1. 引言
枣(ZizipHus jujuba Mill. cv. Dongzao)含有糖类、蛋白质、维生素、膳食纤维等丰富的营养成分，对人体有很大的保健作用 [1]。大量种植枣树能够有效改善生态环境 [2]。由于枣树对环境条件、土壤的理化性质等方面具有较强的适应能力，因此，在中国它是一种最广泛分布的果树 [3] [4] [5]。
土壤化学性质是土壤营养状况的重要体现，具体包括土壤的pH、有机质、氮、磷、钾以及各种矿物质营养元素 [6] [7]。其中，氮是植物生长中最需要的营养元素之一，是植物细胞中蛋白质合成的重要组成部分，也是植物叶绿体的重要组成部分，土壤中如果缺氮，会减少植物中叶绿素的含量，光合作用效果也会明显下降，产生的有机物就会减少。植物生长会变得瘦弱、矮小、发育不良。在一定范围内，氮素的施用和作物产量呈正向发展趋势，氮能够限制植物作物产量 [8]。合理施氮有助于协调植物各器官的生长发育需求，延缓植物衰老，提高植物对氮素的利用效率 [9]。氮素应用不当会影响土壤的理化性质，继而影响其它营养的吸收 [10]，从而影响枣树果实品质 [11] [12]。
本研究是在上一年的养诊断的基础上，进行了不同时期、不同N素营养施用量对园地土壤的化学特性和其他土壤营养积累的影响，对减少N素施用、减少环境污染、改善土壤特性，提高冬枣的产量和品质有重要的意义。
2. 材料与方法
试验地位于天津市静海区大丰堆镇靳家庄村枣园，种植面积为30,000 m2。该地土壤pH值全年为7.4~8.7，含盐量为1.4‰~1.8‰之间，土壤为黏壤土。园地地势表面平缓，为平原地貌类型。原试验地实施常规管理，一年施化肥两次(萌芽期为N肥，幼果发育期期NPK复合肥，追施化肥总量为50千克/亩)，施基肥一次(2 m3牛粪/亩)。
供试品种为本枣园生长健壮且长势一致的20年生普通冬枣，嫁接砧木为金丝小枣(Zizip husjujuba)，园内枣树南北向栽植，株行距3 m × 5 m。
试验采用单因素随机区组设计，在常规管理的基础上追施N素–尿素(氮含量46%)；在植株树冠边缘穴施(施肥深度20 cm~30 cm，施肥后灌水)，分别在新梢萌芽生长期、坐果期、幼果发育期追施，施用总量为0、88千克/亩、176千克/亩，设为低量(作为对照)、中量和高量3个处理，每处理10株，重复3次，1个处理一共30株，处理与处理之间设置保护行，相隔10米。所有处理田间管理一致。
每个处理小区内选取5株枣树作为样本树并挂牌标记。2019年5月至9月，在不同物候时期采集土壤，主要分为：新梢萌芽生长期(5月上旬)、开花期(6月中上旬)、坐果期(7月上旬)、幼果发育期(8月上旬)、果实成熟期(9月下旬)。每个时期采集一次土壤，于每次施肥的前一天采集，在每株树的两侧树冠边缘垂直下方用土钻采集0~20 cm土层、20~40 cm土层、40~60 cm土层的土。并将同一处理三个不同土层的土样进行充分混合分装于聚乙烯自封袋中。带回实验室存储于阴凉处，自然风干后用0.1 mm筛网过筛，密封保存备用。
对土壤pH值、含盐量、有机质、速效N、速效P、速效K分别依次采用酸度计、重量法、重铬酸钾氧化还原滴定法、凯氏定氮法、碳酸氢钠浸提–钼锑抗比色法、乙酸铵溶液浸提ICP-OES法测定 [13]。
数据用Excel 2019和SPSS 17.0软件进行分析。
3. 结果与分析
3.1. N素对园地土壤pH值的影响
Table 1. The significance of soil pH changes under different N application levels and different phenological periods
表1. 不同N素施用水平下、不同物候期，土壤pH值变化的差异显著性
注：abc为0.05水平差异显著，以下同。
由表1和图1可知，土壤pH整体变化趋势为先增加后降低再增加，尤其是在开花期和幼果发育期时pH值增加最明显；除萌芽期外，施N对枣各个物候期的土壤pH值有显著的影响，N素水平越高，土壤pH值就越大，在开花期，高N处理显著高于中N和低N处理，分别高了2.01%、3.68%，中N处理显著高于低N处理，高了1.64%；在坐果期，中N处理和高N处理差异不显著，但二者均显著高于低N
Figure 1. The variation trend of soil pH value under different N element application levels and different phenological periods
图1. 不同N素施用水平下、不同物候期，土壤pH值的变化趋势
处理，中N高了1.99%，高N高了2.73%；在幼果发育期，高N处理显著高于中N和低N处理，分别高了3.33%、5.35%，中N处理显著高于低N处理，高了1.95%；在果实成熟期和采果后，中N处理和高N处理差异不显著，但二者均显著高于低N处理，在果实成熟期时中N和高N分别高了2.09%、2.89%，在采果后中N和高N分别高了1.85%、2.72%。
综合分析得，高N处理对土壤pH值提升最多，比低N处理平均高了3.44%。施加过量的N会增加土壤的pH值，使土壤碱性增加，而试验种植基地本身土壤呈碱性，因此，氮过量施用会增加碱性土壤的pH，不利于植株的生长。
3.2. N素对园地土壤含盐量的影响
Table 2. Soil salt content changes significantly under different N application levels and different phenological periods
表2. 不同N素施用水平下、不同物候期，土壤含盐量的变化差异显著性
Figure 2. The variation trend of soil salt content under different N application levels and different phenological periods
图2. 不同N素施用水平下、不同物候期，土壤含盐量的变化趋势
由表2、图2可知，土壤含盐量整体变化趋势为先增加后降低再增加，尤其是在幼果发育期时降低最为明显。除萌芽期外，施N对枣各个物候期的土壤含盐量有显著的影响，N素水平越高，土壤含盐量就越低，在幼果发育期不同处理间差异最大，其中土壤含盐量中N处理和高N处理的均显著低于低N处理的7.08%~8.56%。
3.3. N素对园地土壤有机质含量的影响
Table 3. Significant difference of soil organic matter under different N application levels and different phenological periods
表3. 不同N素施用水平下、不同物候期，土壤有机质的变化差异显著性
Figure 3. Change trend of soil organic matter under different N application levels and different phenological periods
图3. 不同N素施用水平下、不同物候期，土壤有机质的变化趋势
由表3和图3可知，土壤有机质含量整体变化趋势为下降，特别是在幼果发育期以后，降低最多。除萌芽期外，施N对枣各个物候期的土壤有机质含量有显著的影响，N素水平越高，土壤有机质含量就越高；在幼果发育期不同处理间差异最大，在植物整个生长过程中，中N处理和高N、低N处理之间差异不显著，但高N处理显著高于低N处理，在开花期土壤有机质增加了12.79%，在坐果期高了15.71%，在幼果发育期高了25.40%，在果实成熟期高了14.67%，在采果后高了17.91%。
综合分析得，高N处理可以在各个时期显著增加土壤有机质的含量，平均比低N处理高了16.89%。
3.4. N素对园地土壤速效N含量的影响
Table 4. Significant difference in soil available N content under different N application levels and different phenological periods
表4. 不同N素施用水平下、不同物候期，土壤速效N含量的变化差异显著性
Figure 4. The variation trend of soil available N content under different N application levels and different phenological periods
图4. 不同N素施用水平下、不同物候期，土壤速效N含量的变化趋势
由表4和图4可知，高量和中量施入N素，可以使生长中期的土壤速效N含量增加，其中高量施N可以使除萌芽期外的其余5个时期的土壤速效N含量显著增加，其中在开花期高了242.25%，在坐果期高了191.08%，在幼果发育期高了222.73%，在果实成熟期高了142.34%，在采果后高了124.49%。综合分析，N素施入可以显著提高土壤速效N含量，高氮处理平均比低N处理高了183.83%。施N越多，土壤中速效N的含量越多。
3.5. N素对园地土壤速效P含量的影响
Table 5. Significant difference of soil available P content under different N application levels and different phenological periods
表5. 不同N素施用水平下、不同物候期，土壤速效P含量的变化差异显著性
Figure 5. The variation trend of soil available P content under different N application levels and different phenological periods
图5. 不同N素施用水平下、不同物候期，土壤速效P含量的变化趋势
由表5和图5可知，施加N素降低了植株生长发育时期中的土壤速效P的含量；施加的N素水平越高，降低的幅度越大(萌芽期除外)。其中差异最大的是坐果期和幼果发育期及果实成熟期。在植物整个生长过程中，高N处理显著低于中N和低N处理，在开花期分别低了28.10%、37.07%，在坐果期分别低了7.93%、15.89%，在幼果发育期分别低了39.83%、48.65%，在果实成熟期分别低了26.74%、60.88%，在采果后期分别低了11.73%、24.01%；中N处理显著低于低N处理，在开花期低了12.47%，在坐果期低了8.65%，在幼果发育期低了14.66%，在果实成熟期低了46.60%，在采果后低了13.91%。
综合分析，施加N素降低了土壤速效P的含量；N施入越多，土壤速效P降低越多，平均比低N处理低了33.84%。
3.6. N素对园地土壤速效K含量的影响
Table 6. Significant difference of soil available K content under different N application levels and different phenological periods
表6. 不同N素施用水平下、不同物候期，土壤速效K含量的变化差异显著性
Figure 6. The variation trend of soil available K content under different N application levels and different phenological periods
图6. 不同N素施用水平下、不同物候期，土壤速效K含量的变化趋势
由表6和图6可知，适量的施加N素对土壤中的速效K的含量起到了增加的作用，但是过量施加N在一定时间段内并不能明显效果，如在幼果发育期。
在萌芽新稍生长期，各处理差异不显著；在开花期和坐果期，高N处理显著高于中N和低N处理，在开花期分别高了9.81%、22.27%，在坐果期分别高了43.39%、61.40%；中N处理显著高于低N处理，在开花期高了11.35%，在坐果期高了12.56%；在幼果发育期，高N处理显著低于中N和低N处理，分别低了40.18%、7.14%，中N处理显著高于低N处理，高了55.23%；在果实成熟期和采果后，中N处理显著高于高N和低N处理，在果实成熟别高了50.98%、131.31%，在采果后分别高了26.20%、75.95%，高N显著高于低N处理，在果实成熟期高了53.21%，在采果后高了39.42%。
综合分析，N素施入处理能够增加土壤中的速效钾含量，其中，中N处理使各期含量增加，平均比低N处理高了42.05%；高N处理的在坐果期增加土壤速效K含量最多，但是在幼果发育期差异不显著。
4. 讨论
本试验中土壤施加N素可以增加土壤pH值，这会加重碱化，对枣树生长不利 [14]。分析原因与本试验中尿素在土壤中的转化机理有关。尿素是有机氮，不能被植物直接利用，是通过土壤微生物产生的胺酶转化分解后，才被根系吸收的。本试验地的土壤呈碱性，在碱性土壤中尿素首先被转化成碳酸氨，然后可以进一步水解成碳酸氢铵或氢氧化氨 [15]。氢氧化氨呈碱性。因此，施N-尿素后，土壤pH增加。建议，盐碱地或碱性土壤的N素选用硝酸铵等。
由图2可知，本试验中不同物候期土壤含盐量差异较大，如在开花期含量最高，在幼果发育期含量最低。这可能与开花期降雨少，土壤蒸发量大，土壤盐上返、聚集(含量增加) [16]，雨季7~8月份、幼果发育期降雨洗掉或稀释了土壤中的部分盐(含量下降)有关。另外，本试验中N素的施入使各个物候期土壤含盐量下降。可能与N素–尿素遇水形成的碳酸氨中的碳酸与土壤中如钙等离子结合形成沉淀 [17]，使土壤容易中可溶性阳离子减少有关。
由表3和图3可知，增施N素可以提高土壤有机质的含量。研究显示土壤中的C/N比适合时可以提高微生物的活性和营养的转化效率，可以加速土壤中植物的残体转化成土壤有机质 [18]。我们试验地的土壤肥力较低，较高的pH导致的土壤微生物种类和数量较少，土壤有机质的形成较少。因此，施N素后，促进了微生物的活动，促进了有机质的形成。有机质能够提高植物的生理活性，增强作物的呼吸作用，促进根系发育 [19]，有机质含量越高，土壤肥力水平也会上升 [20]。
由表5和图5可知，土壤中速效P的含量随着施加氮素量的增加而降低，这可能是元素间的拮抗作用的结果。根据姚源喜的研究，单独施用氮肥时，土壤速效磷随施氮量的增加而显著降低 [21]，与本研究一致。过量的N会降低土壤中的速效P。
由图6可知，土壤施N，可以增加土壤中速效钾的含量。姚源喜通过增施有机肥氮肥，使土壤速效K含量升高 [21]。侯贤清也曾在秸秆还田条件下增施氮量，继而使土壤速效K含量增加 [22]。本试验施N，使土壤的有机质含量增加，同时也增加了速效K的含量，两者是否有些关联。
5. 结论
高氮量处理使土壤pH值比对照组提升3.44%，使土壤含盐量比对照组降低5.35%，使土壤有机质含量比对照组增加了16.89%，使土壤速效N含量比对照组增加了183.83%，使土壤速效P含量比对照组降低了33.84%。中氮量处理使土壤中的速效K含量比对照组增加了42.05%。总之，碱地枣园土壤施氮比对照组增加了土壤中有机质、速效氮、速效钾的含量，降低土壤含盐量。但是，增加了土壤pH值，降低了土壤速效磷的含量。施加的N素水平越高，土壤pH值、有机质、速效氮的值越大，但是过量的氮会降低土壤速效钾的含量。
不同物候期土壤营养动态变化为萌芽期有机质和速效P含量最高，开花期土壤pH、含盐量最高，坐果期土壤速效N和K含量最高。冬枣开花期土壤速效N含量最低，幼果期土壤含盐量、pH值和有机质含量最低，果实成熟期土壤速效P含量最低，采果后土壤速效K含量最低。
基金项目
天津市科委企业科技特派员项目，天津地区冬枣生长发育和果实品质比较(20YDTPJC00590)；(20YDTPJC01910)；中央引导地方科技发展资金科技帮扶提升重大工程项目，茶淀玫瑰香葡萄土壤微生态修复及绿色种植关键技术集成与应用(20ZYCGSN00290)；天津农科院青年科研人员创新研究与实验项目，畜禽养殖场沼液膜浓缩技术优化研究(201919)；天津市林果现代农业产业技术体系创新团队项目(ITTFPRS2018002)；天津市科学技术局项目，油用牡丹优质种源的规模化繁育与种植的关键技术应用与研发(17ZXBFNC00310)。