山西晉中太谷蘋(píng)果園土壤肥力現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

何美美，楊明霞*，劉政海，陳明昌， 馮兩瑞，龐傳明

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹(shù)研究所，山西 太原030031；2.山西省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳，山西 太原 030002； 3.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，山西 太谷 030800)

目前，國(guó)內(nèi)的果樹(shù)研究工作對(duì)果園土壤研究關(guān)注較為全面而深入，發(fā)表了不少與蘋(píng)果園土壤養(yǎng)分狀況相關(guān)的學(xué)術(shù)研究和報(bào)告。有的學(xué)者不僅深入研究了果園土壤營(yíng)養(yǎng)與果實(shí)品質(zhì)、果園土壤與葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的關(guān)系，還分析了果園產(chǎn)量與土壤養(yǎng)分和植株?duì)I養(yǎng)元素含量的影響因素等[1]。但不同地區(qū)蘋(píng)果產(chǎn)區(qū)的土壤和氣候均不相同，且果園栽培管理措施也存在各種程度的差異。因此，不同蘋(píng)果產(chǎn)區(qū)的果園土壤養(yǎng)分水平之間并不完全相同，甚至存在較大的差異。對(duì)蘋(píng)果主產(chǎn)區(qū)土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行具體分析，對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)有一定實(shí)際意義。

太谷農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件較好，農(nóng)業(yè)科技水平較高，是全省農(nóng)業(yè)知名大區(qū)，果業(yè)是太谷區(qū)四大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，是農(nóng)民收入的重要來(lái)源。有關(guān)研究者對(duì)多種果樹(shù)的研究結(jié)果證實(shí)，豐富的土壤營(yíng)養(yǎng)含量能為樹(shù)體提供充足的養(yǎng)分， 甚至還能影響果實(shí)品質(zhì)[2]。因此，對(duì)果園土壤營(yíng)養(yǎng)的狀況做出具體分析，在此基礎(chǔ)上完善肥水管理措施，可以對(duì)果品生產(chǎn)起到重要作用。調(diào)查太谷全區(qū)相近樹(shù)齡的蘋(píng)果園土壤肥力狀況，綜合分析果園土壤營(yíng)養(yǎng)情況，可為全區(qū)蘋(píng)果生產(chǎn)果園管理、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蘋(píng)果、提高果業(yè)經(jīng)濟(jì)效益提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)域概況

太谷位于山西省中部，晉中盆地東北部，地理坐標(biāo)介于東經(jīng)112°28'～113°01′，北緯37°12′～37°32′，太谷區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候，四季分明，年平均氣溫10.4 ℃，年平均總降水量397.1 mm,年均日照時(shí)數(shù)2 527.5 h，年平均無(wú)霜期日數(shù)179 d，光照充足，氣候溫和，土壤肥沃。太谷的陽(yáng)邑、任村、胡村、水秀、北汪等地，海拔750～1 250 m，屬榆太祁平河谷階地的蘋(píng)果產(chǎn)區(qū)，主要土壤類型為黃土狀石灰性褐土和沖積潮土，兼有少部分褐土性土和硫酸鹽鹽化潮土，是晉中的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蘋(píng)果產(chǎn)區(qū)。 小白、范村、東莊，海拔 850～1 250 m，主要土壤類型為黃土狀石灰性褐土和褐土性土， 屬榆太祁丘陵蘋(píng)果產(chǎn)區(qū)[3]。

1.2 樣品采集方法和地點(diǎn)

2017年11月，調(diào)查了太谷區(qū)幾乎全部的蘋(píng)果種植園，經(jīng)過(guò)查詢，選取5～8 a樹(shù)齡, 管理水平一致，位于不同地點(diǎn)的15個(gè)蘋(píng)果園(見(jiàn)表1)。采樣時(shí)，用土鉆取0～40 cm土樣，位置取果園對(duì)角線上和果園中心處。每個(gè)果園5個(gè)點(diǎn)，土樣3次重復(fù)。全部樣品均勻混合后，取500 g 帶回試驗(yàn)室檢測(cè)[4]。

1.3 樣品分析

土壤樣品測(cè)定項(xiàng)目為：土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、土壤有效磷、速效鉀、全氮含量。

采用方法為：酸度計(jì)法；KCL浸提法；碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法；采用中性乙酸銨提取—火焰光度計(jì)法；采用半微量凱氏法[4]。試驗(yàn)均設(shè)3次重復(fù)。

表1 采樣蘋(píng)果園地點(diǎn)(按采樣時(shí)間編號(hào))

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)分析采用Excel 2010；LS 差異顯著性分析利用SAS 9.0進(jìn)行。

2 結(jié)果分析

2.1 果園土壤肥力狀況評(píng)價(jià)

如表2所示，在太谷區(qū)15個(gè)蘋(píng)果園土壤營(yíng)養(yǎng)狀況中，有效磷含量的變異程度最大，變異系數(shù)為48.31；土壤pH值的變異程度最小，變異系數(shù)僅為1.85%。按照全國(guó)第2次土壤普查養(yǎng)分的5個(gè)分級(jí)的參考標(biāo)準(zhǔn)，太谷區(qū)果園土壤養(yǎng)分含量的堿解氮含量為131.29 mg/kg,變幅為54.60～227.50，變異系數(shù)為37.58%，土壤養(yǎng)分狀況屬III級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；有機(jī)質(zhì)含量為2.608%，變幅為1.403～3.440，變異系數(shù)為30.38%，土壤養(yǎng)分狀況屬III級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；全氮含量為1.81 g/kg，變幅為0.99～3.11，變異系數(shù)為34.33%，土壤養(yǎng)分狀況屬II級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；有效磷含量36.31 mg/kg, 變幅為13.20～67，變異系數(shù)為48.31% ，土壤養(yǎng)分狀況屬II級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；速效鉀233.92 mg/kg，變幅30.78%,土壤養(yǎng)分狀況屬I級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果表明，太谷區(qū)蘋(píng)果園土壤養(yǎng)分整體較好，均達(dá)III級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以上。其中，有機(jī)質(zhì)含量較高，不同果園的有機(jī)質(zhì)含量變異也較大。說(shuō)明在蘋(píng)果園的管理中，果農(nóng)對(duì)有機(jī)肥的投入水平比較重視，但不同蘋(píng)果園的有機(jī)肥投入水平也不相同。土壤pH值的變異系數(shù)較小，僅有1.85%，但其余土壤養(yǎng)分各因子含量的變異系數(shù)較大，均超過(guò) 30%。說(shuō)明太谷區(qū)不同蘋(píng)果園之間，土壤養(yǎng)分含量差異較大。

表2 太谷蘋(píng)果園土壤肥力狀況

2.2 土壤 pH 值

土壤pH值與土壤養(yǎng)分有效性、土壤性狀等因素緊密相關(guān)，很大程度上影響著耕地的土壤肥力和土壤結(jié)構(gòu)性質(zhì)[5]。據(jù)調(diào)查研究，山西省土壤pH大多為中性或堿性，酸化土壤少，適合作物生長(zhǎng)。太谷區(qū)不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)的15個(gè)蘋(píng)果園土壤養(yǎng)分pH值的研究結(jié)果與前人研究結(jié)果基本一致。由圖1知15個(gè)蘋(píng)果園的土壤均為堿性， pH 值變幅為7.93～8.69，變異系數(shù)僅為1.85%。其中土壤pH值最高的是任村鄉(xiāng)8號(hào)果園，為8.69，且顯著高于其他所有果園；低于8.0的只有4個(gè)果園，其中位于北汪鄉(xiāng)井神的6號(hào)果園的pH值最低，顯著低于其他所有果園。結(jié)合各果園的具體情況，其主要原因與果園的地勢(shì)有關(guān)，地勢(shì)低洼處pH相對(duì)較高。

注：不同小寫(xiě)字母表示不同地塊間差異顯著( P <0.05)，下同。圖1 土壤pH值含量

2.3 土壤堿解氮含量

土壤中堿解氮是能夠被植物直接吸收利用的有機(jī)態(tài)氮。太谷區(qū)15個(gè)蘋(píng)果園的堿解氮含量整體水平較高(III級(jí)標(biāo)準(zhǔn))，說(shuō)明果農(nóng)普遍重視氮肥的投入，但不同蘋(píng)果園之間差異明顯。由圖2可知其中堿解氮含量較高的蘋(píng)果園依次為：4號(hào)>13號(hào)>6號(hào)>11號(hào)>1號(hào)(均為P<0.05)。其中位于北汪鄉(xiāng)井神的4號(hào)蘋(píng)果園的堿解氮含量最高，為227.50 mg/kg，其含量顯著高于其他蘋(píng)果園。結(jié)合蘋(píng)果園的實(shí)際情況分析，5個(gè)堿解氮含量較高的蘋(píng)果園均為管理水平高，經(jīng)濟(jì)效益好的果園。這也說(shuō)明，經(jīng)濟(jì)效益越好，果農(nóng)對(duì)果園的水肥投入越高，土壤的養(yǎng)分狀況越好。

圖2 土壤堿解氮含量

2.4 土壤有效磷含量

由圖3知太谷區(qū)15個(gè)蘋(píng)果園土壤中的有效磷含量在13.20～67.00 mg/kg，普遍較高，但含量變異幅度大，不同蘋(píng)果園的土壤中有效磷含量差異顯著。其中有效磷含量均顯著較高的蘋(píng)果園依次為：11號(hào)>9號(hào)>6號(hào)>2號(hào)(均為P<0.05)。北汪鄉(xiāng)井神5號(hào)和任村鄉(xiāng)西賈10號(hào)蘋(píng)果園有效磷含量較低，且顯著低于其他蘋(píng)果園。

圖3 土壤有效磷含量

2.5 土壤速效鉀含量

由圖4知太谷區(qū)15個(gè)蘋(píng)果園土壤中速效鉀含量在121.45～325.61 mg/kg，其中有9個(gè)蘋(píng)果園之間存在顯著性差異，含量較高的蘋(píng)果園依次為：6號(hào)>11號(hào)>14號(hào)>4號(hào)>12號(hào)(均為P<0.05)。其中位于北汪鄉(xiāng)井神6號(hào)蘋(píng)果園的土壤速效鉀含量為326.61 mg/kg，顯著高于其他14個(gè)蘋(píng)果園。結(jié)合蘋(píng)果園實(shí)際情況發(fā)現(xiàn)，管理好的蘋(píng)果園速效磷含量普遍較高，說(shuō)明果農(nóng)比較重視磷肥施用。

圖4 土壤速效鉀含量

2.6 土壤全氮含量

由圖5知太谷區(qū)15個(gè)蘋(píng)果園土壤的全氮含量在0.99～3.11 g/kg，不同蘋(píng)果園之間含量差異明顯。其中，位于北汪鄉(xiāng)井神的6號(hào)蘋(píng)果園的全氮含量最高，為 3.11 g/kg；并且顯著高于其他蘋(píng)果園。位于北汪鄉(xiāng)白城的3號(hào)蘋(píng)果園的土壤全氮含量最低，為0.99 g/kg。

圖5 土壤全氮含量

2.7 土壤有機(jī)質(zhì)含量

由圖6知太谷區(qū)15個(gè)蘋(píng)果園土壤中有機(jī)質(zhì)含量在14.03%～37.40%。其中位于北汪鄉(xiāng)井神的4號(hào)蘋(píng)果園的有機(jī)質(zhì)含量顯著高于其他蘋(píng)果園(P<0.05)。北汪鄉(xiāng)白城3號(hào)果園有機(jī)質(zhì)含量顯著低于其他蘋(píng)果園(P<0.05)。

圖6 土壤有機(jī)質(zhì)含量

3 討論與結(jié)論

有不少專家學(xué)者的研究結(jié)果表明[6-7]，果園土壤的有機(jī)質(zhì)含量對(duì)果實(shí)的品質(zhì)和產(chǎn)量有很大的影響。因?yàn)橥寥烙袡C(jī)質(zhì)可以改良土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)團(tuán)粒狀結(jié)構(gòu)的形成，增加土壤疏松性，改善土壤的通氣性和透水性，為根系提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境，同時(shí)還可為植物提供緩效長(zhǎng)期的養(yǎng)分供應(yīng)。從李磊[8]等研究結(jié)果可知，山西省全省蘋(píng)果園有機(jī)質(zhì)含量處于低等水平(1.0%～1.5%)，只有1.1%左右。太谷區(qū)蘋(píng)果園的有機(jī)質(zhì)含量為1.403%～3.740%，平均為2.608%，處于較高水平，有的已達(dá)到國(guó)外優(yōu)質(zhì)果園土壤有機(jī)質(zhì)水平(2.0%以上)。太谷區(qū)蘋(píng)果園有機(jī)質(zhì)含量高，這也是晉中優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)蘋(píng)果區(qū)的典型代表和特點(diǎn)。

本研究?jī)H僅對(duì)太谷區(qū)蘋(píng)果園的土壤養(yǎng)分進(jìn)行了研究，沒(méi)有對(duì)研究區(qū)的果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行研究，無(wú)法將果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)和土壤養(yǎng)分指標(biāo)結(jié)合起來(lái)分析?？傮w而言，太谷區(qū)的蘋(píng)果園土壤養(yǎng)分狀況普遍較好，但對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響因素需要進(jìn)一步研究。

從15個(gè)蘋(píng)果園土壤養(yǎng)分的結(jié)果來(lái)看，在土壤肥力評(píng)價(jià)中，各因素均處于III級(jí)以上水平，說(shuō)明太谷區(qū)蘋(píng)果園整體養(yǎng)分狀況較好。但各因素的變異程度也比較大，除了土壤 pH值以外，他各成分的變異系數(shù)均在30%以上，說(shuō)明全區(qū)不同地區(qū)的土壤肥力差異較大。結(jié)合各個(gè)蘋(píng)果園的具體情況分析，位于北汪鄉(xiāng)井神的4號(hào)和6號(hào)蘋(píng)果園土壤肥力最好；且北汪鄉(xiāng)蘋(píng)果園整體情況普遍較好，這與當(dāng)?shù)毓r(nóng)的管理水平存在密切關(guān)系。這也和蘋(píng)果園一家一戶的經(jīng)營(yíng)管理模式有較大關(guān)系。盡管管理模式相近，但果農(nóng)的個(gè)人文化水平、管理方式喜好不不可避免地形成了獨(dú)特的經(jīng)營(yíng)模式。這其中的差異可明顯影響蘋(píng)果園土壤養(yǎng)分的差異。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和土地流轉(zhuǎn)政策的實(shí)施，一家一戶的家庭管理模式可能會(huì)逐漸減少或消失，從而形成農(nóng)業(yè)規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)營(yíng)。