李庚飛，周勝波，李亞梅

(1.陜西省多河流濕地生態(tài)環(huán)境重點實驗室，陜西 渭南 714000；2.廣西交通科學研究院，廣西 南寧 530007； 3.渭南師范學院，陜西 渭南 714000)

澄城縣蘋果園土壤養(yǎng)分及空間變異分析

李庚飛1，2，周勝波2，李亞梅3

(1.陜西省多河流濕地生態(tài)環(huán)境重點實驗室，陜西 渭南 714000；2.廣西交通科學研究院，廣西 南寧 530007； 3.渭南師范學院，陜西 渭南 714000)

為了解澄城縣果園土壤養(yǎng)分分布狀況及合理制定施肥方案，以陜西省澄城縣86戶果農(nóng)蘋果園土壤為研究區(qū)，對果園土壤的有機質(zhì)、有效磷、全氮及速效鉀的含量及變異情況進行分析。結(jié)果表明：澄城縣蘋果園土壤有機質(zhì)和全氮含量處于缺乏狀態(tài)，而速效鉀處于豐富狀態(tài)，有效磷處于中等和豐富狀態(tài)。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)4種養(yǎng)分含量變異程度為有效磷(44.06%)>速效鉀(24.52%)>有機質(zhì)(16.39%)>全氮(13.63%)，除交道鎮(zhèn)土壤有機質(zhì)和全氮、寺前鎮(zhèn)土壤速效鉀的變異系數(shù)表現(xiàn)為弱變異外，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)的4種養(yǎng)分分布均表現(xiàn)為中等變異。

蘋果園；土壤養(yǎng)分；澄城縣

土壤養(yǎng)分是一個多指標體系，且受到自然因素和人為因素的綜合影響，存在空間變異性[1]，不同土壤類型、不同植被種類[2-3]及不同土地利用方式[4]都會影響土壤養(yǎng)分各指標的高低。而土壤養(yǎng)分又影響著作物產(chǎn)量和品質(zhì)，蘋果作為陜西省澄城縣的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)之一，其產(chǎn)量和品質(zhì)不僅影響農(nóng)民的經(jīng)濟收入，還影響澄城縣的經(jīng)濟發(fā)展。因此，研究果園土壤中各種養(yǎng)分的分布特征，對于土壤資源的科學管理及合理利用，有針對性地采取合理施肥技術(shù)，提高肥料的利用率具有重要意義[5]。本研究以澄城縣7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)86戶果農(nóng)的果園為研究樣區(qū)，對其土壤中有機質(zhì)、有效磷、總氮和速效鉀的含量進行測定，分析不同區(qū)域4種營養(yǎng)指標的空間分布及養(yǎng)分虧缺狀況，為澄城縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)果園土壤合理施肥與精確化管理，保證各區(qū)域果園土壤資源的可持續(xù)發(fā)展與利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

澄城縣位于渭北旱原東部，南北長53 km，東西寬37 km，總面積1121 km2。地理坐標為109°46′30″—110°05′50″E、34°55′45″—35°27′05″N。地勢北高南低，屬黃土高原溝壑區(qū)，耕地面積5.93萬 hm2，農(nóng)作物以小麥、玉米和蘋果為主。屬溫暖溫帶半濕潤季風氣候，年平均氣溫12.1 ℃，年均降水量568.1 mm。

1.2 樣品采集方法

于2008年11月，以澄城縣不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)86戶果農(nóng)的蘋果園為研究樣區(qū)，根據(jù)農(nóng)戶果園面積，設(shè)定小區(qū)面積為0.2～0.4 hm2不等。在樣區(qū)內(nèi)，采用“蛇形”采樣法，避除曾經(jīng)有機肥料堆放區(qū)，選擇土壤質(zhì)地相對均一的10個采樣點，每個采樣點處挖1個1面為垂直切面的小坑，在垂直切面一側(cè)切取1片深度為40 cm左右土壤，混合均勻后用四分法保留1 kg左右土壤樣品，并記錄標號，共86個采樣點。

1.3 研究方法

實驗室條件下將土壤樣品自然風干，去除動、植物殘體及石塊，研磨過80目篩后以供測定。土壤有機質(zhì)含量的測定采用重鉻酸鉀氧化—容量法；全氮采用凱氏蒸餾法；有效磷采用碳酸氫鈉提取—鉬銻抗比色法；速效鉀采用乙酸銨浸提—火焰光度計法。數(shù)據(jù)均采用SPSS 10.0軟件進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 澄城縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)蘋果園土壤養(yǎng)分的變異程度

2.1.1 有機質(zhì)的變異特點 澄城縣蘋果園土壤有機質(zhì)含量見表1，全縣果園土壤有機質(zhì)的平均含量為13.29 g·kg-1，全縣最小值(8.36 g·kg-1)出現(xiàn)在韋莊鎮(zhèn)，最高值(18.20 g·kg-1)出現(xiàn)在莊頭鄉(xiāng)。7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)86個農(nóng)戶中土壤有機質(zhì)含量分布相對較均一，平均變異系數(shù)為16.39%，交道鎮(zhèn)土壤有機質(zhì)含量變異系數(shù)僅為6.70%，根據(jù)變異系數(shù)劃分[4]，當CV<10%時，表現(xiàn)為弱變異性，莊頭鄉(xiāng)土壤有機質(zhì)變異系數(shù)為全縣最高，其值為29.79%(10%～100%)，表現(xiàn)為中等變異。

表1 澄城縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)蘋果園土壤有機質(zhì)和有效磷含量

2.1.2 有效磷的變異特點 澄城縣蘋果園土壤有效磷含量見表1，全縣果園平均含磷16.18 mg·kg-1，處于中等偏低的土壤含磷狀態(tài)[6]，莊頭鄉(xiāng)土壤有效磷含量的均值(11.11 mg·kg-1)最低。調(diào)查的7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)86個農(nóng)戶中土壤有效磷含量存在很大差異，是測定的4種營養(yǎng)指標中變異程度最大的，全縣平均變異系數(shù)為44.06%，變異范圍為33.65%～65.80%。尤以王莊鎮(zhèn)變異系數(shù)最高，達65.80%，雖然其有效磷含量的均值(15.38 mg·kg-1)不低，最高值47.40 mg·kg-1，為所有統(tǒng)計鄉(xiāng)鎮(zhèn)中的較高水平；但最小值2.88 mg·kg-1，為全縣最低值。王莊鎮(zhèn)區(qū)域間的土壤有效磷含量相差較大，嚴重影響全區(qū)蘋果產(chǎn)量，應(yīng)予以重視，平衡該區(qū)域土壤養(yǎng)分均衡，確保蘋果的均衡生產(chǎn)。

2.1.3 全氮的變異特點 對全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)86個農(nóng)戶果園土壤全氮的測定結(jié)果(表2)顯示，澄城縣土壤全氮含量均值為0.76 g·kg-1，變異范圍為0.50～1.15 g·kg-1，最低值(0.50 g·kg-1)出現(xiàn)在韋莊鎮(zhèn)，最高值(1.15 g·kg-1)出現(xiàn)在王莊鎮(zhèn)。全縣土壤全氮平均變異系數(shù)為13.63%，變異范圍為9.93%～18.05%，為4種營養(yǎng)指標中變異系數(shù)最小的。其中，交道鎮(zhèn)土壤全氮變異系數(shù)為9.93%，表現(xiàn)為弱變異性；王莊鎮(zhèn)變異系數(shù)最大，也僅為18.05%。

表2 澄城縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)蘋果園土壤全氮和速效鉀含量

2.1.4 速效鉀的變異特點 由表2可知，全縣果園土壤速效鉀的平均含量為270 mg·kg-1，寺前鎮(zhèn)、韋莊鎮(zhèn)和交道鎮(zhèn)各樣區(qū)中果園土壤速效鉀含量普遍高于全縣平均水平。7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)86個農(nóng)戶蘋果園土壤中速效鉀含量分布存在較大的差異，全縣速效鉀含量的平均變異系數(shù)為24.52%，而寺前鎮(zhèn)的變異系數(shù)僅為3.93%，表現(xiàn)為弱變異性，但其土壤速效鉀含量最高值為500 mg·kg-1，為全縣最高；王莊鎮(zhèn)的變異系數(shù)41.93%，為全縣最高，表現(xiàn)為中等變異，但其土壤速效鉀含量最低值為90 mg·kg-1，為全縣最低。

2.2 澄城縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)蘋果園土壤養(yǎng)分分級

根據(jù)全國第二次土壤普查及有關(guān)標準，將有機質(zhì)、速效磷、全氮和速效鉀等不同土壤養(yǎng)分分為6個級別分別為：Ⅰ級，很豐富；Ⅱ級，豐富；Ⅲ級，中等；Ⅳ級，缺乏；Ⅴ級，很缺乏；Ⅵ級，極缺乏(表3)。

由表4可知，澄城縣蘋果園土壤有機質(zhì)和全氮分布相對較集中。土壤有機質(zhì)主要分布在6～20 g·kg-1范圍內(nèi)，其中91.86%的土壤有機質(zhì)分布在10～20 g·kg-1范圍，處于Ⅳ級缺乏狀態(tài)；而8.14%的土壤有機質(zhì)分布在6～10 g·kg-1范圍，處于Ⅴ級很缺乏狀態(tài)。86個調(diào)查樣區(qū)中，除1個樣區(qū)土壤全氮含量處于中等營養(yǎng)狀態(tài)外，其余樣區(qū)土壤全氮均分布在0.50～1.00 g·kg-1范圍內(nèi)，其中有56.98%的樣區(qū)土壤全氮處于缺乏狀態(tài)，有41.86%的樣區(qū)土壤全氮處于很缺乏狀態(tài)。

表3 土壤養(yǎng)分分級標準

表4 澄城縣蘋果園土壤各養(yǎng)分分級情況

*：表中數(shù)據(jù)為樣本數(shù)/所占百分比(%)。

另由表3、表4可知，澄城縣蘋果園土壤有效磷和速效鉀分布相對較分散。尤以土壤有效磷分布最為明顯，除Ⅴ級(很缺乏狀態(tài))沒有分布外，其余5個級別在2.88～48.29 mg·kg-1范圍內(nèi)均有分布，但分布在10～40 mg·kg-1范圍內(nèi)的樣區(qū)占總樣區(qū)的75.58%，即土壤有效磷含量主要處于中等和豐富狀態(tài)。速效鉀在50～500 mg·kg-1范圍內(nèi)均有分布，其中，87.21%的土壤速效鉀含量主要分布在150～500 mg·kg-1，即處于很豐富(Ⅰ級)及豐富(Ⅱ級)狀態(tài)。

3 討論

1)本試驗結(jié)果顯示，澄城縣果園土壤有效磷含量處于中等或豐富狀態(tài)，有效鉀含量處于很豐富或豐富狀態(tài)。與已有研究結(jié)果：在溫帶區(qū)域土壤磷營養(yǎng)缺乏現(xiàn)象較普遍[7-8]相反，主要原因可能是本試驗所有樣區(qū)均為人工果園土壤，作物的經(jīng)濟器官為果實，果園土壤多年施用磷鉀肥，由于土壤本身的質(zhì)地和土體構(gòu)型等土壤本身的性質(zhì)會導(dǎo)致磷在土壤中的累積固定[9]；鉀為礦質(zhì)元素中的可再利用元素[10]，從衰老器官移動的速度和從凋落物中釋放的速度都比較快。

2)果園土壤養(yǎng)分來源于自然和人為因子共同作用的結(jié)果，F(xiàn)isher RF等[7]研究在溫帶自然森林生態(tài)系統(tǒng)中，氮素普遍缺乏，且Fox TR[11]研究由于造林立地質(zhì)量的下降會加強氮素的缺乏情況。而本研究中，雖然果園土壤可以受到人為控制，但果農(nóng)為提高產(chǎn)量施用磷鉀肥較多，而施用氮肥較少，土壤中的氮素常年處于消耗狀態(tài)，導(dǎo)致果園土壤中氮素水平較低。為防治或抑制病蟲害的發(fā)生，果農(nóng)對果園管理時，通常將修剪后的枝葉移走[12]，又缺少有機肥的施用，綜合導(dǎo)致果園土壤有機質(zhì)含量極度缺乏。

3)本研究結(jié)果顯示澄城縣果園土壤有效磷含量、有效鉀含量的變異程度比全氮、有機質(zhì)的變異程度大，與郭曉敏等[13]研究相一致。在集約經(jīng)營管理下，要根據(jù)各種營養(yǎng)物質(zhì)在土壤中的變異狀況及各地土壤供應(yīng)能力的實際情況，有針對性的施用肥料。

[1]Cambardella C A，Moorman T B，Novak F M，et al.Field-scale variability of soil properties in Central Iowa soils[J].Soil Science Society of American Journal，1994(58)：1501-1511.

[2]羅歆，代數(shù)，何丙輝，等.縉云山不同植被類型林下土壤養(yǎng)分含量及物理性質(zhì)研究[J].水土保持學報，2011，25(1)：64-69，91.

[3]侯本棟，馬風云，宋玉民，等.不同樹種對土壤養(yǎng)分、酶活性與微生物影響的研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學學報，2006，5(28)：734-738.

[4]張心昱，陳利頂，李琪，等.不同農(nóng)業(yè)土地利用類型對北方傳統(tǒng)農(nóng)耕區(qū)土壤養(yǎng)分含量及垂直分布的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2006，25(2)：377-381.

[5]Berndtsson R，Bahri A，Jinno K.Spatial dependence of geoch-emical elements in a semiarid agricultural field [J].Soil Science Society of America Journal，1993(57)：1323-1329.

[6]任忠民，趙桂紅，李庚飛，等.澄城縣蘋果園土壤有效磷分布特征[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學，2013(2)：63-64.

[7]Fisher R F，Binklet D.Ecology and management of forest soils(3rd ed)[M].New York：John Wiley and Sons，2000：282-284.

[8]余新曉，張振明，朱建剛.八達嶺森林土壤養(yǎng)分空間變異性研究[J].土壤學報，2009，46(5)：959-964.

[9]孔祥斌，張鳳榮，齊偉，等.集約化農(nóng)區(qū)土地利用變化對土壤養(yǎng)分的影響——以河北省曲周縣為例[J].地理學報，2003，58(3)：333-342.

[10]武維華.植物生理學[M].2版.北京：科學出版社，2008：115-116.

[11]Fox T R.Nitrogen mineralization following fertilizer of Douglas-firforests with urea in western Washington[J].Soil Science Society of America Journal，2004，68(5)：1720-1728.

[12]陳洪軍，胡英閣，趙秀成，等.無公害生態(tài)果園病蟲害綜合防治技術(shù)[J].中國西部科技，2009，20(8)：47-48.

[13]郭曉敏，牛德奎，郭熙奉，等.新毛竹林土壤養(yǎng)分空間變異性研究[J].植物營養(yǎng)與肥料學報，2006，12(3)：420-425.

Study on the Soil Nutrients at Apple Orchard in Chengcheng County

LI Geng-fei1，2，ZHOU Sheng-bo2，LI Ya-mei3

(1.KeyLaboratoryforEco-environmentofMulti-RiverWetlandsinShaanxiProvince，Weinan714000，Shanxi，China；2.GuangxiTransportationResearchInstitute，Nanning530007，Guangxi，China；3.WeinanTeachersUniversity，Weinan714000，Shanxi，China)

To make reasonable fertilization scheme based on testing nutrient distribution of soil at apple orchard，soil among the 86 apple orchards at ChengCheng county was choosed as the research area and these elements were determined，including organic matter，available phosphorus，total nitrogen and available potassium content and variation level.Results show that soil organic matter and total nitrogen content are in the lack of stater，rapidly-available potassium in the abundant state，and the effective phosphorus in the medium or the richstate at Chengcheng county.The variation level of nutrients from large to small for these towns were available phosphorus(44.06%)，rapidly-available potassium(24.52%)，organic matter(16.39%)，total nitrogen(13.63%).And apart from the rapidly-available potassium of soil at Siqian town and soil organic matter and total nitrogen content at Jiaodao town are weak variation.the nutrient distribution are characterized by medium variation for the rest four of villages and towns.

apple orchards；soil nutrient；Chengcheng county

10.13428/j.cnki.fjlk.2014.03.020

2013-08-26；

2013-11-20

陜西省多河流濕地生態(tài)環(huán)境重點實驗室開放基金(SXSD1403)

李庚飛(1978—)，女，內(nèi)蒙古通遼人，廣西交通科學研究院副教授，碩士，從事環(huán)境污染與生態(tài)修復(fù)研究。E-mail：ligengfei2005@163.com。

S661.1；S606+.1

A

1002-7351(2014)03-0090-04