山地水平帶不同位置香榧長(zhǎng)勢(shì)差異及其與土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性

肖慶來，曹雯，張深梅，吳恒祝，李杰峰，李新星，張慧玲，涂川林，吳林土，葉曉明

（1.松陽(yáng)縣自然資源和規(guī)劃局，浙江 松陽(yáng) 323400；2.松陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，浙江 松陽(yáng) 323400）

香榧Torreya gr andis‘Merrillii’是紅豆杉科Taxaceae 榧樹屬Torreya榧樹T.grandis的優(yōu)良變異類型，是經(jīng)人工選育后嫁接繁殖栽培的優(yōu)良品種，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。隨著香榧南擴(kuò)西進(jìn)工程的推進(jìn)，浙西南山區(qū)香榧產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。松陽(yáng)縣自1987 年首次引種香榧以來，經(jīng)過30 余年，種植面積已達(dá)5 800 hm2。香榧根系為肉質(zhì)根，具有“極好氣，怕積水”的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性。發(fā)展初期，在山地水平帶造林時(shí)往往忽視栽植位置的選擇，香榧普遍偏中間或內(nèi)側(cè)種植。當(dāng)香榧種植在水平帶內(nèi)側(cè)時(shí)，易造成根系積水嚴(yán)重、透氣性不夠、光照不足等情況，導(dǎo)致香榧初期長(zhǎng)勢(shì)衰弱甚至死亡，即使存活后正常生長(zhǎng)，高大樹冠位于水平帶中間或內(nèi)側(cè)導(dǎo)致機(jī)械撫育、施有機(jī)肥和采運(yùn)困難，勞動(dòng)力成本大，在一定程度上阻礙了松陽(yáng)香榧產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

筆者在長(zhǎng)期的香榧種植管理實(shí)踐中對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在山地同一級(jí)水平帶中，香榧種植在水平帶外側(cè)比種植在內(nèi)側(cè)長(zhǎng)勢(shì)普遍更好。施亮[1]曾建議在距離梯田邊緣1/4 處線狀栽植香榧，也有學(xué)者認(rèn)為水平帶外側(cè)土層深厚、肥沃，更有利于山地李Prunus salicina、沙梨Pyrus pyrifolia等果樹的生長(zhǎng)[2-3]，但國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究較少，果樹種植于水平帶最外側(cè)的優(yōu)勢(shì)及機(jī)理尚未見報(bào)道。本文以香榧為研究對(duì)象，對(duì)浙江省松陽(yáng)縣山地水平帶內(nèi)、中、外側(cè)栽植的香榧長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行分析比較，并檢測(cè)和比較土壤理化性質(zhì)的差異，探索山地水平帶外側(cè)種植香榧對(duì)其生長(zhǎng)的影響及促進(jìn)機(jī)理，為山地水平帶外側(cè)種植香榧提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)香榧基地位于浙江省松陽(yáng)縣，地理坐標(biāo)為28°14′～ 28°36′ N，119°10′～ 119°42′ E，海拔為385～ 1 260 m，坡度為20°～ 28°，坡面向南；屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖濕潤(rùn)，四季分明，山地垂直氣候差異明顯，年平均氣溫在14.2～ 17.7℃，極端最高氣溫為40.1℃，極端最低氣溫為－9.7℃，≥10℃年積溫為4 458～ 5 634℃，全年無霜期在206～ 236 d，多年平均降水量為1 532 mm，年蒸發(fā)量為1 294 mm，相對(duì)濕度在79%左右；境內(nèi)海拔為78.0～ 1 502.8 m，其中山地面積占87%；成土母質(zhì)主要為凝灰?guī)r、流紋巖、花崗巖等酸性火山巖，主要發(fā)育成紅壤和黃壤兩大土類。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)香榧苗均為采購(gòu)自諸暨同一苗圃基地的“2+3”香榧嫁接苗，香榧在山地水平帶上隨機(jī)位置帶狀種植，每個(gè)水平帶種植1 行香榧，株間距為5 m。各水平帶從內(nèi)到外分別定義為內(nèi)側(cè)、中間、外側(cè)，設(shè)置同一香榧基地隨機(jī)水平帶內(nèi)側(cè)、中間、外側(cè)（圖1）同期種植的香榧為3 個(gè)處理，各處理選擇具有代表性的5 株香榧，并采集試驗(yàn)香榧樹盤附近土層土壤（指母質(zhì)層以上的土壤）進(jìn)行分析測(cè)試[4]，每個(gè)處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)，互為對(duì)照。

圖1 山地水平帶不同位置香榧栽植示意圖Figure 1 Location of planted T.grandis ‘Merrillii’ trees

2.2 試驗(yàn)方法

在松陽(yáng)縣5 個(gè)不同的香榧基地（表1），選擇寬度2～ 5 m 的水平帶，于2020 年7 月按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)測(cè)定每株香榧的地徑、冠幅、樹高、根系深度4 個(gè)生長(zhǎng)性狀（樹高、冠徑、根系深度用300 cm 的鋼卷尺測(cè)量，地徑用游標(biāo)卡尺測(cè)定），并統(tǒng)計(jì)各基地香榧保存率及投產(chǎn)所需年份，同一基地?cái)?shù)據(jù)在一天內(nèi)完成測(cè)量。

表1 試驗(yàn)香榧基地信息Table 1 Information of experiment area

對(duì)試驗(yàn)香榧樹盤土壤進(jìn)行測(cè)試分析，深挖到母質(zhì)層，測(cè)量土層厚度；采集土壤前先去除地表凋落物及殘留覆蓋物等，在樹盤周邊按五點(diǎn)取樣法取20～ 40 cm 土層混合土樣1 kg，用四分法混勻后裝入無菌袋中帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)量[5-6]，分別測(cè)定土壤含水率、容重及速效磷、有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀含量[7-9]，所有土壤數(shù)據(jù)均在松陽(yáng)縣農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試中心測(cè)定完成。

2.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理匯總，以內(nèi)側(cè)的香榧生理指標(biāo)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，計(jì)算水平帶中間、外側(cè)香榧相對(duì)于內(nèi)側(cè)香榧的增長(zhǎng)率（Y）：

用SPSS 18.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素（one-way ANOVA）和Duncan 新復(fù)極差法進(jìn)行方差分析和多重比較（α=0.05），并分別賦值內(nèi)側(cè)、中間、外側(cè)三個(gè)位置為1、2、3，與香榧生長(zhǎng)性狀及土壤理化性質(zhì)進(jìn)行Pearson 相關(guān)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 山地水平帶不同栽植位置對(duì)香榧生長(zhǎng)的影響

3.1.1 不同栽植位置對(duì)香榧長(zhǎng)勢(shì)的影響 對(duì)山地水平帶不同栽植位置的香榧長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)各香榧基地在水平帶外側(cè)種植的香榧長(zhǎng)勢(shì)普遍更佳，外側(cè)種植香榧的根系深度、冠幅、樹高、地徑、保存率分別高于內(nèi)側(cè)種植香榧的188.4%、93.8%、61.7%、57.3%、5.3%，投產(chǎn)所需年份是內(nèi)側(cè)種植香榧的34.8%（表2），表明在水平帶外側(cè)種植更有利于香榧早實(shí)豐產(chǎn)。

表2 香榧種植于水平帶中間及外側(cè)相比內(nèi)側(cè)種植的增長(zhǎng)情況Table 2 Comparison of growth traits of T.grandis ‘Merrillii’ planted in the middle and outside of horizontal belt with that in inside

從圖2 可知，不同基地均表現(xiàn)出同一水平帶不同栽植位置香榧長(zhǎng)勢(shì)呈現(xiàn)由內(nèi)側(cè)向外側(cè)變好的趨勢(shì)，在水平帶外側(cè)種植香榧的根系深度、冠幅、樹高、地徑、保存率均為最高，投產(chǎn)所需年份最少，具有早實(shí)豐產(chǎn)的促進(jìn)效果。山地大規(guī)模種植香榧一般需人工挖掘水平帶，水平帶內(nèi)側(cè)因靠近成土母巖、表層腐殖土少、土壤肥力低下，而水平帶外側(cè)大部分由表層土堆積而成，透氣透水性好、土壤肥沃。李衛(wèi)敏等[10]根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐也認(rèn)為山地水平帶外側(cè)1/3 處更有利于甜橙Citrus si nensis的生長(zhǎng)。香榧為肉質(zhì)根系，屬淺根、廣根性樹種，忌土壤積水，更適應(yīng)在水平帶外側(cè)生長(zhǎng)。

3.1.2 山地水平帶香榧生長(zhǎng)差異顯著性分析 從圖2A 可看出，香榧的根系深度隨著栽植位置變化較大，各基地水平帶內(nèi)側(cè)、中部、外側(cè)香榧根系深度均達(dá)到顯著差異（P<0.05），外側(cè)香榧根系的深度顯著高于內(nèi)側(cè)及中間香榧根系的深度（P<0.05），表明水平帶不同位置會(huì)顯著影響香榧根系的生長(zhǎng)。從圖2B～ F 可以看出，不同基地水平帶外側(cè)香榧的冠幅、樹高、地徑、保存率均高于內(nèi)側(cè)及中間香榧的，并顯著高于內(nèi)側(cè)香榧的（P<0.05），且投產(chǎn)所需年份顯著低于內(nèi)側(cè)香榧的（P<0.05），表明在水平帶外側(cè)種植對(duì)香榧生長(zhǎng)及投產(chǎn)情況具有顯著的促進(jìn)作用，有利于香榧早實(shí)豐產(chǎn)。

圖2 水平帶不同栽植位置對(duì)香榧生長(zhǎng)及投產(chǎn)時(shí)間的影響Figure 2 Effect of different planting positions on the growth and production time of T.grandis ‘Merrillii’

綜上所述，靠水平帶外側(cè)種植香榧，水平帶外側(cè)土壤肥沃、透水透氣利于根系生長(zhǎng)，降低根系病害，加強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累。外側(cè)通風(fēng)透光促進(jìn)香榧冠幅生長(zhǎng)和花粉傳播授粉，有效促進(jìn)香榧生長(zhǎng)結(jié)實(shí)。

3.2 山地水平帶不同栽植位置土壤差異分析

對(duì)不同栽植位置香榧樹盤周邊的土壤理化性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定分析，發(fā)現(xiàn)山地水平帶外側(cè)土壤厚度、20～ 40 cm土層的土壤有機(jī)質(zhì)含量分別達(dá)到（126.0±15.3）cm、（37.90±1.28）g·kg-1，均顯著高于中間和內(nèi)側(cè)土壤的（P＜0.05），全氮、速效磷、速效鉀含量也高于中間和內(nèi)側(cè)土壤的（表3），表明山地水平帶外側(cè)土壤的肥力高于內(nèi)側(cè)土壤的，水平帶建立時(shí)的工程措施是導(dǎo)致外側(cè)土壤肥沃的主要原因，同時(shí)由于香榧種植于水平帶外側(cè)具有良好的水土保持作用，保肥能力強(qiáng)，且光照充足更有利于林下生物質(zhì)的積累。水平帶外側(cè)土壤含水率、容重均顯著低于中間和內(nèi)側(cè)土壤的，表明水平帶外側(cè)土壤透氣透水性良好，水平帶內(nèi)側(cè)土壤濕度大、積水嚴(yán)重，不利于香榧生長(zhǎng)。

表3 山地水平帶不同栽植位置香榧樹盤土壤理化性質(zhì)差異比較Table 3 Soil physiochemical properties at different T.grandis ‘Merrillii’ planting positions

3.3 香榧長(zhǎng)勢(shì)與土壤元素相關(guān)性分析

經(jīng)Pearson 相關(guān)分析表明（表4），水平帶不同栽植位置與香榧樹體生長(zhǎng)性狀和土壤理化性質(zhì)均呈極顯著相關(guān)（P＜0.01），說明水平帶不同位置的土壤理化性質(zhì)存在明顯差異，對(duì)香榧生長(zhǎng)具有極顯著的影響。土層厚度、土壤有機(jī)質(zhì)含量均與香榧生長(zhǎng)性狀呈極顯著正相關(guān)，表明土壤肥沃處香榧長(zhǎng)勢(shì)旺盛。土壤含水率、容重均與香榧生長(zhǎng)性狀呈極顯著負(fù)相關(guān)，與投產(chǎn)所需年份呈極顯著正相關(guān)，表明在透氣透水性良好的土壤中香榧生長(zhǎng)更好，有利于實(shí)現(xiàn)早實(shí)豐產(chǎn)。

表4 香榧生長(zhǎng)狀況與土壤理化性質(zhì)相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis on growth of T.grandis ‘Merrillii’ and soil physiochemical properties

4 結(jié)論與討論

4.1 山地水平帶不同位置對(duì)香榧生長(zhǎng)的影響

香榧為肉質(zhì)根系，怕土壤長(zhǎng)期積水，本研究結(jié)果表明在山地水平帶種植香榧，呈現(xiàn)水平帶外側(cè)好于中間、中間好于內(nèi)側(cè)的普遍情況。種植在水平帶外側(cè)的香榧，初期淺層根系生長(zhǎng)旺盛，多年后隨著根系的粗壯，根系穿透力提升，且外側(cè)地下水位相對(duì)較低，有利于誘導(dǎo)香榧根系向下向外生長(zhǎng)，呈現(xiàn)向下深扎、向外延伸、向內(nèi)密布，根系呈現(xiàn)全方位立體布局，樹體更為牢固可靠，樹冠生長(zhǎng)更均衡。

香榧主根生長(zhǎng)受抑而不明顯，側(cè)根由骨干根、支根、須根三級(jí)根組成。根系的水平分布范圍為冠幅的2 倍左右，少數(shù)乃至3 倍以上；垂直分布多數(shù)在70 cm 土層內(nèi)，深的達(dá)170 cm 左右，15～ 40 cm 土層為支根和吸收根（須根）的密集層[11]。本研究結(jié)果表明：山地水平帶內(nèi)側(cè)香榧根系深度大部分只有30 cm，發(fā)現(xiàn)最深的根系僅在50 cm 土層附近，因母質(zhì)層巖石堅(jiān)硬及雨后積水、干旱不保水等不利影響，根系難以向下深入，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)香榧扎根不穩(wěn)、長(zhǎng)勢(shì)普遍較差。生產(chǎn)中也有人認(rèn)為香榧種植在水平帶外側(cè)雖有利于初期生長(zhǎng)，卻易導(dǎo)致后期香榧傾覆且采收不方便。但觀察諸暨、松陽(yáng)香榧古樹，很多位于懸崖、裸巖上，經(jīng)歷百年而屹立不倒，而種植在水平帶內(nèi)側(cè)的香榧根系無法扎深，大部分根系單一平面向外延伸，樹冠更易因冰雪導(dǎo)致傾翻。

4.2 土壤理化性質(zhì)對(duì)香榧生長(zhǎng)的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，水平帶外側(cè)土壤的pH 值（5.33）高于水平帶中間土壤的pH 值（5.13）和水平帶內(nèi)側(cè)土壤的pH 值（4.90），根據(jù)以往的研究結(jié)果[12]，紹興香榧主產(chǎn)區(qū)土壤pH 值的范圍為3.58～ 6.81，平均值為4.90，香榧林地往往因施肥過量等原因造成土壤酸化，香榧雖是喜酸性樹種，但過度酸化對(duì)香榧生長(zhǎng)反而不利，以pH值5.2 以上為好[13]，水平帶內(nèi)側(cè)因常年積水導(dǎo)致土壤酸黏不利于香榧生長(zhǎng)。土壤營(yíng)養(yǎng)元素含量對(duì)香榧生長(zhǎng)具有顯著影響，何學(xué)燕等[14]研究表明，土壤營(yíng)養(yǎng)元素含量對(duì)香榧的影響順序?yàn)榈锯洠玖?，這與本研究結(jié)果基本一致。本研究結(jié)果表明，土壤全氮含量與香榧各生長(zhǎng)性狀均存在極顯著相關(guān)，并顯著影響投產(chǎn)年份，但速效鉀、速效磷含量與香榧部分生長(zhǎng)性狀僅顯著相關(guān)甚至未達(dá)顯著相關(guān)水平。

4.3 山地水平帶香榧栽植建議

香榧基地開發(fā)，應(yīng)當(dāng)修筑四通八達(dá)的基地道路和操作道、水池等基礎(chǔ)設(shè)施。開挖山地水平帶時(shí)，挖機(jī)從上坡往下挖掘表層土并將其堆積壓實(shí)，形成梯度水平帶，一般寬2～ 3 m，水平帶外側(cè)土壤經(jīng)堆積后，呈現(xiàn)深厚、富含有機(jī)質(zhì)且肥沃、透水、透氣的特點(diǎn)；而水平帶內(nèi)側(cè)土層較薄，下面是母質(zhì)層，土壤貧瘠，根系無法深扎；水平帶中間部位，土層相對(duì)內(nèi)側(cè)較厚，相對(duì)外側(cè)堆積土較薄。香榧由于獨(dú)特的根系特性，更適宜在山地水平帶外側(cè)相對(duì)疏松透氣的土壤種植，盛夏位于外側(cè)的地下根系散熱更快，更利于香榧生長(zhǎng)。同時(shí)，水平帶外側(cè)種植香榧，水平帶中間適合立體套種經(jīng)營(yíng)，水平帶中間或內(nèi)側(cè)下挖寬溝起壟，可有效增加種植土壤厚度與透氣性，降低水土流失。將水平帶內(nèi)側(cè)規(guī)劃為機(jī)械化運(yùn)輸及排水通道，更有利于山地機(jī)械化建園工作的開展。畢德貴[15]研究表明，香榧苗木根際高于林地平面10 cm 時(shí)成活率及保存率最高，因此栽植時(shí)應(yīng)注意起壟、靠外側(cè)淺栽高覆土。

4.4 結(jié)論

香榧具有怕積水、好透氣、喜光照等特性，本文根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際對(duì)山地水平帶不同栽植位置的香榧生長(zhǎng)情況及土壤生理進(jìn)行測(cè)定分析，發(fā)現(xiàn)水平帶外側(cè)土壤深厚肥沃、透氣透水性良好，更有利于香榧根系向下、向外生長(zhǎng)，且空間開闊光照充足，香榧枝葉長(zhǎng)勢(shì)茂盛，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累更快。在水平帶靠外側(cè)的1/3 邊緣處淺栽香榧，中間立體套種經(jīng)營(yíng)以耕代撫，內(nèi)側(cè)下挖操作道為雨水導(dǎo)流和機(jī)械化運(yùn)輸通道，空間布局更加合理，基地綜合效益好。本研究為山地水平帶外側(cè)種植香榧提供理論依據(jù)，為豐富香榧早實(shí)豐產(chǎn)、高效栽培技術(shù)提供新思路。