王 健,王春燕,徐 靜,崔 東
(新疆阿勒泰地區(qū)林科所,新疆阿勒泰市 836500)
沙棘是半干旱地區(qū)用于水土保持造林的主要生態(tài)經(jīng)濟型樹種,有很好的水土保持功能。作為一種植物資源,沙棘含有多種生物活性物質,具有多種生物活性?;趪鴥榷嗄陙碓谏臣帘3?、資源利用方面的研究成果,更多方面的研究也被人們所考慮,土壤是林木生長的載體,土壤的肥力對林木生長有著重要的影響,所以其生長所需要的土壤養(yǎng)分狀況更應該受到重視。
沙棘對生長的自然環(huán)境要求較低,屬于適應環(huán)境能力很強的植物。對各種復雜氣候條件適應能力強,耐寒冷、酷暑,在年均氣溫0℃ 以下,仍發(fā)育良好。沙棘對降水變化適應能力強,在年降水量250~800mm的地區(qū),沙棘都能生長。它對各種土壤條件有較強的適應性,耐瘠薄、耐鹽堿,不論在貧瘠的黃土高原,在西北的戈壁、鹽堿地,還是在東北草甸,沙棘均可以正常生長,并且在短期內能迅速繁殖成林。一般情況下,1年生樹高可在lm左右,3年林地就可郁閉,是保持水土、防風固沙的好樹種。沙棘還耐修剪、耐踐踏,萌生能力強,不易感染病蟲害 。
我國從20世紀80年代中期開始重視沙棘的綜合開發(fā)加工利用,有關沙棘的研究資料、資源發(fā)展現(xiàn)狀,綜合評述國內最新的研究進展,論著等日益增多。其中研究了沙棘水土保持功能及資源利用研究進展[5],提出了我國今后應繼續(xù)加強研究的領域。本文就沙棘的土壤養(yǎng)分展開研究,旨在熟悉沙棘生長所需的土壤類型及養(yǎng)分狀況,為大力發(fā)展沙棘產業(yè)提供理論依據(jù),也為改善沙棘種植技術提供理論支持。
青河縣位于新疆維吾爾自治區(qū)東北部,準噶爾盆地東北邊緣,阿爾泰山東南麓。東、北兩面同蒙古國接壤,邊界線長280km。西鄰富蘊縣南與昌吉回族自治州奇臺縣為鄰,是阿勒泰地區(qū)最東邊的一個縣,位于東經(jīng)89°47′~91°04′,北緯45°00′~47°20′,南北最長258km,東西最寬110km,總面積為15579.5km2。青河鎮(zhèn)位于青河縣北部。距阿勒泰市320km??h城海拔高度1218m,境內最高點海拔3659m,最低處900m。極端最低氣溫為-53℃,最高達36.5℃;年平均氣溫0℃,年均降水量161mm,蒸發(fā)量達1495mm;無霜期平均為103d,最短的年份僅有87d,一年中大于等于0℃的積溫為2519.3℃,持續(xù)天數(shù)195d。
1.2.1 樣地選擇及土樣采集、試樣制備
對青河縣16個沙棘地塊以0~10cm、10~20cm、20~30cm、30~40cm土層及離樹20cm、30cm、50cm為采樣點采集土壤,選取樣點時,以“S”字形布點,避免在非代表性的地方布點。每塊地上約選取5~10個樣點,然后分別進行混合,取約1kg樣品裝入塑料袋,標好標簽帶回室內。
1.2.2 土壤樣品的處理
風干:將土壤樣品弄成碎塊平鋪在干凈的紙上,堆成薄層放于室內陰涼通風處,每天翻動4次,以加速干燥,并隨時揀去粗大的植物殘體,結核等物。待土樣半干時,將大土塊捻碎。
磨細過篩:挑出自然風干土樣內的植物殘體,使土體充分混勻,稱取土樣約500g研磨、捻壓,用孔徑為1mm的篩子過篩,直至全部篩完。<1mm的土樣經(jīng)充分混合后,置于廣口瓶中,貼上標簽。
土壤有機質分析時對土樣進一步磨碎,方法是:稱取50g<1mm的土樣,全部研細通過0.25mm篩孔的篩選。土樣分用廣口瓶保存,貼好標簽備用。
1.2.3 測定方法
有機質采用重鉻酸鉀外加熱法,堿解氮采用堿解擴散法,速效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法,速效鉀用乙酸銨浸提-火焰光度計法,pH用酸度計測定。
2.1.1 速效鉀
速效鉀含量總體為中等水平,部分含量介于200mg/kg至250mg/kg之間為豐富,個別樣品有效鉀含量大于250mg/kg為極豐富。所測地塊中土壤含鉀量偏差不大,不處于缺乏狀態(tài)。
圖1 不同時間速效鉀含量
由圖1知沙棘需鉀量較穩(wěn)定,其中東風鄉(xiāng)申大東家2005年沙棘地塊 (E:7°55′45″,N:51°76′48″;海拔1256m)速效鉀含量最高,該地塊位于山下,石塊較多,主要為山上沖積下來的小片石,含鉀巖石也比較多 (黑云母、白云母、正長石、伊利石)。幸福村2006年沙棘地塊 (E:7°54′36″,N:51°74′34″;海拔1275m)速效鉀最少。
2.1.2 速效磷
速效磷含量比較低,含量介于10mg/kg至20mg/kg之間,處于中等水平的樣品有84個,有109個樣品含量為較低水平 (5mg/kg~10mg/kg),有20個樣品有效磷含量為極低水平(小于5mg/kg)。
由圖2可看出速效磷含量隨土層加深而減少,而與離樹距離遠近關系不大,說明沙棘對磷需求不大。
2.1.3 堿解氮
耕作層土壤堿解氮,多數(shù)樣品為極低水平(堿解氮含量低于30mg/kg)。所測堿解氮范圍在5~44mg/kg,而一般在小于30mg/kg處于極低水平,30~60mg/kg為低等水平。
圖2 不同時間速效磷含量
由圖3可看出堿解氮含量隨土層加深而減少,離樹距離越遠越少。
2.1.4 有機質
耕作層土壤有機質含量對于北疆來說有機質含量總體處于低水平 (有機質含量6g/kg~10g/kg),接近1/3的樣品有機質為極低水平(含量小于6g/kg)。因為所測有機質范圍在2~13g/kg,而一般在10~20g/kg范圍內處于中等水平,6~10g/kg處于低等水平,大于20g/kg和小于6g/kg均為高水平和極低水平。北疆比南疆濕潤,加之植被、氣候等因素,所以北疆有機質含量普遍高于南疆。土壤有機質是土壤的重要組成部分,土壤的物理、化學、生物等許多屬性都直接或間接地與有機質的存在有關[3]。有機質是土壤的重要組成成分,其含量水平是衡量土壤肥力的重要指標[4]。在一定條件下,土壤有機質含量越高,標志著土壤肥力越好;土壤有機質含量越低,標志著土壤肥力越差[6]。
圖3 不同時間不同土層堿解氮
圖4 不同時間距根不同距離有機質分布
通過分析可得有機質含量隨著土層由上而下基本呈上升趨勢,而隨距樹距離增大而減少。即在耕作層中土層越深有機質含量越高,距樹越遠含量越少。因為腐殖質是有機質的主要組成部分,占有機質的50%~70%,而距樹越近其枯枝落葉越多,土層越深落葉分解越充分,腐殖質含量越高。其中幸福村2007年沙棘地塊 (E:7°54′58″N:51°76′68″海拔1274m)有機質含量較高。
2.1.5 pH
pH在7.55~7.9范圍內,呈微堿性。而沙棘生長正常,證明沙棘具有抗堿性能。
分別以水平及垂直方向的分析結果為單位,各以土層和距離分組,觀測值均為7(02~07、09年),通過方差分析即F檢驗對所測結果進行差異顯著性分析。
表1 不同土層速效鉀
表2 不同距離速效鉀
表3 不同距離速效磷
表4 不同土層速效磷
表5 不同土層堿解氮
表6 不同距離堿解氮
表7 不同土層有機質
表8 不同距離有機質
以上檢驗結果因為距樹不同距離F0.05=3.55,F(xiàn)0.01=6.01,不同土層 F0.05=3.01,F(xiàn)0.01=4.72,所以F值均小于F0.05。
(1)所研究土壤呈微堿性;速效鉀含量總體為中等水平,沙棘需鉀量隨土層及距樹距離較穩(wěn)定;速效磷含量比較低,速效磷含量隨土層加深而減少,而與離樹距離遠近關系不大,說明沙棘對磷需求不大,堿解氮含量隨土層加深而減少,離樹距離越遠越少,有機質含量隨著土層由上而下基本呈上升趨勢,而隨距樹距離增大而減少。即在耕作層中土層越深有機質含量越高,距樹越遠含量越少。
(2)沙棘是一種需氮量較高的植物,它根系可能具有固氮特性,但能力不強 (除本身具有的特性外,種植環(huán)境與固氮能力也有較大關系),遠不能滿足高產的需求。
(3)具體沙棘固氮能力、土壤養(yǎng)分提供能力以及1000kg經(jīng)濟產量能吸收多少氮、磷、鉀和施肥后肥料利用率、校正系數(shù)等測土配方施肥所需參數(shù)可以通過肥料使用效應試驗獲得。
(4)由于所選地塊的土壤條件、位置、氣候、田間管理等不同,造成各年度沙棘生長情況及各養(yǎng)分分布規(guī)律不明顯。土壤中化學元素的空間變異性,取決于土壤母質的性質和地理位置,并與氣候、大氣沉降、降雨和農業(yè)措施等有關[7],土壤母質對土壤特性變異有較大影響。土壤母質是土壤形成的基礎,往往由于母質的差異而致使土壤特性存在著較大的變異。
(5)地形與土壤特性變異有直接的關系。地形影響水熱條件和成圖物質的再分配,因而不同地理位置有著不同的土壤特性。地形對土壤肥力和有效水有較大影響,在坡度相似的位置,土壤特性趨于相似。在復雜的丘陵地區(qū),土壤物理特性如粘粒含量、砂粒含量和pH與地形位置均有高度的相關性[8]。
(6)通過方差分析可知,所測沙棘土壤養(yǎng)分均無顯著性差異。
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