种植年限对新疆南部果园土壤养分变化的影响

摘 要：通过比较新疆南部不同种植年限下枣园和核桃园土壤的养分含量变化，分析不同种植年限对枣园和核桃园土壤养分含量的影响，以期对南疆果园土壤管理及产业可持续发展提供理论依据。结果表明，随着种植年限的增加，枣园土壤有机质、全氮、碱解氮和速效磷指标含量均表现为先增加后减小的趋势，与枣树树龄有显著的相关性，有机质含量在盛果期较幼龄期增加了42.19%，盛果期碱解氮较幼龄期和老龄期分别增加了24.05%和32.59%。不同树龄期速效钾差异不明显；随着树龄的增加，核桃园土壤有机质、全氮、碱解氮和速效钾呈现先增加后减小的趋势，盛果期有机质较老龄期增加了43.06%，老龄期核桃园土壤全氮平均含量最低，较对照降低了10.91%，差异性不明显；速效钾变化在各树龄间无明显差异。总体上看，研究区土壤有机质、氮、磷养分元素缺乏，已成为可能影响果园产量和品质进一步提高的主要因子之一。 
　　关键词：种植年限；果园；新疆；土壤；养分 
         新疆南部是世界落叶果树的最佳适生栽培区域之一，目前环塔里木盆地已建成107万hm2的特色林果基地，林果业已成为新疆新的经济增长点和农民增收的重要手段[1]。位于塔里木盆地泽普县是新疆林果生产基地之一，林果种植历史久远，其种植管理已形成了较为成熟的体系。凭借得天独厚的自然条件，泽普县的林果种植面积不断扩大，林果已成为该地区促进发展的重要经济要素，林果产业已成为促进地区经济发展，增加农民收入，改善区域生态环境的支柱产业。土壤养分是果树生长的重要物质基础，直接影响果树根系的生长发育和吸收[2]。土壤有机质在土壤生态系统的物质循环和能量流动方面扮演重要的角色，常作为表征土壤肥力的指标。目前，国内有关果园土壤有机质的研究在苹果、樱桃、香梨、脐橙[3-8]等果树上已见报道，但对于典型干旱区林果尤其是枣树和核桃土壤养分的研究不多。已有的研究表明，长期种植致使作物减产导致病虫害频发、营养元素含量等肥力因子持续下降[9-11]。目前，国内对连作农田及草地的土壤性质研究相对深入广泛，但针对果园土壤性状的研究有限，本研究针对干旱区果园土壤，分析研究不同种植年限下果园土壤养分的变化，旨在提高土壤管理质量，为该地区果园的土壤管理及可持续发展提供理论依据。 
　　1 材料和方法 
　　1.1 研究区概况 
　　研究区位于新疆喀什地区泽普县布依鲁克塔吉克族乡，塔克拉玛干沙漠的西缘。地理位置为东经77°15′22″，北纬38°02′20″，海拔1 315 m。属于典型暖温带大陆性干旱气候，年平均气温11.4 ℃，降雨量46 mm，蒸发量2 320 mm，土壤为棕漠土。2014年，全区现有耕地57.5万hm2，其中林果种植面积3万hm2，主要种植红枣、核桃、苹果等，其中红枣和核桃占该县林果种植面积的80.39%。研究区土壤基础理化性质见表1。果园种植背景、管理方式、施肥、灌溉几乎一致，土壤的基本性状、理化性质很相似，该地区种植土壤为粉沙土，通透性好。有机质含量9.59 g·kg-1，速效氮含量17.54 mg·kg-1，速效磷含量11.02 mg·kg-1，速效钾含量107 mg·kg-1，pH值为8.11，总盐含量3.22 g·kg-1。 
　　1.2 样品采集 
　　采样时间为2014年9月—10月，在前期调查的基础上以土壤背景值基本一致的不同树龄核桃和枣园为研究对象，范围内果树种植区域大致等间距选取24个果园。其中包括生长年限为1，3，5，7，15，21 a生的枣园和生长年限为1，3，7，15，21，32 a生的核桃园，将不同生长年限的果园分为幼龄期、盛果期、老龄期，以相同区域内的荒地作为对照。各树龄果园选取代表性果树5～7棵，避开施肥点在树冠垂直投影范围内距树干1/2处布设采样点，按照0～20 cm、20～40 cm间距采集样品，为减少果树个体差异每个采样点采集土壤样品5～7个，混合成1个样，在各树龄果园重复取样3次。按照“随机”“等量”和“多点混合”原则进行选点采样。采集后的土壤样品，带回实验室处理后测定各项指标。 
　　1.3 测定项目及方法 
　　土壤有机质的测定用重铬酸钾外加热法；全氮采用半微量开氏法；碱解氮采用扩散法测定；速效磷采用钼蓝比色法测定；速效钾采用醋酸铵提取法测定[12]。 
　　1.4 数据分析和处理 
　　采用SPSS17.0统计分析软件和Excel2003进行。 
　　2 结果与分析 
　　2.1 不同树龄期对果园土壤有机质的影响 
　　不同树龄期果园土壤有机质含量的变化见表1。数据分析表明，枣园有机质含量介于9.78～15.74 g·kg-1，平均含量为12.33g·kg-1，最大值出现在盛果期，平均含量为14.70 g·kg-1，最小值为对照5.18 g·kg-1，二者比值为2.84。随着种植年限的增加，土壤有机质含量不断增加，有机质在盛果期达到最高值后开始下降。幼龄期平均含量较对照变化幅度较大，增加了99.51%，表明幼龄期果树树体养分吸收能力不高，消耗量有限，有利于土壤有机质积累。从土壤层次来看，有机质主要集中在表层0～20 cm以内，0～20 cm土层平均含量13.26 g·kg-1，比20～40 cm土层11.40 g·kg-1提高了16.31%，土壤有机质含量表层化明显。总体来看，不同深度不同树龄土壤有机质消长趋势相似，均为盛果期>老龄期>幼龄期>对照。幼龄期与老龄期有机质含量差异不明显。 
　　随着种植年限的增加，核桃园有机质含量表现为先增大后减小的趋势，平均含量为9.36 g·kg-1，盛果期有机质含量最高为11.60 g·kg-1，较幼龄期和老龄期增加了38.26%和43.06%，各树龄期有机质含量表现为盛果期>幼龄期>老龄期，除了幼龄期与老龄期有机质变化不显著外，其他各树龄期间差异均显著。土壤深度方面，0～20 cm和20～40 cm土层之间无显著差异。分析其原因，笔者认为核桃树生长进入老龄期，果树生产力较旺盛期，树体变大土壤消耗较大，不利于土壤有机质的积累。 
　　2.2 不同树龄期对果园土壤全氮的影响 
　　土壤全氮包括所有形式的有机和无机氮素，是标志土壤氮素总量和供应植物有效氮素的源和库，综合反映了土壤的氮素状况[13]。其含量的大小主要决定于有机质的积累和作用的相对强度[14]。如表2所示，不同树龄期枣园土壤全氮含量随着种植年限的增加表现为先增加后减小，枣园全氮含量介于0.42～0.68 g·kg-1，平均值为0.52 g·kg-1，最大值出现在盛果期枣园，比幼龄期提高了42.19%。0～40 cm土层土壤全氮在各年限之间均有较明显的差异，表现为盛果期>老龄期>幼龄期，0～20 cm土层盛果期较幼龄期和老龄期分别增加了19.29%和19.30%；枣园各树龄期全氮含量总体高于对照。
    核桃园全氮平均值为0.30 g·kg-1，总体上核桃园全氮含量高于枣园。0～20 cm土层中盛果期全氮值最高，较0～20 cm土层幼龄期和老龄期分别增加了17.65%和17.65%。20～40 cm土层各树龄间全氮含量差异不明显，总体呈下降趋势。各树龄期核桃园0～20 cm土层全氮平均含量0.36 g·kg-1比20～40 cm土层0.23 g·kg-1提高了54.29%，老龄期土壤全氮平均含量最低。