桂西北3种核桃林土壤养分对比

霍灿灿 招礼军 朱栗琼 霍丽娜 刘金炽

桂西北3种核桃林土壤养分对比

霍灿灿 招礼军 朱栗琼 霍丽娜 刘金炽

（广西大学林学院/广西森林生态与保育重点实验室 广西南宁 530004）

探究漾濞泡核桃（）、薄壳山核桃（）和云新核桃（）土壤养分状况，为核桃园的科学施肥与管理提供参考依据。选择20个种植有漾濞大泡核桃、薄壳山核桃和云新核桃的核桃园，采集深度为0～40 cm土层的土壤样品进行土壤pH及养分含量等指标的测定。结果显示：漾濞泡核桃、薄壳山核桃、云新核桃土壤pH分别为4.49～7.52、4.55～7.03、6.49～7.57；3个品种的核桃土壤有机质、全氮、全磷、有效磷均较为丰富，全钾、有效氮含量均比较匮乏，漾濞泡核桃、薄壳山核桃土壤有效钾含量（分别为124.02、76.12 mg/kg）较匮乏，近半数云新核桃林地土壤有效钾含量也较低；3种核桃土壤有效铁、有效锌、有效硼含量大部分处于过量水平，交换性钙较适量；不同品种间有机质、全氮、有效氮分布不均衡，且基本缺乏有效氮和钾元素。主成分分析表明，云新核桃林地土壤肥力比漾濞泡核桃、薄壳山核桃高。在核桃园管理上应充分了解土壤养分状况，根据不同核桃林土壤的差异针对性调整施肥方案，以促进核桃产业的绿色可持续发展。

漾濞泡核桃；薄壳山核桃；云新核桃；土壤养分；主成分分析

核桃（L）又名胡桃，为胡桃属的落叶乔木，是中国重要的木本油料树种，具有较高的营养和药用价值。核桃具有耐石漠化、耐旱、耐贫瘠等特点，已成为广西扶贫攻坚项目的重点支柱产业[1]。河池市是广西最大的核桃种植基地，2017年核桃种植面积达到21.33万hm2[2]。随着规模的扩大，传统方法已无法科学地指导人们判断种植区土壤养分丰缺状况，进而制约了核桃产业的发展。土壤是核桃生长的基础，土壤肥力是决定核桃产量高低和品质好坏的关键[3]。而土壤养分状况受地形、气候、土壤条件、植被及人类活动等因素的综合影响。开展本试验有助于深入了解核桃园区土壤养分状况，指导林地科学合理施肥，促进核桃可持续发展。目前，已有学者进行了许多相关研究。宋斌等[4]研究发现，贵州核桃主产区土壤富含全氮、全磷、交换性钙、镁、有效锰、铜等元素，而缺乏钾、有效硼、有效铁等元素；部分核桃园土壤全钾、有效磷、有效锌含量偏低。赵瑞芬等[5]采用主成分分析法对山西省核桃主产区土壤肥力进行评价，结果表明，核桃主产区土壤综合肥力属于中低水平，其中土壤有效磷、有机质和全氮发挥作用最大。张媚等[6]研究表明，过度经营山核桃林土壤的速效磷、速效钾和速效氮含量分别为（18.10±0.58）、（698.63±11.24）和（227.13±3.81）mg/kg，均高于生态经营山核桃林土壤中的含量。张玲等[7]在对新疆乌什县核桃生产园土壤肥力进行评价时指出，核桃生产园施肥与土壤养分管理方面，需提高有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量，持续改善和维持土壤有效钙、镁、锌的含量。韦婉羚等[8]发现，广西河池核桃示范区土壤有机质、氮和钾丰富，但磷分布不均衡，且土壤普遍缺乏硼。土壤养分是核桃产量高低和品质好坏的关键因素，不同核桃林地的土壤肥力存在较大差异，施肥措施也应根据林地实际情况进行调整。鉴于此，本研究在广西河池市漾濞泡核桃（）、薄壳山核桃（）和云新核桃（）3种林地中采集土壤进行养分测定与分析，探究核桃园不同品种核桃林地土壤肥力状况，以期为核桃园的养分管理和平衡高效施肥提供理论依据及科学指导。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 研究地概况 研究地位于广西壮族自治区河池市（106°34′～109°09′E，23°41′～25°37′N），该地处于广西西北边陲、云贵高原南麓，东连柳州，西邻百色，南接南宁，北邻贵州黔南布依族苗族自治州，总面积为3.35万km2。市内地形复杂，地势西北高东南低，山岭绵亘；属亚热带季风气候，光照充足，雨量充沛，年日照时数为1 447～ 1 600 h，年平均气温在16.9～21.5℃，无霜期超过340 d，年降雨量为1 200～1 600 mm。

1.1.2 试材 选择河池市的10个核桃园为试验对象，每个核桃园均种植有漾濞泡核桃、薄壳山核桃与云新核桃，核桃林管理时定期施用农家肥和化肥，其中农家肥每株核桃树每次用量为50 kg左右，核桃树龄均是6年。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 于2019年7月中旬对核桃园土壤样品进行采集，每次土壤样品采集避开施肥时期，每个园中的每种核桃林地选择海拔及坡向大致相同、相互之间距离100 m以上的3块样方作为重复，按照S型随机在各样方核桃树冠滴水线位置挖0～40 cm的土壤剖面，在剖面中均匀取土，混合后再用四分法采集l kg左右土样分别装入自封袋中；带回实验室后，挑出植物残体和石砾等杂质，自然风干，研磨，过60目筛，用于土壤养分含量的测定。

1.2.2 指标测定 土壤pH采用浸提电位法（土水比1∶2.5）测定；有机质（SOM）含量采用重铬酸钾氧化-外加热法测定；采用H2SO4-H2O2消煮法制备待测液，而后使用扩散法测定全氮（TN）、钼锑抗比色法测定全磷（TP）、火焰光度法测定全钾（TK）；经2 mol/L的氯化钾溶液提取后，使用流动分析仪测定有效氮（AN）；有效磷（AP）采用HCl-HF浸提钼锑抗比色法测定；速效钾（AK）采用乙酸铵浸提火焰光度计法测定；有效硼（AB）采用干灰化-稀酸溶解-姜黄素比色法测定；有效铁（AFe）、有效锌（AZn）采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法测定；使用EDTA+NH4OAC浸提-原子吸收分光光度法测定（交换性钙）ACa[9]。

1.2.3 数据分析 运用Excel 2010进行数据整理并作图，使用SPSS 25.0进行方差分析，以Waller Duncan法对土壤养分进行多重比较，以One-way ANOVA进行单因素方差分析，采用主成分分析法（PCA）对3种核桃林地土壤肥力进行综合分析与排名。核桃园土壤养分分级标准（表1）主要参照第二次全国土壤普查暂行技术规程[10]、张超博[11]和曹胜[12]的分级标准，土壤酸碱度分级标准为极强酸(<4.5)、强酸(4.5～5.5)、弱酸性(5.5～ 6.5)、中性(6.5～7.5)、弱碱性(7.5～ 8.5)[13]。

表1 土壤养分分级标准

2 结果与分析

2.1 三种核桃林地土壤pH

从表2可见，3种核桃林土壤pH的变异系数为薄壳山核桃>漾濞泡核桃>云新核桃。漾濞泡核桃、薄壳山核桃和云新核桃林土壤pH分布频率最大的酸碱度水平分别是中性（44.44%）、强酸性（70%）和中性（71.43%）。由图1可知，薄壳山核桃与云新核桃土壤pH存在极显著差异，与漾濞泡核桃土壤pH存在显著差异。

表2 三种核桃林土壤pH情况

大、小写字母分别表示差异达极显著水平（p<0.01）和显著水平（p<0.05）。下同。

2.2 三种核桃林地土壤有机质及养分含量

从表3可见，3种核桃林土壤SOM、TN和TP含量均在适宜及以上水平，其中土壤SOM、TN的变异系数均为漾濞泡核桃>薄壳山核桃>云新核桃，土壤TP的变异系数为漾濞泡核桃>云新核桃>薄壳山核桃。土壤TN含量处于过量水平（占50%）以上的林地是漾濞泡核桃和云新核桃林。3种核桃林土壤TK含量均处于适宜及以下水平，且有70%的林地土壤TK为低量水平。土壤TK的变异系数为漾濞泡核桃>云新核桃>薄壳山核桃。3种核桃林土壤AN含量均处于低量及以下水平，其中有80%的林地土壤缺乏AN。土壤AN的变异系数为漾濞泡核桃>云新核桃>薄壳山核桃。土壤AP含量为适宜及以上的林地是薄壳山核桃和云新核桃林，漾濞泡核桃林有5.55%处于低量水平。土壤AP的变异系数为漾濞泡核桃>薄壳山核桃>云新核桃。3种核桃林土壤AK含量各水平分布存在较大差异，其中漾濞泡核桃在各个水平均有分布且主要集中在低量至高量水平；薄壳山核桃处于适宜及以下水平；云新核桃处于低量和高量水平的占比相同，均为42.86%。土壤AFe含量处于适宜及以上水平的林地为薄壳山核桃和云新核桃林，其中漾濞泡核桃有少量处于低量水平，且有60%以上在极高水平。3种核桃林土壤AZn含量均处于高量及以上水平，其变异系数为云新核桃>漾濞泡核桃>薄壳山核桃。3种核桃林土壤ACa含量均处于适宜或高量水平，其变异系数为薄壳山核桃>云新核桃>漾濞泡核桃。3种核桃林土壤AB含量均处于高量及以上水平，其变异系数为云新核桃>漾濞泡核桃>薄壳山核桃。

表3 三种核桃林土壤有机质及养分含量情况

由图2可知，不同品种核桃林地土壤SOM、TN、AN含量均有极显著差异，AP含量无显著差异。薄壳山核桃与漾濞泡核桃、云新核桃土壤TP、TK、AK含量均呈极显著差异，而漾濞泡核桃与云新核桃土壤TP、TK、AK含量均无显著差异。

图2 三种核桃土壤有机质及大量元素比较

由图3可知，薄壳山核桃与漾濞泡核桃、云新核桃土壤ACa、AFe、AZn含量有极显著差异，而漾濞泡核桃与云新核桃土壤ACa、AFe、AZn含量无显著差异。云新核桃与漾濞泡核桃、薄壳山核桃土壤AB含量呈极显著差异，而漾濞泡核桃与薄壳山核桃土壤AB含量无显著差异。

2.3 三种核桃林地土壤肥力综合分析

采用主成分分析对3种核桃林地土壤pH和养分的12项指标进行分析，各因子载荷、得分系数及3种核桃林土壤肥力综合得分见表4、5。研究发现，前3个主成分的累积贡献率为74.474%，基本可以体现核桃林地土壤肥力的综合信息，主成分1、2、3的初始特征值分别为6.356、1.520、1.060。对特征参数在各主成分上的因子载荷进行分析发现，SOM对第1主成分的贡献最大，AB对第2主成分的贡献最大，AP对第3主成分的贡献最高。因此，SOM和AB可作为体现核桃林地土壤肥力的主要指标，其次为AP。通过3种核桃林地土壤pH和各养分指标的综合得分及排名发现，云新核桃林地土壤肥力较高，其次是漾濞泡核桃。

3 讨论与结论

3.1 讨论

土壤pH直接影响土壤肥力和各种微生物的活动，并对有机质分解、土壤养分有效性、土壤营养元素的迁移和转化等有重要作用[14-16]，是土壤重要的化学性质之一。整体来看，3个品种核桃林土壤pH呈酸性至弱碱性水平，该pH条件适合核桃正常生长发育，这与郗荣庭等[17]研究结果一致。土壤有机质影响土壤理化性质，对核桃产量、品质、土壤肥力和肥效等有重要作用，是核桃所需营养元素的重要基础[18]。本研究发现，3种核桃土壤有机质含量均在适量及以上水平，土壤较肥沃，可以满足核桃生长需求。其原因可能是地表湿度高，核桃树体生长茂盛，从而使土壤密闭度高，有利于土壤有机质的积累；另外，核桃林存在与玉米、旱藕进行套种的现象，从而使林地植被更繁茂，大量的枯枝落叶归于土壤，有机残落物增加，腐殖质大量形成。因此，在生产中应合理施加有机肥、种植绿肥，以提高核桃产量和品质，促进核桃产业发展。

表4 初始因子载荷及得分系数矩阵

表5 主成分因子得分及综合排序

土壤大量元素是植物生长的基础，其丰缺状况为科学施肥提供直接依据。TN、TP是土壤肥力的重要指标，并决定了土壤供N、P的潜力，土壤钾元素也是植物生长所必须的大量元素之一[19]。本研究结果表明，漾濞泡核桃、薄壳山核桃土壤TN、TP含量丰富，云新核桃土壤TN、TP含量偏高，而3种核桃土壤TK含量相对较为缺乏。一方面，可能因为施用的化肥中含N、P较多而含K偏少，再加上农家肥也含有N、P元素且肥效较长；另一方面，可能是被微生物转化的P元素减少，成土背景导致的土壤K元素含量少。土壤AN、AP、AK是植物可吸收利用的部分，其有效性直接影响植物生长发育[20]。本研究结果显示，3种核桃林土壤基本都含有较多AP而缺乏AN，薄壳山核桃林土壤整体来看AK较缺乏，相当一部分的漾濞泡核桃、云新核桃林土壤AK也处于低量水平。土壤TN含量丰富，而AN含量却表现缺乏，可能是由于土壤有机质含量丰富但熟化程度较低，氮素多以有机态形式存在，喀斯特地区土层浅、肥料易挥发，降雨易造成水肥流失等。果树缺氮时会表现出生长缓慢、植株矮小、叶片小和叶色发黄等现象，导致光合作用减弱，产量低。因此，需在控制氮肥量的同时提高氮的有效性，如考虑使用氮肥增效剂以提高有效氮含量；或施肥时添加腐殖酸、脲酶抑制剂、生物菌剂等，以抑制肥料中的氮素转化为氨态氮，从而提高果树对氮元素的吸收利用[21]。P肥过量会导致核桃过早成熟、籽粒小、产量较低，也可能造成土壤面源污染。因此，应选择磷含量相对少的肥料以降低磷元素。土壤缺乏K元素会阻碍酶的活化作用、光合作用和光合产物的运输，降低植物抗逆性，同时降低果实的品质[22]。AK含量偏低可能与土壤母质、成土作用和施肥用量等有关。因此，可考虑适当补充高钾复合肥、生物钾或地面覆草及施用绿肥。

土壤微量元素是植物生长发育不可或缺的部分。本研究表明，3种核桃土壤大部分均含有过量的AFe、AZn、AB，薄壳山核桃土壤ACa含量基本处于适宜水平，而漾濞泡核桃、云新核桃土壤含ACa偏高，这与宋斌等[4]对核桃土壤的研究结果一致。Fe元素参与植物叶绿素合成，可增强植物的抗病性，但过量的铁元素会在酸性环境下引发中毒，导致植物叶出现褐斑，叶色暗绿。Zn过量会伤害植物的根系，影响植物对其他矿物质营养元素的吸收，导致其生长不良。AB过量会毒害果树，进而影响其产量。酸性土壤可以提高土壤Fe、Zn、B的有效性[23]，这可能是漾濞泡核桃、薄壳山核桃AFe、AZn、AB含量高的主要原因，而云新核桃土壤微量元素较多可能与其施用量及其本身的吸收量有关。3种核桃土壤含有丰富的ACa，这可能与化肥施用量、成土母质有关。因此，应适当减少化肥的施用量，以农家肥施用为主。土壤ACa促进核桃产量的增加，尽管核桃园土壤中ACa含量丰富，但在养分管理时也应当做好水土保持措施，避免土壤因受到大量雨水冲洗而导致ACa的流失。因此，可以考虑施用叶面肥以补充根部施肥的不足。

3.2 结论

综上所述，3种核桃林土壤养分存在明显差异，土壤pH适合核桃生长，土壤SOM、AP和微量元素含量丰富，AN、AK含量较低，这与该地区的土壤母质、施肥情况、环境因素和果树本身的生长状况有关。通过主成分综合分析3种核桃林地土壤肥力状况发现，薄壳山核桃林地土壤肥力相对较差，其次是漾濞泡核桃，今后应适当增加其施肥用量。此外，建议农户适当改变微地形或增加地表覆盖，延长径流的时间，以减少土壤养分的流失；N肥以施加叶面肥方式，可避免TN含量多而AN含量少的情况；在综合管理基础上，通过深耕或绿肥掩青及配施生物炭来增加AK含量，科学调整施肥时间、配比、用量及方式，以达到提高肥料利用率和增加产量的目的。

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Comparison of Soil Nutrients in Three Walnut Forests in Northwest Guangxi

HUO Cancan ZHAO Lijun ZHU Liqiong HUO Lina LIU Jinchi

(Forestry College, Guangxi University/Guangxi Key Laboratory of Forest Ecology and Conservation, Nanning, Guangxi 530004, China)

To explore the soil nutrient status of,and, so as to provide reference basis for scientific fertilization and management of walnut garden. Twenty walnut orchards planted with,andwere selected. Soil samples with a depth of 0～40 cm were collected for the determination of soil pH and nutrient content. The soil pH of,andwere 4.49～7.52, 4.55～7.03 and 6.49～7.57 respectively. The three varieties of walnut soil were rich in organic matter, total nitrogen, total phosphorus and available phosphorus, and lack of total potassium and available nitrogen. The soil available potassium content ofand thin shell Hickory (124.02 and 76.12 mg·kg–1respectively) were relatively scarce, and the soil available potassium content of nearly half of the new walnut forest land was also low. The contents of available iron, available zinc and available boron in the three walnut soils were mostly in excess level, and the content of exchangeable calcium was more appropriate. The distribution of organic matter, total nitrogen and available nitrogen among different varieties was uneven, and there was a basic lack of available nitrogen and potassium. Principal component analysis showed that the soil fertility offorest land was higher than that ofand. Therefore, in the management of walnut orchard, we should fully understand the soil nutrient status and adjust the fertilization scheme according to the soil differences of different walnut forests, so as to promote the green and sustainable development of walnut industry.

;;; soil nutrient; principal component analysis

S158.3；S664.1

A

10.12008/j.issn.1009-2196.2022.10.003

2022-05-16；

2022-06-08

广西创新驱动发展专项（No.AA17204058-11）。

霍灿灿（1996—），女，在读硕士，研究方向为森林生态学，E-mail：1394361680@qq.com。

招礼军（1971—），男，博士，教授，研究方向为森林生态与植物生理生态，E-mail：Zhlj-70@163.com。

（责任编辑 林海妹）