全 文 ：中国生态农业学报 2009年 11月 第 17卷 第 6期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Nov. 2009, 17(6): 1124−1127


* 中央级公益科研基金“典型农业环境演变与修复研究”和“十一五”国家科技支撑计划项目(2006BAD09B04)资助
** 通讯作者, E-mail: liugq@cjac.org.cn
杨世琦(1970～), 男, 博士, 副研究员, 主要从事区域农业、生态农业研究。E-mail: shiqiyang@126.com
收稿日期: 2008-11-20 接受日期: 2009-03-30
DOI: 10. 3724/SP.J.1011.2009.01124
典型区域果园土壤有机质变化特征研究*
杨世琦 张爱平 杨淑静 杨正礼 刘国强**
(中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 农业部旱作节水农业重点开放实验室 北京 100081)
摘 要 在黄土高原、胶东半岛和北京郊区果园选择 11个采样区, 按照 5~10年、10~15年和 15年以上 3个
园龄段, 利用 GPS定位系统, 共采集 0~20 cm表层土壤样品 99份, 并在取样果园附近选择普通农田作为对照
采集土壤样品 33 份, 测定了果园与普通农田土壤的有机质含量, 并从果园土壤有机质数量特征、果园与农田
差异特征以及有机质随园龄段变化特征 3 个方面进行统计分析。研究结果表明: 胶东半岛栖霞和北京郊区果
园土壤有机质含量较高, 黄土高原宝塔较低。与农田相比, 60%多的果园土壤有机质未发生显著变化, 明显提
高的果园不到 30%, 明显降低的果园不到 10%; 土壤有机质发生变化的果园 , 平均提高 0.62%, 平均降低
0.20%; 随园龄增加, 两个样点果园土壤有机质明显提高, 其他果园变化不显著。在优质高产果园区, 果园土
壤有机质提高归因于施用有机肥、果园种草、青草或秸秆还田。总体上看, 典型区域果园土壤有机质高低值
差异较大, 土壤有机质含量普遍不高, 果业持续发展能力较低。
关键词 典型果树种植区域 果园 农田 果园年龄 土壤有机质
中图分类号: S153.621; S66.33 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2009)06-1124-04
Variations of soil organic matter in typical orchard regions
YANG Shi-Qi, ZHANG Ai-Ping, YANG Shu-Jing, YANG Zheng-Li, LIU Guo-Qiang
(Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences;
Key Laboratory of Dry and Water-efficient Farming, Ministry of Agriculture, Beijing 100081, China)
Abstract Eleven sampling regions were selected in the Loess Plateau, Jiaodong Peninsular and Beijing suburbs, and based on or-
chard age, the orchards in each sampling region were devided into three groups of 5~10, 10~15 and >15 years. 99 soil samples in the
0~20 cm layer in orchards and 33 samples in the 0~20 cm layer in nearby croplands were collected. Quantitative attributes of topsoil
organic matter in orchard fields, differences in soil organic matter property between the orchard and cropland, and variations in soil
organic matter among different orchard age groups were statistically analyzed. The results show higher soil organic matter content in
Xixia, Jiaodong Peninsular, and Beijing suburb; and lower in Baota in the Losse Plateau. Compared with croplands, over 60% or-
chards exhibit statistically insignificant variation in soil organic matter. In less than 30% orchard fields, soil organic matter significant
increase, averagely by 0.62%; and significant decrease in less than 10% orchards, averagely by 0.20%. Significant changes in topsoil
organic matter content with the orchard age are observed only in two sampling regions. In high yield and high quilty fruit-producing
areas, soil organic matter is enhanced by organic fertilizer application, growing grass in orchard, returning grass or stalk into orchard
soil. On the whole, soil organic matter in orchard field is not high and varies greatly. Sustainable development capacity of the fruit
production is also weak.
Key words Typical fruit production areas, Orchard, Cropland, Orchard age, Soil organic matter
(Received Nov. 20, 2008; accepted March 30, 2009)
土壤有机质具有供肥、保肥和缓冲等功效, 对
改善土壤物理性状 , 缓和施用化肥后的不良反应 ,
疏松土壤和提高化肥利用效率有重要作用, 是农田
土壤肥力的重要指标[1]。果园有机质含量与果园产
量呈显著正相关, 提高果园有机质含量不但能实现
稳产高产, 还可提高果品品质[2−4]。果园种植 10 年
第 6期 杨世琦等: 典型区域果园土壤有机质变化特征研究 1125


前后土壤养分对比表明, 土壤有效氮磷增加, 磷钾
增幅较大, 土壤有机质有所降低[5]。
农田土壤有机质变化与施肥、秸秆还田、农作
制度、作物类型转换以及农田生态系统演替等因素
有关, 果园土壤有机质变化也可能涉及这些因素。
施用有机肥能显著提高土壤有机质含量, 且有机质
的增加幅度与施用量有直接关系。试验表明, 长期
施用有机肥与氮磷钾能够提高土壤有机质含量[6−10],
且土壤有机质含量与全氮、全磷含量呈显著相关[11]。
秸秆还田能提高土壤有机质含量, 秸秆燃烧使土壤
有机质含量降低[8,9,12]。土壤耕作加速土壤有机质消
耗, 灌水和施用磷肥促进有机质消耗[13,14], 水田、菜
地、林地和牧草地土壤有机质增加, 旱地和荒漠地
开垦土壤有机质减少[15−18], 重金属污染土壤促使颗
粒态有机质比例提高[19]。林地转变为农田土壤有机
质降低, 农田转变为林地土壤有机质增加[20]。生态
系统自然演替中, 土壤有机质含量都要增加 [21], 自
然条件下土壤结皮使 0~5 cm 表层土壤有机质积累
达到显著水平[22]。
本文在典型区域选择具有代表性的果园进行土
壤有机质检测, 研究果园土壤有机质变化特征与发
展趋势, 提出果园有机质管理依据。
1 研究区域概况与研究方法
1.1 研究区域概况
选择果业生产的典型区域黄土高原、胶东半岛
和北京郊区进行果园土壤有机质变化研究。黄土高
原是世界上两大苹果适宜产区之一, 光照充足, 土
层深厚, 质地疏松, 苹果个大、色艳、细脆、香甜、
耐贮藏, 具有生产优质高档苹果的生态条件, 气候
条件与美国、新西兰、法国等国家的著名苹果产区
相近。从 20 世纪 80 年代中期开始, 黄土高原开始
发展果树, 目前果树面积已达 80 万 hm2, 占全国苹
果总面积的 35.1%和总产量的 31.5%, 已成为苹果主
产区之一。胶东半岛属暖温带湿润季风气候, 热量
充足, 夏季冷凉、秋季长, 光照充足和降水适量等是
生产优质苹果的气候条件, 是我国中、晚熟苹果的
最佳生产区域。北京依燕山山脉, 光照充足, 降水、
土壤、水质等条件都非常适宜苹果生长, 郊县明显
的地理与区位优势独一无二, 苹果产业的经济收益
很好。
1.2 土壤样品采集与分析
2007年 10月上旬~11月上旬, 选择黄土高原的
陕西省旬邑、武功、白水、宝塔和洛川及山西省太
谷和芮城, 胶东半岛的山东省栖霞与牟平县, 北京
市的昌平与通州共 11 个采样区, 按照 5~10 年、
10~15 年和 15 年以上 3 个园龄段, 每园龄段选 3 个
果园, 同时在果园附近选择 3 块普通农田为对照。
在距离树干 1.5 m以外, 用GPS定位仪, 按五点法采
集土壤表层 0~20 cm样品(果园中心及由中心沿对角
线向外 8~12 m再选取 4点, 5点土壤样品充分混合
均匀后采用四分法取 700~800 g 样品), 共采集土壤
132份, 其中果园 99份, 农田 33份。土壤采样信息
见表 1。土壤样品按国标土壤有机质测定法
(GB9834-88-1999)测定。
2 结果与分析
2.1 土壤有机质含量统计特征
在 SPSS 软件平台上做描述性统计(Description
statistics)中的频数分布分析(Frequencies)。综合表 2
的统计信息看, 土壤有机质呈正态分布, 偏度系数
0.082, 表明土壤有机质含量呈现正偏 , 峰度系数
−0.176, 表明土壤有机质含量比标准正态偏低。果园
土壤有机质平均含量 15.0 g·kg−1, 中位数 14.6

表 1 果园土壤采样基本信息
Tab. 1 Basic information of orchard soil sampling sites
采样点
Sampling site
土壤类型
Soil type
降水量
Precipitation (mm)
海拔
Altitude (m)
地理坐标
Geography coordinate
陕西旬邑 Xunyi, Shaanxi 黑垆土 Hei loessial soil 600 1 202~1 215 N 35° (06~07)′, E 108° (13~14)′
陕西武功 Wugong, Shaanxi 棕褐土 Brown cinnamon soil 633 552~557 N 34° (23~24)′, E 108° (04~06)′
陕西白水 Baishui, Shaanxi 黑垆土 Hei loessial soil 568 957~966 N 35° (15~16)′, E 109° (29~30)′
陕西宝塔 Baota, Shaanxi 黄绵土 Loess soil 500 1 069~1 237 N 36° (31~32)′, E 109° (29~30)′
陕西洛川 Luochuan, Shaanxi 黑垆土 Hei loessial soil 622 1 258~1 280 N 35° (51~53)′, E 109° (32~33)′
山西太谷 Taigu, Shanxi 灰褐土 Grey cinnamon soil 450 822~841 N 37° (20~22)′, E 112° (26~30)′
山西芮城 Ruicheng, Shanxi 棕褐土 Brown cinnamon soil 513 546~555 N 34° (42~43)′, E 110° (40~41)′
山东栖霞 Qixia, Shandong 棕壤 Brown soil 754 202~212 N 37°30′, E 121°04′
山东牟平 Muping, Shandong 棕壤 Brown soil 760 73~79 N 37°12′, E 121°15′
北京昌平 Changping, Beijing 褐土 Drab soil 576 77~85 N 40°13′, E 116°18′
北京通州 Tongzhou, Beijing 潮土 Fluvo-aquic soil 620 8~12 N 39°47′, E 116° (53~52)′
1126 中国生态农业学报 2009 第 17卷


表 2 土壤有机质含量统计特征
Tab.2 Statistical characters on content of soil organic matter
统计项目
Statistical item
统计值
Statistics value
平均数 Mean (g·kg−1) 15.0
中位数 Median (g·kg−1) 14.6
众数 Mode (g·kg−1) 12.1
标准差 Std. deviation (g·kg−1) 4.802
方差 Variance 2.31
偏度系数 Skewness 0.082
峰度系数 Kurtosis −0.176
全距 Range (g·kg−1) 21.6
最小值 Minimum (g·kg−1) 3.8
最大值 Maximum (g·kg−1) 25.4
3.8~10.0 g·kg−1土壤有机质含量占比例
Percent of soil organic matter 3.8~10.0 g·kg−1 (%) 13.5
10.0~15.0 g·kg−1土壤有机质含量占比例
Percent of soil organic matter 10.0~15.0 g·kg−1 (%) 30.6
15.0~20.0 g·kg−1土壤有机质含量占比例
Percent of soil organic matter 15.0~20.0 g·kg−1 (%) 38.8
20.0~25.4 g·kg−1土壤有机质含量占比例
Percent of soil organic matter 20.0~25.4 g·kg−1 (%) 17.1

g·kg−1小于但接近平均值, 众数 12.1 g·kg−1在平
均数之下, 表明不同果园有机质含量的高值区与低
值区有较大差异。实际调查表明, 土壤有机质含量
最高值在北京市通州, 最低值在陕西省宝塔; 山东
省栖霞、北京市通州与昌平的果园土壤有机质含量
较高, 陕西省宝塔有机质含量较低。土壤有机质含
量低于 10.0 g·kg−1的占 13.5%, 高于 20.0 g·kg−1
的占 17.1%, 介于 10.0~20.0 g·kg−1之间的占 69.4%,
其中介于 10.0~15.0之间的占 30.6%, 介于 15.0~20.0
g·kg−1之间的占 38.8%。
2.2 果园土壤与农田土壤有机质含量变化
以农田为对照, 并把农田土壤有机质含量的平
均值作为总体平均值, 与果园土壤有机质进行独立
样本 t 检验(One-sample test), 研究果园与农田土壤
有机质差异特征与变化趋势。由表 3 可知, 与农田
相比, 果园土壤有机质含量发生显著变化(显著水平
α=0.05)的有陕西省洛川、山西省太谷、山东省栖霞
和北京市昌平, 其中仅有山西省太谷显著降低, 平
均降低 0.2%; 陕西省洛川、山东省栖霞和北京市
昌平显著升高, 平均升高 0.62%; 其余采样区域的
果园土壤有机质与农田相比升高与降低差异均不
显著。
2.3 不同园龄段果园土壤有机质含量变化
对 5~10 年、10~15 年和 15 年以上 3 个园龄段
的果园土壤有机质含量进行差异分析, 研究随园龄
增加果园土壤有机质含量的差异特征与变化趋势 ,
并利用 SPSS软件进行单项分组资料方差分析。由表
表 3 果园土壤与农田土壤有机质含量差异分析
Tab. 3 Difference on content of soil organic matter
between orchard and cropland
采样点
Sampling site
P值
Sig. (2-tailed)
均数差值
Mean
difference
陕西省旬邑 Xunyi, Shaanxi 0.213 0.049 0
陕西省武功 Wugong, Shaanxi 0.340 −0.090 6
陕西省白水 Baishui, Shaanxi 0.083 −0.129 0
陕西省宝塔 Baota, Shaanxi 0.277 0.050 0
陕西省洛川 Luochuan, Shaanxi 0.011 0.360 0
山西省太谷 Taigu, Shanxi 0.007 −0.177 0
山西省芮城 Ruicheng, Shanxi 0.213 0.073 0
山东省栖霞 Qixia, Shandong 0.000 1.153 0
山东省牟平 Muping, Shandong 0.065 0.162 0
北京市昌平 Changping, Beijing 0.000 0.491 0
北京市通州 Tongzhou, Beijing 0.061 0.008 5

4 可以看出, 仅有山东省栖霞和牟平果园随园龄增
加土壤有机质含量增加达到显著水平 (显著水平
α=0.05), 平均差距达 0.18%; 其他地区的果园随园
龄变化土壤有机质变化不明显。

表 4 不同园龄段果园土壤有机质含量差异
Tab. 4 Difference on content of soil organic matter
between different years orchards
采样点
Sampling site
P值
Sig.
陕西省旬邑 Xunyi, Shaanxi 0.802
陕西省武功 Wugong, Shaanxi 0.799
陕西省白水 Baishui, Shaanxi 0.698
陕西省宝塔 Baota, Shaanxi 0.248
陕西省洛川 Luochuan, Shaanxi 0.830
山西省太谷 Taigu, Shanxi 0.486
山西省芮城 Ruicheng, Shanxi 0.475
山东省栖霞 Qixia, Shandong 0.012
山东省牟平 Muping, Shandong 0.010
北京市昌平 Changping, Beijing 0.310
北京市通州 Tongzhou, Beijing 0.758

3 讨论
果园土壤有机质含量由积累量和消耗量共同决
定。如果积累量多于消耗量, 土壤有机质积累; 积累
量少于消耗量, 土壤有机质减少; 积累量与消耗量
相当, 则土壤有机质保持平衡。与农田相比, 3个采
样区果园土壤有机质显著增加, 占采样果园总数的
27.3%; 1 个采样区的果园土壤有机质显著下降, 占
采样果园总数的 9.1%; 7 个采样区的果园土壤有机
质基本保持不变, 占采样果园总数的 63.6%。随园龄
增加, 2个采样区果园土壤有机质显著增加, 占采样
果园总数的 18.2%; 其余采样区变化不大, 占采样
果园总数的 81.8%。
第 6期 杨世琦等: 典型区域果园土壤有机质变化特征研究 1127


果园是典型的集约化农田, 具有较明显的高投
入特征。在果园管理中, 为提高产量与果品品质, 一
般要加大有机肥的投入力度, 通常以施用有机肥、
果园种草和青草还田(秸秆还田很少)等方式来增加
土壤有机质含量。因此, 果园土壤有机质与果园管
理水平关系很大。山东省栖霞与牟平、北京市昌平
与通州、陕西省旬邑、洛川与白水果园产量普遍较
高, 综合了果业的主产、适生、优质或高收益的生
产特点, 在我国果业生产中具有重要或特殊地位。
总体上果园土壤有机质呈正态分布, 土壤有机质含
量的高值与低值之间有较大差异, 有机质含量普遍
不高。
从分析结果可以看出, 我国果业生产存在的主
要问题一是果园土壤有机质含量普遍较低。果园土
壤有机质含量与果树基础产量密切相关, 有机质含
量高, 果树基础产量高且稳定, 果实品质也好。因此
加强果园土壤有机质培育对提高果业发展水平具有
重要意义。二是与农田相比, 半数以上果园的土壤
有机质含量无显著改变, 1/3弱的果园土壤有机质含
量明显提高, 1/10 弱的果园土壤有机质含量显著下
降。这一结果反映多数果园有机肥投入与消耗基本
保持平衡, 少数果园土壤有机质处于净积累。果业
主产区多数果园对有机肥重视不够, 果业持续发展
能力不强。土壤有机质提高的果园多采用种草、青
草还田和施用有机肥, 黄土高原有些果园还采取沟
压麦草和玉米秸秆等方法。果园土壤有机质随园龄
增加有显著提高的是山东省栖霞与牟平果园, 占果
园总数的 1/5 弱, 表明不重视果园有机质投入是果
园管理的主要问题。山东省栖霞和牟平、陕西省洛
川与旬邑以及北京市昌平等优质高产果区, 果园土
壤有机质含量普遍较高, 与农田相比达到显著水平
的果园土壤有机质平均提高 0.62%。
4 结论
与农田相比, 60%多的果园土壤有机质未发生
显著变化 , 土壤有机质明显提高的果园不到 30%,
明显降低的不到 10%。在优质高产果区, 果园土壤
有机质提高归因于施用有机肥、果园种草、青草或
秸秆还田; 少数高产(高于当地平均单产水平)果园
的土壤有机质含量显著提高, 大部分高产果园土壤
有机质变化不明显; 低产(低于当地平均单产水平)
果园的土壤有机质含量普遍降低。总体上, 果园土
壤有机质高低值差异较大, 土壤有机质含量普遍不
高, 果业持续发展能力较低。
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