陕西关中甜樱桃种植区土壤肥力空间分布研究

李 哲，胡 旭，沈 培，田 汇

(西北农林科技大学资源环境学院，农业部西北植物营养与农业环境重点实验室，陕西 杨凌 712100)

甜樱桃(Prunus.aviumL.)是落叶果树中果实成熟较早的树种之一，有“春果第一枝”的美誉，同时因其果实色泽艳丽、风味品质优良、营养丰富、经济效益甚高而倍受栽培者和消费者欢迎[1]。甜樱桃又叫欧洲甜樱桃、大樱桃，引入我国大约有100多年的历史，陕西省最早于20世纪50年代在西安市开始小规模种植甜樱桃[2]。陕西关中地区属于我国三大甜樱桃适宜栽培区之一，光照、温度、气候、土壤等均适宜种植甜樱桃[3]，极为适宜发展甜樱桃产业。目前，陕西省甜樱桃种植面积已达到2.7万hm2，约占全国甜樱桃总种植面积的13.3%[4]。甜樱桃具有需肥时间相对集中、对肥量变化较敏感、需肥种类多样化等特点[5]。农户习惯栽培模式下甜樱桃结果晚、产量低、效益差[6]，且存在农民对果园土壤性质不了解[7]、过于追求产量、盲目施肥、养分元素间配比不平衡、施肥方法不当等问题[8-10]，从而导致樱桃品质降低及减产时有发生。而科学施肥则能显著增加甜樱桃产量，促进甜樱桃早产丰产[6,11]。

果园土壤养分状况对于果树产量及品质具有重要影响，同时也是果园科学施肥的重要依据[12-15]。近年来有很多有关甜樱桃果园养分状况的报道：阿根廷Los Antiguos Valley有80%的甜樱桃果园存在氮素缺乏现象[16]；山东烟台地区樱桃园有机质含量为1.14%、碱解氮含量为74.9 mg/kg、有效磷含量为40.9 mg/kg、速效钾含量为122.7 mg/kg，养分总体特征为有机质偏低，碱解氮呈两极分化、总体偏高，有效磷偏高，而速效钾偏低[17-18]；北京市海淀区甜樱桃园有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾平均含量分别为17.0g/kg、1.2 g/kg、42.7 mg/kg、77.7 mg/kg和118.5 mg/kg，除速效钾含量低外，整体上处于中等及以上水平[19]；大连地区樱桃果园有机质含量属于中下等水平，全氮、速效钾含量较低，有效磷含量严重超标[20]。由此可以看出，不同地区甜樱桃果园养分含量差异明显，而目前尚未发现关于陕西关中地区甜樱桃果园养分状况的报道，本研究旨在调查陕西关中甜樱桃主要种植区土壤养分含量及其空间变化趋势，为该地区甜樱桃合理施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

甜樱桃一般适栽于年平均气温10～12℃，早春气温变化不太剧烈，夏季凉爽干燥，光照充足，土壤深厚肥沃、通气性良好和土壤pH值适中的地区[2]。关中地区是陕西省甜樱桃主要种植区，该地区地处暖温带半旱生落叶与森林草原地带，属暖温带半干旱气候和暖温带半湿润气候。年平均气温11.5～13.6℃，1月平均气温-1～-2℃，7月平均气温在25℃以上。年降水量529.0～695.6 mm[21]，能够较好的满足甜樱桃的生长需求。陕西甜樱桃每年3月上、中旬开始萌芽，3月下旬至4月上旬为开花期，4月中下旬为幼果期，果实成熟期多集中于5月下旬到6月上旬，较山东烟台等地提前成熟8～10 d[22-24]。

1.2 采样点布设

结合陕西省关中地区甜樱桃种植区分布情况，于宝鸡市凤翔县、扶风县、眉县、岐山县、渭滨区、陈仓区、韩城市、铜川市耀州区、印台区、渭南市白水县、澄城县、富平县、合阳县、蒲城县、华县、临渭区、蒲城县、潼关县、西安市灞桥区、临潼区、户县、蓝田县、周至县、咸阳市三原县、武功县、杨凌区、兴平市、汉中市西乡县28个樱桃主要种植地区共随机选取73个产量和管理上具有代表性的、树龄在6年以上的樱桃果园作为采样地点。采集土样过程中用GPS定位并记录采样点的经纬度坐标信息，绘制采样布点图(图1A)。调研的果园包含先锋、红灯、意大利早红、拉宾斯、艳阳、龙冠、岱红、早大果、雷尼和萨米脱等常见樱桃品种。

图1 陕西关中地区樱桃园土壤采样点及土壤pH值地理空间分布

1.3 取样方法

根据果园的大小及形状，避开施肥点，于距离树干1 m处采样，采用“S”型采样法于每个果园选取6～7点采集0～40 cm土层土壤，后将于同一果园采集的样品混合，共计73个土壤样品。土壤经充分混匀后利用四分法获取试验所需量。将土样置于温室内风干。风干土样经研磨，一部分过0.149 mm筛，用于土壤有机质和全氮测定；另一部分过1 mm筛，用于土壤pH、有效磷、速效钾测定。

1.4 土壤肥力测定方法

有机质采用重铬酸钾外加热法测定；pH值采用电位法测定(水土比为2.5∶1)；有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提，钼锑抗比色法测定；速效钾采用1 mol/L NH4OAc浸提，火焰光度法测定[25]；全氮在K2S04-CuSO4混合催化剂作用下以浓硫酸消煮，后通过AA3型连续流动分析仪(SEAL,德国)测定[26]。

1.5 土壤评价标准

土壤养分等级划分以全国第二次土壤普查分级标准[27]为准。

1.6 数据处理

试验数据使用Excel 2013整理，采用SPSS 20.0进行统计分析，利用ARCGIS 10.1软件采用Kriging法进行制图。

2 结果与分析

2.1 土壤pH值

陕西省关中樱桃种植区79.5%的土壤为碱性和强碱性，其中pH值为6.5～7.5、7.5～8.5和8.5～9.5的土壤分别占20.5%、60.3%和19.2%(图2A)。眉县、西乡县、太白县以及周至县的大部分樱桃种植区为中性土壤,适宜甜樱桃生长；宝鸡市陈仓区、岐山县、扶风县、武功县、户县、长安县、蓝田县、华县、华阴市、潼关县、周至县以及太白县的部分樱桃种植区土壤pH值为7.5～8.0；三原县及渭南市大部分县的樱桃种植区土壤pH值为8.0～8.5；而合阳县内樱桃种植区土壤pH值则达到8.5～9.2(图1B)。

图2 陕西省关中樱桃种植区土壤养分频率分布

2.2 土壤有机质

陕西省关中樱桃种植区土壤有机质整体上较为缺乏，有机质含量为五级标准(6～10 g/kg)、四级标准(10～20 g/kg)、三级标准(20～30 g/kg)和二级标准(30～40 g/kg)的土壤分别占2.7%、84.9%、11.0%和1.4%(图2B)，无土壤样品有机质含量达到一级标准(>40 g/kg)。除了韩城市部分区域的樱桃种植区土壤有机质含量为中等水平以外，其余樱桃种植区(约87.6%)的土壤有机质含量均处于缺乏水平(图3A)。

2.3 土壤全氮

陕西省关中西部樱桃种植区土壤全氮含量适中，但关中东部樱桃种植区土壤全氮较为缺乏。全氮含量为五级标准(0.5～0.75 g/kg)、四级标准(0.75～1.0 g/kg)、三级标准(1.0～1.5 g/kg)、二级标准(1.5～2.0 g/kg)和一级标准(>2.0 g/kg)的土壤分别占16.4%、39.7%、38.4%、4.1%和1.4%(图2C)。宝鸡市陈仓区、扶风县、汉中市西乡县和西安市、渭南市大部分县市的樱桃种植区土壤全氮含量处于缺乏或较为缺乏水平；关中地区中西部区域及铜川市耀州区、渭南市富平县、韩城市的樱桃种植区土壤全氮含量处于中上水平(图3B)。

2.4 土壤有效磷

陕西省关中大部分樱桃种植区有效磷含量处于中上水平，其中有效磷含量为五级标准(3～5 mg/kg)、四级标准(5～10 mg/kg)、三级标准(10～20 mg/kg)、二级标准(20～40 mg/kg)和一级标准(>40 mg/kg)的土壤分别占1.4%、8.2%、15.1%、27.4%和47.9%(图2D)。宝鸡市陈仓区和西乡县部分樱桃种植区土壤有效磷含量处于较缺或中等水平；太白县、西乡县、扶风县、西安市临潼区、三原县、蓝田县、蒲城县、合阳县、大荔县和潼关县的部分樱桃种植区土壤有效磷含量较为丰富；宝鸡市、咸阳市、西安市和渭南市剩余的樱桃种植区有效磷含量则极为丰富(图3C)。

2.5 土壤速效钾

陕西省关中樱桃种植区土壤速效钾含量基本处于中等以上水平，其中速效钾含量在四级标准(50～100 mg/kg)、三级标准(100～150 mg/kg)、二级标准(150～200 mg/kg)、一级标准(>200 mg/kg)的土壤分别占1.3%、5.5%、37.0%和56.2%(图2E)。宝鸡市陈仓区及太白县、眉县的部分区域、渭南市周至县和西乡县部分区域的樱桃种植区土壤速效钾含量处于中等或较丰富水平；关中地区其他县市的樱桃种植区土壤速效钾含量则处于丰富水平(图3D)。

图3 陕西省关中樱桃种植区有机质、全氮、有效磷和速效钾地理空间分布

3 讨论

本研究发现，陕西关中地区樱桃园土壤pH值在6.5～9.2之间，除了太白县、眉县及周至县等近秦岭地区外，绝大多数土壤pH值在7.5～8.5之间，这与郭兆元[28]的研究结果一致。甜樱桃耐盐碱能力差，适宜在pH值为6.0～7.5的土壤中种植[29]。在陈丹[30]、杨杰[31]的研究中，华阴地区、西安市灞桥区的樱桃果园土壤pH值分别为8.0和8.0～8.7。而与之类似，本研究中包括华阴市、西安市灞桥区在内的关中地区有79.5%的樱桃果园土壤pH值在7.5以上，这表明关中地区大部分樱桃种植园中的甜樱桃生长会受到一定的胁迫作用，不利于果树生长发育。同时，土壤pH值会极大地影响土壤养分有效性、土壤保肥能力以及土壤中多种微生物的活性，而大多数土壤pH值高于7.5则意味着土壤中许多微量元素难以被果树根系吸收利用[32]。因此，关中地区的多数樱桃种植区果园需要着重考虑土壤改良措施，调节土壤pH值，使之达到甜樱桃生长适宜范围。

与山东省烟台地区[17-18]、大连地区[20]有机质含量情况相似，本研究表明，陕西省关中地区84.9%的樱桃果园土壤有机质含量处于10～20 g/kg之间，较为缺乏，这与赵业婷[33]所报道的关中地区土壤有机质含量主要集中在10～20 g/kg相符。此外，在刘子龙等[12]的报道中，白水县、澄城县、合阳县、凤翔县、扶风县、铜川市、富平县等地苹果园土壤有机质含量在11.7～17.3 g/kg之间；张进[34]报道陈仓区、富平县、合阳县等地苹果园土壤有机质含量较为缺乏，凤翔县、白水县、澄城县、蒲城县等地区苹果园土壤有机质含量处于中下水平，且其中有很大部分果园土壤有机质含量较为缺乏；李文等[35]报道澄城县苹果园有机质平均含量为11.6 g/kg；王银福[36]报道宝鸡市陈仓区果园有机质平均含量为14.7 g/kg。这些报道均与本研究结果大体上一致，而其中个别存在的差异则可能与苹果、樱桃果园施肥习惯不同有关。陕西关中地区樱桃园土壤有机质含量中部偏西地区较高，关中东部除韩城外整体较低。关中地区年平均气温自西北向东南呈现逐渐增加的趋势[37-38]，而较高的温度有利于有机质的分解，从而致使有机质整体上呈现东部高、西部低的趋势；同时，近山区的气候有利于有机质的积累，平原区的气候因素和作物消耗大而不利于有机质积累[39]。除气候因素外，果园管理方式也是重要原因，长期大量的有机肥投入也会造成某些果园土壤有机质含量的提高。土壤有机质能提供果树生长所需的各种营养元素，同时改良土壤结构，提高土壤养分有效性，增强土壤保水保肥能力，改善土壤吸热性能[40]。因此，这些地区的果园需要在日后的生产实践中重视有机肥投入，多方面增加土壤有机质含量，实现土壤养分平衡、培肥地力、增强树体抗病、抗虫、抗旱能力，提高甜樱桃产量和品质。

4 结论

陕西省关中樱桃种植区土壤pH值较高，79.5%的土壤呈碱性或强碱性，其中包括宝鸡市陈仓区、岐山县、扶风县、武功县、户县、长安县、蓝田县、华县、华阴市、潼关区、周至县、太白县、三原县及渭南市大部分县。因此陕西关中樱桃园应重视土壤改良措施，从而降低土壤pH值以适宜甜樱桃果树生长发育。

包括宝鸡市、咸阳市、西安市、渭南市大部分县区在内的多数(87.6%)樱桃园土壤有机质含量存在缺乏现象，建议在秋季施用基肥时加大樱桃园有机肥的投入量。

陕西省关中东部约有56.1%的樱桃果园土壤全氮含量较低，而土壤有效P、速效K含量整体上处于适宜范围，有效磷含量较为缺乏的樱桃园仅占9.6%，主要集中在宝鸡市陈仓区和汉中市西乡县的部分区域，建议陕西关中樱桃园施肥时采用高氮低磷中钾养分配比。