桂西北板栗園區(qū)土壤養(yǎng)分含量分析及評(píng)價(jià)

黃曉露，戴 勤，梁文匯，趙志珩，楊卓穎，謝代祖，廖健明

(1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院/廣西特色經(jīng)濟(jì)林培育與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧 530002；2.廣西生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545004；3.河池市林業(yè)科學(xué)研究院，廣西 河池 547000)

【研究意義】板栗(CastaneamollissimaBlume)是我國(guó)重要的木本糧食樹(shù)種之一，栗仁含有大量淀粉、蛋白、脂肪和多種維生素等營(yíng)養(yǎng)成分，素有“鐵桿莊稼”“木本糧食”的美譽(yù)，在國(guó)際糧食危機(jī)下可作為補(bǔ)充產(chǎn)品保障國(guó)家糧食安全[1-2]。板栗耐瘠薄，適生范圍較廣，產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定，種植管理的勞動(dòng)力投入相對(duì)較少，是桂西北發(fā)展山區(qū)經(jīng)濟(jì)、開(kāi)展鄉(xiāng)村振興的重要經(jīng)濟(jì)樹(shù)種，截至2021年，桂西北地區(qū)板栗種植面積已達(dá)6.67×104hm2[3-4]。但傳統(tǒng)的板栗栽培普遍存在管理粗放、地力衰退及產(chǎn)量和品質(zhì)不穩(wěn)定等問(wèn)題，制約了桂西北板栗產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展[5]。因此，分析和評(píng)價(jià)桂西北板栗園區(qū)的土壤養(yǎng)分狀況，有針對(duì)性地實(shí)施養(yǎng)分管理，對(duì)提高桂西北乃至廣西各地板栗林的經(jīng)營(yíng)效益具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】近年來(lái)測(cè)土配方施肥與平衡施肥技術(shù)發(fā)展迅速，也在板栗林林分管理中得到了應(yīng)用。李金柱等[6]報(bào)道，湖北省28個(gè)縣(市)80%以上板栗產(chǎn)區(qū)的土壤pH和氮元素含量能滿足板栗生長(zhǎng)需求，但50%以上產(chǎn)區(qū)需通過(guò)施肥提高土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷和有效鉀含量。鄔奇峰[7]研究發(fā)現(xiàn)，板栗林集約經(jīng)營(yíng)后的土壤活性有機(jī)碳含量顯著下降，且隨著經(jīng)營(yíng)時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤活性有機(jī)碳含量呈進(jìn)一步下降趨勢(shì)。李娜等[8]研究認(rèn)為，導(dǎo)致板栗大小年結(jié)果現(xiàn)象的最主要因素是樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)失調(diào)，需調(diào)整土壤不同養(yǎng)分配置來(lái)解決生長(zhǎng)與結(jié)果的矛盾。馬天爽[9]研究表明，地膜覆蓋在垂直方向上可提高‘遵化短刺’板栗園20～30 cm土層的養(yǎng)分含量，在水平方向上可提高距離樹(shù)干75 cm處土壤的養(yǎng)分含量。王芳芳等[10]通過(guò)覆草和施肥處理可顯著提高河北遷西板栗園土壤有機(jī)質(zhì)和速效養(yǎng)分含量，有效促進(jìn)板栗根系生長(zhǎng)和單株產(chǎn)量提高。Papaioannou等[11]采用秸稈、草本覆蓋與有機(jī)肥料施放結(jié)合的免耕模式將退讓的森林地塊轉(zhuǎn)變?yōu)榘謇鯃@，并有效維持了土壤肥力。胡衛(wèi)濱等[12]、梁恕坤和杜啟蘭[13]針對(duì)山地板栗林土壤營(yíng)養(yǎng)成分存在分布不均、礫石含量較高和水土流失較嚴(yán)重等問(wèn)題制定了相應(yīng)的施肥和培肥方法。張偉[14]研究表明，河北京東板栗園區(qū)1982—2012年的土壤磷和鉀含量增幅較大，主要因?yàn)榇罅渴┯昧肆追屎外浄?，而土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量下降或基本保持不變。廖逸寧和郭素娟[15]研究認(rèn)為，氮素是河北省遷西縣板栗園土壤養(yǎng)分的限制因子，合理配施有機(jī)和無(wú)機(jī)肥可緩解土壤氮素缺失，有效提高土壤有機(jī)碳、全氮和全磷含量，促進(jìn)板栗細(xì)根吸收養(yǎng)分。宋影等[16-17]通過(guò)深施板栗枯落物、農(nóng)家肥和菌渣來(lái)改良板栗園的土壤物理性質(zhì)，提高土壤養(yǎng)分含量尤其是有效磷含量，從而有效提升板栗產(chǎn)量。黃承標(biāo)等[18]研究提出，利用有機(jī)復(fù)混肥和綠肥可改善廣西隆安縣板栗園土壤板結(jié)及大量元素和微量元素缺乏狀況?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】桂西北板栗園區(qū)由于缺乏科學(xué)合理的施肥和撫育措施，長(zhǎng)期存在枝條徒長(zhǎng)和連年產(chǎn)量不均衡問(wèn)題，開(kāi)展測(cè)土配方施肥技術(shù)研究也相對(duì)滯后，產(chǎn)量低下和大小年結(jié)果現(xiàn)象得不到解決，而目前針對(duì)其土壤養(yǎng)分狀況的研究鮮見(jiàn)報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】測(cè)定桂西北地區(qū)4個(gè)縣6個(gè)板栗園區(qū)有關(guān)土壤肥力指標(biāo)，分析不同園區(qū)土壤養(yǎng)分含量差異，比對(duì)土壤養(yǎng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出施肥管理建議，為下一步進(jìn)行板栗園區(qū)高效施肥管理及促進(jìn)桂西北板栗產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

桂西北處于云貴高原東南邊緣，地貌以低山為主，屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫16.9～21.0 ℃，年均降水量1200～1600 mm，具有夏長(zhǎng)冬短、熱量豐富、雨量充沛及水熱同期等特點(diǎn)[19-20]。6個(gè)板栗園區(qū)分布于桂西北板栗主要種植區(qū)的南丹縣、天峨縣、金城江區(qū)和東蘭縣4個(gè)縣(區(qū))，各園區(qū)采樣點(diǎn)實(shí)測(cè)基本信息見(jiàn)表1。6個(gè)板栗園區(qū)均未進(jìn)行施肥，天峨縣和東蘭縣園區(qū)僅進(jìn)行簡(jiǎn)易除草，南丹縣和金城江區(qū)園區(qū)因樹(shù)冠郁閉度較高，林下雜草較少而未進(jìn)行除草。

表1 桂西北6個(gè)板栗園區(qū)的基本信息

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料為南丹縣園區(qū)(ND)、天峨縣-1園區(qū)(TE-1)、天峨縣-2園區(qū)(TE-2)、金城江區(qū)園區(qū)(JCJ)、東蘭縣-1園區(qū)(DL-1)和東蘭縣-2園區(qū)(DL-2)的表層(0～20 cm)和下層(20～40 cm)土壤。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品采集 2020年7月于6個(gè)園區(qū)在有代表性的地段隨機(jī)選取10 m×10 m樣地3個(gè)，在板栗樹(shù)樹(shù)冠下離根莖30～40 cm處，按土樣采集深度為表層和下層分別采集土壤樣品，每個(gè)樣地采集3個(gè)小樣點(diǎn)，將相同樣點(diǎn)同一土層的土樣充分混勻后用四分法取約1 kg，裝入塑料自封袋帶回實(shí)驗(yàn)室，挑出植物殘?bào)w和石礫，經(jīng)自然風(fēng)干、去雜、磨細(xì)、過(guò)篩和混勻后裝瓶保存，用于土壤養(yǎng)分含量測(cè)定。

1.3.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法 參考查同剛[21]的方法，土壤pH采用電位法測(cè)定，有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測(cè)定，全氮含量采用濃H2SO4-HClO4消化凱式定氮法測(cè)定，堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，全磷含量采用NaOH堿熔鉬銻抗比色法測(cè)定，有效磷含量采用HCl-H2SO4浸提鉬銻抗比色法測(cè)定，全鉀含量采用NaOH堿熔火焰光度計(jì)法測(cè)定，速效鉀含量采用乙酸銨浸提火焰光度計(jì)法測(cè)定，交換性鈣和交換性鎂含量采用乙酸銨交換-EDTA絡(luò)合滴定法測(cè)定。

1.3.3 土壤分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 參考吳科生等[22]、曹小玉等[23]、王利娜等[24]的全國(guó)第二次土壤普查有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(表2)對(duì)土壤pH和養(yǎng)分含量進(jìn)行分級(jí)，并進(jìn)行桂西北不同地區(qū)板栗園區(qū)土壤養(yǎng)分豐缺狀況分析和評(píng)價(jià)。

表2 土壤pH及養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表3 不同板栗園區(qū)土壤養(yǎng)分含量的方差分析

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行主體效應(yīng)檢驗(yàn)方差分析、Duncan’s多重比較和Pearson相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤養(yǎng)分含量的方差分析

如表3所示，土壤養(yǎng)分含量和pH在不同板栗園區(qū)間的單因子作用均達(dá)極顯著水平(P<0.01，下同)，說(shuō)明土壤養(yǎng)分含量和pH受園區(qū)地點(diǎn)影響明顯，園區(qū)間的土壤狀態(tài)存在特異性；土層深度對(duì)pH及有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷和交換性鈣含量的影響達(dá)極顯著水平，對(duì)全鉀含量的影響達(dá)顯著水平(P<0.05，下同)，對(duì)全磷、速效鉀和交換性鎂含量影響不顯著(P>0.05，下同)；園區(qū)地點(diǎn)與土層深度的交互作用除對(duì)全磷和全鉀含量無(wú)顯著影響外，對(duì)pH和其他土壤養(yǎng)分含量的影響均達(dá)極顯著水平。

圖柱上不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同Different lowercase letters on the bar represented significant difference(P<0.05)，the same as below圖1 不同板栗園區(qū)的土壤pH對(duì)比分析Fig.1 Comparative analysis of soil pH in different chestnut orchards

2.2 不同板栗園區(qū)的土壤pH比較

如圖1所示，6個(gè)板栗園區(qū)的pH為4.31～6.71，平均為5.05，均表現(xiàn)為0～20 cm土層低于20～40 cm土層。比對(duì)表2中的土壤pH及養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，南丹縣和天峨縣-1園區(qū)20～40 cm土層的土壤pH接近中性，分別為6.71和6.68，顯著高于其他園區(qū)各土層的土壤pH；其他園區(qū)土層的土壤均為各級(jí)別酸性，其中，金城江區(qū)和東蘭縣-1園區(qū)0～20 cm土層的土壤pH較低，達(dá)強(qiáng)酸級(jí)別，分別為4.47和4.31，且均顯著低于南丹縣、天峨縣-1和天峨縣-2園區(qū)各土層的土壤pH?？梢?jiàn)，桂西北板栗園區(qū)的土壤pH隨著土層深度增加而升高，其中金城江區(qū)和東蘭縣-1園區(qū)上層土呈強(qiáng)酸性，不利于板栗生長(zhǎng)。

圖2 不同板栗園區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)比分析Fig.2 Comparative analysis of soil organic matter in different chestnut orchards

2.3 不同板栗園區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)含量比較

如圖2所示，6個(gè)板栗園區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)含量為6.63～57.92 g/kg，平均為22.09 g/kg，其中，南丹縣園區(qū)表現(xiàn)為20～40 cm土層的有機(jī)質(zhì)含量高于0～20 cm土層，其他園區(qū)均表現(xiàn)為0～20 cm土層高于20～40 cm土層。比對(duì)表2中的土壤pH及養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，金城江區(qū)園區(qū)0～20 cm土層的土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)很豐富水平，且顯著高于其他園區(qū)各土層；南丹縣園區(qū)20～40 cm土層的土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)豐富水平，且顯著高于除金城江區(qū)園區(qū)0～20 cm土層外的其他園區(qū)各土層；南丹縣園區(qū)0～20 cm土層和金城江區(qū)園區(qū)20～40 cm土層的土壤有機(jī)質(zhì)含量為中等水平，二者間無(wú)顯著差異，但均顯著高于除金城江區(qū)園區(qū)0～20 cm土層和南丹縣園區(qū)20～40 cm土層外的其他園區(qū)各土層；天峨縣-2園區(qū)0～20 cm土層和東蘭縣2個(gè)園區(qū)各土層的土壤有機(jī)質(zhì)含量為較缺水平，天峨縣2個(gè)園區(qū)20～40 cm土層的土壤有機(jī)質(zhì)含量為缺乏水平?？梢?jiàn)，桂西北板栗園區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)含量總體上表現(xiàn)為隨著土層深度的增加而降低，金城江區(qū)和南丹縣園區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)含量處于中等以上水平，可滿足板栗生長(zhǎng)需求，天峨縣2個(gè)園區(qū)和東蘭縣2個(gè)園區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)含量均存在不同程度缺乏，不利于板栗生長(zhǎng)。

圖3 不同板栗園區(qū)的土壤氮元素含量對(duì)比分析Fig.3 Comparative analysis of soil nitrogen content in different chestnut orchards

2.4 不同板栗園區(qū)的土壤大量元素含量比較

2.4.1 氮元素含量比較 如圖3-A所示，6個(gè)板栗園區(qū)的土壤全氮含量為0.54～2.97 g/kg，平均為1.61 g/kg，其中，天峨縣-1園區(qū)和東蘭縣-2園區(qū)表現(xiàn)為20～40 cm土層高于0～20 cm土層，其他園區(qū)均表現(xiàn)為0～20 cm土層高于20～40 cm土層。比對(duì)表2中的土壤pH及養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，南丹縣園區(qū)和金城江區(qū)園區(qū)0～20 cm土層的氮元素含量(分別為2.97和2.76 g/kg)達(dá)很豐富水平，二者差異不顯著，但均顯著高于其他園區(qū)各土層；南丹縣園區(qū)、天峨縣-1園區(qū)和東蘭縣-2園區(qū)20～40 cm土層的全氮含量(分別為1.92、1.50和1.91 g/kg)均達(dá)豐富水平，三者間差異不顯著，但均明顯高于除南丹縣園區(qū)和金城江區(qū)園區(qū)0～20 cm土層外的其他園區(qū)各土層；除天峨縣-2園區(qū)2個(gè)土層的全氮含量(分別為0.96和0.54 g/kg)分別處于較缺和缺乏水平外，其他園區(qū)土層的全氮含量均為中等水平，其中天峨縣-2園區(qū)20～40 cm土層的全氮含量顯著低于其他園區(qū)各土層。

從圖3-B可看出，各園區(qū)土壤的堿解氮含量范圍為51.66～335.75 mg/kg，平均為125.31 mg/kg，其中，東蘭縣-2園區(qū)表現(xiàn)為20～40 cm土層高于0～20 cm土層，其他園區(qū)均表現(xiàn)為0～20 cm土層高于20～40 cm土層。比對(duì)表2中的土壤pH及養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，南丹縣園區(qū)2個(gè)土層和金城江區(qū)園區(qū)0～20 cm土層的堿解氮含量達(dá)很豐富水平，分別為335.75、200.46和266.12 mg/kg，三者間差異顯著，且均顯著高于其他園區(qū)各土層；天峨縣-2園區(qū)0～20 cm土層的堿解氮含量(139.30 mg/kg)達(dá)豐富水平，顯著高于除南丹縣園區(qū)2個(gè)土層和金城江區(qū)園區(qū)0～20 cm土層外的其他園區(qū)土層；金城江區(qū)20～40 cm土層的堿解氮含量(51.66 mg/kg)最低，處于缺乏水平；天峨縣-1園區(qū)2個(gè)土層、天峨縣-2園區(qū)20～40 cm土層及東蘭縣2個(gè)園區(qū)各土層的堿解氮含量均處于較缺水平。說(shuō)明6個(gè)板栗園區(qū)土壤的堿解氮含量總體上表現(xiàn)為隨著土層深度的增加而降低。

綜合圖3-A和3-B進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，雖然大部分板栗園區(qū)的土壤全氮含量達(dá)中等以上水平，但天峨縣-1園區(qū)和東蘭縣2個(gè)園區(qū)的土壤堿解氮含量較缺乏，表明其氮元素的有效性較低；天峨縣2園區(qū)0～20 cm土層的堿解氮含量是20～40 cm土層的2.27倍，金城江區(qū)園區(qū)0～20 cm土層的全氮含量和堿解氮含量分別是20～40 cm土層的1.99和5.15倍，表明其表層和下層土壤氮元素存在分布不均現(xiàn)象。

2.4.2 磷元素含量比較 如圖4-A所示，6個(gè)板栗園區(qū)的土壤全磷含量為0.13～0.73 g/kg，平均為0.30 g/kg，其中，南丹縣園區(qū)、天峨縣-2園區(qū)、金城江區(qū)園區(qū)和東蘭縣-2園區(qū)表現(xiàn)為0～20 cm土層高于20～40 cm土層，天峨縣-1園區(qū)和東蘭縣-2園區(qū)表現(xiàn)為20～40 cm土層高于0～20 cm土層。比對(duì)表2中的土壤pH及養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，金城江區(qū)園區(qū)0～20 cm土層的土壤全磷含量(0.73 g/kg)達(dá)中等水平，且顯著高于其他園區(qū)個(gè)土層的土壤全磷含量；南丹縣園區(qū)2個(gè)土層的土壤全磷含量(分別為0.49和0.48 g/kg)及金城江園區(qū)20～40 cm土層的土壤全磷含量(0.41 g/kg)處于較缺水平，三者間差異不顯著；天峨縣2個(gè)園區(qū)的土壤全磷含量為缺乏水平，而東蘭縣2個(gè)園區(qū)的土壤全磷含量處于極缺乏水平。

從圖4-B可看出，各園區(qū)的土壤有效磷含量為1.03～15.76 mg/kg，平均為3.64 mg/kg，其中，南丹縣、天峨縣-2和東蘭縣-1園區(qū)表現(xiàn)為20～40 cm土層高于0～20 cm土層，其他園區(qū)表現(xiàn)為0～20 cm土層高于20～40 cm土層。比對(duì)表2中的土壤pH及養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，金城江區(qū)園區(qū)0～20 cm土層的有效磷含量(15.76 mg/kg)達(dá)中等水平，且顯著高于其他園區(qū)各土層；東蘭縣-1園區(qū)20～40 cm土層的有效磷含量(9.24 mg/kg)為較缺水平，但顯著高于除東蘭縣-1園區(qū)20～40 cm土層外的其他園區(qū)各土層；天峨縣-2園區(qū)2個(gè)土層的有效磷含量(分別為3.04和3.86 mg/kg)處于缺乏水平；其他園區(qū)土層的有效磷含量均處于極缺乏水平。

綜合圖4-A和4-B進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，桂西北板栗園區(qū)普遍存在全磷含量和有效磷含量缺乏現(xiàn)象，其中金城江區(qū)園區(qū)20～40 cm土層還存在土壤全磷和有效磷含量分別比0～20 cm土層低43.61%和85.66%的現(xiàn)象，說(shuō)明其土壤磷元素在表層和下層分布不均。

在電網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，智能電網(wǎng)必然是未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)有著非常多傳統(tǒng)電網(wǎng)所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)，讓電網(wǎng)的性能能夠更加的強(qiáng)大和安全可靠。隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷提高，繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展也相當(dāng)?shù)难杆伲M(jìn)入了一個(gè)新的階段，繼電保護(hù)裝置越來(lái)越多的應(yīng)用范圍以及功能可以讓智能電網(wǎng)的發(fā)展更加的快速。

圖4 不同板栗園區(qū)的土壤磷元素含量對(duì)比分析Fig.4 Comparative analysis of soil phosphorus content in different chestnut orchards

2.4.3 鉀元素含量比較 如圖5-A所示，6個(gè)板栗園區(qū)的土壤全鉀含量為4.18～19.98 g/kg，平均為11.98 g/kg，其中，天峨縣-1園區(qū)表現(xiàn)為0～20 cm土層高于20～40 cm土層，其他園區(qū)表現(xiàn)為20～40 cm土層高于0～20 cm土層。比對(duì)表2中的土壤pH及養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，南丹縣園區(qū)2個(gè)土層的土壤全鉀含量(分別為19.04和19.98 g/kg)和東蘭縣-2園區(qū)20～40 cm土層的土壤全鉀含量(15.85 g/kg)均大于15.00 g/kg，達(dá)中等水平，均明顯高于其他園區(qū)各土層，其中南丹縣園區(qū)2個(gè)土層的土壤全鉀含量間差異不顯著，但二者均顯著高于其他園區(qū)各土層；天峨縣-1園區(qū)和金城江區(qū)園區(qū)20～40 cm土層的土壤全鉀含量(分別為9.02和5.42 g/kg)處于缺乏水平；金城江區(qū)園區(qū)0～20 cm土層的土壤全鉀含量?jī)H4.18 g/kg，處于極缺乏水平；其他園區(qū)土層的土壤全鉀含量均為較缺水平。

從圖5-B可看出，各園區(qū)的土壤速效鉀含量為37.97～134.90 mg/kg，平均為70.97 mg/kg，其中，天峨縣-1園區(qū)和金城江區(qū)園區(qū)表現(xiàn)為0～20 cm土層高于20～40 cm土層，其他園區(qū)均表現(xiàn)為20～40 cm土層高于0～20 cm土層。比對(duì)表2中的土壤pH及養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，南丹縣園區(qū)2個(gè)土層的速效鉀含量(分別為107.40和134.90 mg/kg)均大于100.00 mg/kg，達(dá)中等水平，二者差異顯著，且均顯著高于其他園區(qū)各土層；金城江區(qū)園區(qū)20～40 cm土層的速效鉀含量(39.51 mg/kg)及東蘭縣-1園區(qū)2個(gè)土層的速效鉀含量(分別為37.97和47.38 mg/kg)均處于缺乏水平；其他園區(qū)土層的速效鉀含量均處于較缺水平。

圖5 不同板栗園區(qū)的土壤鉀元素含量對(duì)比分析Fig.5 Comparative analysis of soil kalium content in different chestnut orchards

綜合圖5-A和5-B進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，大部分板栗園區(qū)的土壤全鉀含量和速效鉀含量表現(xiàn)為隨著土層深度的增加而升高；除南丹縣園區(qū)外，其他園區(qū)土壤均存在不同程度的全鉀和速效鉀含量缺乏現(xiàn)象；東蘭縣-2園區(qū)20～40 cm土層的土壤全鉀含量雖然達(dá)中等水平，但其土壤有效鉀含量缺乏，表明其鉀元素的有效性較低。

2.5 不同板栗園區(qū)的土壤交換性鈣和交換性鎂含量比較

如圖6-A所示，6個(gè)板栗園區(qū)的土壤交換性鈣含量為54.58～423.65 mg/kg，平均為147.93 mg/kg，其中，南丹縣園區(qū)、天峨縣-2園區(qū)和東蘭縣-2園區(qū)表現(xiàn)為20～40 cm土層高于0～20 cm土層，其他園區(qū)的土壤交換性鈣含量表現(xiàn)相反。比對(duì)表2中的土壤pH及養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，南丹縣園區(qū)0～20 cm和20～40 cm土層的土壤交換性鈣含量處于較缺水平，二者差異顯著，且均顯著高于其他園區(qū)各土層，其他園區(qū)各土層均處于缺乏水平。

從圖6-B可看出，各園區(qū)的土壤交換性鎂含量為3.35～28.62 mg/kg，平均為13.98 mg/kg，其中，南丹縣園區(qū)、天峨縣-2園區(qū)和東蘭縣2個(gè)園區(qū)表現(xiàn)為20～40 cm土層高于0～20 cm土層，其他園區(qū)的交換性鎂含量表現(xiàn)相反。比對(duì)表2中的土壤pH及養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，6個(gè)園區(qū)各土層的土壤交換性鎂含量均低于50.0 mg/kg，處于缺乏水平。

圖6 不同板栗園區(qū)的土壤交換性鈣和交換性鎂含量對(duì)比分析Fig.6 Comparative analysis of soil exchangeable calcium and exchangeable magnesium content in different chestnut orchards

2.6 不同板栗園區(qū)土壤pH及土壤養(yǎng)分含量間的相關(guān)分析

表4 不同板栗園區(qū)土壤pH及養(yǎng)分含量間的相關(guān)分析

3 討 論

土壤pH是土壤養(yǎng)分的重要特征之一，影響土壤養(yǎng)分的釋放、轉(zhuǎn)化、遷移及微生物的活力[25]。本研究中，桂西北6個(gè)板栗園區(qū)的土壤pH均隨著土層深度的增加呈遞增趨勢(shì)，總體上呈酸性，與黃承標(biāo)等[18]對(duì)廣西隆安縣板栗林、韋宏民等[20]對(duì)東蘭縣板栗-農(nóng)作物間作模式下的土壤pH變化規(guī)律基本一致，但金城江區(qū)和東蘭縣板栗園區(qū)0～20 cm土層的土壤pH在4.50以下，明顯偏低，表現(xiàn)為強(qiáng)酸水平。已有研究表明，桂西北板栗園區(qū)的土壤pH偏低及土壤速效鉀和交換性鈣含量明顯下降，導(dǎo)致了土壤鉀元素供給虧缺，土壤膠體上吸附的鈣和鎂淋溶流失[26]，而土壤中的鉀和鈣元素含量與板栗抗逆能力和果實(shí)品質(zhì)有關(guān)[27]。

有機(jī)質(zhì)是土壤中含碳有機(jī)化合物的總稱，是土壤的重要組成物質(zhì)，在維持土壤結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)力方面發(fā)揮關(guān)鍵作用[28-29]。本研究相關(guān)分析結(jié)果表明，板栗林土壤的有機(jī)質(zhì)含量越高，土壤中氮、磷、鉀和交換性鈣含量就越高，堿解氮、有效磷和速效鉀等有效元素含量水平越高。板栗屬于落葉果樹(shù)，園區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)來(lái)源主要為板栗球苞外殼和枯枝落葉堆積，同時(shí)受到土壤酶和土壤微生物的分解、積累及果園經(jīng)營(yíng)過(guò)程中有機(jī)肥料使用的影響[29]。本研究中，金城江區(qū)和南丹縣園區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)含量可滿足板栗生長(zhǎng)，但東蘭縣2個(gè)園區(qū)和天峨縣2個(gè)園區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)含量存在不同程度的缺乏，尤其下層土壤的有機(jī)質(zhì)含量較表層土壤更低，不利于板栗生長(zhǎng)發(fā)育。

氮、磷和鉀作為植物生長(zhǎng)發(fā)育的必需養(yǎng)分，植物對(duì)其需求量大[28]，其中，氮元素主要影響樹(shù)體枝葉和果實(shí)發(fā)育，磷元素影響雌花數(shù)量，鉀元素可促進(jìn)葉片的同化作用和枝條粗壯[14]。李金柱等[6]研究提出板栗園土壤養(yǎng)分的適量范圍為速效氮50.0～150.0 mg/kg、速效磷10.0～50.0 mg/kg、速效鉀100.0～200.0 mg/kg、交換性鈣500.0～2000.0 mg/kg及交換性鎂100.0～300.0 mg/kg。吳科生等[22]、曹小玉等[23]、王利娜等[24]研究證實(shí)，土壤堿解氮含量達(dá)較缺水平以上即能滿足板栗生長(zhǎng)需求，速效磷、速效鉀、交換性鈣和交換性鎂含量達(dá)中等以上水平才適宜板栗生長(zhǎng)。本研究中，雖然天峨縣2個(gè)園區(qū)和東蘭縣2個(gè)園區(qū)的土壤堿解氮含量處于較缺水平，但含量均在50.0 mg/kg以上，可滿足板栗生長(zhǎng)需求；除金城江區(qū)園區(qū)表層土的全磷和有效磷含量達(dá)中等水平外，其下層土及其他園區(qū)各土層土壤均普遍存在磷元素缺乏現(xiàn)象，有效磷含量除金城江區(qū)園區(qū)表層土外其他園區(qū)各土層均未達(dá)10.0 mg/kg，無(wú)法滿足板栗生長(zhǎng)對(duì)磷元素的需求；除南丹縣園區(qū)土壤的全鉀含量和速效鉀含量處于中等水平外，其他園區(qū)各土層土壤的全鉀含量均未達(dá)15.00 g/kg、速效鉀含量均未達(dá)100.0 mg/kg，普遍存在土壤鉀元素缺乏現(xiàn)象；6個(gè)板栗園區(qū)各土層的土壤交換性鈣和交換性鎂含量均處于較缺乏和缺乏水平，也未達(dá)板栗生長(zhǎng)要求的適宜范圍。因此，本研究中桂西北6個(gè)板栗園區(qū)施肥均應(yīng)以有機(jī)肥為主，減少或維持氮肥的使用量，適當(dāng)增加土壤交換性鈣和交換性鎂含量，提高土壤磷含量及其有效性，除南丹縣園區(qū)外其他園區(qū)均需提高土壤鉀元素含量及其有效性。

4 結(jié) 論

桂西北地區(qū)板栗園區(qū)的土壤養(yǎng)分及其有效性受土壤有機(jī)質(zhì)含量影響明顯，土壤磷和鉀元素普遍缺乏，因此，其施肥應(yīng)以有機(jī)肥為主，合理補(bǔ)充磷肥和鉀肥并提高其有效性。