丁阔，王雪梅，柴仲平，顾奥运

(1.新疆农业大学 草业与环境科学学院，新疆　乌鲁木齐830052；2.新疆师范大学 地理科学与旅游学院，新疆　乌鲁木齐830054)



新疆库尔勒香梨园土壤养分特征*

丁阔1，王雪梅2，柴仲平1，顾奥运1

(1.新疆农业大学 草业与环境科学学院，新疆乌鲁木齐830052；2.新疆师范大学 地理科学与旅游学院，新疆乌鲁木齐830054)

摘要：选择田间定位采样结合室内分析的方法，研究了库尔勒香梨园土壤养分特征。结果表明，库尔勒香梨园土壤养分具有表聚效应，在0~60 cm土层范围内，随着土壤剖面深度的增加有机质、速效养分和微量养分的含量均逐渐减少。有机质、碱解氮、有效磷和速效钾在土壤剖面的分布具有较明显的层次性，不同层次之间差异较为显著。有效铁、有效锰、有效铜和有效锌在土壤剖面的分布具有层次性，但不同层次之间差异不显著。库尔勒市香梨园土壤肥力总体水平较低，主要障碍因素是有机质、碱解氮含量处于相对较低水平。

关键词：表聚效应；有机质；速效养分；微量养分

土壤肥力是水、肥、气、热状况在土壤中的综合表现，是农业持续发展的重要基础，是评价土壤好坏的重要标志之一[1～2]。近年来，新疆大力推进特色林果产业建设，林果基地规模迅速扩大，初步形成了南疆环塔里木盆地以红枣、核桃、杏、香梨、石榴、苹果、扁桃为主的林果主产区[3]。新疆林果基地主要以灌耕荒漠土壤类型为主，而荒漠土壤具有有机质含量低、质地粗、有效养分含量低的特点，加之新疆南部风沙灾害严重，土壤贫瘠化较为普遍，脆弱的生态环境和严酷的自然条件严重影响林果种植业发展。

库尔勒香梨(Pyrusbrestschneideri)是新疆特色林果业的优势树种，在南疆环塔里木盆地主产区的种植面积已占80 %以上，已成为该区域特色林果的优势产业。目前，新疆南部库尔勒市香梨果园土壤肥力主控因素不明，施肥不合理，导致香梨树体营养失调严重，产量不稳定，果品品质下降等突出问题[4]。为了解决生产力低下，最大限度地利用土地资源，增加农民收入，有必要对果树和果园土壤养分的关系进行探讨。果园土壤作为果树根系生长发育的基质，要不断地供给果树正常生长过程所需的营养物质，因此果园土壤养分的有效性及分布特征对果树的生产力具有很强的控制作用[5～7]。以往有关土壤养分分布特征和空间变异性的研究主要集中在天然林、人工林和草地[8～11]，对于经济林园地土壤的研究相对较少，主要集中在黄土高原的苹果园[12～14]、杏圆和核桃园[15]，而对于其他经济林园地土壤养分特征的研究报道较少，尤其针对新疆特色林果的果园土壤养分特征研究则鲜有报道。

本研究选择新疆特色果树库尔勒香梨作为研究对象，对库尔勒市香梨园地土壤养分状况，特别是土壤中的有机质和可直接被果树吸收利用的速效性氮、磷、钾及有效性的铁、锰、铜、锌等养分含量进行系统分析比较，探讨库尔勒香梨园地土壤养分变化规律，旨在为库尔勒香梨园合理施肥、高产和持续经营提供重要理论依据。

1材料与方法

1.1　研究区概况

库尔勒全市总面积7 116.9 km2，海拔918.7 m，地处天山南麓，塔里木盆地东北边缘，孔雀河冲洪积平原上。典型温暖带大陆性干旱荒漠气候，年平均气温10.7~11.2℃，主导风向东北风，年均积温(≥10℃) 4 20℃以上，无霜期170-227天，日照时数2 762.1-3 186.3 h，年平均相对湿度45.0 %~50.3 %，干燥度39.6~63.3。根据库尔勒市2010年统计资料核定全市香梨园面积为45 135.04 hm2，果园土壤类型主要为灌淤土和潮土类。

1.2　样点布设与采样

样点布设是土壤养分调查与评价工作的重要环节之一，正确的样点布设能够确保获取信息的典型性和代表性，能够提高土壤养分调查与评价的准确性和可靠性。本研究根据果园土壤养分调查与评价工作的需要，收集整理库尔勒市2010年土地利用现状图(1︰1万)，行政区划图(1︰1万)和果园用地地块图(1︰1万)等基础图件及库尔勒市自然和经济相关数据(2010年库尔勒市统计年鉴)。在库尔勒市行政范围内香梨种植区域大致等间距选取100个库尔勒香梨园。于2012年9月初，利用GPS定位技术，组织人员对库尔勒市香梨园进行土壤样品采集，在库尔勒香梨树冠幅内进行土钻取样，土壤样品采用固定深度法(0~10 cm、10~30 cm、30~60 cm共3层)获取，每个果园采集5～7个样点，并进行分层混合。经过风干、磨细、过筛、混匀、装瓶后备测定分析之用。

1.3　样品测定

表1为新疆土壤养分分级标准[16]。土壤养分指标均采用常规分析方法测定[17]，土壤有机质采用重铬酸钾外加热法，碱解氮采用碱解扩散法，有效磷采用钼锑抗比色法，速效钾采用火焰光度法，土壤有效铁、有效锰、有效铜和有效锌均采用火焰原子吸收光谱法。

表1　土壤养分分级标准

1.4　数据处理

利用OriginPro 8数据处理系统对所获数据进行分析并完成制图。

2结果与分析

2.1　土壤有机质特征

库尔勒香梨园土壤表现为0~10 cm土层有机质含量最高，随着土壤剖面深度的增加有机质含量逐渐减少，30~60 cm土层有机质含量最低(图1)。0~10 cm土层有机质含量平均值19.44 g/kg，养分分级属于4级平的水平；上边缘值29.77 g/kg，下边缘值8.57 g/kg，变异系数30.25 %，统计范围内无异常值。10~30 cm土层有机质含量平均值14.50 g/kg，养分分级属于4级平的水平；上边缘值27.07 g/kg，下边缘值5.58 g/kg，变异系数39.18 %，统计范围内无异常值。30~60 cm土层有机质含量平均值10.09 g/kg，养分分级属于4级平的水平；上边缘值19.32 g/kg，下边缘值2.88 g/kg，变异系数45.56 %，统计范围内有较大异常值。库尔勒香梨园土壤 0~60 cm范围土层内，有机质在土壤剖面的分布具有较明显的层次性，且不同层次之间土壤有机质含量差异较为显著。

图1　不同土壤深度的有机质含量

2.2　土壤速效养分特征

库尔勒香梨园土壤速效养分碱解氮、有效磷和速效钾的含量均表现为0~10 cm土层最高，随着土壤剖面深度的增加速效养分碱解氮、有效磷和速效钾含量都逐渐减少，在30~60 cm土层其含量达最低(图2)。0~10 cm土层碱解氮含量平均值86.35 mg/kg，养分分级属于4级平的水平；上边缘值117.07 mg/kg，下边缘值67.25 mg/kg，变异系数13.47 %，统计范围内无异常值。10~30 cm土层碱解氮含量平均值69.05 mg/kg，养分分级属于4级平的水平；上边缘值100.54 mg/kg，下边缘值51.94 mg/kg，变异系数18.60 %，统计范围内无异常值。30~60 cm土层碱解氮含量平均值54.24 mg/kg，养分分级属于5级缺的水平；上边缘值83.49 mg/kg，下边缘值37.83 mg/kg，变异系数22.78 %，统计范围内有较大异常值。库尔勒香梨园土壤 0~60 cm 范围土层内，碱解氮在土壤剖面的分布具有较明显的层次性，且不同层次之间土壤碱解氮含量差异较为显著。

0~10 cm土层有效磷含量平均值17.41 mg/kg，养分分级属于3级平的水平；上边缘值25.62 mg/kg，下边缘值6.64 mg/kg，变异系数33.24 %，统计范围内有较大异常值。10~30 cm土层有效磷含量平均值11.86 mg/kg，养分分级属于3级平的水平；上边缘值19.47 mg/kg，下边缘值6.20 mg/kg，变异系数37.06 %，统计范围内有较大异常值。30~60 cm土层有效磷含量平均值7.18 mg/kg，养分分级属于4级平的水平；上边缘值9.99 mg/kg，下边缘值4.09 mg/kg，变异系数40.27 %，统计范围内有较大异常值。库尔勒香梨园土壤 0~60 cm 范围土层内，有效磷在土壤剖面的分布具有较明显的层次性，且不同层次之间土壤有效磷含量差异较为显著。

0~10 cm土层速效钾含量平均值179.79 mg/kg，养分分级属于2级丰的水平；上边缘值303.53 mg/kg，下边缘值79.35 mg/kg，变异系数27.78 %，统计范围内有较大异常值。10~30 cm土层速效钾含量平均值169.08 mg/kg，养分分级属于2级丰的水平；上边缘值271.20 mg/kg，下边缘值74.43 mg/kg，变异系数30.85 %，统计范围内有较大异常值。30~60 cm土层速效钾含量平均值165.63 mg/kg，养分分级属于2级丰的水平；上边缘值295.80 mg/kg，下边缘值39.99 mg/kg，变异系数34.60 %，统计范围内有较大异常值。库尔勒香梨园土壤 0~60 cm 范围土层内，速效钾在土壤剖面的分布具有层次性，但不同层次之间土壤速效钾含量差异不显著。

图2不同土壤深度的速效养分含量

Fig.2The content of soil available nutrients with different soil depths

2.3　土壤微量养分特征

库尔勒香梨园土壤微量养分有效铁、有效锰、有效铜和有效锌的含量均表现为0~10 cm土层最高，随着土壤剖面深度的增加微量养分有效铁、有效锰、有效铜和有效锌含量都逐渐减少，在30~60 cm土层其含量达最低(图3)。

0~10 cm土层有效铁含量平均值4.64 mg/kg，养分分级属于缺的水平；上边缘值8.33 mg/kg，下边缘值0.98 mg/kg，变异系数55.23 %，统计范围内有较大异常值。10~30 cm土层有效铁含量平均值4.08 mg/kg，养分分级属于缺的水平；上边缘值8.52 mg/kg，下边缘值0.57 mg/kg，变异系数55.69 %，统计范围内有较大异常值。30~60 cm土层有效铁含量平均值3.61 mg/kg，养分分级属于缺的水平；上边缘值7.60 mg/kg，下边缘值0.33 mg/kg，变异系数51.82 %，统计范围内有较大异常值。库尔勒香梨园土壤 0~60 cm 范围土层内，有效铁在土壤剖面的分布具有层次性，但不同层次之间土壤有效铁含量差异不显著。

0~10 cm土层有效锰含量平均值3.95 mg/kg，养分分级属于缺的水平；上边缘值7.95 mg/kg，下边缘值0.97 mg/kg，变异系数66.18 %，统计范围内有较大异常值。10~30 cm土层有效锰含量平均值2.97 mg/kg，养分分级属于缺的水平；上边缘值6.12 mg/kg，下边缘值0.84 mg/kg，变异系数51.12 %，统计范围内有较大异常值。30~60 cm土层有效锰含量平均值2.47 mg/kg，养分分级属于缺的水平；上边缘值4.61 mg/kg，下边缘值0.74 mg/kg，变异系数38.15 %，统计范围内有较大异常值。库尔勒香梨园土壤0~60 cm 范围土层内，有效锰在土壤剖面的分布具有层次性，但不同层次之间土壤有效锰含量差异不显著。

0~10 cm土层有效铜含量平均值0.47 mg/kg，养分分级属于平的水平；上边缘值0.86 mg/kg，下边缘值0.06 mg/kg，变异系数50.13 %，统计范围内有较大异常值。10~30 cm土层有效铜含量平均值0.46 mg/kg，养分分级属于平的水平；上边缘值0.92 mg/kg，下边缘值0.03 mg/kg，变异系数58.76 %，统计范围内有较大异常值。30~60 cm土层有效铜含量平均值0.45 mg/kg，养分分级属于平的水平；上边缘值0.95 mg/kg，下边缘值0.02 mg/kg，变异系数52.89 %，统计范围内有较大异常值。库尔勒香梨园土壤 0~60 cm 范围土层内，有效铜在土壤剖面的分布具有层次性，但不同层次之间土壤有效铜含量差异不显著。

0~10 cm土层有效锌含量平均值2.33 mg/kg，养分分级属于丰的水平；上边缘值3.44 mg/kg，下边缘值0.76 mg/kg，变异系数31.24 %，统计范围内有较大异常值。10~30 cm土层有效锌含量平均值2.25 mg/kg，养分分级属于丰的水平；上边缘值3.06 mg/kg，下边缘值0.53 mg/kg，变异系数39.43 %，统计范围内较小和较大异常值都存在。30~60 cm土层有效锌含量平均值2.17 mg/kg，养分分级属于丰的水平；上边缘值3.77 mg/kg，下边缘值0.60 mg/kg，变异系数31.28 %，统计范围内有较大异常值。库尔勒香梨园土壤 0~60 cm 范围土层内，有效锌在土壤剖面的分布具有层次性，但不同层次之间土壤有效锌含量差异不显著。

图3不同土壤深度的微量养分含量

Fig.3The content of soil micronutrients with different soil depths

3结论与讨论

3.1　结论

果园土壤0~60 cm土层的养分含量可以总体反映土壤肥力状况。库尔勒香梨园土壤有机质含量总体表现为平的水平。土壤有机质含量在土壤剖面上的分布具有较明显的层次，在 0~60 cm土层范围内，有机质含量随着土壤剖面深度的增加而逐渐减少，且不同层次之间土壤有机质含量差异较为显著。

库尔勒香梨园土壤速效养分碱解氮含量总体表现为平中带缺，有效磷含量总体表现为平的水平，速效钾含量总体表现为丰的水平。随着土壤剖面深度的增加速效养分碱解氮、有效磷和速效钾的含量也逐渐减少，速效养分含量在土壤剖面上的分布也具有较明显的层次。但不同层次之间土壤碱解氮、有效磷含量差异较为显著，而速效钾含量差异不显著。

库尔勒香梨园土壤有效铁和有效锰含量总体表现为缺的水平，有效铜含量总体表现为平的水平，有效锌含量总体表现为丰的水平。随着土壤剖面深度的增加微量养分有效铁、有效锰、有效铜和有效锌的含量逐渐减少，微量养分在土壤剖面上的分布具有层次性，但不同层次之间各微量养分含量的差异不显著。

3.2　讨论

库尔勒香梨园土壤有机质含量分布具有较明显的层次性，并且有机质含量随着土壤剖面深度的增加逐渐减少。这种分布特征和变化趋势与前人在天然林地、人工林地以及农田土壤方面的研究结果一致[18~20]。这也与果园长期施用有机肥有关，由于当地农民常施用有机肥，深度在30 cm左右。另外果园土表生长有田间杂草，经过翻耕也留在土壤表层，因此造成表层土壤有机质含量相对较高。而30~60 cm土层中由于施肥和植物根系数量都较少，所以对土壤有机质的补给较少，有机质含量最低。

土壤速效养分碱解氮、有效磷和速效钾的含量在土壤剖面上的分布也具有较明显的层次性，并且随着土壤剖面深度的增加速效养分含量逐渐减少。这种分布特征和变化趋势也与前人在天然林地、人工林地以及农田土壤方面的研究结果一致[19~21]。说明果园土壤养分具有表聚效应，主要是因为果园土壤长期施用化肥造成了表层土壤养分含量较高。

土壤微量养分有效铁、有效锰、有效铜和有效锌的含量在土壤剖面上的分布具有层次性，但不同层次之间各微量养分的含量差异不显著。这主要是由于土壤中微量养分元素含量较少，且果园很少施用微肥造成的。本研究结果表明，库尔勒市香梨园土壤肥力总体水平较低，其主要障碍因素是有机质、碱解氮含量处于相对较低水平。因此，只有增施有机肥，实施配方施肥，合理配施氮、磷、钾及微肥，才能不断培肥库尔勒香梨园地力，提高库尔勒香梨园土壤的整体生产力，实现库尔勒香梨园的养分资源高效利用和持续生产。另外，土壤养分变化是一个长期复杂的过程，受区域环境、栽培、施肥等管理模式及果树种植年限的影响较大，因此在不同的区域表现出不同的特性。为了今后更科学地指导库尔勒香梨的施肥与生产实践，还需加强不同种植模式和种植年限条件下库尔勒香梨园的土壤养分特征研究。

参考文献：

[1]王子龙,付强,姜秋香.土壤肥力综合评价研究进展[J].农业系统科学与综合研究,2007,23(1):15-18.

[2]周勇,田有国.基于GIS的区域土壤资源管理决策支持系统[J].系统工程理论与实践,2003(4):140-144.

[3]柴仲平,王雪梅,陈波浪,等.库尔勒香梨叶片营养诊断研究[J].干旱地区农业研究,2014，32(2):177-185.

[4]柴仲平,陈波浪,蒋平安,等.库尔勒香梨施肥效应参数研究[J].果树学报,2014,31(3):423-429.

[5]彭少麟,黄忠良.生产力与生物多样性之间的相互关系研究[J].生态科学,2000,19(1):1-9.

[6]Pierrel,Anderson M J.Distance-based analysis: testing multispecies responses in multi factorial ecological experiments [J].Ecological Monographs,1999,69(1):1-24.

[7]Hooper D U,Vitousek P M.Effects of plant composition and diversity on nutrient cycling [J].Ecological Monographs，1998，68(1):121-149.

[8]许明祥,刘国彬,卜崇峰.黄土丘陵区人工林地土壤肥力评价[J].西北植物学报,2003,23(8):1367-1371.

[9]张红,吕家珑,赵世伟,等.不同植被覆盖下子午岭土壤养分状况研究[J].干旱地区农业研究,2006,24(2):66-69.

[10]焦菊英,焦峰,温仲明.黄土丘陵沟壑区不同恢复方式下植物群落的土壤水分和养分特征[J].植物营养与肥料学报,2006,12(5):667-674.

[11]彭文英,张科利,陈瑶,等.黄土坡耕地退耕还林后土壤性质变化研究[J].自然资源学报,2005,20(2):272-278.

[12]刘子龙,张广军,赵政阳,等.陕西苹果主产区丰产果园土壤养分状况的调查[J].西北林学院学报,2006,21(2):50-53.

[13]刘利花,范崇辉,张立新,等.半湿润易旱区红富士苹果园初夏土壤理化特性及施肥研究[J].干旱地区农业研究,2008,26(2):28-32.

[14]刘汝亮,同延安,高义民,等.渭北旱塬苹果园土壤养分状况分析与平衡施肥研究[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2008,36(3):135-140.

[15]易亮,李凯荣,张冠华,等.渭北黄土高原经济林地土壤养分特征研究[J].水土保持研究,2009,16(2):186-190.

[16]崔文采.新疆土壤(第1版)[M].北京:科学出版社,1996：505-506.

[17]鲍士旦.土壤农化分析(第3版)[M].北京:中国农业出版社,2000：25-114.

[18]马斌,马琨,何宪平,等.宁夏南部黄土高原流域土壤速效养分空间变异研究[J].农业科学研究,2006,27(3):16-20.

[19]温仲明,焦峰,赫晓慧,等.黄土高原森林边缘区退耕地植被自然恢复及其对土壤养分变化的影响[J].草业学报,2007,16(1):16-23.

[20]许明祥,刘国彬.黄土丘陵区刺槐人工林土壤养分特征及演变[J].植物营养与肥料学报,2004,10(1):40-46.

[21]常庆瑞,岳庆玲.黄土丘陵区人工林地土壤肥力质量[J].中国水土保持科学,2008,6(2):71-74.

Characteristics of Soil Nutrients in Korla Fragrant Pear Orchard

DING Kuo1，WANG Xue-mei2，CHAI Zhong-ping1，GU Ao-yun1

(1.College of Pratacultural and Environmental Science，Xinjiang Agriculture University，Urumqi Xinjiang 830052，P.R.China；

2.College of Geography Science and Tourism，Xinjiang Normal University，Urumqi Xinjiang 830054，P.R.China)

Abstract:The methods of field locating sampling and laboratory analysis are combined to study the soil nutrients of Korla fragrant pear in Xinjiang Uygur Autonomous Region，and the results show that the nutrients of soil in Korla fragrant pear orchard have surface-aggregation effect.In 0~60 cm soil layer，the contents of organic matter，available nutrients and micronutrients are gradually reduced with soil depth increasing.The distributions of organic matter,alkaline hydrolysis N，available phosphorus and available potassium have obvious hierarchy in the soil profile，and there is significant difference among different soil layers.The distribution of available iron，available manganese，and available copper and available zinc have hierarchy in the soil profile，but there is no significant difference among different soil layers.The soil fertility of Korla fragrant pear orchard is at low level in general，and the main reason is that the organic matter and alkaline hydrolysis N are relatively low.

Key words:surface-aggregation effect；organic matter；available nutrient；micronutrients

通讯作者简介：柴仲平(1974-)，男，副教授，博士，主要从事土壤质量与水土保持、果树营养与施肥研究。E-mail:chaizhongpingth@sina.com

作者简介：第一丁阔(1990-)，男，硕士生，主要从事植物营养与施肥研究。E-mail:1522034267 @qq.com

基金项目：国家自然科学基金(31460548)，新疆维吾尔自治区高校科研计划科学研究重点项目(XJEDU2014I017)，土壤学新疆维吾尔自治区重点学科资助。

*收稿日期：2015-06-17

中图分类号：S 661.2

文献标识码：A

文章编号：1672-8246(2016)01-0062-06