廣東省三種典型經(jīng)濟(jì)林地土壤性狀和養(yǎng)分儲(chǔ)量研究

裴向陽(yáng)，鐘鳳娣，張 兵，陳頡穎，曾曙才

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

經(jīng)濟(jì)林是指以生產(chǎn)干鮮果品，食用油料、飲料、調(diào)料，工業(yè)原料和藥材等為主要目的的林木，是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、國(guó)防等領(lǐng)域所需原材料的重要來源。經(jīng)濟(jì)林不僅為社會(huì)提供直接產(chǎn)品，還具有巨大的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益[1]。改革開放以來，隨著我國(guó)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、多種經(jīng)營(yíng)形式的開展及退耕還林工程的實(shí)施，經(jīng)濟(jì)林對(duì)于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的促進(jìn)作用越來越明顯，經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)的主體[2]。

廣東省是我國(guó)經(jīng)濟(jì)林的重要分布區(qū)，板栗Castanea mollissima林、油茶Camellia oleifera林和筍用麻竹Dendrocalamus laliflorus林是廣東省具有代表性的經(jīng)濟(jì)林。目前，東源縣是板栗的中心產(chǎn)區(qū)，2010年全縣板栗種植面積1.26 萬(wàn)hm2，其中船塘鎮(zhèn)的板栗種植面積就有6 400 hm2，占東源縣板栗種植總面積的50.8%。油茶是南方重要的木本油料樹種，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[3]，在廣東省的栽培歷史悠久，目前廣東省的油茶栽植面積達(dá)到10 400 hm2，梅州是其重點(diǎn)產(chǎn)區(qū)，也是廣東省目前油茶產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最發(fā)達(dá)的地區(qū)[4]。麻竹在廣東省的主要種植區(qū)有英德和揭陽(yáng)市，其中揭陽(yáng)市的麻竹種植面積約為6 700 hm2，年產(chǎn)竹筍25 萬(wàn)t。為了了解廣東省內(nèi)這三種典型經(jīng)濟(jì)林地的土壤性狀，從而為此三種經(jīng)濟(jì)林地的土壤養(yǎng)分管理和林木的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供科學(xué)依據(jù)，選取廣東省內(nèi)板栗、油茶和筍用竹最具代表性的產(chǎn)區(qū)，對(duì)林地土壤物理性質(zhì)和養(yǎng)分含量進(jìn)行了測(cè)定與計(jì)量分析，現(xiàn)將測(cè)定與計(jì)量分析的結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

研究的板栗林地位于廣東省東源縣船塘鎮(zhèn)，油茶林地位于廣東省平遠(yuǎn)縣長(zhǎng)田鎮(zhèn)，筍用麻竹林地位于廣東省揭東縣曲溪街道。船塘鎮(zhèn)是廣東省最大的優(yōu)質(zhì)板栗種植基地和全省首個(gè)板栗專業(yè)鎮(zhèn)；該鎮(zhèn)地處東源縣北部山區(qū)，其地理坐標(biāo)為東經(jīng) 114°39′5″、北緯 23°55′46″，屬南亞熱帶和中亞熱帶過渡區(qū)，年平均氣溫21 ℃，平均降雨量1 968 mm。平遠(yuǎn)縣長(zhǎng)田鎮(zhèn)地處粵東北部，位于東經(jīng) 115°48′48″～ 116°52′57″、北緯 23°23′40″～24°56′54″，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，年平均氣溫 21.3 ℃，陽(yáng)光充足，熱量豐富，年平均日照時(shí)數(shù) 1 874.2 h，雨量充沛，常年平均降雨量為1 483～1 798.4 mm[5]，非常適宜種植油茶。揭東縣以麻竹聞名，該縣的麻竹種植面積約有6 667 hm2，是粵東地區(qū)唯一的大型竹筍生產(chǎn)基地；曲溪街道位于揭東縣城的郊區(qū)，其地理坐標(biāo)為東經(jīng) 116°5′23″～ 116°37′39″、北緯 23°22′56″～23°46′27″，屬亞熱帶季風(fēng)海洋氣候，年均氣溫21.5 ℃，年均降雨量1 722.6 mm。

1.2 樣品的采集及其物理性質(zhì)和養(yǎng)分含量的測(cè)定

每種林分類型各選3個(gè)有代表性的地段，每個(gè)地段挖掘1個(gè)土壤剖面，觀察并記錄剖面的形態(tài)特征，分層（0～20、20～40、40～60 cm）以布袋、環(huán)刀和小鋁盒采集土壤樣品，將土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室以備分析之用。

采用酒精燃燒法測(cè)定土壤自然含水量；采用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重、孔隙度和田間持水量；采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量；采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定土壤中的全氮和堿解氮的含量；分別采用氫氧化鈉熔融-鉬銻抗比色法、氟化銨鹽酸浸提-鉬銻抗比色法、氫氧化鈉熔融-火焰光度法、乙酸銨浸提-火焰光度法依次測(cè)定土壤中的全磷、速效磷、全鉀、速效鉀的含量[6]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel2003對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，用SPSS13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差分析（One-way ANOVA）和Duncan多重極差檢驗(yàn)法比較不同數(shù)據(jù)組間的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 三種經(jīng)濟(jì)林地土壤的物理性質(zhì)

土壤物理性質(zhì)是衡量林地質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)土壤的蓄水保肥能力及林木對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收和利用有重要影響[7]。調(diào)查的廣東省三種經(jīng)濟(jì)林地的土壤保水能力和孔隙情況如表1。

2.1.1 土壤容重

由表1可知，在0～60 cm的土層中，三種經(jīng)濟(jì)林地的土壤容重在1.23～1.58 g·cm-3之間變化，且均隨著土層深度的增加而增加，說明植物與凋落物的作用改善了表層土壤的緊實(shí)狀況[8]。同一林分林地的土壤容重，油茶、筍用竹林地各土層間的差異不顯著。板栗林地的土壤容重，中層與表層、底層間差異不顯著，而表層與底層間有顯著差異。筍用竹林地的土壤容重，20～40 cm中層略小于表層，這可能因?yàn)樗{(diào)查的筍用竹林生長(zhǎng)年限較長(zhǎng)，竹子扎根深，對(duì)土壤中層的作用較大。三種經(jīng)濟(jì)林林地的土壤容重，板栗林地的最大，0～20和20～40 cm土層的土壤容重，板栗林地與油茶林地的差異明顯，而與筍用竹林地的差異不顯著；40～60 cm土層的土壤容重，板栗林地與油茶林、筍用竹林地間均有顯著差異。

表1 廣東省三種經(jīng)濟(jì)林地的土壤保水能力和孔隙情況?Table 1 Water-holding capacity and porosity status of soils from three kinds of non-wood plantations

2.1.2 土壤孔隙性

三種經(jīng)濟(jì)林地土壤總孔隙度為40.30%～55.99%，變化范圍不大，說明土壤蓄水能力較強(qiáng)、通氣性較好，適宜植物生長(zhǎng)。隨著土層的加深，土壤總孔隙度呈下降的變化趨勢(shì)，說明表層土壤的通氣性最好。板栗林地表層土壤與底層土壤的總孔隙度有顯著差異，而油茶和筍用竹林地各土層的總孔隙度均無顯著差異。三種經(jīng)濟(jì)林地土壤各層總孔隙度均以油茶林為最大；0～20 cm土層的總孔隙度，油茶林與板栗林、筍用竹林間均有顯著差異；20～40 和40～60 cm土層的總孔隙度，油茶林地和筍用竹林地間無顯著差異，而其與板栗林地的差異顯著（見表1）。

三種經(jīng)濟(jì)林地的毛管孔隙度和非毛管孔隙度均隨土層加深而減少；相同林分林地的毛管孔隙度，三種經(jīng)濟(jì)林地的表層土壤均高于中層和底層。其中，油茶林地表層土壤的毛管孔隙度與中層、底層的差異顯著；板栗林地表層和中層的非毛管孔隙度均達(dá)到11%以上，其他兩種經(jīng)濟(jì)林地土壤的非毛管孔隙度均少于10%，說明板栗林地表層的通氣性最好（見表1）。

2.1.3 田間持水量

在相同林分下，板栗林與油茶林地表層的田間持水量最大，而筍用竹林地中層的田間持水量最大。0～20 cm土層的田間持水量，油茶林（397.61 g·kg-1）＞筍用竹林（282.46 g·kg-1）＞板栗林（241.29 g·kg-1）；中層、底層土壤的田間持水量，三種林地的大小順序與表層的一致。由此可見，油茶林地土壤的持水能力最強(qiáng)，其次是筍用竹林，最后是板栗林。

2.2 三種經(jīng)濟(jì)林地土壤中的有機(jī)質(zhì)含量

三種經(jīng)濟(jì)林地土壤中的有機(jī)質(zhì)含量如圖1所示。由圖1 可知，板栗、油茶、筍用竹林地土壤中的有機(jī)質(zhì)含量分別為10.56～18.17、5.34～15.69、12.55～16.69 g·kg-1，參照土壤養(yǎng)分等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)[9]來評(píng)價(jià)，三種經(jīng)濟(jì)林地土壤中的有機(jī)質(zhì)含量均偏低。同一林分下，三種林地土壤中的有機(jī)質(zhì)含量均隨土層的加深而下降，表層土壤與20～40、40～60土層的有機(jī)質(zhì)含量間有顯著差異；三種林地0～20 cm表層土壤有機(jī)質(zhì)含量間無顯著差異，而20～40和40～60 cm土層的有機(jī)質(zhì)含量間卻差異顯著。

2.3 三種經(jīng)濟(jì)林地土壤中的氮磷鉀含量

圖1 三種經(jīng)濟(jì)林地不同土層中的有機(jī)質(zhì)含量Fig. 1 Organic contents in different soil layers of three kinds of non-wood plantations

三種經(jīng)濟(jì)林地土壤各養(yǎng)分元素含量如圖2 所示。由圖2可知，板栗林、油茶林、筍用竹林地土壤中的全氮含量分別為1.21～1.36、0.55～1.57、1.34～1.74 g·kg-1，其土壤養(yǎng)分等級(jí)分別處于中等、偏低至中等、中等至豐富水平。三種林地土壤中的全氮含量均隨著土層的加深而降低。板栗林地土壤各層的全氮含量間差異不顯著，油茶林與筍用竹林林地表層土壤的全氮含量與中層、底層的含量間有顯著差異。0～20 cm土層的全氮含量，筍用竹林最高，其與油茶林的差異不顯著，而與板栗林的差異顯著；20～40 cm土層的全氮含量，筍用竹林＞板栗林＞油茶林，三種經(jīng)濟(jì)林地土壤全氮含量的差異顯著；40～60 cm土層的全氮含量，筍用竹林最高，其與板栗林的差異不顯著，而與油茶林的差異卻顯著。

三種經(jīng)濟(jì)林地土壤中的堿解氮含量均隨著土層的加深而減少。0～20 cm土層的堿解氮含量，油茶林＞筍用竹林＞板栗林，板栗林與筍用竹林間無顯著差異，而與油茶林有顯著差異；20～40 cm土層的堿解氮含量，板栗林地高于其他兩種經(jīng)濟(jì)林地，但三種經(jīng)濟(jì)林地的含量之間卻無顯著差異；40～60 cm土層的堿解氮含量，油茶林最高，與其他兩種經(jīng)濟(jì)林地的含量之間差異顯著（圖2）。

圖2 三種經(jīng)濟(jì)林地土壤各養(yǎng)分元素含量Fig. 2 Nutrient element contents in soils from three kinds of non-wood plantations

土壤中的全磷含量，除筍用竹林地表層缺乏外，其中層、底層和油茶、板栗林地土壤各層均極缺乏。板栗林和油茶林地土壤各層的全磷含量間差異均不顯著，而筍用竹林地土壤各層的含量之間都有顯著差異。0～20和20～40 cm土層的全磷含量，筍用竹林地明顯高于油茶、板栗林地，而板栗林和油茶林地的含量差異卻不顯著；40～60 cm土層的全磷含量，板栗林地最高，其與油茶林地間無顯著差異，而與筍用竹林地的差異顯著（圖2）。

土壤中的速效磷含量，三種經(jīng)濟(jì)林地的含量在1.78～2.20 mg·kg-1之間，均極缺乏。油茶林地和筍用竹林地土壤中的速效磷含量均隨土層的加深而減少，板栗林地土壤中的速效磷含量隨著土層的加深略微增大。0～20 cm土層的速效磷含量，油茶林地最高，其與板栗林地間差異顯著，而與筍用竹林地的差異不顯著；20～40和40～60 cm土層的速效磷含量，三種經(jīng)濟(jì)林地的含量差異均不顯著（圖2）。

土壤中的全鉀含量，板栗林地處于中等水平，而油茶與筍用竹林地中的含量偏低。油茶林、筍用竹林地的全鉀含量均隨土層的加深而減少，板栗林地土壤底層的全鉀含量顯著高于表層、中層。0～20和20～40 cm土層的全鉀含量，板栗林地的最高，其與油茶林地的含量間無顯著差異，而與筍用竹林地的含量卻有顯著差異；40～60 cm土層的全鉀含量，板栗林與油茶林、筍用竹林地的含量間均有顯著差異（圖2）。

土壤中的速效鉀含量，除板栗林地表層偏低外，其中層、底層和油茶林、筍用竹林地土壤各層均處于缺乏狀態(tài)。板栗林地、筍用竹林地的速效鉀含量均隨著土層的加深而減少，油茶林地底層土壤的速效鉀含量略高于中層，但其差異不顯著。0～20、20～40 cm土層的速效鉀含量，板栗林地顯著高于其他兩種林地；40～60 cm土層的速效鉀含量，板栗林地含量略高于油茶林地和筍用竹林地，三種林地的含量之間差異并不顯著（圖2）。

2.4 三種經(jīng)濟(jì)林地土壤中的有機(jī)碳和各種養(yǎng)分的儲(chǔ)量

三種經(jīng)濟(jì)林地土壤中的有機(jī)碳和氮磷鉀儲(chǔ)量見表2。由表2可知，板栗林、油茶林、筍用竹林林地0～60 cm土層的碳儲(chǔ)量分別為70.50、40.91、69.54 t·hm-2，但三種林地的碳儲(chǔ)量均隨著土層的加深而逐漸減少。板栗林地土壤各層的有機(jī)碳儲(chǔ)量間無顯著差異，油茶林地土壤表層的有機(jī)碳儲(chǔ)量與其中層、底層的儲(chǔ)量間有顯著差異，筍用竹林地土壤表層的有機(jī)碳儲(chǔ)量與底層儲(chǔ)量的差異顯著。0～20 cm土層的碳儲(chǔ)量，板栗林地最高，但三種林地的儲(chǔ)量差異并不顯著；20～40及40～60 cm土層的碳儲(chǔ)量，筍用竹林地最高，且其與板栗林地的差異不顯著，而與油茶林地的差異顯著。

表2 三種經(jīng)濟(jì)林地土壤中的有機(jī)碳和氮磷鉀儲(chǔ)量Table 2 Reserves of organic carbon, N, P and K in soils from three kinds of non-wood plantations

板栗林、油茶林、筍用竹林地0～60 cm土層的氮儲(chǔ)量分別為11.25、7.13、12.68 t·hm-2。板栗林、筍用竹林地土壤各層氮儲(chǔ)量的差異不顯著；油茶林土壤表層的氮儲(chǔ)量顯著高于其中層、底層。三種林地0～20 cm土層的氮儲(chǔ)量間無顯著差異，從大到小依次為筍用竹林＞板栗林＞油茶林；20～40 cm土層的氮儲(chǔ)量，筍用竹林地仍最高，其與板栗林地的儲(chǔ)量間無顯著差異，而與油茶林地的儲(chǔ)量差異顯著；40～60 cm土層的氮儲(chǔ)量，板栗林地最高，三種林地的儲(chǔ)量差異不顯著（見表2）。

板栗林、油茶林、筍用竹林地0～60 cm土層的磷儲(chǔ)量分別為2.70、1.94、2.93 t·hm-2。板栗林和油茶林地土壤各層的磷儲(chǔ)量均無顯著差異，筍用竹林地土壤表層的磷儲(chǔ)量與中層、底層的儲(chǔ)量差異顯著。0～20 cm土層的磷儲(chǔ)量，筍用竹林地顯著高于其他兩種林地；20～40 cm土層的磷儲(chǔ)量，三種林地相近，其差異不顯著；40～60 cm土層的磷儲(chǔ)量，板栗林地顯著高于油茶林地和筍用竹林地（見表2）。

板栗林、油茶林、筍用竹林地0～60 cm土層的鉀儲(chǔ)量分別為113.48、84.97、83.18 t·hm-2。三種林地土壤各層鉀儲(chǔ)量的差異均不顯著。0～20 cm土層的鉀儲(chǔ)量，三種林地間無顯著差異；20～40、40～60 cm土層的鉀儲(chǔ)量，板栗林地均顯著高于其他兩種林地（見表2）。

3 結(jié)論與討論

三種經(jīng)濟(jì)林地的土壤容重在1.23～1.58 g·cm-3之間，其中板栗林地的土壤容重最大。總體而言，油茶林、筍用竹林地土壤的松緊情況良好，有利于植物扎根生長(zhǎng)。板栗林地的土壤較緊，但板栗樹作為深根性樹種，因其扎根能力強(qiáng)故也能生長(zhǎng)；土壤容重較大可能是由于大量活體根系的擠壓而造成的[10]。

三種經(jīng)濟(jì)林地土壤的總孔隙度為40.30%～55.99%，說明土壤的蓄水能力較強(qiáng)，通氣性較好，適宜根系生長(zhǎng)。其中，油茶林地土壤的通氣性最好，且其田間持水量也最大，說明油茶林地土壤的持水能力最強(qiáng)。

三種經(jīng)濟(jì)林地土壤中的有機(jī)碳儲(chǔ)量，最高的是板栗林地（70.50 t·hm-2），最低的是油茶林地（40.91 t·hm-2）；且油茶林地土壤中的氮、磷儲(chǔ)量在三種經(jīng)濟(jì)林地的儲(chǔ)量中均是最低的，其鉀儲(chǔ)量也低于板栗林地，略高于筍用竹林地。因此，油茶林施肥計(jì)劃的制定還應(yīng)更合理，施肥管理措施亦有待于完善。

從土壤養(yǎng)分水平等級(jí)來看，三種林地土壤中的有機(jī)質(zhì)含量都偏低，其中油茶林地的含量最低。板栗林地土壤中的有機(jī)質(zhì)含量低，這可能與板栗林在栽培時(shí)常要去除林下雜草、翻耕土壤有關(guān)。三種經(jīng)濟(jì)林地土壤中的氮磷鉀含量，也均有不同程度的缺乏。板栗林地土壤中的全氮、全鉀含量處于中等水平，其堿解氮含量偏低，其速效磷、速效鉀、全磷含量均缺乏或極缺乏。樊衛(wèi)國(guó)等人[11]的研究結(jié)果表明，土壤中有效磷的含量低是板栗產(chǎn)量低的主要原因。因此，為了保證板栗的產(chǎn)量，在施肥時(shí)要適當(dāng)多施磷肥；而氮肥過多不僅降低肥料的利用效率，還會(huì)污染環(huán)境，所以在施肥時(shí)氮肥不能過量。

油茶林地土壤中的堿解氮含量處于中等水平，而其全氮、全鉀含量偏低，其余各養(yǎng)分指標(biāo)的等級(jí)為缺乏或極缺乏。俞元春等人[12]的研究結(jié)果表明，在春夏季油茶營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)時(shí)期，要多施鉀肥，如果施用過多氮肥，雖然其營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛，但病蟲災(zāi)害嚴(yán)重，所以要控制氮肥的施用量。

筍用竹林地土壤中的全氮含量豐富，而其堿解氮、全鉀含量偏低，其余各養(yǎng)分指標(biāo)均為缺乏或極缺乏。邱爾發(fā)等人[13]研究指出，磷鉀肥效與氮素含量有關(guān)，當(dāng)?shù)睾扛邥r(shí)，施磷肥的效果最好，增施氮肥，可使竹筍提前出土。所以，筍用竹林的施肥最好以氮肥為主，同時(shí)配合施用含有其他元素的混合肥。

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