北方温室甜樱桃土壤元素分级评价及其空间变异特征

known 发布于 2025-07-09 阅读(249)

中图分类号:S662.5 文献标志码:A 文章编号:1002-2910(2025)02-0073-05

赤峰市位于内蒙古东南部,介于北纬 ,年日照时数为 2 7 0 0 ~ 3 1 0 0 h 、年平均气温为 ,属中温带半干旱大陆性季风气候区,适宜樱桃生长。但赤峰地区冬季最冷月(1月)平均气温为 左右,极端最低气温 以下,露地甜樱桃栽培会遭受冻害,无法生产。赤峰市设施农业起步于20世纪90年代,设施类型主要为日光温室和塑料大棚,种植作物主要为茄果类和瓜类蔬菜,是当地主要支柱产业之一[1.2]。但随着种植年限的增加,土壤连作障碍、土传病害日益凸显,加之蔬菜市场价格不稳定和人工成本投入渐高等问题日益凸显。设施果树具有人工成本投入低、经济效益高等优势,逐渐成为设施农业主产区结构调整的首选作物。多年来,由于本地区种植户缺乏果树种植经验,加之果树种类和种质资源相对匮乏,大部分设施果树以葡萄为主。

近年来,随着消费者生活水平不断提高,近郊休闲农业、旅游观光产业迅猛凸起,其中,采摘新鲜蔬果日益成为当地及周边人群消费选择的一种方式。在这种消费趋势的主导下,甜樱桃因其果实成熟最早、味美价高等特点,部分采摘园和种植户开始外出考察甜樱桃产业发展,陆续引至赤峰地区,填补了赤峰市冬春季旅游空白。结果发现,日光温室甜樱桃在本地区能够正常越冬和生长发育,且品质较好。另外,随着设施农业良好的政策补贴,在当地政府部门各项措施的大力支持下,部分设施蔬菜主产区改种甜樱桃,还有部分地区新建棚室,大力发展温室甜樱桃种植产业。

甜樱桃对土壤条件的要求比较高,建园时应选择土壤肥沃、土层深厚、中性或微酸性砂壤土[3]。目前,国内关于甜樱桃土壤状况的分析已见报道,郭豪[4等详细阐述了山东省临朐县塑料大棚和露地栽培甜樱桃园不同土层土壤肥力差异;辛燕[1]等对北京市海淀区樱桃园土壤状况进行了综合评价,并提出了施肥对策;郑玮[5]详细分析了大连市温室甜樱桃土壤的化学性状;刘坤[等调查了辽宁省5个地区的保护地大樱桃土壤,对其营养状况进行了详细分析。本研究在前期调研的基础上[7],对赤峰市日光温室甜樱桃主产区土壤进行了取样,测定了王壤主要元素指标,并进行描述性统计特征分析、等级评价,阐述其空间变异特征,为今后本地区甜樱桃种植的土壤改良和施肥技术提供参考依据。

1材料与方法

1.1土壤样品采集

2024年5月,在赤峰市日光温室甜樱桃主产区,如宁城县、红山区、松山区、敖汉旗、翁牛特旗、喀喇沁旗和林西县7个旗县区,选择种植面积百亩以上的甜樱桃温室进行采样,甜樱桃品种为美早,树龄3年以上,共21个样品。同一温室内,采用“S”形多点取样法,每栋温室选取5株树,每株树取3个点,用不锈钢土钻取 土壤。将多点采集的土样混合后,按照四分法留 1 k g ,自然风干,用木棍研细通过 1 m m 孔径的尼龙筛,过筛、混匀、装袋、标记后待测。

1.2 测定指标及方法

土壤pH值采用离子选择电极法;电导率(EC值)采用电导法;有机质含量采用重铬酸钾稀释热法;阳离子交换量采用氯化铵一乙酸铵交换法;总氮含量采用凯氏蒸馏一容量法;碱解氮含量采用采用氢氧化钠碱解扩散法;全磷含量采用电感耦合等离子体发射光谱法;有效磷含量采用碳酸氢钠浸提,钼锑抗比色法;全钾含量采用电感耦合等离子体发射光谱法;速效钾含量采用乙酸铵浸提一原子吸收分光光度计法测定。

土壤养分元素含量分级标准参照郑炜[5]、李淑芬[8]等文献。

1.3 数据处理

采用MicrosoftExcel2007软件和SPSS23.0进行数据处理。

2 结果与分析

2.1土壤理化指标描述性统计特征分析

由表1可知,赤峰地区温室甜樱桃土壤pH值、电导率、有机质、阳离子交换量平均值分别为7.93、0 . 3 4 m S / c m 、 2 . 3 4 % 、 1 4 . 7 1 c m o l / k g ,其中,pH值变异系数最小,为弱变异强度;电导率、阳离子交换量变异系数较大,有机质最大,均为中等变异强度[9]。全氮、全磷、全钾平均值分别为 1 . 3 7 , 0 . 8 5 , 2 2 . 7 6 g / k g 其中,全钾变异系数最小,为弱变异强度;全氮、全磷变异系数较大,有机质最大,均为中等变异强度。碱解氮、有效磷、速效钾平均值分别为172.66、190.49、 5 3 7 . 8 1 m g / k g ,变异系数较大,均为中等变异强度。变异系数越大,说明不同主产区土壤理化性质和养分含量差异越大,分布越不均匀。

2.2土壤理化指标等级评价

土壤pH值。有研究结果表明,樱桃树适宜栽植在疏松肥沃、土层深厚的沙质土壤以及pH值 6 . 0 ~ 7.5 的微酸性、或者中性或者微碱性土壤[10]。不同甜樱桃主产区土壤 p H 值差异不大(表2),变化范围为 6 . 1 8 ~ 8 . 3 8 ,其中, 5 . 5 ~ 6 . 5 的1个,占比 4 . 7 6 % 为微酸性土壤; 7 . 5 ~ 8 . 5 的20个,占比 9 5 . 2 4 % ,为碱性土壤。总体上,本地区甜樱桃土壤属于碱性土壤,无中性土壤,不适宜樱桃生长。赤峰地区温室甜樱桃土壤 值平均为7.93,变异系数不大,为5 . 9 2 % 。

土壤电导率。土壤水溶性盐代表表层土壤中可被植物利用的矿质营养,土壤电导率(EC值)是测定土壤水溶性盐的指标[1]。正常的土壤电导率范围为 1 ~ 4 m S / c m ,在这个范围内,植物通常可以正常生长。而本地区温室甜樱桃土壤电导率变化范围为0 . 1 0 ~ 1 . 2 3 m S / c m (表2), lt; 1 m S / c m 的20个,占比 9 5 . 2 4 % ;位于 1 ~ 4 m S / c m 之间的1个,占比4 . 7 6 % 。本地区温室甜樱桃土壤电导率平均为0.34,低于正常土壤电导率范围,变异系数较大,为 7 1 . 3 1 %。

表1内蒙古赤峰市甜樱桃主产区土壤理化指标描述性统计特征

土壤阳离子交换量。土壤阳离子交换量(CEC)是土壤重要化学性质之一,是指在一定pH值时,每 k g 干土所能吸附的全部交换性阳离子(如 、" 等)的厘摩尔数,其正常范围是 1 0 ~ 2 0 c m o l / k g 赤峰温室甜樱桃主产区土壤阳离子交换量变化范围为 8 . 5 ~ 2 2 . 4 c m o l / k g (表2), lt; 1 0 c m o l / k g 的3个,占比 1 4 . 2 9 % ;位于 1 0 ~ 2 0 c m o l / k g 之间的13个,占比 6 1 . 9 0 % ; gt; 2 0 . 0 5 c m o l / k g 的5个,占比 2 3 . 8 1 % 。本地区温室甜樱桃土壤阳离子交换量平均为14.71,变异系数较大,为 2 9 . 6 4 % 。

表2甜樱桃主产区土壤性状指标分布情况

2.3土壤元素养分等级评价

土壤有机质含量。土壤有机质含量高低是衡量土壤肥力水平的重要指标。不同甜樱桃主产区土壤有机质含量变化范围较大,为 0 . 5 1 % ~ 9 . 8 4 % 表2)。按照全国第二次土壤普查的养分含量分级标准[5],lt; 0 . 6 % 的1个,占比 4 . 7 6 % ,极缺;位于 0 . 6 % ~ 1 . 0 % 的2个,占比 9 . 5 2 % ,缺;位于 1 . 0 % ~ 2 . 0 % 的10个,占比 4 7 . 6 2 % ,较缺;位于 2 . 0 % ~ 3 . 0 % 的5个,占比 2 3 . 8 1 % ,中等;位于 3 . 0 % ~ 4 . 0 % 的1个,占比 4 . 7 6 % ,较丰富; gt;4 . 0 % 的2个,占比 9 . 5 2 % ,丰富。本地区温室甜樱桃土壤有机质含量平均为2 . 3 4 % ,较丰富,但变异系数偏大,为 8 9 . 5 8 % 。

土壤大量元素养分含量。不同甜樱桃主产区土壤大量元素养分含量不同(表3)。结合全国第二次土壤普查的养分含量分级标准[12.13],全氮含量位于 0 . 5 0 ~ 0 . 7 5 g / k g 的4个,占比 1 9 . 0 5 % ,缺乏;位于 0 . 7 5 ~ 1 . 0 0 g / k g 的4个,占比 1 9 . 0 5 % ,较缺;位于 1 . 0 0 ~ 1 . 5 0 g / k g 的10个,占比 4 7 . 6 2 % ,中等;gt;2 g / k g 的3个,占比 1 4 . 2 9 % ,丰富。全磷位于 0 . 2 ~ 0 . 4 g / k g 的3个,占比 1 4 . 2 9 % ,缺乏;位于 0 . 4 ~ 的1个,占比 4 . 7 6 % ,较缺;位于 0 . 6 ~ 0 . 8 g / k g 的8个,占比 3 8 . 1 0 % ,中等;位于 0 . 8 ~ 1 . 0 g / k g 的4个,占比 1 9 . 0 5 % ,较丰富; 的5个,占比 2 3 . 8 1 % ,丰富。全钾位于 2 0 ~ 2 5 g / k g 的19个,占比 9 0 . 4 8 % ,较丰富; gt;2 5 g / k g 的2个,占比 9 . 5 2 % 丰富。本地区温室甜樱桃土壤全氮、全磷和全钾的平均值分别为 1 . 3 7 g / k g , 0 . 8 5 g / k g 和 2 2 . 7 6 g / k g ,养分水平分别为中等、较丰富和较丰富;全钾的变异系数较小,为 7 . 7 0 % ,全氮和全磷的变异系数较大,分别为 6 9 . 5 4 % 和 4 2 . 3 0 % 。

碱解氮位于 6 0 ~ 9 0 m g / k g 的5个,占比 2 3 . 8 1 % ,较缺;位于 9 0 ~ 1 2 0 m g / k g 的2个,占比 9 . 5 2 % ,中等;位于 1 2 0 ~ 1 5 0 m g / k g 的4个,占比 1 9 . 0 5 % ,较丰富;gt;1 5 0 m g / k g 的10个,占比 4 7 . 6 2 % ,丰富。有效磷位于 2 0 ~ 4 0 m g / k g 的2个,占比 9 . 5 2 % ,较丰富; gt;4 0 m g / k g ,占比 9 0 . 4 8 % ,丰富。速效钾位于 1 0 0 ~ 1 5 0 m g / k g 的3个,占比 1 4 . 2 9 % ,中等; 1 5 0 ~ 的3个,占比 1 4 . 2 9 % ,较丰富;gt;2 0 0 m g / k g ,占比 7 1 . 4 2 % ,丰富。本地区温室甜樱桃土壤碱解氮、有效磷和速效钾的平均值分别为1 7 2 . 6 6 m g / k g 、 1 9 0 . 4 9 m g / k g 和 5 3 7 . 8 1 m g / k g ,养分水平均为丰富;三者变异系数均较大,分别为5 9 . 9 7 % 、 8 8 . 6 9 % 和 6 8 . 5 7 % 。

表3不同甜樱桃主产区土壤大量元素养分含量

2.4土壤元素空间变异

赤峰市地理位置从南到北旗县区的分布的顺序为宁城县、喀喇沁旗、红山区、松山区、敖汉旗、翁牛特旗、林西县。如表4所示,甜樱桃主产区从南到北土壤元素含量呈现增加趋势的指标有pH值;呈现整体降低趋势的指标有电导率、阳离子交换量、有机质含量、全氮与全磷、碱解氮与有效磷、速效钾;全钾含量的变化趋势不明显。

表4甜樱桃主产区从南到北土壤元素空间变异

3小结与讨论

土壤是果树生长所必需的矿质元素和水分的主要来源,是果树栽培的基础[14-15]。土壤的理化性质、土层厚度直接影响果树根系的生长及分布[16]。土壤 值影响土壤中各种矿质营养元素的有效性,影响果树对矿质元素和水分的吸收及利用。不同果树对土壤的pH值要求范围不同,同一种果树在不同酸碱度土壤上栽培,生长表现也有着显着的差异[17]。赤峰地区温室甜樱桃碱性土壤的比例偏高,占比9 5 . 2 4 % ,不适宜甜樱桃生长,在今后土壤处理过程中,可采用增施有机肥的方式,降低土壤pH值[18]。土壤电导率过低或过高都会对植物生长造成不利影响,电导率过低可能导致植物无法获取足够的养分,而过高则可能导致植物根系受损,影响其吸收水分和养分的能力。赤峰地区温室甜樱桃土壤电导率偏低, 9 5 . 2 4 % 的土壤电导率低于正常电导率的最小值,实际生产中,可能导致甜樱桃根系能够吸收利用的养分不足,建议通过种植燕麦、油菜等作物,配合增施农家肥和生物菌肥等方式,调节土壤电导率[19]。

阳离子交换量是衡量土壤保持或储存阳离子能力的指标,是土壤缓冲性能的主要来源,是改良土壤和合理施肥的重要依据。赤峰地区温室甜樱桃土壤阳离子交换量位于正常值之间的占比 6 1 . 9 0 % ,还有 3 8 . 1 0 % 的土壤低于或高于正常值,这部分土攘保持或储存阳离子能力还较弱,采用污泥生物炭[20]、腐殖酸处理[21]等措施,可以改变土壤阳离子交换量。土壤有机质含量是土壤肥力的重要指标[5]。赤峰地区温室甜樱桃土壤有机质含量平均为 2 . 3 4 % ,虽整体水平较丰富,但缺乏且含量低于 2 . 0 % 的地区占比仍较高,达到了 6 1 . 9 0 % 。在今后甜樱桃生产栽培中,应特别注重甜樱桃采摘后土壤有机肥的及时补充。

土壤中矿质元素的含量会影响果树的正常发育。氮、磷、钾是土壤中的大量营养元素,是植物需要最多的元素,在植物生长过程中具有重要作用。与土壤元素总量相比,有效量能被作物直接吸收利用,能够更好地反映植物营养元素的供给能力,是衡量土壤养分容量和强度水平的重要指标[22]。果树对氮磷钾等大量元素的吸收,主要以土壤做为库存和载体逐渐被吸收并利用[15]。研究表明,甜樱桃在生长过程中需要大量的N、P、K等元素,其中对氮和钾的需求量最大。在空间变异上,除土壤pH值外,从南到北,土壤电导率、有机质、阳离子交换量、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾均呈现下降趋势,全钾含量变化不明显。赤峰地区温室甜樱桃土壤全氮、全磷缺乏和较缺的土壤占比达3 8 . 1 0 % 、 1 9 . 0 5 % ,比例较高,全钾含量则较丰富。有效态氮磷钾中,只有碱解氮较缺占比 2 3 . 8 1 % ,有效磷和速效钾均处于中等及以上水平,建议今后侧重氮磷肥的补充。

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