旱區種植不同蘋果品種對土壤養分的影響

張艾明， 朱建宇， 余洪茜， 劉蘇藍， 徐玉梅

(赤峰學院 a 農業科學研究院，b 資源環境與建筑工程學院，內蒙古 赤峰 024000)

蘋果在生長過程中喜冷涼、喜光，是我國北方種植面積最大、產量最高的水果。內蒙古自治區赤峰市位于北方典型農牧交錯帶，屬干旱半干旱區，其氣候條件基本能滿足蘋果的生長需求。目前，內蒙古赤峰市主栽的蘋果品種有新世紀、新蘋紅、寒富等，蘋果種植面積超2.3萬hm2，年產量可達20萬t[1]。近年來為提高蘋果種植的經濟效益，同時發展綠色生態果園，在不斷引進新品種的同時，果農也越來越重視科學施肥。但對果園的施肥管理仍缺乏相關技術，管理粗放，對氮磷肥的施用存在多施或少施的現象。果園土壤養分狀況直接影響到果樹的產量、品質和生長狀況[2-4]，對果園的可持續發展起著至關重要的作用。因此，加強對該區果樹土壤養分的監測與分析，對該區果業發展具有一定的指導意義。當前研究表明，果樹對氮肥、磷肥的吸收利用率較低，在果園中近80%的氮肥以各種途徑損失不能為果樹利用[5-6]，磷肥盈余率可達85%[7]。在果園管理中對肥料的投入存在超標現象，在黃土高原果園氮磷肥投入過量比例高達99.3%和99.7%[8]，不合理的施肥量及施肥方式也帶來資源浪費、環境污染和果園土壤質量下降等問題[9]。目前，對蘋果種植管理的研究主要集中在山東、陜西等地[8-9]，對于北方典型旱區農牧交錯帶赤峰市蘋果種植過程中施肥管理的研究較少，且對適宜該區種植的主栽品種對土壤養分影響的研究也較為欠缺。赤峰市的土壤類型主要為栗鈣土、栗褐土，其基礎養分含量低，保水保肥性差，對果園養分的管理要求也更高。因此，本研究以位于北方典型旱區農牧交錯帶的赤峰市為例，結合不同蘋果品種種植園不同土層的土壤養分數據，研究不同蘋果品種對土壤氮磷養分的影響，旨在掌握該地區主栽的不同蘋果品種的土壤養分狀況，為該地區蘋果種植的合理施肥、肥料利用率的提高提供理論依據。從而在提高蘋果種植經濟效益的同時保護生態脆弱的農牧交錯帶。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

內蒙古赤峰市位于內蒙古自治區東部，地理坐標41°17′10″～45°24′15″N，116°21′07″～120°58′52″E。地理環境復雜多樣，山地、高原、丘陵、盆地、平原俱全，中低山和丘陵約占總面積的73.3%。主要土壤類型以栗鈣土、栗褐土為主，土壤質地多為砂性壤土，氣候屬于溫帶半干旱大陸性季風氣候，年平均氣溫0～7 ℃，年降水量381 mm，年無霜期135～145 d，年有效積溫2 800～3 100 ℃，年日照時數在3 000 h左右，晝夜溫差大[10]。

1.2 樣品采集及測定

土壤樣品采自赤峰市南山大天蘋果園，該果園采用常規施肥管理技術，果樹開花前每株果樹分別施用無機肥1.5 kg，盛果期每株施用農家肥5 kg、生物菌肥2 kg、無機肥1.5 kg(N 20%、P20520%、K2O 20%)。土壤樣品于蘋果收獲期采集，選取該果園4個主栽蘋果品種(新世紀、新蘋紅、雞心果和寒富)，每個品種3個重復，挖土壤剖面后分層取樣(0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm)。

土樣采集后過2 mm篩，去除雜質，鮮土進行銨態氮、硝態氮的測定，風干土研磨過100目篩進行養分全量測定，過2 mm篩進行其他化學指標的測定。土壤pH采用pH計測定；有機質采用重鉻酸鉀氧化法；全氮采用凱氏消煮法；全磷采用高氯酸法；銨態氮采用流動注射分析儀法；硝態氮采用紫外分光光度校正因數法；有效磷采用鉬銻鈧比色法；無機磷采用硫酸浸提-鉬藍比色法。

1.3 數據處理

運用Microsoft Excel 2019軟件處理數據，SPSS 16.0軟件進行數據的單因素、雙因素方差分析，處理間的差異分析采用Duncan法，數據結果均為3次重復的平均值。采用Origin 8.0進行數據作圖。

2 結果與分析

2.1 土壤pH與有機質

由表1可知，4個品種的蘋果土壤pH都在8左右，屬偏堿性土壤。其中，新世紀和富騰土壤pH隨土壤深度變化不顯著，雞心果和新蘋紅土壤pH在表層較低。在20～<40 cm土層中雞心果的土壤pH極顯著高于新世紀與新蘋紅的土壤pH。總體來看，土壤有機質含量在0～<20 cm土層最高，與20～<40 cm和40～60 cm土層差異顯著。比較各品種蘋果土壤有機質含量可知，新蘋紅的各層土壤有機質含量均高于其他品種，且其表層土壤有機質含量達到了17.3 g·kg-1，而富騰的各層土壤有機質含量均較低(表1)。

2.2 土壤氮

由圖1可知，除新蘋紅外，其余3個品種的蘋果土壤全氮含量均在表層含量最高，在20～<40 cm和40～60 cm土層土壤中全氮含量顯著下降。比較不同品種可知，富騰無論是在表層土壤還是在40～60 cm土層土壤的全氮含量均極顯著低于其他3個品種。

表1 不同品種、不同土層土壤pH與有機質含量

同一土層比較，柱間無相同大小寫字母分別表示不同品種間差異達極顯著(P<0.01)和顯著(P<0.05)水平。圖2～6同。圖1 不同品種、不同土層土壤全氮含量

從圖2可知，該園區土壤硝態氮的含量除富騰外均表現出與土壤有機質含量相同的變化趨勢(表1)，即在這3個蘋果品種土壤中均表現出0～<20 cm土層中硝態氮含量最高，在20～<40 cm和40～60 cm土層中較低。而富騰則表現出深層土壤硝態氮含量高于表層土壤的現象。不同蘋果品種的土壤銨態氮含量均較低，且品種間以及土層間的銨態氮含量均無顯著差異(圖3)。

圖2 不同品種、不同土層土壤硝態氮含量

圖3 不同品種、不同土層土壤銨態氮含量

2.3 土壤磷

由圖4可知，4個蘋果品種的土壤全磷含量均處于較高的水平，富騰表層土壤的全磷含量顯著高于20～<40 cm和40～60 cm土層。20～<40 cm土層新蘋紅的土壤全磷含量較其他品種要高。

圖4 不同品種、不同土層土壤全磷含量

由圖5可知，不同蘋果品種的土壤有效磷在表層含量均較高，且顯著高于其他土層含量。在各土層中新蘋紅與新世紀的土壤有效磷含量均顯著高于雞心果與富騰。

圖5 不同品種、不同土層土壤有效磷含量

由圖6可知，除新蘋紅外，其余3個蘋果品種0～<20 cm土層土壤無機磷含量顯著高于20～<40 cm和40～60 cm土層，而新蘋紅的土壤無機磷含量在不同深度土層間不存在顯著差異。從不同品種間看，0～<20 cm土層富騰土壤無機磷含量較低，20～<40 cm土層無顯著差異，40～60 cm土層新蘋紅的土壤無機磷含量最高，富騰最低。

圖6 不同品種、不同土層土壤無機磷含量

3 討論

本研究表明，不同品種蘋果的土壤pH均偏高，呈偏堿性，這可能與研究區土壤類型有關。該區土壤為栗鈣土，而栗鈣土中有厚度不一的鈣積層，鈣積層中含有的碳酸鈣可能是pH較高的原因之一[11]。土壤pH會對土壤養分的吸收和利用產生影響[2,12-13]。研究表明，當土壤pH在6.5～7.5時，有利于果樹的正常生長，同時也能減輕由于土壤pH過高引起的營養元素的缺乏和毒害作用[13-16]。因此，建議該園區用0.3 g·L-1的硫酸亞鐵作為調節劑調節土壤pH值[17]。該園區的土壤有機質含量較低，與國外30 g·kg-1以上的有機質含量以及黃土高原地區高產果園有機質含量的要求均有一定的差距[9]。研究表明，土壤有機質與土壤養分供應呈正相關關系[16]，因此，為提高蘋果的產量和品質，應適當增施有機肥，提高土壤的有機質含量，改善土壤質量[18]，特別是針對土壤有機質含量較低的富騰，應大量增施有機肥。

蘋果是一種喜硝植物，硝態氮可以促進果樹幼嫩器官的生長[19]。由于該地區硝態氮含量較低，所以應增施氮肥。同時可以將氮肥的施用深度控制在20 cm左右，以提高氮肥的利用率[20]，進而提高蘋果的產量和品質。但由于硝態氮易隨雨水流失，且硝態氮含量過高還會抑制根系的生長[21-22]。所以在施用氮肥時應控制用量、增加追肥，為防止脫氮還應在施用時配合一定量的銨態氮。富騰的土壤全氮含量較低，表明其對氮肥的吸收利用量要比其他品種多，因此，在施用氮肥時可對富騰施用量高于其他品種，而對土壤氮含量較高的新蘋紅可較其他品種少施。

不同品種蘋果的土壤全磷含量總體看差異不大，但富騰的土壤無機磷含量均顯著低于其余3個品種，富騰與雞心果的土壤有效磷含量低于新世紀與新蘋紅，表明新蘋紅對土壤磷的吸收較少，而雞心果與富騰吸收的則較多。土壤有效磷是土壤供磷能力的重要指標之一，對果樹的生長發育起著重要的作用。由于土壤中磷的向下運移能力差，所以容易在表層聚集[23]。4個蘋果品種的土壤有效磷與無機磷在0～20 cm土層含量均顯著高于20～40 cm土層，全磷雖也表現出表聚現象，但差異不顯著。當土壤養分表聚明顯時將導致果樹的根系向上分布，從而影響果樹的生長發育和抗寒抗旱能力[15]。因該地區土壤磷素的總體含量均較高，土壤磷淋溶風險較大[24]。土壤磷含量過高，會提高土壤的磷鋅比，而當磷鋅比大于100時會出現小葉病癥，對葉片細胞產生不良影響，嚴重影響果樹的光合作用[25-26]。為提高經濟效益，降低磷肥盈余率，可以減少磷肥的施用量，并深施磷肥，增施有機肥與鋅肥，減少土壤磷的表層聚集，降低磷鋅比。

4 小結

4個蘋果品種的土壤pH均較高，呈現偏堿性。土壤有機質含量總體偏低，新蘋紅土壤有機質含量最高，富騰有機質含量最低，因此，建議該區在蘋果管理上增施有機肥，提升土壤質量。總體來看，該研究區土壤氮素含量較低，需針對不同品種蘋果對氮肥的需求量增施氮肥，如可對富騰施用比其他品種較多的氮肥，而對土壤氮含量較高的新蘋紅可少施。在施用氮肥時還應采用合適的施肥方式、增加追肥，提高氮肥利用率。該區土壤磷含量偏高，應對磷肥進行減施、少施，甚至是不施，以降低磷肥的盈余率，防止蘋果小葉病的發生。不同蘋果品種土壤的有效磷、無機磷表現出的差異表明，富騰對磷的需求較其他品種要大。綜上，在對蘋果的施肥管理中，應根據不同品種蘋果對土壤氮磷養分的需求差異以及各土層特點確定合適的施肥量及施肥方式，進行合理施肥。