渭北地区果园土壤质量演变趋势

论文摘要

陕西渭北地区是世界上最大的苹果优生区,有着适宜苹果树生长的自然条件和生态条件,海拔高,光照充足,昼夜温差大,土层深厚,质地适中,土体疏松,富含钾、镁、钙、锌、硒等多种微量元素。但是,近年来随着果园种植年限的增加,果业生产中出现许多问题,果树不同于一年生或多年生农作物,树龄长达几十年甚至百年之久,根系在土壤中延伸空间大,每年因产果量大,向土壤摄取的养分量大,植果期间对于土壤质量的影响具有明显的累积效应,果园土壤易发生疲劳综合症,影响果树健康发育,果树衰老加快,盛果期缩短;早期落叶现象频发;果品质量下降,耐贮性降低;果树病害增多等,严重地降低了果业的经济利益,挫伤了果农的生产积极性。研究果园土壤质量的时空演变规律,探索果树衰老机理已经成为寻求果业可持续发展措施中亟待解决的实际问题。本研究通过对渭北不同种植年限果园土壤质量指标综合分析,企图获得对长期植果反应较为敏感的土壤质量指标,探求果园土壤质量演化趋势,为果园科学化管理提供理论依据。通过对具有不同园龄果园土壤剖面性状的研究,获得如下结论:1.果树对于土壤物理性状具有双重效应,在表层具有保护和改善物理状态的作用,却在亚表层以下使土壤物理状态发生了隐蔽性退化现象。土壤容重在030cm范围随着园龄增长而降低,在3060cm却增大,超过了健康园艺土壤的质量标准1.30g﹒cm-3;果园土壤容重与休闲农田容重相比,植果降低了1030cm土层容重;在3045cm处土壤坚实度处急剧增大,接近或达到了限制根系延伸的土壤质量标准1000KPa。在秋季雨季后,果园土壤剖面含水量分布状况为上层030cm较大,下层3060cm含水量显著低于上层,果园土壤剖面显示出深层干燥化问题。土壤坚实度与含水量密切相关,证明在无灌溉条件的渭北旱原,果园土壤深层干燥化是坚实度增大原因之一。亚表层土壤紧实化影响着土壤下层墒情恢复,对果园适度深翻很有必要。果园080cm土层<0.001mm粘粒含量与物理性粘粒（<0.01mm）含量在剖面上存在不同程度的淋溶淀积。随植果年限的增加,粘粒淀积深度逐渐增加。说明渭北果园土壤坚实化是由粘粒的淋溶淀积和干旱双重作用下产生的。果园表层土壤团聚状况整体较差,优势性水稳性团聚体直径为0.50.25mm,>0.25mm水稳性团聚体随园龄增加而增大,>20a果园是<10a果园的一倍多。果树对表层土壤物理状态具有明显的保护和改善作用,却在深层发生着紧实化和和干燥化过程。2.渭北果园土壤肥力质量发生明显变化。交换性钙离子和钙离子饱和度是健康果园的重要土壤条件,渭北果园表层060cm交换性钙含量随土层深度增加而增加,证明土壤剖面上存在着明显的脱Ca2+问题,特别是在>20a的果园中,钙的淋溶淀积现象更明显。在0100cm（钙积层以上）范围内,土壤交换性钙含量随园龄的增加而减小。土壤水溶性钙含量剖面分布与交换性钙分布相一致。在060cm土层范围内,水溶性钙含量随深度增加而增加。根据果园土壤健康指标之一（钙饱和度≥80%）判断,研究区已有47.6%的土壤钙饱和度在健康指标以下,说明渭北地区虽然是石灰性土壤,存在着交换性钙离子饱和度低的问题,并且随着植果年限的增加,钙不饱和土层逐渐增大。随着植果年限的增加,渭北果园土壤化学质量明显退化。根据果树施肥特点,对果树冠层投影范围内以树干为中心的3个不同部位,土壤碱解氮含量没有发现明显差异性。以不同园龄土壤剖面060cm范围碱解氮相对较高,随土层深度的增加而递减。处于果树衰老期的>20a果园土壤碱解氮相对较小,一般在0100cm土层范围内碱解氮含量低于1020a果园土壤。在土壤100150cm深层处碱解氮含量随园龄增加有增加趋势,只是差别未达显著标准,证实了果园氮肥使用过量。渭北果园土壤剖面各土层间有效磷的含量变异性较大,在020cm土层普遍较高,随剖面层次加深而降低。在040cm土层有效磷含量超过了临界值50 mg﹒kg-1,存在着环境风险。随着植果年限增加树冠下3个水平位置土壤剖面上各层次有效磷含量均出现明显累积,即使在40cm以下土层也较明显。>20a果园土壤40cm以下土层有效磷含量高于其它两个园龄段果园,说明随着种植年限增加,土壤磷素累积且逐渐向下迁移。三个园龄段果园土壤剖面有效磷含量与碱解氮含量呈显著正相关。>20a果园水溶性钙分别与有效磷、碱解氮之间呈显著负相关性。1020a果园中交换性钙、钙饱和度与有效磷之间呈极显著负相关,均说明长期过量使用氮肥和磷肥导致果园土壤钙饱和度下降。3.果园土壤硝态氮含量随着年限增加而增加。在<10a和>20a果园中,距树干100cm处土壤硝态氮含量较高;而在1020a果园中,距树干150cm处硝态氮含量较高,说明施肥位置对果园根区土壤硝态氮的空间分布影响较大。不同园龄果园土壤铵态氮含量差异不显著,说明果园土壤铵态氮含量与施肥、人为管理以及园龄关系较小。土壤中矿质氮的含量随种植年限的增加而增加。在<10a果园中,水平层次间变异性较大,而种植年限较长的果园中（1020a和>20a）差异不显著。果园土壤铵态氮含量变化趋势总体上是随植果年限的增加而减少, 60150cm土层内铵态氮含量变化较小,且三个园龄的果园铵态氮含量差别较小。土壤养分管理中适度使用氮肥是非常重要的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 立题依据
• 1.1.1 研究果园土壤质量演变是学科发展的需要
• 1.1.2 研究果园土壤质量是探求果业可持续发展措施的基础性研究
• 1.1.3 果园土壤质量研究是当前果业发展生产迫切需要解决的问题
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 物理指标
• 1.2.2 化学指标
• 第二章 试验材料与方法
• 2.1 研究区基本概况
• 2.2 研究地土壤类型
• 2.3 样品采集
• 2.4 测定项目和方法
• 2.4.1 土壤物理性质测定项目及方法
• 2.4.2 土壤化学性质测定项目及方法
• 2.5 数据分析
• 2.6 技术路线
• 第三章 果园土壤物理性状的时空变异性
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 土样采集
• 3.1.2 土样测定项目及方法
• 3.2 结果分析
• 3.2.1 果园土壤容重的变化趋势
• 3.2.2 果园土壤坚实度状况与变化趋势
• 3.2.3 果园土壤粘粒含量变化趋势
• 3.2.4 果园土壤结构变化趋势
• 3.3 小结
• 第四章 果园土壤矿质氮累积与分布
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 土样采集
• 4.1.2 土壤测定项目与方法
• 4.2 结果分析
• 4.2.1 果园土壤剖面氮素累积与分布状况
• 4.2.2 果园土壤铵态氮含量分布状况
• 3^--N 含量分布现状'>4.2.3 果园土壤剖面NO₃^--N 含量分布现状
• 4.3 小结
• 第五章 果园土壤主要有效养分状况与影响因素分析
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 土样采集
• 5.1.2 土样测定项目及方法
• 5.2 结果分析
• 5.2.1 果园土壤碱解氮含量的空间分布特征
• 5.2.2 果园土壤速效磷含量变化趋势
• 5.2.3 果园土壤钙素演变趋势
• 5.2.4 养分间的相互关系
• 5.3 小结
• 第六章 结论与创新点
• 6.1 主要结论
• 6.1.1 对渭北果园土壤物理性质相关指标进行了分析
• 6.1.2 对渭北果园土壤化学性质相关指标进行了分析
• 6.1.3 对渭北果园土壤矿质氮累积情况进行了分析
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介