野生歐洲李原生分布地土壤養分分布特征

歐陽麗婷，頡剛剛，謝 軍，尤 斌，耿文娟

（1.新疆農業大學 林學與園藝學院，新疆 烏魯木齊 830052；2.新疆維吾爾自治區環境監測總站，新疆 烏魯木齊 830011）

土壤是在氣候、植被、地形、母質等因子綜合作用下形成的，不同植被類型影響著土壤養分的積累、分布與循環，而土壤養分含量又是植被生長的重要影響因子[1]，且土壤中的微量元素是植物體內酶類、維生素和生長激素等的重要組成成分，直接參與機體的代謝活動，對植物的生長發育具有十分重要的作用[2-3]。隨著生態環境問題的日趨尖銳，人們越來越重視對土壤與植被之間關系的研究[4]。土壤養分已經成為土壤學、環境化學和地球化學的研究點之一[5-7]。當前，對農田土壤養分[8-9]以及草地土壤養分[10-11]分析評價的文章較多，但對西天山山區土壤養分[12]研究的文章相對較少。穆葉賽爾等人[12]對天山北坡林沿土壤養分含量的區域差異進行研究，結果表明所研究的3個區段（昭蘇、新源、巴里坤）不同土層土壤養分含量均存在顯著差異，均屬于肥沃級。孫繼坤等[13]對天山山地土壤中微量元素含量進行研究發現，天山山地土壤中微量元素含量是比較豐富的，全量含量大多超過我國和世界土壤平均含量。但前人僅對天山北坡的土壤養分含量的區域差異進行了報道，而對野生歐洲李原生分布地的土壤養分分布特征未見報道

新疆野生歐洲李Prunus domestica L.俗名野酸梅，屬于薔薇科Rosaceae，李屬Prunus植物，該種僅分布在新疆伊犁地區新源等地天山野果林天然植被的有限范圍內，性喜溫暖濕潤。其抗性弱，分布區域很小。受人為活動的影響，其種群數量和分布面積急劇減少[14]。目前有關野生歐洲李原生分布地的土壤養分分布特征未見報道，本文通過野外采樣與室內分析，從區域養分分布到土壤空間不同深度養分分布，系統分析野生歐洲李分布地土壤養分分布特征。通過研究野生歐洲李各分布地的土壤養分分布特征，探討土壤養分的供給不足或過剩與野生歐洲李的瀕危與樹勢狀況差之間的關系，以期為野生歐洲李的原地、遷地保護提供理論依據，從而為制定更有效的保護措施，為栽培馴化提供理論依據。同時為西天山同類環境的相關研究及土壤肥力的協調與改善以及環境保護提供參考。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與處理

2016年7月，在伊犁新源縣、鞏留縣野生歐洲李原生分布地（改良場三隊、交吾托海、博樂賽、西阿克塞、鐵礦溝、伊力格達依），見表1。每個分布地隨機設計3個取樣點，按0～30 cm（上層）、30～60 cm（中層）、60～90 cm（下層）分層，各取土壤500 g組成混合樣品，帶回實驗室后晾干、去除細根和雜物、碾碎、過1 mm篩并混勻，在新疆維吾爾自治區環境監測總站及新疆農業大學特色果樹中心實驗室開展相關測定。

表1 野生歐洲李不同原生分布地環境情況Table 1 Environment conditions in different distributed areas of wild European plum

1.2 測定方法

土壤理化指標測定方法參照鮑士旦[15]和中國環境監測總站[16]的相關方法，其中有機質含量的測定采用重鉻酸鉀容量法；pH值采用玻璃電極法測定；全氮含量測定采用H2SO4消煮-凱氏定氮法；全磷含量測定采用H2SO4-HCLO4消煮-鉬銻抗比色法；全鉀、全鈣、全鎂、有效鉀、有效鈣、有效鎂含量的測定采用原子吸收光度法。銅、錳、鋅、鉬元素含量的測定采用火焰原子吸收分光光度法。

1.3 土壤養分指標評價

參照全國第二次土壤普查養分分級標準[17]對各土壤養分進行分級，每個養分指標均分為6級水平，分別為1級（很豐富）、2級（豐富）、3級（中等）、4級（缺乏）、5級（很缺乏）、6級（極缺乏）。

1.4 數據處理

采用Excel 2010進行數據整理，SPSS 19.0統計分析軟件對試驗數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 野生歐洲李不同原生分布地土壤養分含量分布特征分析

方差分析表明，不同原生分布地不同土層單位土壤體積中有機質、pH、全氮、全磷、全鉀、有效鉀含量存在不同程度的差異。6處分布地土壤中氮元素含量變化、有機質含量變化與全磷含量的變化趨勢一致，隨土層深度的增加，有機質、全氮、全磷含量逐漸減少，見表2。

0～30 cm土層深度，土壤中有機質、全氮、全磷含量最大值出現在新源改良場三隊，分別為86.0、3.73、2.72 g·kg-1；全鉀含量的最大值出現在新源鐵礦溝，為3.59 g·kg-1；土壤中有效鉀含量最大值出現在鞏留伊力格達依，為2.119 mg·kg-1。

表2 野生歐洲李不同原生分布地土壤養分含量?Table 2 The contents of soil nutrient in wild European plum at different distributed areas

30～60 cm土層深度，土壤中有機質、全氮、全磷、有效鉀含量最大值出現在新源改良場三隊，分別為77.4、3.35、2.45 g·kg-1、1.85 mg·kg-1；土壤中全鉀含量最大值出現在新源鐵礦溝，為2.64 g·kg-1。

60～90 m土層深度，土壤中有機質、全氮、全磷、全鉀、有效鉀含量最大值均在鞏留伊力格達依，分別為70.4、3.05、2.23、2.60 g·kg-1、2.003 mg·kg-1。

由表3可知，6處原生分布地0～90 cm土層深度pH值介于7.5～8.5之間，呈弱堿性，土壤pH隨土層深度變化趨勢不明顯。由表4可知，6處原生分布地土壤有機質含量遠大于一級標準參數值；在鞏留伊力格達依與新源改良場三隊分布地0～90 cm土層全氮、全磷含量均大于一級標準參數值；6處原生分布地全鉀含量遠遠低于全國第二次土壤普查土壤養分分級標準的6級標準參數值，在6處分布地的不同土層之間全鉀含量變化無規律可循。

綜上所述，在0～60 cm土層深度，土壤養分含量大多在新源改良場三隊表現較高，在60～90 cm土層深度，土壤養分含量在鞏留伊力格達依表現較高。在0～90 cm土層深度，土壤養分含量大多在新源西阿克塞表現偏低。

2.2 不同分布地土壤中量和微量元素含量分析

不同分布地土壤中量和微量元素含量分析情況見表5。由表5可知，各原生分布地間及同一原生分布地各土層間的土壤微量元素鉬、錳、鋅、銅的含量均存在顯著差異；與其他分布地相比，鞏留伊力格達依在60～90 cm土層深度的全量鉬、錳、鋅、銅的含量最高，分別為3、1 253、471.8、44.6 mg·kg-1；在0～90 cm土層深度，全鈣、全鎂、有效鈣、有效鎂含量在不同原生分布地不同土層深度均存在顯著差異，新源交吾托海、新源博樂賽在0～90 cm土層深度全鈣、全鎂含量均顯著高于其余4處原生分布地，鞏留伊力格達依的有效鎂含量顯著低于其余5處原生分布地，這5處分布地有效鎂的含量遠超出全國第二次土壤普查土壤養分分級標準的一級標準參數值。6處原生分布地土壤有效鈣的含量均處于土壤養分2級標準。

表3 土壤pH值分級標準對照表?Table 3 Criteria for grading of soil pH

表4 土壤養分分級標準對照表Table 4 Criteria for grading of soil nutrients

表5 野生歐洲李不同原生分布地土壤中量和微量元素含量Table 5 Medium element and minor element contents of soil in wild European plum at different distributed areas

2.3 不同分布地土壤養分相關性分析

不同分布地土壤養分相關性分析情況見表6。由表6可知，在鞏留伊力格達依分布地，全鈣與全鎂、有效鎂呈顯著正相關，速效鉀與pH呈顯著正相關，全鎂與有效鎂呈顯著正相關。銅與有效鎂呈顯著負相關（P＜0.05），銅與全鈣、全鎂呈極顯著負相關（P＜0.01）。在新源改良場三隊分布地，有機質、全鈣與全鎂兩兩之間呈顯著正相關，全鉀與錳呈顯著負相關，有效鎂與銅呈顯著負相關（P＜0.05），有效鎂與全鉀呈極顯著正相關（P＜0.01）。新源交吾托海分布地，全氮與有效鈣呈顯著正相關，全鈣與有效鎂呈顯著正相關（P＜0.05），全鈣與全氮、有效鎂呈極顯著正相關（P＜0.01）。在新源博樂賽分布地，全氮與速效鉀、全鎂呈顯著正相關，有效鈣與全氮、速效鉀呈顯著正相關，全鈣與全鎂、有效鎂呈顯著正相關（P＜0.05）。在新源鐵礦溝分布地，全氮與速效鉀、全鎂呈顯著正相關，全鉀與有機質呈顯著負相關（P＜0.05），速效鉀與全鎂呈極顯著正相關（P＜0.01）。在新源西阿克塞分布地，全氮與全鈣、有效鎂呈顯著正相關，全鎂與速效鉀、有效鈣呈顯著正相關，速效鉀與全鎂呈顯著正相關，有機質與pH呈顯著正相關，全磷與錳呈顯著正相關（P＜0.05）。綜上所述，6處原生分布地土壤養分中各元素間以及在同一分布地不同養分各元素間其相關性均存在差異。

表6 野生歐洲李不同原生分布地土壤養分相關性分析?Table 6 Soil nutrient correlation analysis in wild European plum at different distributed area

續表6Continuation of table 6

3 討 論

3.1 土壤養分分布特征

6處野生歐洲李原生分布地土壤養分含量較高，與天山北坡新源等地主要土壤類型是黑鈣土、栗鈣土，黑鈣土自然肥力水平較高，土壤養分含量較高[12]相吻合。本研究發現6處原生分布地不同土層深度土壤養分富集但都存在不同程度的差異，與西天山的主要土壤類型有淡栗鈣土、棕鈣土、草甸土和鹽土4個類型[18]有關。

3.2 土壤養分相關性分析

生態系統中，各生態因子之間是相互影響、相互作用的，土壤養分之間也是一樣的，或者彼此輔助增長、或者彼此抑制[19]。本研究中，土壤大量、中量、微量元素含量具有不同程度的相關性，可表明土壤中的元素與元素之間起著相輔相成的作用，互相影響。不同土壤類型上生長的植被，其覆蓋度和土壤利用方式有很大的差異，故土壤養分各個指標之間的相關性相對也小[20]。

3.3 土壤養分含量對植物生長發育的影響

6處原生分布地土壤全氮元素含量與有機質含量均呈現出隨著土層加深而下降的規律，原因可能是土壤表層有豐富的動物及微生物種群及密集的植物根系。隨著土層加深，土壤的環境變差，不利于土壤動物、微生物生存以及植物根系生長，導致從表層到更深層有機質來源減少、生物固氮能力也逐漸減弱，從而使土壤中氮元素含量逐漸減少。這與黃笑[21]的不同林分類型閩楠人工林土壤養分對比分析的研究結果一致。植物所利用的磷素主要來源于土壤，而能夠被植物直接吸收利用的磷僅占土壤全磷的很小部分，絕大部分（95%～99%）的磷以難以利用的遲效狀態存在[22-23]，成為地質時代尺度上生物生產力限制性養分元素[24]，土壤中的磷是植物生理生化過程中不可缺少的元素，磷素的形成可分為有機磷和無機磷，其中有機磷占多數。一般全磷含量小于0.8～1.0 g·kg-1時土壤出現磷素供應不足[21]。新源交吾托海與西阿克塞分布地0～90 cm土層均表現出磷素供應不足的現象，這與新源交吾托海處在農田邊、該分布地已經農田化有關，新源西阿克塞處在草場山底地帶，位于水源的下游區域邊，可能與土壤水分的淋洗與沖刷有關，這可能是限制這兩處分布地野生歐洲李生長的因素。

除去鞏留伊力格達依分布地，其余5處分布地有效鎂含量遠超出一級標準，6處原生分布地有效鈣含量均處于土壤養分分級二級標準（1 200～4 800 mg·kg-1），而當中量元素及微量元素供應不足或過多時，植物的正常生長發育受阻，產量和質量降低[25-26]，由此可以推測目前野生歐洲李樹勢弱，生長能力差，坐果率低可能與有效鈣、鎂含量過高有關。

本研究僅對野生歐洲李的6處分布地的土壤養分分布情況進行了比較，隨機取樣范圍與重復度較小，對于充分說明野生歐洲李所處分布地土壤養分分布狀況具有一定的局限性，但對西天山同類環境的相關研究及土壤肥力的協調與改善提供參考具有一定的生態意義。在今后的研究中可以適當增加6處分布地凋落物的養分狀況，了解森林凋落物養分的積累量，對森林經營管理和林地肥力維持機制具有重要的意義[27]。

4 結 論

野生歐洲李6處原生分布地0～90 cm土層深度pH值介于7.5～8.5之間，呈弱堿性，土壤pH隨土層深度變化趨勢不明顯。新源交吾托海與西阿克塞分布地的土壤均表現出磷素供應不足（小于0.8～1.0 g·kg-1）的現象，全磷含量在0.17～0.53 g·kg-1之間；鞏留伊力格達依、新源改良場三隊在0～90 cm土層深度有機質、全氮、全磷含量均高于其余4處原生分布地；新源改良場三隊、鞏留伊力格達依全氮含量大于一級標準參數值2 g·kg-1，分別為3.73、3.51 g·kg-1；除去鞏留伊力格達依分布地有效鎂含量為47.8～63.3 mg·kg-1，其余5處分布地有效鎂的含量均處于肥沃狀態（150 mg·kg-1），6處原生分布地有效鈣含量均處于土壤養分二級標準水平（1 200～4 800 mg·kg-1）；土壤養分中各元素并不是單獨起作用的，它們之間相互影響和相互制約，6處原生分布地土壤養分中各元素間以及在同一分布地不同養分各元素間其相關性均存在差異，其中大部分土壤元素具有良好的獨立性。