油茶幼林間種大豆對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

李 云，黃永芳，葉小萍，梁偉明

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，廣東 廣州 510642）

油茶Camellia oleifera，是山茶科山茶屬植物中油脂含量較高且具有栽培經(jīng)濟(jì)價(jià)值的一類植物的總稱。油茶是我國(guó)特有的食用油料樹種，它與油棕、油橄欖、椰子并稱為世界四大木本油料食用植物[1-2]。油茶主要分布于我國(guó)南方的湘、贛、桂、浙、閩、黔等18個(gè)省（區(qū)），其中，湖南、江西、廣西等?。▍^(qū)）是主要產(chǎn)區(qū)[3]。近年來，廣東省油茶種植面積逐步增加，因而有關(guān)油茶高產(chǎn)栽培方面的研究也不斷增多，油茶林間種是其中的一個(gè)研究方向。油茶林間種一直被認(rèn)為是合適的林地經(jīng)營(yíng)模式，短期間種經(jīng)濟(jì)作物可以使油茶幼林地獲得早期收益，并能改善土壤狀況，在一定程度上增加油茶的產(chǎn)量。目前，油茶林地間種的作物主要有花生、大豆、綠豆、山毛豆、紅薯、魚腥草等，現(xiàn)有文獻(xiàn)的內(nèi)容多為研究間種對(duì)油茶林地土壤養(yǎng)分的影響[4-7]。其中，陳永忠等人[8]在油茶幼林地間種花生和紅薯，提高了土壤養(yǎng)分，促進(jìn)了油茶的生長(zhǎng)。此外，滕維超等人[9]應(yīng)用盆栽試驗(yàn)方法，研究了油茶與大豆不同間作比例條件下土壤養(yǎng)分的差異性，為油茶幼林區(qū)推廣農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式作了一次新的嘗試。而本文采用相關(guān)分析法，探討了油茶幼林間種大豆后土壤各理化性質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化，以期從土壤學(xué)的角度為油茶林地間種模式及間種經(jīng)濟(jì)作物品種的選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況及試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地設(shè)在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)增城教學(xué)科研基地，是一塊林分生長(zhǎng)情況基本一致的油茶林地。增城市位于 23°05′～ 23°37 ′N，113°29′～ 114°00 ′E，地處廣東省中南部。屬于熱帶與亞熱帶的過渡氣候，全年平均溫度22.2 ℃，冬季（1月）平均氣溫12 ℃，夏季（7月）平均氣溫28 ℃，寒暑溫差不大，雨量充沛，年平均降雨量為1 870 mm，3～8月為雨季，平均無(wú)霜期346 d，地帶性土壤類型為花崗巖發(fā)育而成的赤紅壤[10]。

試驗(yàn)材料為基地內(nèi)3年生的油茶幼林，林分株行距為2 m×3 m，樹勢(shì)良好，間種的大豆是從市場(chǎng)選購(gòu)的適合廣東種植的品種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置林地間種大豆及不間種（對(duì)照）2種處理，每種處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)試驗(yàn)，每個(gè)試驗(yàn)地面積為600 m2。在試驗(yàn)期間進(jìn)行常規(guī)的林間管理，在播種大豆之前，先清除試驗(yàn)林地的雜草，對(duì)林地進(jìn)行翻耕，耙碎，開流水溝并施基肥，每個(gè)試驗(yàn)處理區(qū)施有機(jī)肥300 kg，磷肥30 kg，磷酸二氫鉀復(fù)合肥20 kg。用多菌靈拌種，大豆播種規(guī)格為15 cm×20 cm，與油茶植株的間距為50 cm，每穴播2 粒種子。

1.3 土壤各理化性質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定

在間種前的2012年2月進(jìn)行了第1次土壤取樣，即隨機(jī)選擇多點(diǎn)取10～30 cm土層的土樣，以后每隔1個(gè)月取樣1次，直至大豆成熟采收完畢，共取樣5次。土壤樣品各理化指標(biāo)的測(cè)定均用常規(guī)的理化方法進(jìn)行：土壤pH的測(cè)定采用電位法，土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定采用重鉻酸鉀氧化—外加熱法，土壤全氮的測(cè)定采用擴(kuò)散法，土壤全磷的測(cè)定采用氫氧化鈉堿熔—鉬銻抗比色法，土壤全鉀的測(cè)定采用氫氧化鈉堿熔—火焰光度計(jì)法，土壤水解性氮的測(cè)定采用堿解—擴(kuò)散法，土壤有效磷的測(cè)定采用鹽酸和硫酸溶液漫提法，土壤有效鉀的測(cè)定采用乙酸銨浸提—火焰光度計(jì)法[11]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel及SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和制圖。

2 結(jié)果與分析

土壤改良是一個(gè)緩慢的過程，在油茶幼林地間種大豆后，定期對(duì)土壤的各個(gè)理化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明：土壤的各項(xiàng)理化指標(biāo)值與空白對(duì)照相比均有明顯的改善。經(jīng)過間種大豆后林地土壤質(zhì)地由沙壤改良為輕壤，保水保肥能力增強(qiáng)，pH變化幅度相對(duì)于對(duì)照而言也有明顯減小，其它指標(biāo)如有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀的含量也都有所提高。

2.1 土壤pH的變化

間種大豆后土壤pH的變化情況如圖1所示。間種大豆的油茶林地pH呈現(xiàn)先下降后上升的變化趨勢(shì)，而對(duì)照的pH的變化趨勢(shì)則與之相反，即先升后降。2月、4月和5月間種林地的pH高于對(duì)照地，3月和6月間種林地的pH小于對(duì)照地。尤其是在6月，對(duì)照地的pH忽然增大，而間種大豆的林地則一直保持了適合油茶生長(zhǎng)的酸堿度。

2.2 土壤有機(jī)質(zhì)含量的變化

間種大豆后土壤有機(jī)質(zhì)含量的變化情況如圖2所示。間種大豆的油茶林地的有機(jī)質(zhì)含量呈先下降后上升的變化趨勢(shì)，對(duì)照地的有機(jī)質(zhì)含量則先升后降再小幅增加。2月和4月間種地的有機(jī)質(zhì)含量大于對(duì)照地，3月、5月和6月間種地的有機(jī)質(zhì)含量則小于對(duì)照地。尤其是在3月，大豆剛種下后，吸收土壤有機(jī)質(zhì)較多。4～6月間種大豆林地的有機(jī)質(zhì)含量逐步增加，且其增幅明顯大于對(duì)照地。這說明間種大豆可以緩解油茶林地有機(jī)質(zhì)的降解水平，可讓油茶持續(xù)均衡地得到有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分。

對(duì)間種大豆的油茶林地和對(duì)照地的土壤有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行了方差分析，結(jié)果如表1所示。測(cè)定時(shí)間（P＜0.05）、大豆間種處理（P＜0.05）、測(cè)定時(shí)間與間種處理的交互作用（P＜0.05）對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響都達(dá)到了極顯著差異水平。

圖2 對(duì)照地和間種大豆的土壤其有機(jī)質(zhì)含量的變化Fig.2 Changes of organic matter content in soil intercropping soybean and CK

表1 土壤有機(jī)質(zhì)含量的方差分析結(jié)果Table 1 Result of variation analysis of organic matter content in soil

2.3 土壤氮含量的變化

2.3.1 土壤全氮含量的變化

間種大豆后土壤全氮含量的變化情況如圖3所示。由圖3可知，間種大豆油茶林地的全氮含量一直呈現(xiàn)上升的變化趨勢(shì)，而對(duì)照油茶林地的全氮含量先升后降再上升。5月，間種地的全氮含量明顯高于對(duì)照地。6月，對(duì)照地的全氮含量上升到與間種地相當(dāng)?shù)乃剑€是低于間種地。這說明間種大豆能有效提高油茶林地土壤的全氮含量。

對(duì)間種大豆油茶林地及對(duì)照油茶林地土壤的全氮含量進(jìn)行了方差分析，結(jié)果如表2所示。表2表明，測(cè)定時(shí)間（P＜0.05）、大豆間種處理（P＜0.05）、測(cè)定時(shí)間與間種處理的交互作用（P＜0.05）對(duì)土壤全氮含量的影響都具有極顯著差異。這說明間種大豆對(duì)土壤全氮含量的影響顯著，是一種很好的固氮方法。

表2 土壤全氮含量的方差分析結(jié)果Table 2 Result of variation analysis of total N content in soil

2.3.2 土壤有效氮含量的變化

間種大豆后土壤有效氮含量的變化情況如圖4所示。由圖4可知，間種大豆油茶林地的有效氮含量呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)；而對(duì)照油茶林地的有效氮含量整體上呈下降趨勢(shì)，5月上升達(dá)到峰值，但是到大豆采收的6月時(shí)又下降到低于間種大豆林地的水平。間種地有效氮的增幅基本大于對(duì)照地，說明間種大豆能有效提高油茶林地土壤的有效氮含量。

圖4 對(duì)照地和間種大豆的土壤其有效氮含量的變化情況Fig.4 Changes of available N content in soil intercropping soybean and CK

對(duì)間種大豆油茶林地及對(duì)照土壤的有效氮含量進(jìn)行了方差分析，結(jié)果如表3所示。表3表明，測(cè)定時(shí)間（P＜0.05）、大豆間種處理（P＜0.05）、測(cè)定時(shí)間與間種處理的交互作用（P＜0.05）對(duì)土壤有效氮含量都達(dá)到極顯著差異水平。

表3 土壤有效氮含量的方差分析結(jié)果Table 3 Result of variation analysis of available N content in soil

2.4 土壤磷含量的變化

2.4.1 土壤全磷含量的變化

間種大豆后土壤全磷含量的變化情況如圖5所示。由圖5可知，間種大豆的油茶林地和對(duì)照地的全磷含量均呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)。5個(gè)月份里間種林地的全磷含量都大于對(duì)照地。間種林地土壤3月和4月的全磷含量比2月分別增加了259.88%和290.38%，對(duì)照林地的增幅則分別為133.96%和166.41%。間種林地全磷含量的增幅大于對(duì)照地的增幅?？梢?，間種大豆能有效提高油茶林地土壤全磷的含量。

圖5 對(duì)照地和間種大豆的土壤其全磷含量的變化Fig.5 Changes of total P content in soil intercropping soybean and CK

對(duì)間種大豆油茶林地和對(duì)照土壤有效氮含量進(jìn)行了方差分析，如表3所示。測(cè)定時(shí)間（P＜0.05）、大豆間種處理（P＜0.05）對(duì)土壤有效氮含量都達(dá)到極顯著差異，測(cè)定時(shí)間與間種處理的交互作用（P＞0.05）差異不顯著。

表4 土壤全磷含量的方差分析結(jié)果Table 4 Result of variation analysis of total P content in soil

2.4.2 土壤有效磷含量的變化

對(duì)照地和間種大豆的土壤其有效磷含量的變化情況如圖6所示。由圖6可知，間種大豆的油茶林地其有效磷含量基本呈現(xiàn)上升的變化趨勢(shì)，5月有大幅下降，但6月又有回升，對(duì)照油茶林地的有效磷含量一直呈下降的變化趨勢(shì)。對(duì)照地有效磷含量的初始水平高于間種大豆林地，但一直在減少，而間種林地卻相反。這說明間種大豆能有效提高油茶林地土壤有效磷的含量。

圖6 對(duì)照和間種大豆土壤有效磷含量的變化Fig.6 Changes of available P content in soil intercropping soybean and CK

對(duì)間種大豆油茶林地和對(duì)照油茶林地的土壤有效磷含量進(jìn)行了方差分析，結(jié)果如表5所示。由表5可知，測(cè)定時(shí)間（P＜0.05）、大豆間種處理（P＜0.05）、測(cè)定時(shí)間與間種處理的交互作用（P＜0.05）對(duì)土壤有效磷含量的影響都達(dá)到了極顯著的差異水平。

表5 土壤有效磷含量的方差分析結(jié)果Table 5 Result of variation analysis of o available P content in soil

2.5 土壤鉀含量的變化

2.5.1 土壤全鉀含量的變化

對(duì)照地和間種大豆的土壤其全鉀含量的變化情況如圖7所示。由圖7可知，間種大豆油茶林地的全鉀含量隨著時(shí)間的推移整體呈現(xiàn)上升的變化趨勢(shì)，而對(duì)照油茶林地的全鉀含量則先下降后緩慢上升。間種地全鉀含量開始就低于對(duì)照地的含量水平，最終卻高于對(duì)照地。5月間種地的全鉀含量達(dá)到了最高水平，為11.750 g·kg-1。到大豆采收后的6月，間種地的全鉀含量相對(duì)2月而言增加了54.3%。這說明間種大豆能有效提高油茶林地土壤全鉀含量。

對(duì)間種大豆的油茶林地和對(duì)照油茶林地的土壤有效磷含量進(jìn)行了方差分析，結(jié)果如表6所示。由表6可知，測(cè)定時(shí)間（P＜0.05）、大豆間種處理（P＜0.05）、測(cè)定時(shí)間與間種處理的交互作用（P＜0.05）對(duì)土壤全鉀含量的影響都達(dá)到了極顯著的差異水平。

圖7 對(duì)照和間種大豆的土壤全鉀含量的變化Fig.7 Changes of total K content in soil intercropping soybean and CK

表6 土壤全鉀含量的方差分析結(jié)果Table 6 Result of variation analysis of total K content in soil

2.5.2 土壤有效鉀含量的變化

對(duì)照地和間種大豆的土壤有效鉀含量的變化情況如圖8所示。由圖8可知，間種大豆的油茶林地其有效鉀含量呈現(xiàn)先降后升的變化趨勢(shì)，而對(duì)照油茶林地的有效鉀含量卻先升后降。間種大豆林地最終良好地保持了有效鉀的含量水平，且還有所提高；而對(duì)照地的有效鉀含量則相對(duì)降低了。這說明間種大豆可以提高油茶林地土壤有效鉀含量。

圖8 對(duì)照和間種大豆的土壤有效鉀含量的變化Fig.8 Changes of available K content in soil intercropping soybean and CK

對(duì)間種大豆油茶林地和對(duì)照油茶林地的土壤有效鉀含量進(jìn)行了方差分析，結(jié)果如表7所示。由表7可知，大豆間種處理（P＞0.05）沒有顯著差異，測(cè)定時(shí)間（P＜0.05）、測(cè)定時(shí)間與間種處理的交互作用（P＜0.05）對(duì)土壤有效磷含量的影響都達(dá)到了極顯著的差異水平。

表7 土壤有效鉀含量的方差分析結(jié)果Table 7 Result of variation analysis of available K content in soil

3 結(jié) 論

間種大豆的油茶林地其土壤養(yǎng)分比對(duì)照地有明顯的改善，且不同養(yǎng)分指標(biāo)的差異性顯著。單純種植油茶不僅會(huì)造成林地土壤養(yǎng)分含量逐步下降，而且浪費(fèi)大量的土地空間，同時(shí)油茶幼林林地空閑期過長(zhǎng)，若林農(nóng)對(duì)林地管理不到位則會(huì)使油茶產(chǎn)量降低。在油茶林間間種經(jīng)濟(jì)作物，有益于改善土壤環(huán)境，優(yōu)化林地的空間結(jié)構(gòu)[9-10]。

在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)增城基地油茶林地間種大豆能有效提高土壤養(yǎng)分，能較大幅度提高土壤有效氮、全鉀、有效鉀等養(yǎng)分的含量，使土壤環(huán)境更加適合于油茶幼林的生長(zhǎng)。間種大豆很好地改善了油茶林地的全氮含量和土壤的pH、有機(jī)質(zhì)、全磷、有效磷含量等理化指標(biāo)，從各方面有效改良了油茶林地的土壤狀況。

4 討 論

許多關(guān)于林地間種的文獻(xiàn)資料顯示，通過間種能夠提高土壤肥力，增加土壤全氮、全磷、堿解氮和有效磷等養(yǎng)分的含量[11-13]。本試驗(yàn)對(duì)同一地點(diǎn)、同一時(shí)間間種了大豆的油茶林地及不間種地進(jìn)行了有關(guān)土壤肥力的各項(xiàng)指標(biāo)的動(dòng)態(tài)測(cè)定和分析，結(jié)果表明：土壤pH與立地條件有很大的關(guān)系，在5月以前兩組試驗(yàn)地的pH變化都不大，6月對(duì)照油茶林地的pH突然增大，這可能與當(dāng)時(shí)的天氣有關(guān)；間種大豆的油茶林地有機(jī)質(zhì)含量雖然沒有得到高效提高，但其降解速度也得到緩解，甚至到試驗(yàn)后期間種大豆林地的有機(jī)質(zhì)含量有小幅增加，使得油茶林地有機(jī)質(zhì)含量水平始終保持均衡狀態(tài)；土壤全氮含量與有效氮含量的變化趨勢(shì)較為接近，土壤全氮含量不僅與土壤條件有關(guān)，還與氣候變化相關(guān)；對(duì)照林地土壤氮含量的波動(dòng)并不明顯，而間種大豆林地土壤含氮量則持續(xù)低幅度增長(zhǎng)，通過間種大豆等固氮類植物可有效提高土壤的氮含量；土壤全磷及有效磷的變化趨勢(shì)比較一致，間種大豆林地土壤的兩種含量基本呈上升的變化趨勢(shì)，而對(duì)照林地的兩種含量則均有降低。通過間種大豆能促使土壤全磷和有效磷的含量提高到較好水平；土壤鉀和有效鉀的變化趨勢(shì)一致，間種大豆能顯著提高兩者的含量。

通過間種大豆在一定程度上改善了土壤的養(yǎng)分狀況，促進(jìn)了油茶幼林的生長(zhǎng)，但并不能簡(jiǎn)單總結(jié)為主動(dòng)提高土壤的肥力水平，促進(jìn)油茶生長(zhǎng)，對(duì)于間種作物的選擇也只能提供一定依據(jù)[14]。因?yàn)闇y(cè)定結(jié)果顯示，與土壤肥力相關(guān)的許多養(yǎng)分指標(biāo)也出現(xiàn)了下降的情況，但是與對(duì)照地相比，下降幅度明顯變小。

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