不同地表覆蓋方式對(duì)油茶幼林土壤理化性質(zhì)的影響

陳國(guó)敏，唐紹平，田 丹，胡岑龍，石春發(fā)，楊東紅

黔東南州林業(yè)科學(xué)研究所，貴州凱里 556000

油茶產(chǎn)業(yè)是黔東南重點(diǎn)發(fā)展的、有鞏固黔東南州脫貧攻堅(jiān)成果與鄉(xiāng)村振興有效銜接作用的特色林業(yè)產(chǎn)業(yè)[1]。黔東南州地處中亞熱帶軸心線（26.5°N）兩側(cè)，是云貴高原向東南丘陵過渡地段，多為800 m以下的低山群山地貌。利用山地種植油茶是黔東南油茶的一大特點(diǎn)，油茶大部分種植在斜坡和陡坡上[2]。目前油茶種植密度一般為（2~3）m×（3~4）m，油茶林郁閉之前，油茶林間空隙空間比較豐富，再加上氣候適宜，林間雜草生長(zhǎng)旺盛。地表覆蓋作為油茶林土壤管理技術(shù)之一，具有抑制雜草，蓄水保墑、減少水土流失、調(diào)節(jié)土壤生物微環(huán)境等功能[3-5]。

黔東南的氣候、土壤、植物條件具有較為明顯的地域性、過渡性，找出適合本區(qū)域的地表覆蓋方式促使油茶幼林土壤不斷改善促進(jìn)油茶茁壯生長(zhǎng)很有必要。為此，擬在貴州油茶優(yōu)先發(fā)展區(qū)之一的榕江[6]設(shè)置7個(gè)不同地表覆蓋方式進(jìn)行試驗(yàn)，研究其對(duì)油茶幼林土壤理化性質(zhì)的影響，以期為幼齡油茶的茁壯生長(zhǎng)創(chuàng)造優(yōu)良的土壤環(huán)境。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于黔東南州榕江縣國(guó)有林場(chǎng)平江工區(qū)嶺雄坡高效油茶產(chǎn)業(yè)示范基地內(nèi)，地處108°23′13″E、25°58′32″N，海拔357 m。年均氣溫18℃，年降水量1 300 mm。試驗(yàn)地土壤類型為黃紅壤，土壤物理化學(xué)性質(zhì)為：pH值5.20、有機(jī)質(zhì)44.34 mg/kg、全氮2.22 mg/kg、全磷0.63 mg/kg、全鉀19.97 mg/kg、水解性氮165.82 mg/kg、有效磷26.93 mg/kg、速效鉀163.54 mg/kg。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

供試油茶：試驗(yàn)地內(nèi)種植長(zhǎng)勢(shì)一致的2年生優(yōu)質(zhì)油茶嫁接容器油茶苗，種植密度為80株/667 m2，株行距2.8 m×3 m，呈梯帶狀整地種植。

供試的地表覆蓋材料均來源于市場(chǎng)購買。綠豆[Vigna radiata (Linn.)Wilczek]為一年生直立草本，純凈度/發(fā)芽率（%）：98/99。毛葉苕子（Vicia villosa Roth.）為一年生直立草本，純凈度/發(fā) 芽 率（%）：98/88。飯 豆[Lablab purpureus (Linn.) Sweet]為一年生直立草本，純凈度/發(fā)芽率（%）：98/85；一般防草布，規(guī)格為一卷100 m、布寬2 m，黑色，可使用年限為4年。可降解防草布，規(guī)格為1 m×1 m（長(zhǎng)×寬）/張，黑色，可使用年限為4年。

2.2 試驗(yàn)時(shí)間

2020年的春季至冬季（5月播種，7月觀測(cè)，11月觀測(cè)）。

2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試 驗(yàn) 設(shè) 計(jì)7個(gè) 處 理。K1：CK（清耕），K2：毛葉苕子，K3：綠豆，K4：飯豆，K5：半覆蓋一般防草布，K6：全覆蓋一般防草布，K7：可降解防草布（圖1）。

圖1 油茶幼林不同地表覆蓋方式隨機(jī)區(qū)組 試驗(yàn)設(shè)計(jì)圖

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理5個(gè)梯帶，每個(gè)梯帶5株，共25株，每個(gè)處理3次重復(fù)；每個(gè)處理小區(qū)面積為667 m2，整個(gè)試驗(yàn)區(qū)面積為7×667 m2。

2.4 土樣采集

采集土樣時(shí)間安排在11月下旬。油茶幼林地內(nèi)每個(gè)處理隨機(jī)選取10株油茶植株，采取五點(diǎn)混合取樣法采集每株油茶地表覆蓋范圍內(nèi)的0~20 cm土層樣，充分混勻后裝入塑料自封袋。每個(gè)樣品取20 g自然濕土樣測(cè)定土壤質(zhì)量含水量,剩余土樣經(jīng)自然風(fēng)干、研磨過篩開展化學(xué)分析。

2.5 測(cè)定數(shù)據(jù)及方法

用烘干法測(cè)定土壤質(zhì)量含水量[7]；用電位法測(cè)定pH值[8]；用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測(cè)定有機(jī)質(zhì)[9]；用半微量開氏法測(cè)定全氮[10]；用堿解擴(kuò)散法測(cè)定堿解氮[10]；用氫氧化鈉熔融—鉬銻抗比色法測(cè)定全磷[11]；用NaHCO3法測(cè)定有效磷[11]；用氫氧化鈉熔融－火焰分光光度法測(cè)定全鉀[12]；用乙酸銨浸提—火焰分光光度法測(cè)定速效鉀[12]。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用WPS軟件表格錄入數(shù)據(jù)、制表和統(tǒng)計(jì)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同地表覆蓋方式對(duì)土壤含水量的影響

K2（毛葉苕子）生長(zhǎng)狀況不好，已全部死亡，說明毛葉苕子不適合在夏季生長(zhǎng)，應(yīng)從本試驗(yàn)剔除，不進(jìn)行排序比較。

不同地表覆蓋方式對(duì)油茶幼林土壤含水量產(chǎn)生的影響見表1。試驗(yàn)結(jié)果表明，相對(duì)于K1，除K3外，其他的覆蓋方式均能夠提升油茶幼林土壤的含水量，土壤含水量變化范圍在0.62%~21.58%之間，由大到小排序?yàn)镵5＞K4＞K7＞K6＞K1＞K3。

表1 不同地表覆蓋方式的土壤含水量統(tǒng)計(jì)表及排序

3.2 不同地表覆蓋方式對(duì)土壤pH值的影響

不同地表覆蓋方式對(duì)油茶幼林土壤pH值產(chǎn)生的影響見表2。試驗(yàn)結(jié)果表明，相對(duì)于K1，只有K4均能夠提升油茶幼林土壤的pH值，土壤pH值變化范圍在4.81%~5.26%，由大到小排序?yàn)镵4＞K3＞K5＞K7＞K1＞K6。

表2 不同地表覆蓋方式的土壤pH值統(tǒng)計(jì)表及排序

3.3 不同地表覆蓋方式對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

不同地表覆蓋方式對(duì)油茶幼林土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷及速效鉀產(chǎn)生的影響見表3~表9。試驗(yàn)結(jié)果表明，相對(duì)于CK，所有的地表覆蓋方式均能不同程度地提高土壤中有機(jī)質(zhì)的含量，土壤有機(jī)質(zhì)變化范圍在3.95%～30.31%，由大到小排序?yàn)镵5＞K6＞K7＞K4＞K3＞K1；所有的覆蓋方式均能不同程度提升土壤全氮含量，土壤全氮變化范圍在0.66%~21.89%之間，由大到小排序?yàn)镵5＞K7＞K3＞K6＞K4＞K1；除K6無變化外，其他的覆蓋方式均能夠不同程度提高土壤全磷含量，土壤全磷變化范圍在0.07%~0.38%之間，由大到小排序?yàn)镵4＞K3＞K5＞K7＞K6＞K1；所有的覆蓋方式均不同程度降低了土壤全鉀含量，土壤全鉀變化范圍在-0.09%～-0.01%之間，由大到小排序?yàn)镵6＞K3＞K5＞K7＞K4＞K1；所有的覆蓋方式均能不同程度提升土壤堿解氮含量，土壤堿解氮含量變化范圍在11%～17%之間，由大到小排序?yàn)镵6＞K3＞K5＞K7＞K4＞K1； 除K6有效磷降低外，其他的覆蓋方式均能夠不同程度提高土壤有效磷含量，土壤有效磷變化范圍在24%～190%之間，由大到小排序?yàn)镵4＞K3＞K5＞K7＞K6＞K1；除K6速效鉀提高外，其他的覆蓋方式均不同程度降低了土壤速效鉀含量，土壤速效鉀變化范圍在-41%～-6%之間，由大到小排序?yàn)镵5＞K1＞K7＞K4＞K6＞K3。

表3 不同地表覆蓋方式對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響及排序

表4 不同地表覆蓋方式對(duì)土壤全氮的影響及排序

表5 不同地表覆蓋方式對(duì)土壤全磷的影響及排序

表6 不同地表覆蓋方式對(duì)土壤全鉀的影響及排序

表7 不同地表覆蓋方式對(duì)土壤堿解氮的影響及排序

表9 不同地表覆蓋方式對(duì)土壤速效鉀的影響及排序

4 討論

不同覆蓋方式對(duì)油茶幼林土壤含水量的影響，除K3外均是正向的。原因?yàn)椋阂皇峭ㄟ^油茶植株間栽種綠肥的方式進(jìn)行地表覆蓋，綠肥植物具有強(qiáng)而有力穿透力的根系作用于土壤，改善了土壤的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，提升了土壤保墑性能，從而提高了土壤含水量[13]。二是物理覆蓋通過減弱表層土壤的水分蒸發(fā)，從而提高土壤含水量[14]。K3降低水含量的原因則可能是該種綠肥水分利用效率和蒸騰作用較強(qiáng)，加重了土壤水的蒸發(fā)。

不同覆蓋方式對(duì)油茶幼林土壤pH值的影響不是特別明顯，但可以看出均是栽種綠肥的覆蓋方式的作用均是正向的，主要原因是綠肥植物的根系分泌物和死亡脫落的根系進(jìn)入土壤，并被土壤微生物所利用，增加了土壤中有機(jī)物質(zhì)的含量，土壤緩沖性能提升[15]，再加上微生物腐解根系對(duì)有機(jī)氮進(jìn)行礦化產(chǎn)生了氨等物質(zhì)，土壤中H+含量逐步降低，OH-含量逐步升高[26]；變化幅度小，可能與綠肥植物改變土壤pH值的效果與時(shí)間有較大的關(guān)系，作用時(shí)間越長(zhǎng)，提高土壤pH值的效果越明顯。物理覆蓋方式?jīng)]有增加任何物質(zhì)，所以pH值無變化或變化幅度非常小。

不同覆蓋方式對(duì)油茶幼林土壤全氮、磷的影響差異較大，但作用均為正向的，原因是栽種綠肥的覆蓋方式增加了土壤氮、磷的來源，提高了土壤全氮的含量[16-17]。物理覆蓋方式因?yàn)樘岣吡送寥篮亢蜏p少了地表高溫的時(shí)間，促進(jìn)了土壤生物在表層土壤的活動(dòng)，通過間接的方式提高了土壤全氮、磷的含量。土壤堿解氮與全氮、有效磷與全磷含量呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系，所以土壤堿解氮、有效磷含量有所提升[18-27]。

不同覆蓋方式對(duì)油茶幼林土壤鉀的影響不明顯，但增強(qiáng)了土壤中鉀元素的活性，可能的原因是栽種的綠肥植物處在生長(zhǎng)季節(jié)，會(huì)吸收大量的鉀，降低了土壤中的速效鉀的含量，從而增加了土壤緩效性鉀的釋放，全鉀的含量也就發(fā)生了降低。

綜上所述，不同覆蓋方式均對(duì)油茶幼林土壤產(chǎn)生積極的影響。通過各因素的排序分值相加計(jì)算綜合分值并進(jìn)行排序，篩選出最優(yōu)的覆蓋方式，數(shù)值越小，排名越靠前（表10）。通過比較，最優(yōu)的覆蓋方式是K5（一般防草布半覆蓋）。

表10 不同覆蓋方式對(duì)油茶幼林土壤影響分值及排序

5 結(jié)論

由本次試驗(yàn)可知，在6個(gè)備選方案中，一般防草布半覆蓋為促進(jìn)油茶幼林土壤改善的最優(yōu)方案；而從自然生態(tài)的角度考慮，可以選擇飯豆覆蓋的方案。

表8 不同地表覆蓋方式對(duì)土壤有效磷的影響及排序