林下套種對老齡油茶產(chǎn)量及林地土壤養(yǎng)分的影響

毛云飛,石興華,謝愛香,鐘子龍,嚴(yán)志偉

(浙江省遂昌縣自然資源和規(guī)劃局，浙江 遂昌 323300)

浙江省遂昌縣現(xiàn)有上世紀(jì)六、七十年代營造的普通白花油茶(CamelliaoleosaRehd)面積4 900 hm2，加上長期粗放管理，和各地的老油茶林一樣，林地土壤板結(jié)，養(yǎng)分大幅度遞減，處于低產(chǎn)低效狀態(tài)[1-4]，為提高油茶單位面積經(jīng)濟(jì)收入，專業(yè)人士在油茶幼林中采用間種的經(jīng)營技術(shù)，已取得了顯著的效果[5-10]，但在老油茶林中應(yīng)用套種其他作物的研究卻很少見。為此，如何破解老油茶林的低產(chǎn)低效是當(dāng)務(wù)之急，也是實現(xiàn)油茶產(chǎn)業(yè)升級的必然趨勢[11]。本試驗通過在低產(chǎn)老油茶林下套種耐陰植物，觀測油茶產(chǎn)量、林地土壤養(yǎng)分的變化，以期獲得高效的林下經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，為低產(chǎn)老油茶林的改造提升提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于浙江省遂昌縣金竹鎮(zhèn)葉村村，土名瓦窯坪，地理坐標(biāo)在28°39′—28°40′N，119 °03′—119 °4′E，年平均氣溫為17.1 ℃，最高氣溫為40.1 ℃，最低氣溫為-9.7 ℃，年降水量為1 212.5 mm，大于10 ℃年積溫5 273.3 ℃，無霜期223 d，相對濕度79%。屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，氣候溫和、四季分明。試驗地為山坡地，東北坡向，坡度25°，海拔350—390 m。土壤系第四紀(jì)紅色黏土網(wǎng)紋層母質(zhì)發(fā)育的酸性紅壤，土層均在60 cm以上，pH為4.5—4.8。

1.2 試驗材料

試驗林為48年生的普通白花油茶林，試驗地面積約5 hm2，平均樹高310 cm，平均冠幅229 cm，林分密度2 000—2 500株/hm2，每年進(jìn)行鏟山撫育1次。套種物種為當(dāng)?shù)匾吧娜~青(TetrastigmahemsleyanumDiels et Gilg)(人工扦插培養(yǎng)，1年生容器苗長度15—20 cm)、多花黃精(PolygonatumCyrtonema)(根莖于2015年8，9月采收，經(jīng)沙藏處理,2016年4月取出，切除根莖顏色較深的老莖塊,留下色淺莖塊并在結(jié)節(jié)處切開,重量控制在12—20 g之間，切口處用熟草木灰涂抹)、華重樓[ParispolyphyllaSmith varchinensis(Franch.) Hara] (3年生帶葉裸根苗)。

1.3 研究方法

1.3.1 試驗設(shè)計 選擇地勢、油茶林分樹高、冠幅等條件基本一致的油茶林地進(jìn)行試驗，試驗方法采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，油茶林下設(shè)套種三葉青、多花黃精、華重樓及不套種(CK)處理共4種，重復(fù)3個，共12塊樣地 (面積15 m×15 m)。

1.3.2 林下套種 2015年8月，將低產(chǎn)老油茶林中的灌木、雜草鏟除，2016年2月，施肥750 kg/hm2(后期不施肥，仿野生栽培),肥料為浙江省遂昌綠金有機(jī)肥有限公司生產(chǎn)的“綠金肥科”牌有機(jī)肥(N+P2O5+K20≥5.0%、有機(jī)質(zhì)≥45%)，以撒施的方式施入供試基地中，以促進(jìn)套種作物的生長[5]；2016年4月20—25日進(jìn)行套種。在油茶林的空地中(油茶密度2 000—2 500株/hm2，每株占地面積以1 m2計算，實際可套種面積為7 500—8 000 m2)，三葉青以株行距 55 cm×40 cm種植，密度3.4萬—3.6萬株/hm2；多花黃精株行距 50 cm×40 cm, 種植密度3.7萬—4.0萬株/hm2；華重樓株行距 45 cm×40 cm, 種植密度4.1萬—4.4萬株/hm2。

1.4 數(shù)據(jù)測定與分析

于2020年5月(套種4 a)采用對角線交叉法布點(遇到油茶時，樣點從油茶根部垂直下移50 cm)，對每塊參試樣地進(jìn)行土壤養(yǎng)分含量測定，根據(jù)土層厚度，確定采樣深度，每個點的取土深度為40 cm；土樣采用多點混合土樣采集方法，每個樣地采集4個點后混合成1個樣本，并按0—10,10—20,20—40 cm土層進(jìn)行土壤樣品分層取樣，土樣各層的比例相同，每個點取土量為1 kg左右，每個樣品單獨用塑料袋包裝，在儲存運輸?shù)冗^程不與金屬器具和橡膠制品接觸，以防污染。并對每個土樣進(jìn)行編號，注明采樣地點、采樣深度、采樣日期、采樣人等。土樣送國家林業(yè)和草原局經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測中心(杭州)檢測。

油茶單位面積產(chǎn)量為每種處理(200 m2)產(chǎn)出的鮮果質(zhì)量，在每年霜降后的第2天進(jìn)行現(xiàn)場采摘和稱重，由于試驗是2016年開始實施的，對實施當(dāng)年的產(chǎn)量影響很小，所以，產(chǎn)量測定從2017年開始，連續(xù)測定3 a。

數(shù)據(jù)采用 DPS 軟件LSD 法進(jìn)行多重比較及差異顯著性進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 套種對老油茶林林地土壤養(yǎng)分的影響

從表1可以看出，套種對老油茶林林地土壤全量養(yǎng)分有一定的影響，不同作物套種影響不同。與對照比較，套種的老油茶林林地有機(jī)質(zhì)含量均要高，但套種三葉青和多花黃精的影響不明顯，不同套種之間差異不顯著，套種華重樓的影響顯著，提高了18.98%；與對照比較，套種對老油茶林林地全氮含量均有影響，套種三葉青的下降了5.45%，套種多花黃精和華重樓的分別提高了16.36%,11.82%，套種多花黃精和華重樓之間差異不顯著，套種多花黃精和華重樓與三葉青之間差異有顯著差異(P<0.05)；與對照比較，套種三葉青對老油茶林林地全磷含量沒有明顯的影響，套種多花黃精的提高了10.29%，影響顯著，套種華重樓的提高了20.32%，差異達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。

表1 套種對老油茶林林地0—40 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)及全量養(yǎng)分含量的影響差異

從老油茶林林地土壤速效養(yǎng)分分析數(shù)據(jù)(見表2)可見，與對照比較，套種三葉青對老油茶林林地水解氮有極顯著影響(P<0.01)，下降了18.70%，套種多花黃精和華重樓的水解氮分別提高了7.14%，2.21%，套種多花黃精和華重樓之間差異顯著；與對照比較，套種對老油茶林林地有效磷均有顯著影響，套種三葉青、多花黃精和華重樓分別提高了141.59%，3 360.18%，3 908.85%，套種不同作物之間差異極顯著(P<0.01)；與對照比較，套種對老油茶林林地速效鉀含量除套種三葉青齊平外，均有極顯著影響(P<0.01)，套種多花黃精和華重樓分別提高了71.48%，100.00%，多花黃精和華重樓之間差異達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。

表2 套種對老油茶林林地0—40 cm土層土壤速效養(yǎng)分含量的影響差異

從套種4 a的老油茶林林地土壤全量養(yǎng)分和速效養(yǎng)分的綜合分析看，套種三葉青、多花黃精和華重樓，雖然都能明顯改善林地土壤養(yǎng)分狀況，但是效果最好的為華重樓，其次是多花黃精，最差的是三葉青。分析原因，三葉青屬于藤本植物，四季常青，而華重樓和多花黃精每年冬季地上部分的桿和葉片都會枯死，落葉數(shù)量較三葉青多，而華重樓和多花黃精之間對比，多花黃精的葉細(xì)小，華重樓葉大而壯， 莖葉的枯落對土壤具有培肥作用[12-13]，所以，可能是與套種作物殘留的根葉數(shù)量多少有關(guān)。

2.2 套種對老油茶林鮮果產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，在老油茶林下套種三葉青、多花黃精和華重樓，從套種的第3年開始，對老油茶林鮮果產(chǎn)量有一定的影響，但套種的植物不同影響也不同。與對照比較，2017年不同處理間對油茶鮮果產(chǎn)量沒有明顯的影響(P>0.05)，2018年達(dá)到極顯著差異(P<0.01)，套種三葉青、多花黃精和華重樓的產(chǎn)量分別提高了4.65%，8.37%，19.99%,2019年也達(dá)到了顯著的差異(P<0.05)，套種三葉青、多花黃精和華重樓的產(chǎn)量分別提高了25.23%，30.84%，65.41%；從2018年和2019年這2 a的單位面積鮮果產(chǎn)量看，最好的是套種華重樓，分別為86.00,59.00 kg，其次是套種多花黃精，分別為77.67,46.67 kg，最差的是套種三葉青，分別為77.67，44.67 kg。這說明通過合理套種，既可以增加套種作物收入，還可“以耕代撫”，改善油茶生長環(huán)境，提高經(jīng)濟(jì)效益[6]。另外，這種合理的套種技術(shù)不僅適用于油茶幼林[14-15]，而且也適用于老油茶林。

表3 套種對老油茶林鮮果產(chǎn)量的影響差異分析

3 結(jié)論與討論

經(jīng)在老油茶林林地套種三葉青、多花黃精和華重樓，比較3種不同植物對林地土壤養(yǎng)分和油茶鮮果產(chǎn)量的影響，套種不同植物林地土壤養(yǎng)分和油茶鮮果產(chǎn)量差異較大，林地土壤養(yǎng)分改善效果最好、油茶鮮果產(chǎn)量最高的為套種華重樓，與對照比較，有機(jī)質(zhì)含量提高18.98%，全氮提高11.82%，全磷提高20.32%，水解氮提高2.21%，有效磷提高3 908.85%、速效鉀提高100.00%，油茶鮮果平均產(chǎn)量提高35.08%。林地土壤養(yǎng)分改善效果最差、油茶鮮果產(chǎn)量最低的為套種三葉青，與對照比較，有機(jī)質(zhì)含量提高4.17%，全氮下降5.45%，全磷提高1.32%，水解氮下降18.70%，有效磷提高141.59%，油茶鮮果平均產(chǎn)量提高11.49%。由此可見，老油茶林林地套種華重樓表現(xiàn)較好，土壤改善效果好且鮮果產(chǎn)量高，因此，套種華重樓是較為理想的老油茶林林地套種方式。

根據(jù)曹永慶等、曹繼釗等[16-17]研究，油茶幼樹植株對氮元素的吸收量最高，其次為鉀元素，然后為磷、鈣等其他元素，且營養(yǎng)元素的不同形態(tài)也影響著油茶苗木生長及其生理指標(biāo)[18]。本研究中，與對照比較，套種三葉青土壤中全氮和水解氮含量是下降的，全磷和速效鉀含量基本齊平，只有有效磷含量有顯著提高，而套種多花黃精和華重樓土壤中全氮、水解氮和全磷含量是提高的，但提高幅度不大；有效磷和速效鉀含量均有極顯著的提高。由此可見，套種植物對老油茶林林地土壤養(yǎng)分含量的影響或正或負(fù)，主要取決于套種植物自身生長對土壤養(yǎng)分的需求和消耗。因此，根據(jù)油茶結(jié)果及套種的植物對養(yǎng)分元素的需求，套種三葉青應(yīng)適當(dāng)追施氮肥和鉀肥，套種多花黃精和華重樓應(yīng)適當(dāng)追施氮肥。

油茶幼林間種和在48年生的普通白花油茶林下套種，均能改善林地土壤養(yǎng)分、提高幼林生長量和單位面積油茶鮮果產(chǎn)量，為此，林下套種可以作為低產(chǎn)老油茶林改造提升的經(jīng)營模式進(jìn)行推廣，另外，根據(jù)郭小華等[19]低產(chǎn)老油茶林品種置換技術(shù)研究，留優(yōu)模式和50%的置換強(qiáng)度農(nóng)民更容易接受，所以，建議在低產(chǎn)老油茶林品種置換時，對新種的部分采用間種花生和紅薯[5]、暫不置換部分套種華重樓的經(jīng)營模式，實現(xiàn)一地多用，立體經(jīng)營，提高林地經(jīng)濟(jì)效益[20]。