呂梁山紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)與施肥建議

劉煥煥，王改玲，賀潤(rùn)平，殷海善

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西太谷030801；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，山西太原030031；3.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與經(jīng)濟(jì)研究所，山西太原030006）

呂梁山沿黃紅棗主要分布于臨縣、石樓縣、柳林縣、興縣和永和縣，形成了長(zhǎng)300 km、寬20 km 的紅棗經(jīng)濟(jì)林帶，是沿黃一帶農(nóng)民的支柱產(chǎn)業(yè)。目前，呂梁山棗樹(shù)種植面積近13.33 萬(wàn)hm2，占全國(guó)棗樹(shù)種植總面積的10%，正常年景產(chǎn)量高達(dá)28 萬(wàn)t[1]，是我國(guó)紅棗生產(chǎn)的重要基地之一。土壤是植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，其養(yǎng)分供應(yīng)狀況直接影響棗樹(shù)的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)。對(duì)黃土高原坡地密植棗園土壤質(zhì)地與土壤肥力的研究表明，黃土高原地區(qū)氮磷普遍缺乏，土壤肥力較低[2]。呂梁山位于黃土高原北部，母質(zhì)、地形、氣候是導(dǎo)致土壤肥力低的3 個(gè)主要自然因素。一方面黃土母質(zhì)中土壤氮、磷含量低，另一方面則是地形破碎、植被蓋度低、降雨少而集中，水分流失嚴(yán)重，使土壤養(yǎng)分進(jìn)一步虧缺。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民多年不施肥或施肥不合理及耕作不當(dāng)是導(dǎo)致呂梁山紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤養(yǎng)分含量低的人為影響因素。郭宏等[3-4]對(duì)黃土高原蘋(píng)果園土壤養(yǎng)分分析結(jié)果表明，蘋(píng)果園土壤有機(jī)質(zhì)含量很低，磷和鉀含量較高。李青華等[5]研究了黃土丘陵溝壑區(qū)山地蘋(píng)果林土壤干化及養(yǎng)分變異特征，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)不同樹(shù)齡蘋(píng)果林0～300 cm 土層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮含量均處于極缺狀態(tài)。施肥是促進(jìn)棗樹(shù)生長(zhǎng)、提高紅棗產(chǎn)量和品質(zhì)的重要措施。鄒耀湘等[6]研究表明，配方施肥有利于棗樹(shù)生長(zhǎng)，氮磷鉀與微肥合理配施可以提高紅棗的產(chǎn)量和品質(zhì)。舒洲等[7]對(duì)黃土丘陵區(qū)旱作山地紅棗氮磷鉀施肥效應(yīng)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，氮磷鉀配合施用能提高紅棗品質(zhì)。王晶晶等[8-9]研究發(fā)現(xiàn)，施肥能增加紅棗產(chǎn)量。吳碩等[10]綜述了棗樹(shù)施肥研究進(jìn)展，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，施肥能提高紅棗品質(zhì)。長(zhǎng)期以來(lái)，棗農(nóng)對(duì)棗樹(shù)的修剪、病蟲(chóng)害防治等日常管理比較重視，忽視了對(duì)土壤養(yǎng)分的管理。由于紅棗產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)激烈、比較效益下降，因而紅棗生產(chǎn)中肥料投入不足，紅棗經(jīng)濟(jì)林科學(xué)施肥理論與技術(shù)缺乏，對(duì)呂梁山紅棗產(chǎn)業(yè)科技支持作用不足，有關(guān)坡耕地紅棗經(jīng)濟(jì)林合理施肥的研究較少。

本研究在大量野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，采集典型性、代表性土壤樣本，對(duì)呂梁山紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤養(yǎng)分含量進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，提出了呂梁山紅棗經(jīng)濟(jì)林合理施肥建議，以期為該區(qū)紅棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展培肥土壤提供理論指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

呂梁山位于山西省西部，南北跨度約400 km，海拔為1 000～2 000 m，該地區(qū)地勢(shì)較高，氣候類型屬于半干旱大陸性季風(fēng)氣候，水熱資源分布不協(xié)調(diào)，全年大于10 ℃的有效積溫2 534.7～3 870.0 ℃，晝夜溫差大，夏季降水量占全年降水量的60%左右。植被類型多樣，土壤以褐土和黃土為主。呂梁山耕地以坡耕地為主，25°以上坡耕地所占比例較大。呂梁山紅棗經(jīng)濟(jì)林主要分布于臨縣、石樓縣、柳林縣、興縣和永和縣這5 個(gè)縣，其中，臨縣紅棗種植面積最大，為5.67 萬(wàn)hm2；石樓縣為2 萬(wàn)hm2，柳林縣為1.8 萬(wàn)hm2，興縣為1.3 萬(wàn)hm2，永和縣為1.3 萬(wàn)hm2。呂梁市沿黃紅棗經(jīng)濟(jì)林是從1982 年實(shí)行土地承包到戶開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的，棗樹(shù)樹(shù)齡大多為20 a 以上，各縣棗樹(shù)的施肥和其他管理方式大體一致。

1.2 試驗(yàn)方法

2018 年春季，選擇在呂梁山的臨縣、石樓縣、柳林縣、興縣這4 個(gè)紅棗主產(chǎn)區(qū)，采集耕層混合土壤樣品，采集深度0～30 cm，采集時(shí)采用GPS 定位，每個(gè)樣品由5 個(gè)采樣點(diǎn)的土樣混合而成，采用四分法保留約1 kg。土壤樣品采集后帶回實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)自然風(fēng)干后，除去礫石和植物根系等雜物，將土樣磨細(xì)后分別過(guò)1，0.149 mm 篩。其中，過(guò)1 mm 篩的土樣用于土壤速效養(yǎng)分的測(cè)定，過(guò)0.149 mm 篩的土樣用于土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定。共采集土壤樣品53 個(gè)，其中，臨縣34 個(gè)，石樓縣5 個(gè)，柳林縣5 個(gè)，興縣9 個(gè)。對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而探討呂梁山紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤養(yǎng)分的高低。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

土壤樣品采用常規(guī)分析方法進(jìn)行測(cè)定[11]，測(cè)定的指標(biāo)主要為有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀。其中，有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法- 外加熱法；土壤堿解氮含量測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法；有效磷含量測(cè)定采用碳酸氫鈉浸提- 鉬銻抗比色法；速效鉀含量測(cè)定采用乙酸銨浸提火焰光度法。

1.4 土壤養(yǎng)分肥力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

果園土壤養(yǎng)分含量指標(biāo)的豐缺目前還沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，本研究采用的是全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，土壤養(yǎng)分共分6 級(jí)，其中，1 級(jí)為極高，2 級(jí)為高，3 級(jí)為中上，4 級(jí)為中下，5 級(jí)為低，6 級(jí)為極低，即1，2 級(jí)為高等，3，4 級(jí)為中等，5，6 級(jí)為低等。

變異系數(shù)又稱離散系數(shù)，是概率分布離散程度的一個(gè)歸一量度，其定義為標(biāo)準(zhǔn)差與平均值之比。變異系數(shù)CV≤10%時(shí)為弱變異，10%＜CV＜100%為中等變異，當(dāng)CV≥100%為強(qiáng)變異[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的評(píng)價(jià)

表1 調(diào)查區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量分布

從表1 可以看出，呂梁山紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤有機(jī) 質(zhì)含量平均值為6.24 g/kg，變異系數(shù)范圍為18%～44%，為中等變異，說(shuō)明有機(jī)質(zhì)含量差異不明顯。根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，呂梁山紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤有機(jī)質(zhì)含量處于3 級(jí)水平的占1.89%，處于4 級(jí)水平的占9.43%，處于5 級(jí)水平的占33.96%，處于6 級(jí)水平的占54.72%。其中，臨縣土壤有機(jī)質(zhì)含量處于3 級(jí)水平的占2.94%，處于4 級(jí)水平的占14.71%，處于5 級(jí)水平的占52.94%，處于6 級(jí)水平的占29.41%；石樓縣、柳林縣和興縣紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤有機(jī)質(zhì)含量均處于6 級(jí)水平。

2.2 對(duì)土壤堿解氮的評(píng)價(jià)

由表2 可知，調(diào)查區(qū)土壤堿解氮含量平均值為30.21 mg/kg，變異系數(shù)范圍為24%～73%，為中等變異，說(shuō)明堿解氮含量差異不明顯。堿解氮平均含量最大的縣是柳林縣，達(dá)58.82 mg/kg；堿解氮平均含量最小的縣是興縣，為20.49 mg/kg。根據(jù)第二次全國(guó)土壤養(yǎng)分狀況分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，呂梁山紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤堿解氮含量處于6 級(jí)水平的占60.38%，處于5 級(jí)水平的占28.30%，處于4 級(jí)水平的占9.43%，處于3 級(jí)水平的占1.89%，處于5，6 級(jí)水平的共占88.68%。其中，臨縣土壤堿解氮含量處于3 級(jí)水平的占2.94%，處于4 級(jí)水平的占2.94%，處于5 級(jí)水平的占26.47%，處于6 級(jí)水平的占67.65%；石樓縣堿解氮含量處于4 級(jí)水平的占20.00%，處于5 級(jí)水平的占60.00%，處于6 級(jí)水平的占20.00%；柳林縣堿解氮含量處于4 級(jí)水平的占60.00%，處于5 級(jí)水平的占40.00%；興縣堿解氮含量處于5 級(jí)水平的占11.11%，處于6 級(jí)水平的占88.89%。

表2 調(diào)查區(qū)土壤堿解氮含量分布

2.3 對(duì)土壤有效磷的評(píng)價(jià)

由表3 可知，呂梁山紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤有效磷含量的平均值為8.67 mg/kg，變異系數(shù)范圍為52%～72%，為中等變異。其中，變異系數(shù)最高的地區(qū)是臨縣，達(dá)到72%；變異系數(shù)最小的地區(qū)是柳林縣，為52%。土壤有效磷含量平均值最高的區(qū)域是石樓縣，為17.50 mg/kg；最低的區(qū)域是柳林縣，為5.28 mg/kg。根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，呂梁山紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤有效磷含量處于2 級(jí)水平的占9.43%，處于3 級(jí)水平的占13.21%，處于4 級(jí)水平的占52.83%，處于5 級(jí)水平的占13.21%，處于6 級(jí)水平的占11.32%，4 級(jí)及以上級(jí)水平的占75.47%。其中，臨縣紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤有效磷含量處于2，3，5，6 級(jí)水平的均占8.82%，處于4 級(jí)水平的占64.71%；石樓縣紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤有效磷含量處于3 級(jí)及以上水平的占60.00%；柳林縣紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤有效磷含量處于4 級(jí)及以上水平的占60.00%；興縣紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤有效磷含量處于4 級(jí)及以上水平的占66.67%。

表3 調(diào)查區(qū)土壤有效磷含量分布

2.4 對(duì)土壤速效鉀的評(píng)價(jià)

從表4 可以看出，呂梁山紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤速效鉀含量的平均值為121.83 mg/kg，變異系數(shù)范圍為12%～43%，為中等變異。其中，變異系數(shù)最大的地區(qū)是柳林縣，達(dá)43%；變異系數(shù)最小的地區(qū)是興縣，為12%；臨縣、石樓縣變異系數(shù)均為14%。土壤速效鉀平均含量最高的是石樓縣，為119.41 mg/kg；興縣的速效鉀平均含量最低，僅為62.16 mg/kg。總體來(lái)講，呂梁山紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤速效鉀含量處于1 級(jí)水平的占7.55%，2 級(jí)水平的占15.09%，處于3 級(jí)水平的占35.85%，處于4 級(jí)水平的占41.51%，處于4 級(jí)及以上水平的占58.46%。其中，臨縣紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤速效鉀含量處于1 級(jí)水平的占11.76%，處于2 級(jí)水平的占23.53%，處于3 級(jí)水平的占38.24%，處于4 級(jí)水平的占26.47%；石樓縣紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤速效鉀含量80.00%都處于3 級(jí)水平；柳林縣處于4 級(jí)水平的占60.00%；興縣紅棗經(jīng)濟(jì)林土壤速效鉀含量均處于4 級(jí)水平。

表4 調(diào)查區(qū)土壤速效鉀含量分布

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

本研究表明，呂梁山紅棗經(jīng)濟(jì)林的土壤養(yǎng)分情況為：土壤有機(jī)質(zhì)含量處于6 級(jí)水平的占54.72%，處于5，6 級(jí)水平的共占88.86%，有機(jī)質(zhì)含量較低；土壤堿解氮含量處于6 級(jí)水平的占60.38%，處于5，6 級(jí)水平的共占88.68%，堿解氮含量較低；土壤有效磷含量處于4 級(jí)水平的占52.83%，處于5，6 級(jí)水平的共占24.53%，土壤有效磷含量處于中等偏下；土壤速效鉀含量處于1，2 級(jí)水平的共占22.64%，處于3，4 級(jí)水平的共占77.36%，速效鉀含量中等。

3.2 建議

3.2.1 有機(jī)無(wú)機(jī)配合施肥 棗樹(shù)生長(zhǎng)過(guò)程中需要消耗大量的養(yǎng)分，因此，科學(xué)合理施肥是紅棗豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的養(yǎng)分基礎(chǔ)。單施化肥易造成肥料浪費(fèi)、土壤板結(jié)，影響果樹(shù)的產(chǎn)量和品質(zhì)；加施有機(jī)肥能夠平衡供應(yīng)養(yǎng)分，提高肥力，逐步改良土壤。因此，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施能有效改善土壤微生物環(huán)境及土壤物理化學(xué)性質(zhì)，提高土壤肥力，促進(jìn)作物增產(chǎn)增收[13-14]。潘義宏等[15]研究表明，有機(jī)肥與化肥按不同比例配施能提高土壤微生物數(shù)量和土壤綜合肥力。劉星等[16]研究了有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)強(qiáng)筋小麥產(chǎn)量和植株生理特征及土壤性質(zhì)的影響，結(jié)果表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施能增加土壤養(yǎng)分供應(yīng)。增施有機(jī)肥和氮肥，適量施用磷肥，在高產(chǎn)果園施用少量鉀肥，是當(dāng)前呂梁山紅棗經(jīng)濟(jì)林的施肥方向。根據(jù)棗樹(shù)生理，可以實(shí)行基肥、追肥、葉面肥分次施用方案，以提高肥效。

3.2.2 實(shí)行保護(hù)性耕作制度 研究發(fā)現(xiàn)，生草覆蓋可有效減少水土流失。孫計(jì)平等[17]研究表明，生草能有效增加梨園土壤的保水能力。黃炎和等[18]對(duì)侵蝕坡地果園不同生草方式對(duì)土壤和果樹(shù)生長(zhǎng)的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，生草能有效控制土壤侵蝕。劉月英等[19]研究表明，果園生草制能提高坡地果園水土保持效果。棗園生草可有效減少水土流失、養(yǎng)分流失，且生草翻耕還田可以培肥土壤。生草還田是果園保護(hù)性耕作的主要內(nèi)容，在15°左右的緩坡耕地、梯田上適合用生草還田管理法。棗樹(shù)修剪枝條也可以粉碎還田。在有條件的地方修建水平溝、魚(yú)鱗坑等以利于水土保持。在坡度緩、地塊大的棗地以及梯田和河灘地，建議把傳統(tǒng)的一耕三鋤人工作業(yè)模式簡(jiǎn)化為種草后多次刈割秋季一次翻耕的機(jī)具作業(yè)模式，以提高土壤有機(jī)物質(zhì)含量，同時(shí)提高勞動(dòng)效率。