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甘肃宁县湘乐塬不同产量苹果园深层土壤养分含量与分布特征[1]

时间:2016-07-28来源: 作者: 点击: 96次


 

摘要:通过测定甘肃宁县湘乐塬22年生高、中、低产量乔化红富士果园0-200cm土壤氮、磷、钾和有机质含量,比较分析了不同产量果园土壤氮、磷、钾和有机质养分含量差异及其土壤剖面分布特征。结果表明:湘乐旱塬22年生高、中产园乔化苹果树一般在地表以下40-60cm根际存在一个吸收活跃的土壤微区域,在90-120cm土壤层存在一个有机质、氮、磷、钾等的土壤累积层,构成土壤营养缓冲库。高产园土壤营养缓冲库累积量大,中产园土壤累积量小,低产园不明显。湘乐旱塬较深土壤层养分累积一般不会造成地下水体污染,且是果园果树可持续高产的基础之一。

关键词:苹果园;土壤养分;不同产量;分布特征

中图分类号:s661.1   s153.6+1  文献标识码:   文章编号:

 

The nutrient content and characteristics in depth soil were studied of apple orchards on the Loess xiangle Area ningxian Gansu province

 

HUANG Maolin,GUO Maixia,LI Chunrong, BAI Yonglong ,ZUO Liping

(1Qingyang Forestry Bureau   Longdong university

Gansu province 745000)

 

Abstract: By measuring nitrogen, phosphorus, potassium and organic matter content of under 0-20cm soil of 22 years have high, medium and low yield in Qiao Hua Hong  Fushi apple orchard, compared and analysised difference and distributing characteristic of different yield orchard soil nitrogen, phosphorus, potassium and organic matter and soil nutrient content.The results show: there have a absorption of active soil microarea in 40 to 60 cm below the surface. There also have a accumulation layer of soil that contains organic, nitrogen, phosphorus and potassium, which consist of soil nutrient storage buffer. High yield orchard soil nutrient storage buffer cumulant is big, middle garden soil accumulation quantity is small, low yield orchard is not obvious. Nutrient accumulation of deeper soil layer does not generally cause underground water pollution in Xiang Le Hanyuan, and is one of the basis of sustainable high yield orchards and trees.


Key words: apple orchard; Soilnutrients; Different production; Distribution characteristics

 

 庆阳苹果已获得国家地理标志认证,苹果产业也已成为该区域农村经济发展的支柱产业。宁县是庆阳市优质苹果连片主栽区,2015年苹果种植面积达42.6万亩,其中挂果园27.2万亩,预计产量18万吨,产值12亿元[1]。湘乐塬是宁县最大的优质苹果主产区,由于此塬果园土壤养分管理标准不一,产量、质量差异很大,严重制约着苹果产业的可持续发展。关于黄土高原旱地果园土壤养分研究报道较多[234],而对这一区域的不同产量果园较深土壤层养分特征研究较少。

 苹果为多年生、深根系果树,其根系分布和水肥吸收深度超过10m[5],通过调查与分析黄土高原不同产量果园土壤层养分分布特征,有助于科学制定果园施肥方案,提高苹果产量和品质。本研究以湘乐旱塬22年生乔化苹果园为研究对象,采集分析了0-200cm土层氮、磷、钾全效、速效和有机质含量,以其揭示深层土壤剖面养分分布特征,为果园养分管理和优质可持续生产提供科学依据。

1.材料与方法

1.1研究区概况

湘乐塬位于宁县县城北部,地理坐标为E108°5′5″,N35°37′40″,海拔1321m,年平均气温9℃,生长季(410月)平均气温13℃,日温差1012.5℃,年降水量490620mm,降水入渗深度最大3m,塬面黄土层厚度90-150m,年日照时数22502600h,日温差1012.5℃,无霜期平均140185d

   1.2土壤养分的测定及数据分析

20137月中旬,分别选取322年生管理基本一致的乔化红富士高产示范果园(3000/667m2以上)、中产园(2000-3000/667m2)和低产园(2000/667m2以下)[6]作为样点,每个果园按照“S”形布点,在树冠边缘距树干2/3处,以每20cm土层取一次样,取样深度0-200cm。每类果园每层土样混为1个样品,四分法留样,带回风干、研磨、过筛、封装后待测。参照鲍士旦主编的土壤农化分析[7],分别采用重铬酸钾外加热法、半微量凯氏定氮法、KCL浸提法、HCLO4-H2SO4浸提-钼锑抗比色法、氢氧化钠熔融火焰光度法、NaHCO3浸提-钼锑抗比色法和NH4OAc浸提-火焰光度法测定土壤有机质、全氮、铵态氮、硝态氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾。

使用Microsoft Excel2003软件进行数据统计分析与作图。

2、结果与分析

2.1不同产量果园土壤有机质分布情况


图1 不同产量果园有机质含量分布情况

 

 

2.2不同产量果园土壤全氮、氨态氮、硝态氮分布情况

氮素是果树吸收的矿质营养元素的核心元素,无机态的氮素主要通过果树根系以硝态氮及氨态氮的形式吸收利用[10]。从图2看,湘乐旱塬22年生乔化果园土壤剖面全氮、氨态氮、硝态氮含量的变化趋势基本一致,从表层土壤开始向下,土层氮素含量出现了由高到低,再升高再降低的变化,即除表层土壤外呈出现一谷一峰的变化,且氮素含量高产园>中产园>低产园。在40-60cm土层含量较低,低谷值出现在60cm土壤层面,90-120cm为波峰变化,高峰值基本出现在100cm120cm土壤层面。在0-20cm土壤层面氮素含量比较高是因为施肥较浅,在40-60cm土壤层氮素含量较上层低,因为该层是果树吸收根系分布富集区。由于苹果处在膨大期,根系吸收活跃,出现根际微区域的土壤氮素养分含量下降[11]

比较低、中产园和高产园全氮、硝态氮和氨态氮土壤土层含量的变化情况,可以看出在0-200cm土壤层高、中产园与低产园的全氮含量平均值分别为0.81g/㎏、0.45g/㎏和0.39g/,高产园比中产园高80%,比低产园高108%。高、中产园与低产园在0-200cm土壤层的硝态氮含量平均值分别为72.96mg/㎏、50.30mg/㎏和30.10mg/㎏,高产园比中产园高39.5%,比低产园高142%。氨态氮在0-200cm土壤层平均值分别为63.88 mg/㎏、38.07 mg/㎏和23.74mg/㎏。由于硝态氮受土壤水分运移影响较大,除了在40-80cm土层含量较低外,在100-140cm土层有一个累积峰,而土壤氨态氮因土壤黏粒的吸附,受水分影响相对较小[12],移动范围窄,连年使用氨态肥较多集聚在上层土壤。湘乐旱塬土壤PH值一般在7.8-8.5之间,所以由氨态转化为硝态氮的硝化作用也比较旺盛,即使施用氨态氮肥(铵盐、尿素以及有机氮),也有相当部分在土壤中转化成硝态氮供果树利用[13]

高产园土壤硝态氮累积峰虽然较高,但湘乐塬年降雨量在540mm左右,果树利用及蒸发后剩余下渗水量不多,地下水一般在60m以下,因而不会造成深层土壤、水体污染,而且这个氮素库所在土层还在果树根系可利用范围之内。果树生长期当土壤水分不能满足果树根系需要时,根系通过利用较深土壤层水分,也能促使深层土壤硝态氮素上移利用。在冬季冻融聚墒时[14],也有一部分硝态氮随下层水分上移,从而起到了平衡土壤根际微区域氮素养分含量的作用。

                             图2   不同产量果园氮素土壤分布情况

2.3不同产量果园土壤全磷、速效磷分布情况

土壤磷素作为果树生长的必须大量矿质营养元素之一,对果树的健康状况、果品质量和产量都有极大的影响。湘乐旱塬属于石灰性土壤,而且也是缺磷性土壤。这种土壤磷素极易被固定,磷素移动范围较小,因而产量不同的果园土壤磷素含量最能反映磷素的供给能力和水平。由图3可以看出,高、中产园和低产园土壤全磷、速效磷差异明显。高产园﹥中产园﹥低产园,在0-120cm土壤层,高产园全磷土壤含量高于中产园,而在120cm以下,差别不明显。高产园与中低产园差别最大的是速效磷的土壤供给能力,在0-100cm的土壤层,高产园速效磷的平均含量是52.09mg/㎏,中产园为22.12mg/㎏,低产园是9.62mg/㎏,高产园速效磷是中产园的135%、低产园的441%。说明中、低产果园磷素供应能力欠缺,可能是限制增产的因素之一。

                 

图3   不同产量果园磷素土壤分布情况

   2.4不同产量果园土壤全钾、速效钾分布情况

钾肥能促进果树的同化作用,增加着色,加快淀粉和糖类的转化。从图4可以看出,高、中和低产园在0-200cm土壤层全钾、速效钾高产园>中产园>低产园,同时从表层到深层土壤呈现峰、谷、峰的变化。其中低谷值及峰值分别出现在40-70cm90-130cm的土壤层面。在0-200cm土壤层,高产园全钾平均含量为19.23g/㎏,中产园为14.34g/㎏,低产园为9.51g/㎏;其中高产园全钾含量比中产园高34%,比低产园高102%。在0-200cm土壤层高产园速效钾平均含量为196.72mg/㎏,中产园为135.58 mg/㎏,低产园为104.24 mg/㎏。其中高产园速效钾比中产园高45%,比低产园高出88%。比较全钾和速效钾土壤累积峰的差别,可以看出全钾高峰值出现在140cm土壤层面,而速效钾出现在120cm的土壤层面。

 

 

       

图4  不同产量果园钾素土壤分布情况

3、结果与讨论

土壤能否持续稳定地为果树生长提供足够的养分和水分是苹果优质可持续生产的关键要素。在土壤水分供给及其它外界环境因素基本相同的条件下,同一地域地块果园果树产量的差异可以初步确定为土壤肥力的不同。综合分析湘乐旱塬22年生高、中和低产园较深土壤养分的差异,可以看出高、中产果园土壤除了土壤各种养分含量比低产园高外,更主要的是在较深土层存在一个明显的养分库。这个库是果树在一个生长季吸收利用过程中,剩余的养分随降水入渗,淋溶迁移等形成的。降雨量大,养分随水分入渗较深,降雨量小,入渗土层较浅。表层土壤养分含量丰富,在较深土壤层累积的量就大,表现为峰值高。由于土壤养分库的存在,构成了土壤养分吸收利用和暂存的缓冲系统,保证了果树生产力可持续的养分基础。由此可以初步得到以下结论:

122年生乔化苹果树根际存在一个吸收活跃的土壤微区域,一般在地表层以下40-60cm土壤层。

(2)湘乐旱塬22年生乔化高产苹果园在90-120cm土壤层,有机质、氮磷钾等元素存在一个累积层,即构成土壤营养缓冲库。高产园累积量大,中产园土壤累积量小,低产园不明显。

(3)湘乐旱塬土壤深厚,地下水埋藏较深,地面水分流失较小,土壤养分累积的缓冲库一般不会造成地下水体污染。

422年生乔化苹果园果树较深土壤层营养库的存在是湘乐黄土旱塬果园果树可持续高产的基础之一。

参考文献:

[1]甘肃宁县苹果获丰收(高清组图)[EB/OL].

[2]曹裕,居玛汗卡斯木,范鹏等.陕西洛川旱塬苹果园地深层土壤水分与养分特征[J].应用生态学报.2013.24(2):

388-390.

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[14]黄昌勇.土壤学[M].北京,中国农业出版社.2005年:112.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



基金项目: 庆阳市青年创新人才培养支助项目及咸阳德丰公司试点项目

作者:作者:黄茂林(1969-),男,高级工程师,庆阳市现代苹果产业体系岗位专家,从事农业生态研究和林果技术推广 Email:huangmaolin007@126.com

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