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。 

　　2.3 不同种植年限对果园土壤碱解氮的影响 

　　土壤碱解氮是植物氮营养的主要来源，土壤碱解氮易被植物吸收，对植物的生长起着十分关键的作用[15]，从表3可以看出，枣园土壤碱解氮不同土壤深度之间有较明显的差异，0～20 cm土层碱解氮含量比20～40 cm土层提高了19.83%。枣园碱解氮含量介于21.97～32.28 mg·kg-1之间，平均含量为26.47 mg·kg-1，最大值出现在盛果期，平均含量为30.64 mg·kg-1，较幼龄期和老龄期枣园土壤碱解氮分别增加了24.05%和32.59%。随着枣树种植年限的增加，土壤碱解氮含量呈现先上升后下降的趋势。 

　　核桃园碱解氮平均含量24.51 mg·kg-1。随着种植年限的增加，核桃园碱解氮含量表现为先增大后减小的趋势，与枣园变化一致。不同树龄土壤碱解氮变化趋势相似，均为盛果期最高，幼龄期次之，老龄期最小。 

　　2.4 不同树龄期对果园土壤速效磷的影响 

　　不同树龄期果园土壤速效磷变化见表4，随着种植年限的增加，果园土壤速效磷含量先增加后减小，变化趋势较明显。0～40 cm土层，枣园土壤速效磷含量介于5.17～10.49 mg·kg-1，平均含量为7.59 g·kg-1，枣园表层土壤速效钾含量均高于下层土壤，枣园0～20 cm土层速效磷平均含量比20～40 cm土层高出16.10%。枣园0～40 cm土层平均速效磷表现为盛果期时最大，较幼龄期和老龄期枣园分别增加了25.63%和80.26%。 

　　核桃园速效磷变化情况与枣园一致，在不同年限0～40 cm土层中核桃园土壤速效磷低于枣园，介于4.03～9.16 mg·kg-1，平均含量为5.95 mg·kg-1，最大值出现在盛果期，平均含量为8.20 mg·kg-1，0～40 cm土层速效磷含量大小表现为盛果期>幼龄期>老龄期。各年限核桃园0～20 cm土层速效磷平均含量比20～40 cm土层高了24.64%。 

　　2.5 不同树龄期对果园土壤速效钾的影响 

　　土壤速效钾是指易被作物吸收利用的钾，主要以交换性钾形态吸附在土壤胶体表面 [16]。表5显示出不同种植年限果园土壤速效钾含量变化。速效钾在果园不同树龄之间变化的规律性不明显，差异性不显著。枣园所有年份不同深度的平均速效钾含量为122 mg·kg-1，枣园速效钾总体呈上升趋势。核桃园平均速效钾含量为108 mg·kg-1。枣园和核桃园0～20 cm土层较20～40 cm土层分别增加了11.21%和15.00%。 

　　3 结论与讨论 

　　3.1 讨 论 

　　研究区果园随着土层深度的增加，土壤养分有明显的下降趋势，果树是深根系植物，具有庞大的根系支撑着地上冠层。随着果树树体的增大，根系的不断生长，下层土壤养分逐渐被消耗，同时果树凋谢物对上层土壤的养分补给，使得上层土壤养分高于下层。 

　　果园有机质含量表现为先增大后减小，幼龄期的枣园和核桃园较对照增加99.51%和61.87%，增加趋势显著。分析其原因，笔者认为幼龄期果树树体较弱，养分吸收能力有限，有利于土壤有机质的积累。从幼龄期到盛果期果园土壤有机质含量逐步增加，而盛果期到老龄期减小。在盛果期时农户合理的果园管理使得土壤含水量增大[17]，土壤透气性减小，可能有利于土壤有机质的积累；同时盛果期果园土壤中有害物质积累较少，果园整齐度强，使得盛果期土壤有机质含量最大。甘卓亭的研究表明，小于15 a的果园种植方式有利于土壤有机碳的增加，大于15 a的果园土壤有机碳下降[18]，这与本次果园有机质含量变化趋势的研究结果一致。 

　　研究区果园土壤全氮、碱解氮和速效磷随着果树种植年限的增加，都呈现先增加后减小的趋势。随着果树种植年限的增长，土壤养分的累积不断增加，这是由于种植初期果树每年向果园土壤提供大量的凋落物，同时施肥量较大，从而使得果园土壤养分含量并没有因果树生长而降低。这与王静等[4]在研究种植年限对樱桃园土壤养分的影响中的结论一致。枣树和核桃树种植超过一定的年限后果园肥力下降，种植果树超过盛果期后，果树进入老龄期，果树年生长量大，果实对养分的吸收增强，同时农民的不合理施肥，都能使土壤积累的养分逐渐减小。有研究表明，种植5 a或6 a的果园进入盛果期，较其他种植年限的果园的土壤全氮、碱解氮和速效磷含量高[19]，这与本次的研究结果一致。 

　　枣园速效钾总体呈上升趋势，核桃园土壤速效钾变化不明显，原因可能是土壤本身有速效钾的累积，同时果农对钾肥的不合理施用，导致土壤速效钾含量变化不明显。 

　　果园有机质、全氮、碱解氮和速效磷均表现为盛果期时含量较高，从盛果期到老龄期发生退化，甚至低于初耕时期的养分含量，这可能与老龄期果园进入退化阶段有关。如研究区内大于15 a果园基本处于退化阶段，对于退化期果园而言，树体对土壤养分的消耗较大，施肥不能及时补充对养分的消耗；果树底层根系多年连续消耗该层中的土壤水分从而形成果园土壤干旱层[20]，同时根系分泌物逐渐减少，相对的细根生物量变少[21]，果树光合生理能力弱，从而表现出老龄期果园土壤养分逐渐下降。 

　　3.2 结 论 

　　随着果园种植年限的增加，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，与果树树龄有显著相关。有机质含量在盛果期较幼龄期增加了42.19%；盛果期较幼龄期和老龄期枣园碱解氮分别增加了24.05%和32.59%；盛果期较幼龄期和老龄期枣园速效磷分别增加了25.63%和80.26%。速效钾呈增加趋势，不同树龄期速效钾增幅为1.25%，10.73%，12.50%。核桃园盛果期有机质含量较幼龄期和老龄期增加了38.26%和43.06%，全氮含量在各树龄期间差异不显著，速效钾变化幅度较小无明显差异。 

　　研究区不同树龄段果园土壤养分属于中低水平，果园土壤养分普遍集中在表层0～20 cm处，随着树体的生长，果树根系向土壤深层扩展，建议提高果树施肥深度，同时合理配施氮、磷、钾肥，提高土壤通透性，改善土壤结构，才能不断培肥果园地力。幼龄期树体较小，对土壤养分吸收有限，果农可在保证果树养分供给条件下减少施肥，确保不必要的浪费。对于进入老龄期的果园要对果树缩剪更新，切断、清除沟内大小根系使断根上萌生新根，加强根系的吸收能力，使断根上萌生新根，同时增加施肥量，以提高果园土壤的整体生产力，实现果园的养分资源高效利用和持续生产。 

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