新疆沙壤土枸杞园不同土层营养元素的相关性

2018-01-30韩宏伟王建友刘凤兰毛金梅蒋江照

经济林研究 2018年1期

韩宏伟，李勇，王建友，刘凤兰，毛金梅，王琴，蒋江照

（新疆林业科学院经济林研究所，新疆乌鲁木齐 830063）

枸杞Lycium barbarum L.为茄科Solanceae枸杞属Lycium L.多年生落叶灌木，是西北干旱地区的重要生态和经济树种之一，具有较强的抗旱、耐盐碱性，同时也是新疆北疆地区广泛栽培兼具生态和经济效益的主要树种。目前，枸杞产业已成为精河县农民增收致富的重要支柱产业[1]。枸杞果实药食同源，具有促进免疫[2]、抗氧化[3]、抗辐射[4]、抗肿瘤[5]、抗衰老[6]、降血糖[7]等保健作用。

目前我国已全面实施和推广了农作物方面的测土配肥工作，并建立了0～20 cm耕作层土壤养分数据库，而有关果树方面的测土配肥研究实践工作尚处于起步阶段。国内针对枸杞主要开展了高效栽培技术[8]、产量与品质关系[9-12]以及逆境生理生态[13-14]等方面的研究，然而，涉及枸杞果园耕层土壤和深层土壤养分含量关系研究方面的试验报道较少。本试验中通过测定沙壤土初果期枸杞园年不同生长时期0～20 cm与20～60 cm土壤营养元素含量，对其分布变化趋势及营养元素含量相关性进行分析，以期为新疆枸杞主产区实施测土营养诊断，制定合理配肥方案，最终实现高产优质提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验区位于新疆北疆博州精河县枸杞主产区（地理坐标 81°46′—83°51′ E、44°02′—45°10′ N），平均海拔1 231.2 m，属北温带干旱荒漠型大陆性气候。年均无霜期170 d，1月平均气温-15 ℃，7月平均气温26 ℃，极端低温-34 ℃，极端高温42 ℃，年均降雨量102 mm，年均蒸发量2 281 mm，年均日照时数2 700 h。

以精河县枸杞主栽区沙壤土初果期枸杞园为研究对象，选定试验园面积2.7 hm2，管理水平一致，林相整齐，无病虫害，树龄2 a，株行距1.0 m×3.0 m，平均树高1.3 m。

1.2 土样采集及测定方法

取样时间：2012年和2013年的4月上旬（春季萌芽期）、6月上旬（夏果膨大期）、8月上旬（夏果采后花芽分化期）和9月下旬（秋果采收后期）。

土样采集：在试验园内沿对角线方向并按“S”形选取10株样树，抽样时避开路边、田埂、沟边、肥堆等特殊部位。于样株树冠边缘垂直投影的2/3处并沿干周方向均匀选择8个点，在不同取样时期按0～20 cm、20～60 cm深度在各采样点分层取样，将相同深度的土样混合后用四分法取得500 g样品，迅速带回室内进行风干、过筛（100目），并置于干燥环境中待测。

土样测定方法：土壤有机质（OM）含量采用重铬酸钾容量法测定；土壤碱解氮含量采用扩散法测定；速效磷含量采用碳酸氢钠浸提-分光光度法测定；土壤速效钾含量采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定；有效锌、铁、锰含量采用DTPA提取-原子吸收分光光度法测定[15]；有效硼含量采用ICPAES法测定[16]。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2016和DPS 9.50软件对数据进行整理和分析，并用Duncan多重比较法检验不同土层不同时期各养分含量差异显著性；采用SPSS 22.0软件对土壤养分之间的相关性进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同生长时期枸杞园土壤有机质及矿质元素的动态分布

供试土壤养分含量测试结果见表1。由表1可知，0～20 cm与20～60 cm土层，夏果膨大期与夏果采后花芽分化期土壤有机质、碱解N含量均显著高于春季萌芽期和秋果采收后期（P＜0.05），夏果膨大期土壤速效K含量大于其他3个生长时期（P＜0.05）；秋果采收后期土壤有效Zn、Fe、B含量大于其他3个生长时期；0～20 cm土层，夏果采后花芽分化期土壤速效P含量大于其他3个生长时期（P＜0.05），春季萌芽期和夏果膨大期土壤有效Mn含量大于夏果采后花芽分化期（P＜0.05），但其他各期与秋果采收后期的有效Mn含量无显著差异；20～60 cm土层，秋果采收后期土壤速效P含量大于夏果采后花芽分化期（P＜0.05），但与春季萌芽期和夏果膨大期的速效P含量无显著差异。春季萌芽期土壤有效Mn含量大于其他3个生长时期（P＜0.05）。

2.2 不同生长时期枸杞园不同土层营养元素含量的相关性

2.2.1 春季萌芽期土壤营养元素含量的相关性

春季萌芽期试验园不同土层营养元素含量的相关性分析结果见表2。由表2可知，对于不同深度土层中常规营养元素而言，20～60 cm与0～20 cm土层中对应N、K含量均呈极显著正相关（P＜0.01），相关系数分别为0.765、0.726，而不同深度土层中对应P含量无显著相关性；对于不同深度土层中微量元素来说，20～60 cm与0～20 cm土层中对应Fe、B含量均呈显著正相关（P＜0.05），而不同深度土层中对应Zn、Mn含量无显著相关性。从不同深度土层中常规营养元素的交互作用来看，20～60 cm土层中P、K含量与0～20 cm土层中对应的Mn、P含量分别呈极显著（P＜0.01）负相关、显著负相关（P＜0.05），相关系数分别为-0.789、-0.556；而微量元素交互作用呈现出20～60 cm与0～20 cm土层中Zn与N含量间的极显著正相关（P＜0.01）及Fe与K、B与N含量之间的显著正相关（P＜0.05）。

表1 试验园不同生长时期土壤养分含量（平均值±标准差）†Table1 Soil nutrient contents at different growth period in test orchard (mean ± standard deviation)

表2 春季萌芽期不同土层营养元素间相关系数†Table2 Correlation coefficients between nutrient elements in different soil layers at spring germination stage

2.2.2 夏果膨大期土壤营养元素含量的相关性

夏果膨大期试验园不同土层营养元素含量的相关性分析结果见表3。由表3可知，对于不同深度土层中常规营养元素而言，20～60 cm与0～20 cm土层中对应N、K含量则分别呈显著正相关和显著负相关（P＜0.05），相关系数分别为0.700、-0.553，而P无显著相关性；对于不同深度土层中微量元素来说，20～60 cm与0～20 cm土层中对应Mn含量呈极显著正相关（P＜0.01），Fe、B含量均呈显著正相关（P＜0.05），而不同土层中对应Zn含量无显著相关性。从不同深度土层中常规营养元素交互作用来看，20～60 cm土层中N含量与0～20 cm土层中对应的K、Mn含量分别呈极显著正相关（P＜0.01）和显著正相关（P＜0.05），而20～60 cm土层中P、K含量与0～20 cm土层中对应的B含量分别呈显著正相关（P＜0.05）和极显著正相关（P＜0.01）；微量元素交互作用则呈现出20～60 cm与0～20 cm土层中与Fe与Zn含量间的显著正相关（P＜0.05），Mn与有机质含量间的显著正相关（P＜0.05）和B与Fe含量之间的极显著正相关（P＜0.01），而Zn与其他元素含量间的交互作用不显著。

表3 夏果膨大期不同土层营养元素间相关系数Table3 Correlation coefficients between nutrient elements in different soil layers at summer fruit expanding stage

2.2.3 夏果采后花芽分化期土壤营养元素含量的相关性

夏果采后花芽分化期试验园不同土层营养元素含量的相关性分析结果见表4。由表4可知，对于不同深度土层中常规营养元素而言，20～60 cm与0～20 cm土层中仅对应的K含量间呈极显著正相关（P＜0.01），而对应N、P元素含量间无显著相关性；对于不同深度土层中微量元素来说，20～60 cm与0～20 cm土层中对应各元素含量则无显著相关性。从不同深度土层中常规营养元素的交互作用来看，20～60 cm土层中N含量与0～20 cm土层中对应的K含量呈极显著正相关（P＜0.01）、而与Fe、Mn含量均呈显著正相关（P＜0.05），而20～60 cm土层中P含量与0～20 cm土层中对应的有机质含量呈显著正相关（P＜0.05），20～60 cm土层中K含量则与0～20 cm土层中N、Fe含量均呈显著正相关（P＜0.05）；微量元素交互作用则呈现出20～60 cm与0～20 cm土层中与Fe与B含量间的显著正相关（P＜0.05），Mn与Fe、B含量之间的极显著正相关（P＜0.01）和显著正相关（P＜0.05），B与K含量之间的显著正相关（P＜0.05），Zn与其他元素含量间的交互作用不显著；有机质与Fe含量之间则呈显著正相关（P＜0.05）。

2.2.4 秋果采收后期土壤营养元素含量的相关性

秋果采收后期试验园不同土层营养元素含量的相关性分析结果见表5。由表5可知，对于不同深度土层中常规营养元素而言，20～60 cm与0～20 cm土层中对应N、P、K含量间均无显著相关性；对于不同深度土层中微量元素来说，20～60 cm与0～20 cm土层中对应各元素含量仅有B呈极显著正相关（P＜0.01），相关系数为0.835，而对应Zn、Fe、Mn含量均无显著相关性。从不同深度土层中常规营养元素交互作用来看，20～60 cm土层中N含量与0～20 cm土层中有机质含量呈极显著正相关（P＜0.01），K与Mn含量间呈极显著正相关（P＜0.01），而20～60 cm土层中P含量与0～20 cm土层中其他元素含量无显著相关性；微量元素交互作用为20～60 cm与0～20 cm土层中Fe与N、有机质含量间均呈显著正相关（P＜0.05），B与Zn含量之间呈显著正相关（P＜0.05），而Zn、Mn与其他元素含量间的交互作用不显著；有机质与Zn含量之间则呈显著负相关（P＜0.05）。

表4 夏果采后花芽分化期不同土层营养元素间相关系数Table4 Correlation coefficients between nutrient elements in different soil layers at flower bud differentiation stage after summer fruit harvested

表5 秋果采收后期不同土层营养元素间相关系数Table5 Correlation coefficients between nutrient elements in different soil layers at autumn fruit harvest late stage

3 结论与讨论

沙壤土初果期枸杞园年不同生长时期土壤矿质元素含量存在显著性差异，多以夏果膨大期和夏果采后花芽分化期常规营养元素含量相对较高，主要与此期果农过量追施N、P、K速效肥，灌溉引起的由表层土壤向下淋溶运动和枸杞吸收根系主要分布在20～60 cm深度土层有关[17-19]。

分析研究结果表明，沙壤土初果期枸杞园年不同生长时期0～20 cm与20～60 cm深度土层对应相同常规营养元素和微量元素含量间大多存在显著的正相关性，如不同深度土层中常规N含量在春季萌芽期和夏果膨大期分别呈极显著和显著正相关；不同深度土层中常规K含量在春季萌芽期和夏果采后花芽分化期均呈极显著正相关；不同深度土层中微量元素Fe含量在春季萌芽期和夏果膨大期均呈显著正相关，不同深度土层中微量元素B含量在春季萌芽期和夏果膨大期也均呈显著正相关，在秋果采收后期呈极显著正相关，但个别常规营养元素如P，微量元素如Zn、Mn（夏果膨大期除外），其不同深度土层年不同生长时期相同营养元素含量间无显著的相关性。对年不同生长时期不同深度土层中不同营养元素而言，其相互间也呈现出某些元素显著的正相关性，如N、P与K，N、P、K与Zn、Fe、B和有机质之间在枸杞年生长期不同阶段具有显著的正相关性，但个别元素间不具有显著相关性和明显的规律性，这主要是因为沙壤土有效养分含量受季节（土壤温度、水分等差异）和土壤供肥、保肥性能影响比较大[20-24]，另外也可能与各元素间的互作或拮抗作用有关，有待深入分析和研究。

沙壤土初果期枸杞园年不同生长时期0～20 cm、20～60 cm深度土壤有机质和矿质元素的分布变化特征和规律研究结果表明：各层土壤N、K大量营养元素含量大于P元素（P＜0.05），且多以夏果膨大期和夏果采后花芽分化期含量相对较高。不同深度土壤有机质及矿质元素含量存在显著差异，有机质、N、K元素含量总体表层大于底层，P、Zn、Fe、Mn含量则表现为表层小于底层，而不同土层B含量无显著性差异。枸杞吸收根系主要位于20～60 cm深度土层，因此生长季施肥应尽量施于20～60 cm土层，以利于其根系充分吸收。

沙壤土初果期枸杞园年不同生长时期、不同深度土层中常规营养元素和微量元素含量间大多存在显著正相关性，但年不同生长时期不尽相同。春季萌芽期、夏果膨大期和夏果采后花芽分化期是枸杞一年中生长结实的关键时期，应及时补充常规大量营养元素肥料和追施适量的微肥以满足枸杞果实生长发育营养需求。试验分析结果及生产实践表明，春季萌芽期、夏果膨大期和夏果采后花芽分化期应以增施N、P、K肥为主，同时注意补充适量的Zn、Fe、B等微量元素，秋果采收后期施足有机肥。枸杞土壤养分供肥性能和分布受土壤温度、水分等季节性因素影响，并因土壤质地不同而有所差异，因此应视土壤质地、年不同生长时期和肥料种类，实施枸杞科学配方施肥，以实现枸杞高产优质。

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