梅 闖，閆 鵬，馮貝貝，馬 凱，韓立群，張振軍，王繼勛，艾沙江·買買提

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所 農(nóng)業(yè)部新疆地區(qū)果樹科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站，新疆 烏魯木齊 830091；2.阿克蘇地區(qū)林科所，新疆 阿克蘇843000)

土壤中的微量元素作為生物體內(nèi)生物大分子物質(zhì)的組成成分或活化劑，廣泛參與植物葉綠體及蛋白質(zhì)的合成，對(duì)植物氮(N)、磷(P)、鉀(K)的吸收利用具有重要的調(diào)節(jié)及促進(jìn)作用[9]。同時(shí)，微量元素在植物生長(zhǎng)發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)形成中起著重要作用，土壤中所含有效態(tài)微量元素又是植物體內(nèi)微量元素的重要來源，因此，植物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)狀況和土壤所含有效元素的含量密切相關(guān)。如，隨著葡萄種植年限的增加，土壤中的Cu、Zn、Fe顯著上升[3]。種稻1 a可以明顯促進(jìn)鹽堿地土壤Zn由非生物有效態(tài)向生物有效態(tài)轉(zhuǎn)化，連續(xù)種植5 a 后進(jìn)入平緩上升階段[10]，同時(shí)Zn可以促進(jìn)葉綠素的合成，提高果實(shí)品質(zhì)[11]。但是在新疆蘋果產(chǎn)區(qū)的鹽堿地蘋果園，連續(xù)種植會(huì)對(duì)土壤中微量元素造成怎樣的影響，同時(shí)和果實(shí)品質(zhì)有怎樣的關(guān)系，這方面均未見報(bào)道。因此，本研究的目的是檢測(cè)不同種植年限鹽堿地蘋果園內(nèi)土壤的理化性質(zhì)。具體分析了3個(gè)問題：(1)蘋果連續(xù)種植對(duì)土壤理化性質(zhì)影響如何？(2)土壤可溶性鹽離子如何變化？(3)對(duì)蘋果品質(zhì)有哪些影響？

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)區(qū)位于新疆阿克蘇地區(qū)五團(tuán)示范園，以種植1 a的蘋果園土壤為對(duì)照，選擇相鄰的連續(xù)種植4、9、12 a鹽堿地蘋果園土壤作為研究對(duì)象，供試果園統(tǒng)一秋季施農(nóng)家肥27 ～40 t·hm-2，夏季分6次滴施黃腐酸復(fù)合肥1.2 ～2.0 t·hm-2。每個(gè)果園隨機(jī)選擇30個(gè)點(diǎn)進(jìn)行取樣，避開施肥溝，采集0～30 cm 厚土層樣品，每10個(gè)點(diǎn)土樣進(jìn)行混合，為一個(gè)重復(fù)。所采集土壤樣品進(jìn)行風(fēng)干過篩保存留用。果樹品種為‘煙富6號(hào)’(MalusdomesticaBorkh cv. Red Fuji)，砧木為‘八楞海棠’(MalusmicromalusMakino)，株行距為2 m×4 m，密植管理模式。每個(gè)果園選取6棵樹，于10月25日采集30個(gè)果實(shí)，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定。所有試驗(yàn)均設(shè)3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。

1.2 試驗(yàn)果園土壤的鹽分組成

圖1 蘋果種植園土壤可溶性鹽離子含量

1.3 測(cè)定方法

果實(shí)測(cè)定：隨機(jī)取果實(shí)20個(gè)，測(cè)定單果質(zhì)量；果形指數(shù)用游標(biāo)卡尺測(cè)量果實(shí)縱徑、橫徑，求縱徑/橫徑；果肉硬度用GY-4數(shù)顯式水果硬度計(jì)測(cè)定；果實(shí)的可溶性固形物采用手持式糖度計(jì)測(cè)定；維生素C采用2.6—二氯靛酚滴定法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)采用Excel 2010和 SPSS 17.0軟件進(jìn)行處理，統(tǒng)計(jì)分析采用LSD進(jìn)行多重比較，顯著水平p<0.05。采用GraphPad Prism 7.0進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘋果種植年限對(duì)鹽堿土肥力狀況的影響

隨著蘋果種植年限的增加，0～30 cm土壤層有機(jī)質(zhì)含量明顯升高，達(dá)到顯著水平(p<0.05)，特別是在連續(xù)種植9 a后，有機(jī)質(zhì)含量在10.0 g·kg-1以上。土壤pH值在所有年限樣地內(nèi)，基本穩(wěn)定在8.29～8.54，說明蘋果園土壤pH值并沒有因?yàn)榉N植年限增加而顯著變化。全氮含量隨著種植年限的增加不斷提高，在0.6～1.1 g·kg-1之間，波動(dòng)變化達(dá)到顯著增加水平。堿解氮含量呈現(xiàn)逐年增高趨勢(shì)，含量在31.1～74.2 mg·kg-1之間。隨著蘋果種植年限的增加有效鉀和有效磷變化趨勢(shì)一致，表現(xiàn)為波動(dòng)十分明顯，特別是在種植第9年，其含量迅速增加，相對(duì)于第1年種植，含量分別增加了2.9倍和2.3倍。在種植12 a后，含量有所下降(表1)。

表1 不同蘋果種植年限下鹽堿土壤的基本性質(zhì)

2.2 蘋果種植年限對(duì)鹽堿土壤中Ca、Fe、B、Zn元素含量的影響

由圖2可知，不同蘋果種植年限對(duì)土壤中4種元素含量的影響程度不同。土壤中Ca、Fe含量總體呈降低趨勢(shì)，種植1 a條件下土壤Ca、Fe含量較種植9 a條件下分別降低了8%、45.6%，至連續(xù)種植12 a后分別降低了10.3%、16.6%，種植12 a后Fe含量有所上升，Ca含量在1.57～1.78 g·kg-1，F(xiàn)e含量在8.47～15.56 mg·kg-1。隨著蘋果種植年限的增加，Zn含量呈現(xiàn)先增加后降低趨勢(shì)，在種植9 a后土壤Zn含量較種植1 a條件下增幅為166.7%，含量達(dá)到4.0 mg·kg-1。土壤B元素基本穩(wěn)定在0.33～0.57 mg·kg-1，說明蘋果園土壤B元素含量并沒有因?yàn)榉N植年限增加而顯著變化。

圖2 不同蘋果種植年限下土壤中礦質(zhì)元素含量的變化

2.3 蘋果種植年限對(duì)鹽堿土壤可溶性鹽離子含量的影響

鹽分離子的分化通常成為鹽漬化危害的主要原因之一。為了便于比較各種鹽分離子隨著蘋果種植年限增加的相對(duì)變化關(guān)系，用各種鹽分離子的含量值分析其在總鹽中的地位及變化趨勢(shì)?？梢钥闯隹扇苄喳}離子含量變化趨勢(shì)有所差異，其中Ca2+、Na+、Mg2+均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，種植12 a條件下土壤Ca2+含量較種植1 a條件下降低了165%，含量在51.7～172.6 mg·kg-1之間，種植12 a條件下土壤Na+含量較種植1 a條件下降低幅度為352%。在種植1 a條件下土壤中Mg2+含量相較于種植4 a后迅速下降，隨后下降幅度減小(圖3a)。

圖3 不同蘋果種植年限土壤可溶性鹽離子含量變化

2.4 蘋果種植年限對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響

由圖4可知，不同蘋果種植年限對(duì)維生素C和果形指數(shù)影響不明顯，未達(dá)到顯著水平，但對(duì)可溶性固形物、單果重、果實(shí)硬度的影響較顯著。種植12 a的蘋果較其他種植年限果實(shí)的單果重和可溶性固形物明顯增加(p<0.05)，種植12 a的蘋果可溶性固形物和單果重較種植4 a 分別增加了10.0%、28.8%。果實(shí)硬度隨著種植年限的增加呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，種植12 a的果實(shí)硬度較種植4 a降低了15.8%，硬度在5.3～6.3 kg·cm-1之間。果實(shí)中維生素C含量穩(wěn)定在233.3～360.7 μg·g-1之間，說明維生素C含量并沒有因?yàn)榉N植年限的增加而顯著變化。

注：不同字母表示處理間差異顯著(p<0.05)。

3 討 論

植物種植年限對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響通常有所差異，有研究表明，不同種植年限的葡萄對(duì)土壤pH值和有機(jī)質(zhì)含量影響較弱[12]。土壤有機(jī)質(zhì)是反映土壤肥力狀況的一個(gè)綜合評(píng)判指標(biāo)，是土壤中微生物和營(yíng)養(yǎng)元素的主要來源，特別是N、P元素[13-15]，但容易受到氣候條件、水分含量及植被生長(zhǎng)的影響[16-17]。本研究顯示，蘋果種植園中土壤的pH值沒有隨著種植年限的增加而顯著改變，隨著果園施用農(nóng)家肥的增多，有機(jī)質(zhì)含量顯著提升，特別是在連續(xù)種植9 a后，有機(jī)質(zhì)含量普遍在10.0 g·kg-1以上，這與在黃瓜中研究結(jié)果相似[18]。堿解氮和全氮含量隨著施肥管理也呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)。這和在水稻中研究結(jié)果基本一致[19]。土壤中有效鉀和有效磷含量隨著種植年限的增加提升顯著，但是在連續(xù)種植9 a后有所下降，這可能是由于果園進(jìn)入盛果期P、K元素消耗增加所致。土壤中的微量元素含量可以反映出土壤營(yíng)養(yǎng)狀況，不同植物種植年限不同，往往造成土壤中微量元素的變化特征差異[20]。隨著蘋果種植年限的增加，土壤中Ca、Fe含量總體呈降低趨勢(shì)，Zn含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，其原因可能是蘋果植株逐年生長(zhǎng)，根際吸收能力增強(qiáng)或吸收區(qū)域改變，使得土壤中的微量元素逐漸被植物吸收，轉(zhuǎn)化成了植株有機(jī)體的組成部分。土壤缺乏鐵元素往往導(dǎo)致植物黃化及發(fā)育不良[21- 22]，因此隨著蘋果樹齡的增加，需要適當(dāng)補(bǔ)充微量元素以維持樹體的健康生長(zhǎng)。

果實(shí)通常是整個(gè)樹體養(yǎng)分最終流向的庫，隨著種植年限的增加，植株從土壤中吸收礦物質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)元素的能力不斷增強(qiáng)，因此樹齡和果實(shí)品質(zhì)具有一定的關(guān)聯(lián)度。本研究中可溶性固形物和單果重隨著種植年限的增加，含量顯著提升，但在種植9 a后其含量趨于平穩(wěn)。果實(shí)硬度在種植12 a后達(dá)到最低，總體穩(wěn)定在5.3～6.3 kg·cm-1之間。果實(shí)中維生素C和果形指數(shù)并沒有隨著種植年限的增加而顯著改變，由此可以看出在一定種植年限內(nèi)，隨著樹齡的增加，明顯提升了蘋果果實(shí)總糖含量及口感[28]。本研究根據(jù)栽培地實(shí)際情況基于3個(gè)種植年限處理的果實(shí)進(jìn)行取樣，種植年限范圍比較集中，還需要進(jìn)一步研究和驗(yàn)證。

4 結(jié) 論

在一定蘋果種植年限范圍內(nèi)，鹽堿地土壤理化性質(zhì)特征變化明顯，土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮顯著增加，Ca、Fe含量呈下降趨勢(shì)，土壤鹽離子含量降低，果實(shí)可溶性固形物、單果重有所提高，品質(zhì)有所改善。研究結(jié)果可以為新疆蘋果種植區(qū)鹽堿土改良和合理配施微肥提供參考。