青河县沙棘土壤养分变化特征研究

王 健，王春燕，徐 静，崔 东

（新疆阿勒泰地区林科所，新疆阿勒泰市 836500）

沙棘是半干旱地区用于水土保持造林的主要生态经济型树种，有很好的水土保持功能。作为一种植物资源，沙棘含有多种生物活性物质，具有多种生物活性。基于国内多年来在沙棘水土保持、资源利用方面的研究成果，更多方面的研究也被人们所考虑，土壤是林木生长的载体，土壤的肥力对林木生长有着重要的影响，所以其生长所需要的土壤养分状况更应该受到重视。

沙棘对生长的自然环境要求较低，属于适应环境能力很强的植物。对各种复杂气候条件适应能力强，耐寒冷、酷暑，在年均气温0℃ 以下，仍发育良好。沙棘对降水变化适应能力强，在年降水量250～800mm的地区，沙棘都能生长。它对各种土壤条件有较强的适应性，耐瘠薄、耐盐碱，不论在贫瘠的黄土高原，在西北的戈壁、盐碱地，还是在东北草甸，沙棘均可以正常生长，并且在短期内能迅速繁殖成林。一般情况下，1年生树高可在lm左右，3年林地就可郁闭，是保持水土、防风固沙的好树种。沙棘还耐修剪、耐践踏，萌生能力强，不易感染病虫害 。

我国从20世纪80年代中期开始重视沙棘的综合开发加工利用，有关沙棘的研究资料、资源发展现状，综合评述国内最新的研究进展，论著等日益增多。其中研究了沙棘水土保持功能及资源利用研究进展［5］，提出了我国今后应继续加强研究的领域。本文就沙棘的土壤养分展开研究，旨在熟悉沙棘生长所需的土壤类型及养分状况，为大力发展沙棘产业提供理论依据，也为改善沙棘种植技术提供理论支持。

1 研究区概况及研究方法

1.1 研究区概况

青河县位于新疆维吾尔自治区东北部，准噶尔盆地东北边缘，阿尔泰山东南麓。东、北两面同蒙古国接壤，边界线长280km。西邻富蕴县南与昌吉回族自治州奇台县为邻，是阿勒泰地区最东边的一个县，位于东经89°47′～91°04′，北纬45°00′～47°20′，南北最长258km，东西最宽110km，总面积为15579.5km2。青河镇位于青河县北部。距阿勒泰市320km。县城海拔高度1218m，境内最高点海拔3659m，最低处900m。极端最低气温为－53℃，最高达36.5℃；年平均气温0℃，年均降水量161mm，蒸发量达1495mm；无霜期平均为103d，最短的年份仅有87d，一年中大于等于0℃的积温为2519.3℃，持续天数195d。

1.2 研究方法

1.2.1 样地选择及土样采集、试样制备

对青河县16个沙棘地块以0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm土层及离树20cm、30cm、50cm为采样点采集土壤，选取样点时，以“S”字形布点，避免在非代表性的地方布点。每块地上约选取5～10个样点，然后分别进行混合，取约1kg样品装入塑料袋，标好标签带回室内。

1.2.2 土壤样品的处理

风干：将土壤样品弄成碎块平铺在干净的纸上，堆成薄层放于室内阴凉通风处，每天翻动4次，以加速干燥，并随时拣去粗大的植物残体，结核等物。待土样半干时，将大土块捻碎。

磨细过筛：挑出自然风干土样内的植物残体，使土体充分混匀，称取土样约500g研磨、捻压，用孔径为1mm的筛子过筛，直至全部筛完。＜1mm的土样经充分混合后，置于广口瓶中，贴上标签。

土壤有机质分析时对土样进一步磨碎，方法是：称取50g＜1mm的土样，全部研细通过0.25mm筛孔的筛选。土样分用广口瓶保存，贴好标签备用。

1.2.3 测定方法

有机质采用重铬酸钾外加热法，碱解氮采用碱解扩散法，速效磷采用碳酸氢钠浸提－钼锑抗比色法，速效钾用乙酸铵浸提－火焰光度计法，pH用酸度计测定。

2 研究结果与分析

2.1 养分水平分析

2.1.1 速效钾

速效钾含量总体为中等水平，部分含量介于200mg/kg至250mg/kg之间为丰富，个别样品有效钾含量大于250mg/kg为极丰富。所测地块中土壤含钾量偏差不大，不处于缺乏状态。

图1 不同时间速效钾含量

由图1知沙棘需钾量较稳定，其中东风乡申大东家2005年沙棘地块 （E：7°55′45″，N：51°76′48″；海拔1256m）速效钾含量最高，该地块位于山下，石块较多，主要为山上冲积下来的小片石，含钾岩石也比较多 （黑云母、白云母、正长石、伊利石）。幸福村2006年沙棘地块 （E：7°54′36″，N：51°74′34″；海拔1275m）速效钾最少。

2.1.2 速效磷

速效磷含量比较低，含量介于10mg/kg至20mg/kg之间，处于中等水平的样品有84个，有109个样品含量为较低水平 （5mg/kg～10mg/kg），有20个样品有效磷含量为极低水平（小于5mg/kg）。

由图2可看出速效磷含量随土层加深而减少，而与离树距离远近关系不大，说明沙棘对磷需求不大。

2.1.3 碱解氮

耕作层土壤碱解氮，多数样品为极低水平（碱解氮含量低于30mg/kg）。所测碱解氮范围在5～44mg/kg，而一般在小于30mg/kg处于极低水平，30～60mg/kg为低等水平。

图2 不同时间速效磷含量

由图3可看出碱解氮含量随土层加深而减少，离树距离越远越少。

2.1.4 有机质

耕作层土壤有机质含量对于北疆来说有机质含量总体处于低水平 （有机质含量6g/kg～10g/kg），接近1/3的样品有机质为极低水平（含量小于6g/kg）。因为所测有机质范围在2～13g/kg，而一般在10～20g/kg范围内处于中等水平，6～10g/kg处于低等水平，大于20g/kg和小于6g/kg均为高水平和极低水平。北疆比南疆湿润，加之植被、气候等因素，所以北疆有机质含量普遍高于南疆。土壤有机质是土壤的重要组成部分，土壤的物理、化学、生物等许多属性都直接或间接地与有机质的存在有关［3］。有机质是土壤的重要组成成分，其含量水平是衡量土壤肥力的重要指标［4］。在一定条件下，土壤有机质含量越高，标志着土壤肥力越好；土壤有机质含量越低，标志着土壤肥力越差［6］。

图3 不同时间不同土层碱解氮

图4 不同时间距根不同距离有机质分布

通过分析可得有机质含量随着土层由上而下基本呈上升趋势，而随距树距离增大而减少。即在耕作层中土层越深有机质含量越高，距树越远含量越少。因为腐殖质是有机质的主要组成部分，占有机质的50%～70%，而距树越近其枯枝落叶越多，土层越深落叶分解越充分，腐殖质含量越高。其中幸福村2007年沙棘地块 （E：7°54′58″N：51°76′68″海拔1274m）有机质含量较高。

2.1.5 pH

pH在7.55～7.9范围内，呈微碱性。而沙棘生长正常，证明沙棘具有抗碱性能。

2.2 差异显著性水平分析

分别以水平及垂直方向的分析结果为单位，各以土层和距离分组，观测值均为7（02～07、09年），通过方差分析即F检验对所测结果进行差异显著性分析。

表1 不同土层速效钾

表2 不同距离速效钾

表3 不同距离速效磷

表4 不同土层速效磷

表5 不同土层碱解氮

表6 不同距离碱解氮

表7 不同土层有机质

表8 不同距离有机质

以上检验结果因为距树不同距离F0.05＝3.55，F0.01＝6.01，不同土层 F0.05＝3.01，F0.01＝4.72，所以F值均小于F0.05。

3 结论与讨论

（1）所研究土壤呈微碱性；速效钾含量总体为中等水平，沙棘需钾量随土层及距树距离较稳定；速效磷含量比较低，速效磷含量随土层加深而减少，而与离树距离远近关系不大，说明沙棘对磷需求不大，碱解氮含量随土层加深而减少，离树距离越远越少，有机质含量随着土层由上而下基本呈上升趋势，而随距树距离增大而减少。即在耕作层中土层越深有机质含量越高，距树越远含量越少。

（2）沙棘是一种需氮量较高的植物，它根系可能具有固氮特性，但能力不强 （除本身具有的特性外，种植环境与固氮能力也有较大关系），远不能满足高产的需求。

（3）具体沙棘固氮能力、土壤养分提供能力以及1000kg经济产量能吸收多少氮、磷、钾和施肥后肥料利用率、校正系数等测土配方施肥所需参数可以通过肥料使用效应试验获得。

（4）由于所选地块的土壤条件、位置、气候、田间管理等不同，造成各年度沙棘生长情况及各养分分布规律不明显。土壤中化学元素的空间变异性，取决于土壤母质的性质和地理位置，并与气候、大气沉降、降雨和农业措施等有关［7］，土壤母质对土壤特性变异有较大影响。土壤母质是土壤形成的基础，往往由于母质的差异而致使土壤特性存在着较大的变异。

（5）地形与土壤特性变异有直接的关系。地形影响水热条件和成图物质的再分配，因而不同地理位置有着不同的土壤特性。地形对土壤肥力和有效水有较大影响，在坡度相似的位置，土壤特性趋于相似。在复杂的丘陵地区，土壤物理特性如粘粒含量、砂粒含量和pH与地形位置均有高度的相关性［8］。

（6）通过方差分析可知，所测沙棘土壤养分均无显著性差异。

[1] 金继运，何萍 .氮钾互作对春玉米产量及其组分动态的影响 ［J］ .玉米科学，1999，7 （4）：57－60.

[2] 何文寿 .设施农业中存在的土壤障碍及其对策研究进展 ［M］.土壤，2004，36 （3）：235－242.

[3] 张勇，庞学勇，包维楷等 .土壤有机质及其研究方法综述 ［J］.世界科技研究与发展，2005，27（5）：47－52.

[4] 崔凤俊 .潮土有机质分布特征及其相关性 ［J］土壤肥料，1997 （3）：26－28.

[5] 梁玉清，刘平，陈鑫娇 .沙棘水土保持功能及资源利用研究进展 ［J］.亚热带水土保持，2l（2），2009年6月.

[6] 谢林花，吕家珑，张一平等 .长期施肥对石灰性土壤磷素肥力的影响I.有机质、全磷和速效磷［J］.应用生态学报，2004，15 （4）：787－789.

[7] Sposito G，Lund LJ and Chang AC，1982.Trace metal chemistry in arid－zone filed soils amended with sewage sludge：L Fractionation of Ni，Cu，Zn，Cd and Pb in solid phases ［J］ .Soil Sci.Am.J.46：260－264.

[8] Ovalles FA and Collins ME，1986.Soil－landscape relationships and soil variability in north central Florida ［J］.SoilSci.Soc.Am.J.50：401－408.