宁夏红枣主产区土壤养分的含量

李 慧，李百云，魏天军

(宁夏农林科学院 种质资源研究所，宁夏 银川 750002)

宁夏自治区位于我国西部的黄河上游，灌溉方便，日照充足，光热资源丰富，是较为理想的红枣种植区。近年来，基本形成了以灵武为核心的鲜食品种种植区，以中宁、中卫和海原为主的中部干旱带压砂地和同心旱地制干品种种植区。截止到2016年底，全区红枣总面积达3.87万hm2，其中，灵武市的灵武长枣0.93万hm2，中部干旱带压砂地枣园1.34余万hm2，总产量达7.2万t，总产值3.1亿元，已经成为宁夏自治区农村经济发展的支柱产业。土壤是作物生长所需养分和水分的仓库，是果树生长不可替代的基质[1]。果园土壤营养的质量状况对枣树的生长发育及果实的产量和品质影响较大[2-6]。近年来，在实际生产上枣农普遍存在过量施肥和施肥不足等问题，致使枣园土壤养分不均衡，严重影响红枣的产量和品质，制约了红枣产业的可持续发展。目前，除笔者项目组于2008年开始对宁夏自治区压砂地枣园[7-8]和同心圆枣枣园[4,9]的土壤养分及水分状况进行过系列调查外，关于宁夏枣园土壤的养分状况在已有的研究报道中大多集中在灵武产区[10-11]，未见对其余主产区土壤的养分状况的研究报道。为此，选择宁夏自治区灵武市、中宁县、中卫市和同心县4个主产区的代表性枣园采集土壤样品，对其土壤养分的含量状况进行测定与分析，以期为宁夏红枣的科学施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

土壤样品：共计48份，采自宁夏自治区灵武市、中宁县、中卫市和同心县4个产区的16个盛果期枣园，红枣树龄为8～10 a，采样地的基本情况见表1。

1.2 方法

1.2.1 样品采集 于2016年枣果采收后基肥施入前在采样地采用十字交叉法进行采集，树龄为8～10 a。用土钻按0～20 cm、20～40 cm分层采集土壤样品，每个枣园选取行间6个点，相同土层混合均匀，各枣园取每层土壤混匀后作为该枣园的代表土样，共计48份，做好标记，带回实验室。

1.2.2 指标测定 测定项目包括土壤pH、全盐、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾、有效锌、有效锰、有效铜和有效铁共计13个指标。土样由宁夏农产品质量标准与检测技术研究所(银川)测定，测定方法参照LY/T1239-1999、LY/T1251-1999、NY/T1121.6-2006、LY/T1228-2015、LY/T1232-2015、LY/T1234-2015和NY/T890-2004标准规定进行。

1.3 主成分分析

为进一步探明土壤不同养分指标的相对重要性，采用SPSS 20.0对13个土壤指标进行主成分分析得出各主成分的贡献率；并用主成分对4个红枣产区土壤养分进行综合评价，首先利用各主成分荷载向量除以其特征值的平方根，从而得出特征向量，即主成分系数。再根据综合评价函数计算出不同产区土壤养分综合成分得分。

1.4 土壤评价标准

根据全国第2次土壤普查分级标准[12](表2)和我国土壤微量元素分级标准[13](表3)对调查枣园土壤养分状况进行分析。依据Nielsen分级标准[14]，当CV<10%时，为弱变异；当10%≤CV≤100% 时，为中等变异；当CV>100%时，为强变异。全盐分级标准：含量<3.0 g/kg为轻度盐渍化土壤，含量3.0～5.0 g/kg为中度盐渍化土壤，含量5.0～10.0 g/kg为重盐土壤，含量>10.0 g/kg为极重盐土壤[10]。

表1 采样地的基本信息Table 1 The basic information of sampling sites

表2 土壤大量养分的分级标准Table 2 The grading standard of soil massive nutrients

表3 土壤有效态微量元素的分级标准Table 3 The grading standard of soil available microelements

1.5 数据处理

采用Excel 2003和SPSS 20.0对数据进行处理与分析。

2 结果与分析

2.1 不同产区枣园土壤养分的含量

从表4可知，枣园土壤pH、全盐、全氮、有机质、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾、有效锌、有效锰、有效铜和有效铁的含量变化与变异情况。

2.1.1 pH、全盐和有机质 pH：土壤pH为8.38，属于碱性土壤。枣树生长适宜土壤pH为5.5～8.5，灵武、中宁、中卫枣园土壤pH处于适宜范围；同心枣园土壤pH不适宜枣树生长，应适当施入偏酸性肥料进行调节。全盐：枣园土壤的全盐含量为0.90 g/kg，呈轻度盐渍化，部分枣园土壤呈中度盐渍化；灵武枣园土壤全盐含量为1.97 g/kg，高于中宁、中卫和同心枣园。有机质：枣园土壤的有机质含量为5.18 g/kg；与分级标准相比，有机质属极缺乏型土壤，灵武和中宁枣园土壤有机质含量分别为7.51 g/kg和7.24 g/kg，高于中卫和同心产区，且4个产区枣园土壤有机质含量相对较为平衡，均处于缺乏型土壤。表明，宁夏枣园应增加有机肥的施用量，以满足枣树生长对土壤有机质的要求。

2.1.2 氮/磷/钾 氮：枣园土壤全氮和速效氮含量分别为0.38 g/kg和25.95 mg/kg，与分级标准相比，全氮和速效氮含量属极缺乏型土壤。磷：全磷和速效磷含量平均为0.48 g/kg和4.02 mg/kg，全磷含量属中等型土壤、速效磷含量属缺乏型土壤。钾：全钾和速效钾含量平均为16.56 g/kg和74.34 mg/kg；全钾含量属丰富型，速效钾含量属中等型土壤。

综合来看，宁夏枣园土壤全氮、速效氮含量极缺乏，速效磷含量很缺乏，速效钾含量适宜。因此，生产上应增施氮肥和磷肥，平衡钾肥。灵武枣园土壤的速效磷和速效钾含量高于中宁、中卫和同心，中宁枣园土壤的全氮、全钾和速效氮含量高于灵武、中卫和同心，同心枣园土壤的全磷含量高于灵武、中宁和中卫。表明灵武和中宁枣园土壤养分状况优于中卫和同心。

表4 不同产区枣园土壤养分的含量Table 4 Content of soil nutrients in different red jujube producing areas

2.1.3 微量元素 枣园土壤的有效锌、有效锰、有效铜和有效铁含量分别为0.48 mg/kg、4.14 mg/kg、1.06 mg/kg和7.36 mg/kg，与分级标准相比，有效锌和有效锰含量属缺乏型土壤，有效铜含量属丰富型土壤，有效铁含量属适宜型土壤。灵武、中宁和同心枣园土壤有效锌含量适宜，且高于中卫产区；中宁枣园土壤有效锰含量适宜，且高于灵武、中卫和同心产区；灵武和中宁枣园土壤有效铜含量丰富，中卫和同心枣园土壤有效铜含量适宜；中宁、中卫和同心枣园土壤有效铁含量适宜，且高于灵武产区；中宁枣园土壤4种微量元素含量均高于灵武、中卫和同心产区，可能是中宁当地枣农较为注重微量元素肥料的施用。

2.1.4 土壤养分变异 枣园土壤速效磷变异系数为115.93%，属于强变异；pH变异系数为1.96%，属于弱变异；全盐、有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效钾、有效锌、有效锰、有效铜和有效铁变异系数都属于中等变异。全氮、全磷和全钾的变异系数分别低于速效氮、速效磷和速效钾。表明，土壤全量养分含量相对稳定，变动幅度较小，而速效养分含量易受施肥水平、耕作制度和灌溉方式的影响，变异系数相对较高。

2.2 不同土层枣园土壤养分的含量

从表5看出，pH：0～20 cm和20～40 cm土层土壤的pH平均分别为8.28和8.41，土层越深pH越高。土壤盐含量的分布规律为土层越深，其含量越低[15]。0～20 cm和20～40 cm土层土壤的全盐含量分别为1.01 g/kg和0.92 g/kg，表层土壤全盐含量稍高，符合土壤盐含量的分分布规律。0～20 cm和20～40 cm土层土壤的有效铁含量分别为7.04 mg/kg和8.02 mg/kg，表层土壤有效铁含量稍低。除有效铁外，0～20 cm土层土壤的有机质、全量养分、速效养分、有效锌、有效锰和有效铜含量均高于20～40 cm。由此可知，枣园土壤养分大都集中在0～20 cm土层，表聚化现象明显。0～20 cm土层土壤的速效磷和有效锌含量变异系数分别为138.56%和127.82%，变幅较大，属于强变异，其余养分的变异系数属中等变异；20～40 cm土层土壤养分变异系数均属中等变异。除速效氮和有效锰外，0～20 cm土层土壤的有机质、全量养分、速效养分、有效锌和有效铜含量变异系数均高于20～40 cm土层，可能是表层土壤受到人为施肥的影响所致。

表5 不同土层枣园土壤养分的含量Table 5 Content of soil nutrients at different soil layers in red jujube producing areas

2.3 不同土壤因子的主成分分析

从表6可知，3个主成分累积贡献率为78.363%，说明主成分分析解释了78.363%的原始变异信息，只有21.637%的原始变异信息损失。第一主成分中，有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾、有效锰和有效铜含量的主成分载荷相对较高，分别为0.916、0.936、0.605、0.780、0.596、0.785、0.610和0.824，说明第1主成分主要反映有机质、全氮、全磷、速效氮、速效磷、速效钾、有效锰和有效铜含量对土壤养分的供给状况；第2主成分中，pH、全盐和全钾含量的主成分载荷相对较高，分别为0.720、-0.730和0.816，说明第2主成分主要反映土壤pH、全盐和全钾含量对土壤养分的供给状况；第三主成分中，有效铁含量的主成分载荷最高，为0.793，说明第3主成分主要反映有效铁含量对土壤养分的供给状况。从表7看出，3个主成分对4个红枣产区土壤养分综合评价得出特征向量，即主成分系数，再根据综合评价函数IFI=0.4095 9F1+0.192 8F2+0.1812 5F3计算出不同产区土壤养分综合成分得分，4个产区土壤养分综合得分(表8)依次为灵武>中宁>同心>中卫。

表6 13个土壤因子的载荷矩阵及主成分贡献率Table 6 Loading matrix and principle component contribution rate of 13 soil factors

表7 各主成分的特征向量Table 7 Eigenvetor of different principal components

表8 不同产区枣园土壤养分主成分的综合得分Table 8 Comprehensive score of principal components of soil nutrients in different red jujube producing areas

3 结论与讨论

在红枣生产中，土壤养分水平不仅是枣树正常发育的重要保障，也是衡量土壤生产力的综合指标，直接影响枣园的经济效益和生态效益。研究结果表明，宁夏红枣主产区有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾的含量分别为5.18 g/kg、0.38 g/kg、25.95 mg/kg、4.02 mg/kg和74.34 mg/kg，与第二次全国土壤普查结果相比，宁夏枣园土壤有机质、全氮和速效氮含量下降幅度较大，速效磷含量有所下降。据报道，山东枣园土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾的适宜含量分别为10～20 g/kg、50～100 mg/kg、10～30 mg/kg和50～100 mg/kg[16-18]，宁夏枣园土壤仅速效钾含量达适宜水平，且显著低于河北[19]和新疆[20]枣园土壤的肥力水平。综上所述，宁夏红枣主产区土壤养分肥力水平总体较低，已成为红枣产业发展的主要制约因素之一。

影响枣园土壤肥力水平高低的因素较多，其中土壤自身成土母质是重要原因，宁夏压砂地枣园土壤类型以灰钙土为主[21]，土壤瘠薄，保水保肥性能差，可能是中卫地区枣园土壤肥力低的原因之一。在红枣生产中，枣农往往通过施肥达到优质高产的目的，但是枣农多数是根据种植经验进行施肥，从而造成了施肥不足、施肥过量和施肥比例不合理等诸多问题。李华[10]调查发现，灵武长枣种植户在枣树不同生长期不考虑养分需求，肥料种类混乱，比例失衡，主要以化肥为主，施有机肥较少。王雪斌等[22]报道，宁夏枣农不重视有机肥施入，偏施化肥。笔者在生产中发现，中部干旱带压砂地枣园大多都种植在低丘缓坡地带，立地条件差，个别枣园没有补水条件，交通不便，有机肥施入欠缺，在施肥过程依赖复合肥，加之施肥量不足，比例不平衡，造成土壤养分状况较差。可见，不合理施肥是导致宁夏枣园肥力低的重要原因。有研究发现，宁夏枣园土壤养分含量分布具有明显区域性，以引黄灌区的灵武产区枣园土壤肥力最好，中部干旱带中卫产区枣园土壤肥力最差，与该研究结果相近。

针对宁夏枣园土壤养分状况和施肥管理中的问题，当前的首要任务是在生产中增施有机肥，增强土壤的保水保肥能力，在施入有机肥的基础上，增施氮肥和磷肥，平衡钾肥施入量，施肥时应结合枣树的需肥规律，适当调整施肥时期和肥料比例，微量元素采取因缺补缺的策略。因此，在今后枣园管理中应科学施肥，因地施肥，提高肥料的利用效率，节约成本，减少浪费，走出一条适合宁夏枣园实情的果业发展之路。