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黄土残塬沟壑区苹果园经营措施对土壤质量影响研究

任小同  
【摘要】:黄土残源沟壑区地形破碎,发展苹果种植是该地区重要的农业土地利用类型,但随着产业的发展,为了单纯地追求产量,果园经营措施粗放,土壤质量退化严重。本文以黄土残塬沟壑区陕西省永寿县马坊镇为研究区域,选取了该区域具有代表性的常规、免耕、堆肥、绿植、间作等5种土壤经营措施的土壤质量为研究对象,通过布设野外试验样地,对比分析5种土壤经营措施下23项土壤理化和生物学指标的状况及其变化规律,利用最小数据集构建非线性、线性的评价方法,计算土壤质量综合评价指数和土壤退化指数,对试验区内5种经营措施果园进行土壤质量评价。研究主要研究结果如下:(1)果园经营措施对土壤物理性质的影响:5种经营措施果园土壤0-60cm平均土壤含水率为12.48%,与较于常规经营措施的果园,免耕、堆肥、绿植果园经营措施下土壤含水率提高,而采取间作经营措施的果园土壤含水率降低了 3.25%;各经营措施果园土壤容重、紧实度、电导率表现为随土层深度增加而增加;孔隙度表现为随着土层深度的增加而减少,变动范围为53.09%-44.39%;土壤pH值为7.93-8.36之间,表现为先增后减的趋势,且堆肥、绿植措施下土壤pH变动幅度较大。5种措施土壤机械组成均表现为砂粒含量粉粒含量黏粒含量,砂粒含量均大于65%,粉粒含量表现为先增后减的趋势,变动范围为19.18%-25.49%,明显波动均出现在20-30cm土层。土壤机械稳定性团聚体表现为DR0.25、MWD和GMD均表现出随土层深度的增加而增加,DR0.25平均值在72.73%以上,MWD和GMD变化幅度在1.07-1.18和1.02-1.41之间。土壤水稳性团聚组成中0.25mm微团聚体变化范围为46.3%-66.73%,占据优势级别,各级含量整体随团聚体直径减小而增加。(2)果园经营措施对土壤化学性质的影响:与常规措施相比,其余四种措施对土壤养分累积起到正作用;各措施下有机质含量、速效氮磷钾、全效氮磷钾、硝态氮在垂直剖面上均表现出随土层深度的增加而减少,铵态氮含量变化趋势为倒V字型。相关分析结果表明除铵态氮外,土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、全钾、硝态氮8个土壤养分指标两两之间均呈现出极显著的相关关系,而铵态氮与土壤全氮含量呈现极显著相关关系,与其他指标之间的相关系数均未达到显著水平。(3)果园经营措施对土壤生物学特性的影响:与常规措施相比,其余四种措施对土壤酶活性提高起到促进作用,且各措施间土壤酶活性达到显著性水平(P0.05);土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和土壤总体酶活性特征,表现为均随着土层深度增加而减小,但过氧化氢酶活性在土壤剖面上大致表现为呈现减-增-减的变化趋势。相关分析结果表明土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶等酶活性指标两两之间均呈现出极显著的相关关系,过氧化氢与碱性磷酸酶呈显著的相关关系。5种经营措施共分离得到土壤动物45955只,隶属4门11纲23目42个类群。其中,优势类群有3类,占捕获总密度的35.52%;常见类群为11类,占54.37%,其余28类构成稀有类群,占10.11%;土壤动物垂直分布特征表现出明显表聚性,优势度指数、均匀度和多样性指数表现相反趋势,且堆肥措施土壤动物多样性最丰富,且分布最均匀。冗余分析(RDA)结果表明所选的土壤环境因子累积解释了 95.58%的土壤环境与土壤动物群落的之间的变化关系,说明排序轴能解释大部分土壤动物类群与土壤环境因子之间的关系。(4)果园经营措施对土壤质量的影响:基于最小数据集的土壤质量评价方法采取选定的土壤质量指标结果表明,5种经营措施土壤质量水平分别处于低、中等、中等、较高、中等、中等水平,残塬沟壑区果园土壤质量综合指数处于0.4-0.6之间,属于中等水平,且非线性评价方法适宜该区域果园土壤质量评价,模型为T=0.7225M+0.0289(R2=0.9227,P0.001)。与常规措施的果园相比,采取免耕、堆肥、绿植的土壤退化指数均为正值,说明这三种措施在土壤剖面上是有利于土壤质量的改善,而在间作经营措施下30-50cm的深层土壤土壤质量存在退化趋势现象,应予以重视。


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