吳天忠, 管文軻,海妮肯·山臺(tái)

(新疆林業(yè)科學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830000)

風(fēng)化煤含有豐富的腐殖酸，由于經(jīng)過風(fēng)化氧化，失去了作為煤炭的使用價(jià)值，但是卻是一種良好的天然吸附劑[1，2]。研究表明，其可以通過氫鍵、絡(luò)合以及物理性吸附等方式增加化肥的肥效[3，4]。腐殖酸生物活性較好，有利于促進(jìn)作物養(yǎng)分吸收，同時(shí)提高水肥利用率[5，6]。目前，前人已經(jīng)對(duì)利用風(fēng)化煤生產(chǎn)的腐殖酸有機(jī)肥對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)的影響開展了許多研究工作[7，8]，但對(duì)礫土質(zhì)戈壁荒山造林條件下研究較少。本文通過試驗(yàn)，研究風(fēng)化煤腐殖酸有機(jī)肥對(duì)該條件下土壤改良的影響，為礫土質(zhì)戈壁土壤條件高效利用風(fēng)化煤腐殖酸提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

烏魯木齊地處天山山系北天山西段與東段的結(jié)合部，東、南、西三面環(huán)山，市區(qū)平均海拔800 m，屬中溫帶大陸性干旱氣候，冬冷夏涼，極端最低溫-41.5 ℃，極端最高溫40.9 ℃。無霜期174 d，年降水量195 mm，年蒸發(fā)量2 570 mm，10 ℃以上活動(dòng)積溫3 571 ℃。自1996年開始，烏魯木齊市沙依巴克區(qū)政府按照市委市政府提出的“綠化先行、統(tǒng)一規(guī)劃、分片改造、綜合治理”方針，將雅瑪里克山作為荒山綠化基地之一，動(dòng)員市民開展義務(wù)植樹，通過10余年的艱辛努力，昔日光禿荒蕪、塵土飛揚(yáng)、威脅市區(qū)環(huán)境的雅瑪里克山已成為集休閑、娛樂、游覽為一體的城市公園，2006年被自治區(qū)環(huán)保局命名為首批自治區(qū)級(jí)環(huán)境教育基地，2017年市委市政府開展的“樹上山”城市綠化工作，進(jìn)一步加快了荒山綠化工作，目前雅瑪里克山已建設(shè)成為風(fēng)景優(yōu)美的城市花園。本項(xiàng)目選擇雅山定植區(qū)進(jìn)行施肥試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選用農(nóng)家肥(N)、腐殖酸有機(jī)肥(Fu)2種肥料，各設(shè)3種施肥水平，以空白為對(duì)照，重復(fù)5次試驗(yàn)，對(duì)照空白為10棵。供試腐殖酸有機(jī)肥購自新疆神東天隆腐殖酸科技有限公司，其有機(jī)質(zhì)含量 ≥30%。低肥處理選擇10株施用腐殖酸肥為基肥1 kg·株-1，農(nóng)家肥為基肥1 kg·株-1；中肥處理選擇10株施用腐殖酸肥為基肥2 kg·株-1，農(nóng)家肥為基肥2 kg·株-1；高肥處理選擇10株施用腐殖酸肥為基肥3 kg·株-1，農(nóng)家肥為基肥3 kg·株-1。將肥料與回填土完全混合均勻后進(jìn)行栽植，栽植樹種為山杏(Armeniacasibirica)。各處理見表1。

表1 施肥試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3 觀測(cè)內(nèi)容及方法

1.3.1 土壤樣品測(cè)定 取樣時(shí)間為春季樹木萌發(fā)前和秋季冬灌樹木休眠后，取樣深度為采集 0～60cm 層土壤，距離樹木主干30～40cm處，每個(gè)處理設(shè)5個(gè)取樣株，不同深度取樣后混合土樣，采樣點(diǎn)隨機(jī)分散避開施肥點(diǎn)。土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用硫酸重鉻酸鉀外加熱法；土壤氮、磷、鉀測(cè)定分別采用堿解擴(kuò)散法、碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法、醋酸銨浸提—火焰光度法測(cè)定[9]。

1.3.2 生長指標(biāo)的調(diào)查 為減少試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差，在已選定的40株測(cè)試樣株中選取樹勢(shì)相對(duì)均衡的15株山杏作為試驗(yàn)株，并進(jìn)行掛牌標(biāo)記，在山杏春季生長期(5 月上旬)、夏季生長期(7月上旬)、秋季生長期(8月下旬)，用卷尺測(cè)量試驗(yàn)株的樹高、冠幅面積(南北長cm×東西長cm)，用游標(biāo)卡尺測(cè)量莖粗(主干基部 10 cm 處的直徑)等生長指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所獲數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)后采用 Excel 軟件進(jìn)行數(shù)理分析和表格制作，得出初步分析結(jié)果，用SPSS軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料及用量對(duì)土壤肥力的影響

不同肥料及用量對(duì)土壤主要養(yǎng)分產(chǎn)生不同的變化，各處理5個(gè)試驗(yàn)株土樣的平均值結(jié)果如表2所示。從表2可以看出，施肥后各處理土壤有機(jī)質(zhì)較對(duì)照提高3.22%～24.44%、堿解氮較CK提高 3.71%～61.53%、速效磷較CK提高15.59%～66.86%、速效鉀含量較CK提高5.28%～27.15%，施肥對(duì)土壤肥力均有不同程度的提高。其中處理3的土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀較CK增加了18.61%、37.95%、49.31%、20.39%。處理6的土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、速效鉀較CK增加了24.44%、61.53%、66.86%、27.15%，分別為兩種肥料的最高值，處理3和處理6采用不同的肥料對(duì)比后，對(duì)土壤肥力的影響較顯著，其中堿解氮、速效磷處理6較處理3指標(biāo)差異達(dá)顯著水平，而土壤有機(jī)質(zhì)和速效鉀含量增幅差異相對(duì)較小。

表2 不同施肥處理對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響處理

2.2 不同肥料及用量對(duì)山杏生長指標(biāo)的影響

2.2.1 不同肥料及用量對(duì)山杏春季生長期指標(biāo)的影響 山杏春季生長期各生長指標(biāo)情況見表 3。由表3可知，不同肥料及用量對(duì)山杏生長指標(biāo)均高于不施肥處理(CK 處理)，農(nóng)家肥(N)中處理2的樹高和莖粗最大，為128.35 cm和1.92 cm，腐殖酸有機(jī)肥(Fu)中處理6的樹高、冠幅面積均為最大，分別為145.45 cm、9 810 cm2。不同施肥處理均比CK在樹高、冠幅面積、莖粗平均值均有增加，分別為9.92%～24.28%、2.05%～5.30%、3.66%～8.42%，其中樹高增幅較大且差異顯著，但冠幅面積、莖粗則差異不顯著。由于苗木定植時(shí)間短，在礫土質(zhì)戈壁區(qū)域林木生長緩慢，同時(shí)莖粗本身年季變化較小，所以差異不顯著，冠幅面積增幅較小原因可能與試驗(yàn)前所選樹的修剪強(qiáng)弱程度和生長緩慢有關(guān)。

表3 不同施肥處理對(duì)春梢時(shí)期生長指標(biāo)的影響

2.2.2 不同肥料及用量對(duì)山杏夏季生長期指標(biāo)的影響 山杏夏季生長期各生長指標(biāo)情況見表 4，結(jié)果表明，不同肥料及用量對(duì)山杏生長指標(biāo)均高于不施肥處理(CK 處理)，其中樹高指標(biāo)差異均達(dá)顯著水平，而農(nóng)家肥(N)3個(gè)處理冠幅面積、莖粗差異不明顯。農(nóng)家肥(N)中處理3的樹高和冠幅面積最大，為135.35 cm、9 560 cm2，處理2莖粗最大，為1.94 cm。腐殖酸有機(jī)肥(Fu)處理6的樹高和冠幅面積最大，為156.58 cm、9 880 cm2，處理5莖粗最大，為2.04 cm。腐殖酸有機(jī)肥(Fu)3個(gè)處理均比CK在樹高、冠幅和莖粗平均值均有增加，分別為26.94%、5.15%、9.60%，增幅較大且差異顯著，農(nóng)家肥(N)3個(gè)處理均比CK 在樹高平均值增加明顯，為9.82%，但冠幅面積和莖粗平均值增加有限，分別為2.67%、3.02%，差異不顯著。

表4 不同施肥處理對(duì)夏梢時(shí)期生長指標(biāo)的影響

2.2.3 不同肥料及用量對(duì)山杏秋季生長期指標(biāo)的影響 山杏秋季生長期各生長指標(biāo)情況見表 5，結(jié)果表明，不同肥料及用量對(duì)山杏生長指標(biāo)均高于不施肥處理(CK)，其中樹高差異均達(dá)顯著水平。農(nóng)家肥(N)處理3的樹高、冠幅、莖粗均最大，為145.25 cm、9 780 cm2、1.99 cm，腐殖酸有機(jī)肥(Fu)處理6的樹高、冠幅面積、莖粗值最大，為 159.78 cm，9 950 cm2、2.11 cm。腐殖酸有機(jī)肥(Fu)3個(gè)處理均比空白(CK 處理)在樹高、冠幅和莖粗平均值均有增加，分別為30.24%、5.02%、9.93%，增幅較大且差異顯著，農(nóng)家肥(N)3個(gè)處理均比空白(CK 處理)在樹高平均值增加明顯，為11.88%，但冠幅和莖粗平均值增加有限，僅3.00%、3.90%，差異不顯著。

表5 不同施肥處理對(duì)秋梢時(shí)期生長指標(biāo)的影響

2.2.4 不同肥料及用量對(duì)山杏年周期內(nèi)生長指標(biāo)變化量的影響 由表3、表4、表5可知，從年生長周期來看，不同肥料及用量對(duì)山杏的各生長指標(biāo)增量均大于空白對(duì)照(CK)，但指標(biāo)的變化量表現(xiàn)不一，腐殖酸有機(jī)肥(Fu)3個(gè)處理年周期內(nèi)生長指標(biāo)樹高冠幅和莖粗平均值增幅分別為14.94%、5.06%、6.90%，增幅較大且差異顯著，農(nóng)家肥(N)3個(gè)處理年周期內(nèi)生長指標(biāo)樹高冠幅和莖粗平均值增幅分別為11.71%、4.71%、4.46%。不施肥處理 (CK 處理)年周期內(nèi)生長指標(biāo)樹高冠幅和莖粗平均值增幅分別為8.20%、3.97%、3.86%。各調(diào)查指標(biāo)中樹高增幅較大，但冠幅及莖粗增幅不明顯。綜合分析得出，腐殖酸有機(jī)肥(Fu)中以處理 5的結(jié)果為最優(yōu)，樹高莖粗的增加量提高了16.27%、8.29%。農(nóng)家肥(N)種處理3的結(jié)果為最優(yōu)，樹高、莖粗增加量提高了16.94%、5.29%。故不同施肥比例對(duì)礫土質(zhì)戈壁區(qū)域山杏生長指標(biāo)起著舉足輕重的作用。

3 討論

3.1 土壤肥力的高低對(duì)山杏生長、果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量起著至關(guān)重要的作用，考慮到項(xiàng)目區(qū)環(huán)境惡劣，山杏以綠化目的為主，均不考慮果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量，所以施肥以促進(jìn)其生長為宜，通過土壤改良，增加土壤保水保肥性能，進(jìn)而確保樹木的正常生長，盡早郁閉，達(dá)到成林要求。本次試驗(yàn)以基肥為主，不考慮化肥等肥料的使用。通過對(duì)山杏春季生長期、夏季生長期、秋季生長期的調(diào)查，處理3和處理6在秋季生長量指標(biāo)最優(yōu)，主要認(rèn)為是秋季該區(qū)域蒸發(fā)量減弱，礫土質(zhì)戈壁區(qū)域有利于保墑，同時(shí)也說明該區(qū)域原始土壤條件較差。

3.2 后期該區(qū)域周邊綠化環(huán)境得到改善后，可改善局部小氣候環(huán)境，通過施用不同的肥料，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，促進(jìn)礫土質(zhì)戈壁區(qū)域造林保水保肥的需要。根據(jù)對(duì)對(duì)土壤肥力的影響分析，施用一個(gè)生長季后，處理6和處理3的堿解氮、速效磷指標(biāo)增幅較大，而土壤有機(jī)質(zhì)和速效鉀含量增幅相對(duì)較小。

4 結(jié)論

本項(xiàng)目選擇農(nóng)家肥和腐殖酸肥料對(duì)荒山礫土質(zhì)戈壁區(qū)域進(jìn)行土壤改良，兩者都具有改良土壤的作用，但是礫土質(zhì)戈壁區(qū)域礫石含量高，土壤保水保肥性能差。農(nóng)家肥和腐殖酸肥均可促進(jìn)土壤保墑，有利于植物根系發(fā)育，提高樹木抗旱、抗寒、抗病能力。