年果樹的施肥管理。

果園長期種植的效應受氣候環(huán)境條件和施肥管理措施的影響。建議在南疆棗園實行長期種植應增施氮肥，改善土壤結構，提高土壤通透性，增加有機質含量，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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