濱海鹽堿地絲綿木不同種植條件下土壤養(yǎng)分變化規(guī)律研究

李小艷，薛鵬飛，劉 賓，牛瑞瑞，張春燕，吳 賽，翟紅蓮

（山東博華高效生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司，山東 濱州 256500）

種植土壤可提供植物正常生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素，是地上部植物生長(zhǎng)發(fā)育的載體和基質(zhì)[1]。種植之后，因種植條件不同，種植土壤養(yǎng)分也會(huì)發(fā)生不同的變化。而種植土壤養(yǎng)分含量變化直接關(guān)系到苗木質(zhì)量好壞及成材期長(zhǎng)短[2]。因此了解不同種植條件下苗木種植土壤的變化規(guī)律，可以為合理利用土地資源，提高林地管理水平提供科學(xué)保障。

受海潮影響，濱海地區(qū)有大面積鹽堿地，大部分土壤鹽漬化程度較高，土壤生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱。而絲綿木系衛(wèi)矛科衛(wèi)矛屬落葉小灌木或者喬木，樹(shù)冠呈圓形，樹(shù)形優(yōu)美，抗性強(qiáng)[3-4]，尤其抗鹽堿、干旱能力較強(qiáng)，可在鹽堿地土壤中正常生長(zhǎng)，是濱海鹽堿地地區(qū)綠化種植的優(yōu)良樹(shù)種之一。本文以絲綿木為研究對(duì)象，通過(guò)比較不同土壤質(zhì)地、株行距、林間套種等多種種植條件，采取采集土壤樣品、測(cè)定有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷和有效鉀含量的方式，探索不同種植條件下絲綿木種植土壤養(yǎng)分的變化規(guī)律，以指導(dǎo)濱海鹽堿地地區(qū)絲綿木苗圃的種植管理[5]。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

本研究區(qū)域位于濱州市博興縣益豐生態(tài)林場(chǎng)，地處泰沂山以北，東南季風(fēng)受泰沂山阻擋，年降雨量不足，為570mm，年日照時(shí)數(shù)為2470.4 h，年平均相對(duì)濕度64%，年平均蒸發(fā)量1686.6 mm，蒸發(fā)量約為年降雨量的3倍，有著春旱夏澇秋又旱的大陸性半干旱季風(fēng)氣候特點(diǎn)[6]。

1.2 樣品采集

以種植6年的絲綿木為研究對(duì)象，分別對(duì)不同土壤質(zhì)地（壤土、黏土）、不同株行距(2m×1m、4m×2m、5m×3m)、林間套種（未套種、大豆、南瓜、地瓜、土豆）種植土壤進(jìn)行分層取樣，分為上層(0-20cm)、中層(20-40cm)、下層(40-60cm)，共采集土樣 150個(gè)，其中各樣點(diǎn)每層各取同質(zhì)量土壤進(jìn)行充分混合，陰干晾曬、研磨過(guò)篩后進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。

1.3 試驗(yàn)材料

試劑：0.01mol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液、定氮混合指示劑 0.5mol/L NaHCO3、1.8mol/L NaOH 溶液、2%硼酸溶液、硫酸鉬銻抗貯存液、50.00mg/L的磷基準(zhǔn)溶液、100mg/L的標(biāo)準(zhǔn)鉀溶液、0.2mol/L FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液、1.0mol/L乙酸銨溶液、鄰菲羅啉指示劑。

儀器：火焰光度計(jì)(6400A)、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(752N)、HY-4A數(shù)顯調(diào)速多用振蕩器。

1.4 測(cè)定方法

用擴(kuò)散皿擴(kuò)散吸收法來(lái)測(cè)定堿解氮，用碳酸氫鈉浸提法來(lái)測(cè)定速效磷，用乙酸銨浸提法測(cè)定有效鉀，用重鉻酸鉀法測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量[7]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 22.0軟件中的單因素方差分析(ANOVA)和多重比較(Turkey)評(píng)價(jià)土壤質(zhì)地、株行距、林間套種對(duì)絲綿木種植土壤的養(yǎng)分影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤質(zhì)地土壤養(yǎng)分含量分析

以2016年絲綿木在不同土壤質(zhì)地上的土壤養(yǎng)分含量為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分析不同土壤質(zhì)地上絲綿木種植對(duì)土壤養(yǎng)分的影響，結(jié)果見(jiàn)表1、2、3。

表1 壤土養(yǎng)分含量差異對(duì)比

由表1可看出壤土中養(yǎng)分含量變化規(guī)律。與2016年土壤養(yǎng)分含量相比，2019年各土層中堿解氮、有效鉀、有機(jī)質(zhì)含量基本呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，有效磷含量提高。這可能是由于種植年限增加，絲綿木根系逐漸豐滿，分泌的有機(jī)酸類增加，使根域范圍土壤中磷的有效性增加。

表2 黏土養(yǎng)分含量差異對(duì)比

由表2可看出黏土中養(yǎng)分含量變化規(guī)律。與2016年土壤養(yǎng)分含量相比，2019年各土層中有機(jī)質(zhì)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，有效磷含量增加，但是不同土層的堿解氮和有效鉀含量變化趨勢(shì)不同。上層中堿解氮含量增加，中下層下降；而有效鉀在上下層中表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，中層含量大幅度減少。這可能是由于黏土土壤結(jié)構(gòu)與壤土差異性較大造成的。

2.2 不同株行距土壤養(yǎng)分含量分析

分別不同株行距對(duì)絲綿木種植土壤養(yǎng)分的影響，結(jié)果見(jiàn)表3。由表可知，不同株行距土壤中營(yíng)養(yǎng)成分呈現(xiàn)不規(guī)律的變化，其中株行距越大，速效磷含量越低，有效鉀含量越高。另外，以株行距4m×2m絲綿木種植土壤中堿解氮含量最低，有機(jī)質(zhì)含量最高，且差異顯著。株行距2m×1m種植土壤堿解氮含量最高，株行距5m×3m種植土壤速效磷和有機(jī)質(zhì)含量最高。

表3 不同株行距對(duì)絲綿木種植土壤（0-40cm）養(yǎng)分的影響

2.3 不同套種作物的土壤養(yǎng)分分析

分析林間套種對(duì)壤土種植絲綿木土壤養(yǎng)分的影響，結(jié)果見(jiàn)表4。從表4可以看出，林間套種會(huì)顯著影響絲綿木種植土壤養(yǎng)分。其中套種大豆和苜蓿能顯著提高土壤中堿解氮的含量，使速效磷含量顯著降低，不會(huì)顯著降低土壤中有機(jī)質(zhì)和有效鉀的含量。套種南瓜、土豆和地瓜能顯著降低土壤中堿解氮、有效鉀和有機(jī)質(zhì)含量。套種大豆和苜蓿能提高土壤中堿解氮約13.9%、21.1%，套種南瓜、地瓜、土豆區(qū)域有效鉀含量降低20.3%、21.7%、24.3%。

表4 不同套種作物種植土壤（0-40cm）養(yǎng)分差異對(duì)比

3 結(jié)論

本研究表明濱海鹽堿地地區(qū)不同土壤質(zhì)地對(duì)絲綿木種植土壤養(yǎng)分影響差異較大，其規(guī)律如下。壤土各土層中堿解氮、有效鉀、有機(jī)質(zhì)含量均基本呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，有效磷含量呈現(xiàn)升高趨勢(shì)；而黏土土質(zhì)各土層中有機(jī)質(zhì)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，有效磷含量增加。這說(shuō)明土壤質(zhì)地與土壤供肥能力密切相關(guān)[9]，且土壤粘粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)高有助于保持其較高的土壤肥力，也就是說(shuō)黏土土質(zhì)保肥性優(yōu)于壤土[10-14]。土壤質(zhì)地在土壤供肥、保肥性能上是影響種植土壤養(yǎng)分變化的重要因子[15]。

本研究表明濱海鹽堿地地區(qū)不同株行距對(duì)絲綿木種植土壤養(yǎng)分有一定的影響，尤以速效磷、速效鉀含量最為明顯。株行距越大，速效磷含量越低，速效鉀含量越高。曾經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)，土壤養(yǎng)分含量隨林分密度增加而下降[16-19]，也有研究發(fā)現(xiàn)土壤營(yíng)養(yǎng)元素含量隨著林分密度的增加呈先增加后下降的趨勢(shì)[20]，也有的發(fā)現(xiàn)不同土層土壤養(yǎng)分在不同林分密度之間呈現(xiàn)不規(guī)律的變化[21]。這是因?yàn)椴煌寥缹哟蔚酿B(yǎng)分含量受到多種因素的共同影響[22]，養(yǎng)分含量可能由于不同土層根系分布的差異等多種因素影響而產(chǎn)生變化[23]。

該研究表明在濱海鹽堿地絲綿木林間套種作物后，種植土壤養(yǎng)分發(fā)生了一定變化。套種大豆和苜蓿能顯著提高土壤中堿解氮的含量，使速效磷含量顯著降低，不會(huì)顯著降低土壤中有機(jī)質(zhì)和有效鉀的含量。這與油茶地套種大豆等豆科植物能顯著增加土壤含量、有機(jī)質(zhì)等相關(guān)養(yǎng)分的提升結(jié)論一致[24-25]。套種南瓜、土豆和地瓜能顯著降低土壤中堿解氮、有效鉀和有機(jī)質(zhì)含量。南瓜、土豆、地瓜均屬于喜鉀作物，在生長(zhǎng)期吸收大量的氮合成光合產(chǎn)物，并吸收鉀促進(jìn)轉(zhuǎn)運(yùn)積累[26-27]，因此套種南瓜、土豆、地瓜等作物會(huì)顯著降低土壤中有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效鉀的含量。

由以上可知，濱海鹽堿地地區(qū)不同種植條件下絲土壤養(yǎng)分變化有以下規(guī)律：不同土壤質(zhì)地養(yǎng)分差異較大，其中各土層養(yǎng)分含量黏土＞壤土；株行距越大，速效磷含量越低、有效鉀含量越高；林間套種會(huì)影響絲綿木種植土壤養(yǎng)分含量，套種苜蓿大豆能增加土壤中堿解氮含量，套種南瓜、土豆、地瓜能減低堿解氮、有效鉀和有機(jī)質(zhì)含量。這些為濱海鹽堿地絲綿木種植提供了技術(shù)支撐，可以合理利用土地資源，實(shí)現(xiàn)綠化苗木可持續(xù)發(fā)展經(jīng)營(yíng)。但是，本試驗(yàn)對(duì)該地區(qū)絲綿木種植土壤進(jìn)行了取樣調(diào)查分析，對(duì)不同種植條件下絲綿木生長(zhǎng)量及套種作物產(chǎn)量等未進(jìn)行全面系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析。

4 討論

森林土壤是森林生態(tài)系統(tǒng)中環(huán)境與生物相互作用的產(chǎn)物，也是能量和物質(zhì)交換的重要場(chǎng)所[28]。種植土壤的養(yǎng)分含量直接關(guān)系到苗木生長(zhǎng)及其質(zhì)量[29]。土壤質(zhì)地、株行距、林間套種等作為苗圃管理的重要參考指標(biāo)，必然對(duì)種植土壤產(chǎn)生一系列的影響。掌握種植土壤養(yǎng)分變化規(guī)律不僅能夠優(yōu)化各種資源配置，而且在一定程度上能夠促進(jìn)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、養(yǎng)分循環(huán)及土壤質(zhì)量提升[30-31]。

因絲綿木抗鹽堿能力較強(qiáng)，樹(shù)形優(yōu)美，適宜在鹽堿地種植，現(xiàn)階段工程綠化需求較大，因此絲綿木在濱海地區(qū)有了一定的推廣種植規(guī)模。但是種植密度、施肥、套種作物對(duì)生長(zhǎng)量及土壤的影響等方面仍然存在很多不足，需要進(jìn)一步的研究與探討。絲綿木種植是一項(xiàng)長(zhǎng)期性工作，需要持續(xù)不斷的調(diào)查、研究和總結(jié)，最終摸索出絲綿木在濱海鹽堿地地區(qū)最佳的種植條件。