速生桉對土壤有機質(zhì)含量及pH 的影響

李許明，黃秋嬋，黎琦琦，方雪薈，韋友歡，李福燕

（廣西民族師范學院生物與食品工程學院，廣西 崇左 532200）

速生桉是多種生長極快的桉樹（Eucalyptus robustaSmith）的統(tǒng)稱，為桃金娘科（Myrtaceae）桉屬（Eucalyptus）植物，原產(chǎn)地澳大利亞，1965 年開始在廣西引種種植［1］，目前廣西、廣東、云南和貴州是中國西南部地區(qū)主要的速生桉種植地。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，中國大力發(fā)展基礎(chǔ)建設，對木材的需求量大大增加，而桉樹具有適應性強、生長快的特點，一般情況下速生桉從種植到成熟采伐，中間只需要間隔4～6年，投入產(chǎn)出比為 1∶3 左右［2］，短期收益率高，經(jīng)濟效益顯著。廣西桉樹人工林面積占地2 000 多萬公頃，其種植面積是全國桉樹總面積的50%［3］，桉樹種植帶來巨大經(jīng)濟效益的同時，也出現(xiàn)了“桉樹對環(huán)境有害”等言論。速生桉種植地出現(xiàn)負面影響的原因是因為種植戶為了追求經(jīng)濟利益，長期對人工桉樹林缺乏科學管理，許多種植戶只單一種植桉樹。因此，長此以往桉樹人工林內(nèi)生物多樣性受到影響。其實，桉樹本身是無害樹種，其種植并不會對環(huán)境造成負面影響，如使環(huán)境干旱、荒蕪，不會釋放有害毒素污染種植地附近水源等［4］；對于桉樹是“綠色沙漠”“抽水機”“抽肥機”這類說法只是夸大其詞，而“桉樹有毒”“桉樹影響水質(zhì)”有待考證［5］。為此，為研究連續(xù)單一種植速生桉對土壤肥力是否存在影響，試驗通過研究不同種植年份速生桉對不同深度土壤有機質(zhì)含量和pH 的影響，探討速生桉樹林的肥力變化趨勢，以期為改良種植速生桉被破壞的土壤成分，恢復土壤結(jié)構(gòu)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣

采樣地點：廣西壯族自治區(qū)南寧市武鳴區(qū)東盟經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)民涵農(nóng)場黃家隊耕地。

采樣方法：在備選的同一地區(qū)內(nèi)選擇4 個距離接近、地勢環(huán)境相當，并且已經(jīng)種植了不同年份的速生桉耕地作為采樣地，按照隨機取樣的方法，每個樣地取3 個采樣點。采樣時清理地表，用工具挖掘40 cm 深土壤剖面，按照 10、20、30、40 cm 深度分別進行取樣。最終采集到未種植速生桉（以下簡稱CK）、種植速生桉1 年（以下簡稱1 年生）、種植速生桉3 年（以下簡稱3 年生）、種植速生桉5 年（以下簡稱5 年生）的土壤樣品。

土壤處理：自然風干的土壤用橡膠錘錘碎后，除去植物殘體及沙礫等雜物后進行研磨，全部過200目篩，分裝到封口袋中，放進干燥器中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 分析項目與測定方法

土壤有機質(zhì)含量的測定采用重鉻酸鉀容量法-稀釋熱法［6］；土壤 pH 用上海雷磁 PHS-3E 型酸度計測定，土水比為 1.0∶2.5［6］。

2 結(jié)果與分析

分析土壤樣品中有機質(zhì)含量狀況，結(jié)果見表1。

2.1 速生桉對土壤有機質(zhì)含量的影響

2.1.1 同一土壤深度下不同種植年份速生桉對土壤有機質(zhì)含量的影響 由表1 可知，在10 cm 土壤深度，隨著速生桉生長年份的增加，土壤中有機質(zhì)含量呈上升趨勢，但相對CK 含量降低。有機質(zhì)含量隨著種植年份增加，減少幅度下降；說明種植了1～3 年的速生桉，根細胞分裂速度快，根系中的各級側(cè)根發(fā)達，每級側(cè)根的根尖生長點分裂速度快，根毛數(shù)量多，此時，速生桉從土壤中吸收有機質(zhì)多，使土壤中的有機質(zhì)含量比CK 少。隨著速生桉生長年份的增加，土壤中有機質(zhì)含量呈上升趨勢，但仍然比CK少，說明種植速生桉后，因其生長的需要和生長特點，需要不斷吸收土壤中的有機質(zhì)，所以種植了速生桉的土地有機質(zhì)含量比CK 少，但因種植年份的增長，10 cm 處根部老化，根部細胞吸收外界營養(yǎng)物質(zhì)的能力有所下降，因此土壤有機質(zhì)含量隨種植年份增長而有上升趨勢。在土壤深度20 cm 處，3 年生速生桉的土壤有機質(zhì)含量較CK 降幅為36.78%，差異比較明顯，說明在20 cm 處3 年生速生桉的根細胞生長相對旺盛，到第5 年后根部細胞逐漸老化，吸收能力下降。土壤30 cm 處，與對照相比，1～3 年生速生桉的土壤有機質(zhì)含量呈上升趨勢，而且1～3 年生速生桉的土壤有機質(zhì)含量變化不大，但5 年生速生桉土壤有機質(zhì)含量下降幅度較大；說明30 cm 處1～3 年生速生桉根系不夠發(fā)達，對有機質(zhì)吸收能力弱，到第5 年根系伸長到30 cm 處，對有機質(zhì)的吸收增強，因此在第5 年土壤有機質(zhì)含量下降并且比對照低。在土壤深度40 cm 處，1 年生速生桉的土壤有機質(zhì)含量比對照高，說明1 年生速生桉根系在土壤深度40 cm處不發(fā)達，側(cè)級根系可能還沒有伸長到40 cm 處，所以1 年生速生桉的土壤有機質(zhì)在40 cm 處含量比對照高。3～5 年生速生桉的土壤有機質(zhì)含量在40 cm處與對照相比呈下降趨勢，這與根系生長有關(guān)。

表1 土壤有機質(zhì)含量測定結(jié)果 （單位：g/kg DW）

綜上可知，由于速生桉自身生長特點，種植速生桉對10 cm 和20 cm 土層有機質(zhì)影響較大，30 cm 層土壤有機質(zhì)含量有所增加，對40 cm 層土壤有機質(zhì)含量影響較小。

2.1.2 同一種植年份速生桉對不同深度土壤有機質(zhì)含量的影響 由表1 可知，1～3 年生速生桉主要影響10～20 cm 土層土壤有機質(zhì)，5 年生速生桉會影響 10～40 cm 土層土壤有機質(zhì)含量；1 年生速生桉10～20 cm處土層土壤有機質(zhì)含量比CK 低，1 年生速生桉30～40 cm 土層土壤有機質(zhì)含量比CK 高，說明1 年生速生桉根系在10～20 cm 土層處生長活動比較旺盛，根細胞分裂速度快，根系中的各級側(cè)根發(fā)達，此時，速生桉從土壤中吸收有機質(zhì)較多，從而土壤中的有機質(zhì)含量比CK 少，30～40 cm 土層處速生桉的根系分布少，對土壤有機質(zhì)吸收能力弱，因此土壤有機質(zhì)含量上升。3 年生速生桉在僅30 cm 土層處的土壤有機質(zhì)含量比CK 高，其他土層有機質(zhì)含量比CK 低，說明3 年生速生桉根系在30 cm 土層處的分布很少或沒有，所以有機質(zhì)含量比CK 高，40 cm 處土壤有機質(zhì)含量的變化可能與土壤微生物的分解活動有關(guān)。5 年生速生桉土壤有機質(zhì)含量在20 cm 處變化比其他土層深度的大，說明5 年生速生桉20 cm 處根系分布比其他土層深度多且生長活動較強，因此對土壤有機質(zhì)的吸收能力較強，但土壤有機質(zhì)含量都比CK 低，說明5 年生速生桉根系在這4 個土壤深度都有分布，吸收土壤有機質(zhì)，因此各層土壤有機質(zhì)含量降低，可見，5 年生速生桉對土壤結(jié)構(gòu)破壞較大。

2.2 速生桉對土壤pH 的影響

土壤樣品pH 測定結(jié)果見表2。

表2 土壤pH 測定結(jié)果

2.2.1 不同種植年份速生桉對同一深度土壤pH 的影響 由表2 可知，種植速生桉會導致耕地土壤pH變化，其中對 10～30 cm 土層土壤 pH 影響較小，對40 cm 土層影響較大。在10～30 cm 土層中，除了第3年外，其他種植年份的土壤pH 都比對照高，而在40 cm 土層處全部種植年份的土壤pH 都比對照高；其中20 cm 土層處3 年生速生桉的土壤pH 與對照差異明顯。在40 cm 土層處，5 年生速生桉的土壤pH比對照高21.74%。4 個土層的土壤pH 平均值分別為4.34、4.82、5.35、5.37。

2.2.2 同一種植年份速生桉對不同深度土壤pH 的影響 由表2 可知，1 年生速生桉對土壤pH 影響較小，5 年生速生桉影響最大，對照10、20、30、40 cm 這4 個土層的土壤 pH 分別為 4.38、4.99、5.23、4.83，可以看出在30 cm 土層處的土壤pH 高于其他土層；1 年生速生桉土壤 10～40 cm 各土層 pH 分別為 4.71、5.24、5.34、5.16，與對照相比，每層的土壤pH 都呈上升趨勢；3 年生速生桉 10～40 cm 土層土壤 pH 總體呈下降趨勢，在20 cm 處土壤pH 較對照下降了21.84%；5 年生速生桉的土壤pH 在40 cm 處比對照高21.74%。從總體上看，除了第3 年土壤pH 大體上低于對照外，其他種植年份的土壤pH 都高于對照。

土壤pH 是影響土壤肥力的一個重要因素，其變化不僅會影響土壤中養(yǎng)分的溶解和沉淀以及土壤微生物的活動，進而影響土壤養(yǎng)分的有效性，還會影響土壤中離子的交換、運動和遷移以及轉(zhuǎn)化。

3 小結(jié)

從整體上看，速生桉種植年份越長，土壤中的有機質(zhì)含量會下降，土壤pH 不斷上升，這是因為pH 的變化會影響土壤微生物的種類和數(shù)量，而土壤有機質(zhì)主要來源于動植物的殘體，這些動植物殘體需要靠微生物分解，因而土壤pH 的變化會影響有機質(zhì)的合成。表層土壤有機質(zhì)的含量最多，而且與其他土層有機質(zhì)的含量差異較大，這與表層覆蓋的植物殘體和微生物種類數(shù)量有關(guān)。此外，在采樣過程中發(fā)現(xiàn)桉樹種植地挖掘土層越深，采集到的樣品板結(jié)現(xiàn)象越嚴重，這也會影響微生物存在的種類和數(shù)量，因而影響有機質(zhì)的分解合成。關(guān)于桉樹種植第3 年土壤pH 下降問題可能跟桉樹施肥相關(guān)，具體原因還需進一步研究。

試驗結(jié)果表明，種植速生桉對土壤有機質(zhì)含量有較大影響，且隨著速生桉種植年份的增加，土壤中有機質(zhì)含量呈下降趨勢，而土壤pH 卻呈上升趨勢（3年生除外），說明種植速生桉會破壞土壤結(jié)構(gòu)。目前，在廣西壯族自治區(qū)速生桉人工林基本都是以盈利為目的而種植的，所以就出現(xiàn)速生桉人工林樹種單一、生物多樣性下降的現(xiàn)象，長期種植對土壤環(huán)境有一定的破壞，因此會出現(xiàn)速生桉有毒和會破壞水源等說法和言論。如何合理種植速生桉和管理速生桉人工林，以及恢復被破壞的速生桉人工林土地使其恢復能種植其他經(jīng)濟作物的能力，實現(xiàn)良性循環(huán)，是今后需要努力的方向。