延长县兰街村苹果园土壤质量分析与评价

薛卫鹏，李 杨，张涵瑞，郭中瑞

［1.陕西省林业科技推广与国际项目管理中心（陕西省林业工作站），陕西西安 710082；2.陕西科技大学环境科学与工程学院，陕西西安710021］

当前，黄土高原地区由以种植粮食作物为主转向以苹果种植为主，截至2015年，黄土高原地区苹果种植面积达118.42 万hm2，产量达1 851.16 万t。于年文等对陕西省延长县苹果园研究发现，在使用传统肥料时，50%以上的苹果园缺乏有机物、100%缺乏氮元素、81%缺乏磷元素、63%缺乏钾元素，且由于不合理的施肥模式和不平衡的无机养分输入，果园土壤呈弱碱性，不适宜苹果树生长[1-2]。延长县罗子山镇兰街村果农通常在2—3 月和9—10 月各施肥一次，每次施肥总量为1 500～4 000 kg·hm-2，以氮、磷肥为主，少量混用复合肥，少数农户会施用农家肥[3-4]。果园土壤的理化性状和养分含量会直接影响营养元素在土壤中的转化和使用效率，进而影响果树的生长发育及果实的产量和品质。为保障果树健康生长，农户需通过监测土壤数据明确土壤质量情况，制订科学合理的施肥和养分管理方案[5-6]。基于此，对兰街村苹果园8 个样地的pH 值、有机质含量和其他营养元素进行调查分析，为苹果园科学施肥、提高肥料利用率、改善土壤环境及提高苹果品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 调查方法及土壤样品采集

2020 年12 月进行实地调查，选择兰街村8 个主要的苹果种植区作为样本点，分别标记为1、2、3、4、5、6、7、8，以了解苹果园土壤的理化性状和营养元素含量情况。采用“S”形多点取样，取深0～40 cm的混合土样。样品充分混合后，用“四分法”保留约1 kg 土样。将土样带回实验室，自然风干，去除石块及动植物残体，用2 mm尼龙筛进行筛分并储存备用。

1.2 测定项目及方法

土壤pH值通过pH计测定水土质量比为5∶1的液体得到；全氮采用半微量开氏法测定；有效磷和速效钾检测均采用联合浸提比色法测定；有机质采用重铬酸钾容量法+加热法测定；汞采用冷原子吸收分光光度法测定；砷采用原子荧光光谱分析法测定；铜采用原子吸收与荧光光度法；锌采用火焰原子吸收光谱法测定。

2 结果与分析

2.1 兰街村苹果园土壤理化性状

对样本点土壤的基本性质进行测定分析，对土壤肥力等级进行了综合评价。表1为土壤养分分级标准，本文据此分析评价兰街村苹果园土壤质量。

表1 全国第二次土壤普查养分分级标准

2.1.1 pH值

最适宜苹果生长的土壤pH 值在6.5～7.5，但样品点所在果园土壤pH 值均在8.0 以上（见表2），为弱碱性。当土壤pH 值大于8.0 时，果树根系对生长所需的大量元素如N、P、K、Mg、Ca 等吸收利用能力降低，果树易发生缺素失绿现象[7]。

表2 兰街村8个样地土壤性状

2.1.2 有机质含量

土壤有机质不仅能为果树生长提供养分，还能提高土壤持水保肥能力及土壤缓冲性，当土壤有机质含量低于2%时，果树生长缓慢、肥料利用率低，苹果产量低、质量差，易发生苦痘病。如表2 所示，当前延长县兰街村果园0～40 cm 土层的平均土壤有机质含量为0.756%，东部（样地1、2、3）和西部（样地4、5、6、7、8）果园的土壤有机质含量差异较大，东部果园的有机质含量相对较高，但都没有超过1.0%。对比分级标准表1可知，兰街村土壤有机质含量属于Ⅴ级。

2.1.3 全氮含量

如表2所示，8个土壤样品所在苹果园区的土壤全氮含量差异较小，为0.038～0.049 g·kg-1。对比分级标准表1 可知，兰街村果园内土壤含氮量属于VI 级标准，全氮含量较低。

2.1.4 全钾、速效钾含量

由于兰街村果园土壤母质为黄土，因此样本点土壤全钾含量差异较小，土壤中钾肥的可利用性较好。如表2 所示，全钾含量为1.92%～2.10%，平均值为1.97%[8]。速效钾的含量差异相对较大，为70～144 mg·kg-1，平均值为104.0 mg·kg-1。对比分级标准表1 可知，样本点所在果园中50%的土壤速效钾含量大于100.0 mg·kg-1，为Ⅲ级(优良)。

2.1.5 全磷、有效磷含量

如表2 所示，土壤中全磷含量的变化相对较小，为0.598～0.669 g·kg-1，平均值为0.617 g·kg-1；有效磷含量的变化相对较大，为2.9～7.0 mg·kg-1。对比分级标准表1 可知，所调查果园中有25%的土壤中速效磷含量大于5 g·kg-1，属于Ⅳ级标准，75%土壤属于V级标准，可见兰街村果园土壤的磷肥供应状况较差。

试验果园土壤养分指标除了速效钾含量部分达到Ⅲ级标准外，其余指标均为Ⅳ级及以下，尤其是土壤有机质含量严重偏低[9]。土壤有机质含量偏低会造成土壤微生物种群和数量减少，微生物活动和繁衍较弱，土壤结构易遭到破坏，养分供给不及时，进而影响苹果产量[10]。

2.2 兰街村苹果园土壤CCA分析

将8 个土壤样本的理化性质、微生物群落与各样本土壤周围果树产量进行CCA 分析，结果如图1 所示。兰街村不同园区地块的土壤性质差异显著，可能是由于兰街村苹果园实行各农户分区承包种植，土壤养分管理不统一，进而导致土壤性质变化较大。其中，对土壤理化性质的差异解释量排在前4 位的分别为总氮、总磷、总钾及pH 值。样点周围单株平均产量（YieldPp）与总有机碳（TOC）、速效氮（SN）、镁（Mg）、锌（Zn）、真菌生物量（Fungus）、细菌生物量（Bacteria）呈正相关，说明土壤有机质含量、微生物种群与果园产量呈正相关。同时，兰街村苹果园土壤pH 值偏高，故适当降低土壤酸碱度不仅有利于增加果树产量，还有利于优化土壤微生物环境，增加真菌、细菌生物量，促进真菌、细菌在土壤内均匀分布[11-13]。

图1 兰街村8个样地土壤与环境因子的CCA分析图

2.3 兰街村苹果园土壤肥力评价

根据监测结果和全国第二次土壤普查养分分级标准对调查果园土壤进行分级评价。由表3 可知，有效磷含量变异度最大，土壤pH 值变异度最小；有效磷、速效钾的变异系数均大于20%，有机质的变异系数接近15%。样本点果园土壤肥力水平变化较大，营养元素分布不均，需改善果园施肥管理措施。

表3 兰街村果园土壤整体养分评价

3 结论与建议

3.1 结论

土壤肥力质量是对土壤化学、物理和生物特性的整体反映，反映了土壤的生产能力，土壤肥力质量下降会限制苹果行业可持续健康发展[14-16]。本次土壤数据测定表明：1）延长县兰街村苹果园0～40 cm 土壤有机质平均含量为0.77%，含量较低；2）兰街村苹果园pH 值均大于8.0，显著高于苹果种植最佳pH 范围，导致果树易发生缺素症[17-18]；3）兰街村果园全氮和有效磷分别为Ⅵ级、Ⅴ级，而我国苹果园土壤全氮含量为0.08%～0.13%，故兰街村苹果园果树存在生长不良、新梢粗短、树势较弱、抗病能力差等问题，同时存在部分叶片发黄、花芽分化停滞等现象[19]；4）兰街村苹果园0～40 cm 土层土壤有效磷、速效钾、有机质等区域变异较大，变异系数分别为35.02%、22.56%、14.69%，除部分陡坡造成施肥困难外，各家各户承包区域的施肥量和施肥方式不同是造成该现象的主要原因。

3.2 建议

建议兰街村苹果园实施能有效增加土壤有机质含量的措施。1）增施有机肥、果园种植绿肥、覆盖有机物料、优化氮磷钾施肥比例和施用时期等[20]。2）适当施用酸性肥料或生理酸性肥料以改善土壤酸碱度，根据土壤评测结果周期性地调整施肥策略。3）根据评测结果，针对各承包区域，制定差异化的施肥标准，实现兰街村苹果园土壤的整体生态经济型改良[21]。