套種旱稻對香榧林地土壤生態(tài)的影響

陳崗，宋其巖，胡德勝

(1.桐廬縣林業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 桐廬 311500； 2.浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310020)

香榧是浙江省的特色經(jīng)濟(jì)樹種，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，已成為浙江山區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一[1]。但是大量新發(fā)展的香榧林存在土壤裸露、水土流失、土壤肥力下降等問題，已經(jīng)影響到香榧生長和品質(zhì)，同時(shí)，也威脅到浙江省的生態(tài)安全。旱稻是由水稻在旱地條件下演變形成，適宜在亞熱帶山區(qū)、半山區(qū)種植的糧食作物。因其綠色生態(tài)健康的特點(diǎn)頗受市場青睞，且具有耐旱、水土保持能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被用于水土保持建設(shè)中[2]。

目前，對旱稻育種、水土保持能力、林下套種模式和栽培技術(shù)等方面已有研究[3-5]，但針對套種旱稻對山地經(jīng)濟(jì)樹種土壤生態(tài)影響的研究較少，因此，本試驗(yàn)設(shè)在山地香榧中幼林種植園內(nèi)，連續(xù)2年在林下套種旱稻，采用田間隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，測定套種旱稻后香榧林地土壤生態(tài)因子的變化情況，以期為今后的實(shí)際生產(chǎn)和技術(shù)推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地情況

試驗(yàn)在桐廬縣舊縣街道合嶺村尹峰香榧種植園進(jìn)行，地理坐標(biāo)為29°49′N，119°21′E。試驗(yàn)區(qū)地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫暖，光照充足，四季分明，降水量充沛。年平均氣溫16.6 ℃，年降雨量1 443.1 mm，無霜期252 d，年日照時(shí)數(shù)1 991.4 h。土壤以砂壤為主，疏松透氣。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017—2018年在香榧種植園內(nèi)進(jìn)行。香榧與旱稻在坡地水平帶上帶狀種植，每個(gè)水平帶1行香榧，香榧兩側(cè)種植旱稻。香榧種植于2013年，株間距為4 m，生長健壯。旱稻為浙江省林業(yè)科學(xué)研究院收集選育的品系，4月下旬至5月上旬以穴播方式呈帶狀種植于香榧兩側(cè)，穴距為30 cm，自2017年開始進(jìn)行林下套種。

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)榧稻套種(T1)和香榧純林(T2)2個(gè)處理。小區(qū)面積300 m2，重復(fù)3次。試驗(yàn)地位于山體同一坡向，相同重復(fù)位于相同海拔平面，各處理管理基本一致。

1.3 測定項(xiàng)目

1.3.1 溫度和濕度

2017年8月18日8:00—18:00，每隔2 h在香榧樹冠中部定點(diǎn)測定氣溫、相對濕度，在樹體基部測定表土溫度。2018年2—11月，用土壤水分溫度記錄儀測定香榧林地地溫和含水量。

1.3.2 土壤理化性質(zhì)

2018年實(shí)施套種旱稻兩輪后，在試驗(yàn)區(qū)域用對角線方法對0～20 cm的土壤進(jìn)行混合取樣，測定水分、空隙度、有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀。土壤水分的測定用105 ℃烘干法，環(huán)刀法測土壤孔隙度，土壤有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀容量法，速效氮用堿解擴(kuò)散法，速效磷用鉬銻抗比色法，速效鉀用火焰光度法。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度和濕度

測定結(jié)果(表1)表明，套種旱稻能在高溫季節(jié)降低樹冠中部和林下土壤溫度，香榧樹冠中部日平均氣溫降低1 ℃，空氣相對濕度提高5.3百分點(diǎn)，香榧基部表土溫度降低3.6 ℃，土壤溫度降低2.4 ℃，含水量提高了6.8百分點(diǎn)。香榧林下套種旱稻后改變了林內(nèi)結(jié)構(gòu)，夏季旱稻生長至70～80 cm，為香榧林提供了較好的蔭庇，減少了水分的蒸發(fā)損失，使得香榧基部濕度上升、溫度降低，起到了調(diào)控土壤地溫的效果，有利于根系生長。根據(jù)氣象歷史資料，桐廬縣年最高溫出現(xiàn)在7月下旬至8月中上旬，套種旱稻對改善香榧林地小氣候有明顯的效果。

表1 套種旱稻對香榧林小氣候的影響

2.2 土壤物理性質(zhì)

表2表明，連續(xù)2年套種旱稻后，香榧林地物理性質(zhì)得到明顯改善。與香榧純林相比，套種旱稻香榧林地土壤容重下降3.9%，土壤空隙度增加2.2百分點(diǎn)。變化原因可能是套種旱稻后其根系活動(dòng)范圍大、能力強(qiáng)，對土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)影響較大，使得林地土壤變得疏松。

表2 套種旱稻對香榧林土壤物理性質(zhì)的影響

測定結(jié)果(圖1)表明，套種旱稻后，土壤含水量較香榧純林提高，表明套種旱稻后地表覆蓋物增加，土壤的保水能力得到提升。月平均土壤含水量最低的月份出現(xiàn)在2月和4月，5—9月套種旱稻的香榧林地土壤含水量呈上升趨勢，表明隨著旱稻植株的生長，其蔭庇和保水能力增加導(dǎo)致土壤含水量增加，旱稻收獲后土壤含水量有下降趨勢。

圖1 套種旱稻香榧林土壤水分含量的變化

2.3 土壤養(yǎng)分

表3表明，套種旱稻2年后，香榧林地土壤養(yǎng)分含量明顯提高。與香榧純林相比，有機(jī)質(zhì)含量提高15%，速效氮提高6.5%，速效磷提高122.4%，速效鉀提高71.2%。土壤速效磷含量和速效鉀含量提高較快，原因可能是旱稻套種后秸稈還田對土壤速效養(yǎng)分產(chǎn)生了影響。

表3 套種旱稻對香榧林土壤養(yǎng)分的影響

3 小結(jié)

試驗(yàn)結(jié)果表明，香榧林內(nèi)套種旱稻與傳統(tǒng)的香榧純林經(jīng)營方式相比，在夏季高溫條件下對降低樹冠和土壤溫度、增加空氣相對濕度、增加土壤含水量、改善土壤理化性狀等方面有較好的改善作用。這與梨套種旱稻、楊梅套種傘房決明等研究[6-7]有相近的效果。而且套種旱稻可以獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益，能夠有效地緩解香榧投資周期長的弊端。套種旱稻還能改善香榧園地的景觀效果，有助于今后農(nóng)旅融合發(fā)展。可見，榧稻套種模式是一種高效的生態(tài)種植模式，可以促進(jìn)香榧生長、實(shí)現(xiàn)以短養(yǎng)長、增加農(nóng)民經(jīng)濟(jì)效益的農(nóng)林生態(tài)管理模式。