園齡·施肥方式·種植模式對蘋果園土壤緊實度的影響
——以渭北蘋果園為例

李 鵬

(陜西省發展一村一品指導中心，陜西西安 710003)

?

園齡·施肥方式·種植模式對蘋果園土壤緊實度的影響
——以渭北蘋果園為例

李 鵬

(陜西省發展一村一品指導中心，陜西西安 710003)

[目的]探討不同園齡、施肥方式、種植模式對渭北蘋果園土壤緊實度的影響，揭示渭北蘋果園土壤緊實化問題。[方法]在渭北地區的洛川、白水兩地分別選取園齡≤10、11～15、16～20、21～25、>25 a的蘋果園各3個，長期單施化肥和化肥與農家肥配施的蘋果園各3個，從未種過蘋果樹的農田各3塊，分別測定0～45 cm土層土壤緊實度，對比分析土壤緊實度差異。[結果]渭北蘋果園的土壤緊實度總體上隨園齡增加呈現先下降后增加的趨勢。在0～30 cm土層，隨土層深度的增加，各園齡土壤緊實度急劇增大；30～45 cm土層，各園齡土壤緊實度變化不大。蘋果園和農田的土壤緊實度差異不明顯；長期單施化學肥料的蘋果園土壤緊實度明顯高于化學肥料與農家肥配施的蘋果園。[結論]渭北蘋果園土壤的緊實化趨勢嚴重，化學肥料與農家肥配施能明顯減少渭北蘋果園0～45 cm土層土壤緊實度，有利于果樹根系的生長和延伸。

土壤緊實度；園齡；施肥方式；種植模式；蘋果園；渭北地區

土壤緊實度又稱土壤硬度、土壤堅實度、土壤穿透阻力，對土壤的水、肥、氣、熱及其物理、化學和生物學過程等都有調控作用[1]，進而影響植物對養分的吸收和植株根、葉等器官的生長發育[2]。研究表明，緊實適當的土壤可以增加根系和土壤的接觸程度，提高根系對養分的吸收利用率。土壤過于緊實，一方面使土壤容重增加，大孔隙減少，水分滲透率和持水能力明顯降低；另一方面，使土壤機械阻力過大，根系生長受阻，難以在土體中均勻分布，不利于根系吸收土壤中的養分[3-6]。渭北蘋果園土壤質地屬于壤質土，顆粒組成均勻性好。但是該土壤有機物貧瘠，土壤團聚作用差，植果期間大量施用無機化肥，土壤脫鈣現象明顯，導致土壤團聚體進一步分散，黏粒移動，土壤淀積黏化過程明顯，在耕作層以下形成了相對緊實的心土層，這對果樹根系的正常生長造成了一定影響。土壤緊實度是孔隙度和含水量共同作用的結果，孔隙度和含水量的遞減都會使緊實度增大。在相同的時間和自然條件下，渭北蘋果園的土壤含水量為17.64%～20.23%，相當于該土壤田間持水量的80%。因此，在無土壤水分脅迫且各果園之間土壤水分差異不顯著的情況下，筆者分別測定了洛川、白水不同園齡及施肥方式下的蘋果園和對照農田0～45 cm土層的土壤緊實度，并以兩地平均值作為渭北土壤緊實度，分析比較不同園齡、施肥方式、種植模式下土壤緊實度的變化規律，旨在為蘋果優質栽培提供基礎數據。

1　材料與方法

1.1研究區概況研究區為渭北旱塬北部植果歷史相對悠久、規模化程度較高的洛川縣(109°13′14″～109°45′47″ E，35°26′29″～36°04′12″ N)和渭北旱塬南部的白水縣(109°16′～109°45′ E，35°4′～35°27′ N)境內，地處渭北黃土高原溝壑區，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，平均海拔1 100 m，雨熱同季，無霜期長，光照充足，土層深厚，晝夜溫差大，適合優質蘋果的生產。地帶性土壤類型為黑壚土(系統分類名稱為堆墊干潤均腐土Cumuli-Ustic Isohumosols)、塿土(系統分類名稱為土墊旱耕人為土Earth-cumuli-Orthic Anthrosols)，插花狀分布著黃綿土(系統分類名稱為簡育干潤雛形土，Hapli-Ustic Cambosols)。自20世紀70年代以來，渭北蘋果種植面積不斷擴大，規模效益逐步顯現，蘋果已成為當地農業發展的主導產業和農民收入的主要來源[7]。

1.2研究方法在位于渭北地區的洛川、白水兩地蘋果園分別選取土壤類型、地形地貌、管理水平基本一致，園齡≤10、11～15、16～20、21～25、>25 a的5個園齡蘋果園各3個，長期單施化肥和化肥與農家肥配施的蘋果園各3個，從未種過蘋果樹的農田各3塊，用SC900型土壤緊實度儀分別測定0～45 cm土層的土壤緊實度。兩地同一類型的土壤緊實度測定值求平均，將其作為渭北地區土壤緊實度數據。

1.3數據處理采用Microsoft Excel 2007對試驗數據進行分析與處理。

2　結果與分析

2.1不同園齡對土壤緊實度的影響從圖1可以看出，渭北蘋果園土壤緊實度總體上隨園齡增加呈先下降后增加的趨勢，這是由于園齡差異、樹冠隱蔽度和土壤水分蒸散能力不同導致土壤墑情差異。從垂直效應看，隨著土層深度的增加，各園齡蘋果園土壤緊實度明顯增大。尤其是30～45 cm土層的土壤緊實度達到最大，說明在垂直方向土壤緊實度主要是顆粒密實程度的作用結果，長期植果導致深層土壤緊實化，與果園管理中黏粒與碳酸鹽的淋溶淀積有關。

有學者對制約作物根系延伸的土壤緊實度進行了研究，當土壤緊實度大于1 MPa時，作物根系生長將變緩；當大于5 MPa時，根系生長基本停止[8]。Singhk等[9]研究表明，抑制根系生長的機械阻力為800～5 000 kPa。以這些為判斷依據，可以看出，該研究中園齡11～15和16～20 a果園10 cm以上土層，21～25和>25 a果園5 cm以上土層，≤10 a果園2.5 cm以上土層，對根系延伸無制約外，其余土層的緊實度均超過或遠遠超過了限制根系的延伸標準，須引起足夠重視。

圖1　不同園齡蘋果園土壤緊實度變化Fig.1　Soil compaction changes of different apple orchard ages

2.2不同施肥方式對土壤緊實度的影響從圖2可以看出，在長期單施化學肥料和化學肥料與農家肥配施兩種施肥方式下，渭北蘋果園0～45 cm土層內土壤緊實度具有明顯差異。在0～30 cm土層內，兩種施肥方式下蘋果園土壤緊實度均隨土層深度的增加而急劇增大；在30～45 cm土層內，兩種施肥方式下蘋果園土壤緊實度變化不大，這與土壤黏粒的淋溶淀積和果園管理有關。總體來看，長期單施化學肥料的蘋果園土壤緊實度明顯高于化學肥料與農家肥配施的蘋果園。這說明化學肥料與農家肥配施能顯著減少渭北蘋果園0～45 cm土層的緊實度，有利于根系生長和延伸。

圖2　不同施肥方式下蘋果園土壤緊實度變化Fig.2　Soil compaction changes of different fertilizing methods

2.3不同種植模式對土壤緊實度的影響從圖3可以看出，在0～30 cm土層內，渭北蘋果園和農田的土壤緊實度均隨土層深度的增加而急劇增大；在30～45 cm土層內，蘋果園和農田的土壤緊實度變化均不大。總體來看，蘋果園和農田的土壤緊實度差異不明顯，說明渭北蘋果園土壤的緊實化趨勢嚴重。

圖3　不同種植模式下蘋果園土壤緊實度變化Fig.3　Soil compaction changes of different planting patterns

3　結論

渭北蘋果園土壤緊實度隨園齡增加呈先下降后增加的趨勢。在0～30 cm土層內，隨土層深度的增加，各園齡土壤緊實度急劇增大；30～45 cm土層內，各園齡土壤緊實度變化不大。蘋果園和農田的土壤緊實度差異不明顯，說明渭北蘋果園土壤的緊實化趨勢嚴重。長期單施化學肥料的蘋果園土壤緊實度明顯高于化學肥料與農家肥配施的蘋果園，說明化學肥料與農家肥配施能顯著減少渭北蘋果園0～45 cm土層的緊實度，有利于根系的生長和延伸。

[1] 劉晚茍，山侖，鄧西平.植物對土壤緊實度的反應[J].植物生理學通訊.2001，37(3)：254-260.

[2] 張國紅，張振賢，黃延楠，等.土壤緊實程度對其某些相關理化性狀和土壤酶活性的影響[J].土壤通報，2006，37(6)：1094-1097.

[3] 王金貴，王益權，徐海.農田土壤緊實度和容重空間變異性研究[J].土壤通報，2012，43(3)：594-598.

[4] 孫艷，王益權，徐偉君.緊實脅迫對土壤呼吸強度及黃瓜生長和品質的影響[J].土壤學報，2008，45(6)：1128-1134.

[5] RAO M，KATHAVATE Y V.Effect of soil compaction on the yield of wheat and maize[J].Indian journal of agronomy，1972，17(3)：199-295.

[6] CARMAN K.Compation characteristics of wed wheels on clay loam in soil[J].Soil and tillage research，2002，65(1)：37-43.

[7] 甘卓亭，張掌權，陳靜，等.黃土塬區蘋果園土壤有機碳分布特征[J].生態學報，2010，30(8)：2135-2140.

[8] SHAW B T.土壤物理條件與植物生長[M].馮兆林，譯.北京：科學出版社，1965：30-100.

[9] SINGHK K，GYATRI V，VERMA G.Effect of soil compaction on physical properties of loamy sand soil and yield of groundnut[J].Research on crops，2001，2(2)：145-147.

Effects of Orchard Ages, Fertilizing Methods and Planting Patterns on Soil Compaction in Apple Orchards—A Case Study of Weibei Apple Orchard

LI Peng

(Guidance Center for the Development of “One Village One Brand” Campaign of Shaanxi Province, Xi’an, Shaanxi 710003)

[Objective] Effects of different orchard ages, fertilizing methods and planting patterns on soil compaction in Weibei apple orchards were studied to reveal the orchard soil compaction problems in this region. [Method] Three replicates of ≤10, 11-15, 16-20, 21-25 and >25 year old orchards were selected respectively in Luochuan and Baishui of Weibei Region in Shaanxi Province. Three replicates with long-term utilization of chemical fertilizer and those with combined application of farmyard manure with chemical fertilizer were selected respectively. Three farmlands that had never planted apple trees before were selected. The soil compaction of 0-45 cm soil layer in this region was tested. The soil compaction differences among the apple orchards at different ages were also analyzed. [Result] Soil compaction of Weibei orchard soil generally changed with the increase of orchard age. In 0-30 cm soil layer, soil compaction in orchards at different ages increased dramatically with the increase of soil depth. There was only slight change of soil compaction in 30-45 cm soil layer. The difference between apple orchards and farmland in soil compaction was insignificant. The soil compaction of the apple orchards with long-term application of chemical fertilizer was significantly higher than those applying combined fertilization of chemical fertilizer and farmyard manure. [Conclusion] Soil compaction became a serious issue among Weibei apple orchards. Combined application of chemical fertilizer and farmyard manure could markedly reduce soil compaction in 0-45 cm soil layer of Weibei apple orchards, conductive to the root’s lengthening growth.

Soil compaction; Apple orchard ages; Fertilizing methods; Planting patterns; Apple orchard; Weibei Region

李鵬(1978- )，男，陜西丹鳳人，農藝師，博士，從事果園土壤物理、土壤養分與土壤管理研究。

2016-06-06

S 606+.1

A

0517-6611(2016)21-098-02