廣東省三種典型經濟林地土壤性狀和養分儲量研究

裴向陽，鐘鳳娣，張 兵，陳頡穎，曾曙才

（華南農業大學 林學院，廣東 廣州 510642）

經濟林是指以生產干鮮果品，食用油料、飲料、調料，工業原料和藥材等為主要目的的林木，是工業、農業、醫藥、國防等領域所需原材料的重要來源。經濟林不僅為社會提供直接產品，還具有巨大的生態與經濟效益[1]。改革開放以來，隨著我國農村產業結構的調整、多種經營形式的開展及退耕還林工程的實施，經濟林對于我國國民經濟發展的促進作用越來越明顯，經濟林產業已成為我國林業產業的主體[2]。

廣東省是我國經濟林的重要分布區，板栗Castanea mollissima林、油茶Camellia oleifera林和筍用麻竹Dendrocalamus laliflorus林是廣東省具有代表性的經濟林。目前，東源縣是板栗的中心產區，2010年全縣板栗種植面積1.26 萬hm2，其中船塘鎮的板栗種植面積就有6 400 hm2，占東源縣板栗種植總面積的50.8%。油茶是南方重要的木本油料樹種，具有很高的經濟價值[3]，在廣東省的栽培歷史悠久，目前廣東省的油茶栽植面積達到10 400 hm2，梅州是其重點產區，也是廣東省目前油茶產業化發展最發達的地區[4]。麻竹在廣東省的主要種植區有英德和揭陽市，其中揭陽市的麻竹種植面積約為6 700 hm2，年產竹筍25 萬t。為了了解廣東省內這三種典型經濟林地的土壤性狀，從而為此三種經濟林地的土壤養分管理和林木的可持續經營提供科學依據，選取廣東省內板栗、油茶和筍用竹最具代表性的產區，對林地土壤物理性質和養分含量進行了測定與計量分析，現將測定與計量分析的結果報道如下。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

研究的板栗林地位于廣東省東源縣船塘鎮，油茶林地位于廣東省平遠縣長田鎮，筍用麻竹林地位于廣東省揭東縣曲溪街道。船塘鎮是廣東省最大的優質板栗種植基地和全省首個板栗專業鎮；該鎮地處東源縣北部山區，其地理坐標為東經 114°39′5″、北緯 23°55′46″，屬南亞熱帶和中亞熱帶過渡區，年平均氣溫21 ℃，平均降雨量1 968 mm。平遠縣長田鎮地處粵東北部，位于東經 115°48′48″～ 116°52′57″、北緯 23°23′40″～24°56′54″，屬亞熱帶季風氣候區，氣候溫和，年平均氣溫 21.3 ℃，陽光充足，熱量豐富，年平均日照時數 1 874.2 h，雨量充沛，常年平均降雨量為1 483～1 798.4 mm[5]，非常適宜種植油茶。揭東縣以麻竹聞名，該縣的麻竹種植面積約有6 667 hm2，是粵東地區唯一的大型竹筍生產基地；曲溪街道位于揭東縣城的郊區，其地理坐標為東經 116°5′23″～ 116°37′39″、北緯 23°22′56″～23°46′27″，屬亞熱帶季風海洋氣候，年均氣溫21.5 ℃，年均降雨量1 722.6 mm。

1.2 樣品的采集及其物理性質和養分含量的測定

每種林分類型各選3個有代表性的地段，每個地段挖掘1個土壤剖面，觀察并記錄剖面的形態特征，分層（0～20、20～40、40～60 cm）以布袋、環刀和小鋁盒采集土壤樣品，將土壤樣品帶回實驗室以備分析之用。

采用酒精燃燒法測定土壤自然含水量；采用環刀法測定土壤容重、孔隙度和田間持水量；采用重鉻酸鉀容量法測定有機質含量；采用堿解擴散法測定土壤中的全氮和堿解氮的含量；分別采用氫氧化鈉熔融-鉬銻抗比色法、氟化銨鹽酸浸提-鉬銻抗比色法、氫氧化鈉熔融-火焰光度法、乙酸銨浸提-火焰光度法依次測定土壤中的全磷、速效磷、全鉀、速效鉀的含量[6]。

1.3 數據處理

采用Excel2003對數據進行整理，用SPSS13.0軟件進行統計分析，采用單因素方差分析（One-way ANOVA）和Duncan多重極差檢驗法比較不同數據組間的差異。

2 結果與分析

2.1 三種經濟林地土壤的物理性質

土壤物理性質是衡量林地質量的一個重要指標，對土壤的蓄水保肥能力及林木對土壤養分的吸收和利用有重要影響[7]。調查的廣東省三種經濟林地的土壤保水能力和孔隙情況如表1。

2.1.1 土壤容重

由表1可知，在0～60 cm的土層中，三種經濟林地的土壤容重在1.23～1.58 g·cm-3之間變化，且均隨著土層深度的增加而增加，說明植物與凋落物的作用改善了表層土壤的緊實狀況[8]。同一林分林地的土壤容重，油茶、筍用竹林地各土層間的差異不顯著。板栗林地的土壤容重，中層與表層、底層間差異不顯著，而表層與底層間有顯著差異。筍用竹林地的土壤容重，20～40 cm中層略小于表層，這可能因為所調查的筍用竹林生長年限較長，竹子扎根深，對土壤中層的作用較大。三種經濟林林地的土壤容重，板栗林地的最大，0～20和20～40 cm土層的土壤容重，板栗林地與油茶林地的差異明顯，而與筍用竹林地的差異不顯著；40～60 cm土層的土壤容重，板栗林地與油茶林、筍用竹林地間均有顯著差異。

表1 廣東省三種經濟林地的土壤保水能力和孔隙情況?Table 1 Water-holding capacity and porosity status of soils from three kinds of non-wood plantations

2.1.2 土壤孔隙性

三種經濟林地土壤總孔隙度為40.30%～55.99%，變化范圍不大，說明土壤蓄水能力較強、通氣性較好，適宜植物生長。隨著土層的加深，土壤總孔隙度呈下降的變化趨勢，說明表層土壤的通氣性最好。板栗林地表層土壤與底層土壤的總孔隙度有顯著差異，而油茶和筍用竹林地各土層的總孔隙度均無顯著差異。三種經濟林地土壤各層總孔隙度均以油茶林為最大；0～20 cm土層的總孔隙度，油茶林與板栗林、筍用竹林間均有顯著差異；20～40 和40～60 cm土層的總孔隙度，油茶林地和筍用竹林地間無顯著差異，而其與板栗林地的差異顯著（見表1）。

三種經濟林地的毛管孔隙度和非毛管孔隙度均隨土層加深而減少；相同林分林地的毛管孔隙度，三種經濟林地的表層土壤均高于中層和底層。其中，油茶林地表層土壤的毛管孔隙度與中層、底層的差異顯著；板栗林地表層和中層的非毛管孔隙度均達到11%以上，其他兩種經濟林地土壤的非毛管孔隙度均少于10%，說明板栗林地表層的通氣性最好（見表1）。

2.1.3 田間持水量

在相同林分下，板栗林與油茶林地表層的田間持水量最大，而筍用竹林地中層的田間持水量最大。0～20 cm土層的田間持水量，油茶林（397.61 g·kg-1）＞筍用竹林（282.46 g·kg-1）＞板栗林（241.29 g·kg-1）；中層、底層土壤的田間持水量，三種林地的大小順序與表層的一致。由此可見，油茶林地土壤的持水能力最強，其次是筍用竹林，最后是板栗林。

2.2 三種經濟林地土壤中的有機質含量

三種經濟林地土壤中的有機質含量如圖1所示。由圖1 可知，板栗、油茶、筍用竹林地土壤中的有機質含量分別為10.56～18.17、5.34～15.69、12.55～16.69 g·kg-1，參照土壤養分等級劃分標準[9]來評價，三種經濟林地土壤中的有機質含量均偏低。同一林分下，三種林地土壤中的有機質含量均隨土層的加深而下降，表層土壤與20～40、40～60土層的有機質含量間有顯著差異；三種林地0～20 cm表層土壤有機質含量間無顯著差異，而20～40和40～60 cm土層的有機質含量間卻差異顯著。

2.3 三種經濟林地土壤中的氮磷鉀含量

圖1 三種經濟林地不同土層中的有機質含量Fig. 1 Organic contents in different soil layers of three kinds of non-wood plantations

三種經濟林地土壤各養分元素含量如圖2 所示。由圖2可知，板栗林、油茶林、筍用竹林地土壤中的全氮含量分別為1.21～1.36、0.55～1.57、1.34～1.74 g·kg-1，其土壤養分等級分別處于中等、偏低至中等、中等至豐富水平。三種林地土壤中的全氮含量均隨著土層的加深而降低。板栗林地土壤各層的全氮含量間差異不顯著，油茶林與筍用竹林林地表層土壤的全氮含量與中層、底層的含量間有顯著差異。0～20 cm土層的全氮含量，筍用竹林最高，其與油茶林的差異不顯著，而與板栗林的差異顯著；20～40 cm土層的全氮含量，筍用竹林＞板栗林＞油茶林，三種經濟林地土壤全氮含量的差異顯著；40～60 cm土層的全氮含量，筍用竹林最高，其與板栗林的差異不顯著，而與油茶林的差異卻顯著。

三種經濟林地土壤中的堿解氮含量均隨著土層的加深而減少。0～20 cm土層的堿解氮含量，油茶林＞筍用竹林＞板栗林，板栗林與筍用竹林間無顯著差異，而與油茶林有顯著差異；20～40 cm土層的堿解氮含量，板栗林地高于其他兩種經濟林地，但三種經濟林地的含量之間卻無顯著差異；40～60 cm土層的堿解氮含量，油茶林最高，與其他兩種經濟林地的含量之間差異顯著（圖2）。

圖2 三種經濟林地土壤各養分元素含量Fig. 2 Nutrient element contents in soils from three kinds of non-wood plantations

土壤中的全磷含量，除筍用竹林地表層缺乏外，其中層、底層和油茶、板栗林地土壤各層均極缺乏。板栗林和油茶林地土壤各層的全磷含量間差異均不顯著，而筍用竹林地土壤各層的含量之間都有顯著差異。0～20和20～40 cm土層的全磷含量，筍用竹林地明顯高于油茶、板栗林地，而板栗林和油茶林地的含量差異卻不顯著；40～60 cm土層的全磷含量，板栗林地最高，其與油茶林地間無顯著差異，而與筍用竹林地的差異顯著（圖2）。

土壤中的速效磷含量，三種經濟林地的含量在1.78～2.20 mg·kg-1之間，均極缺乏。油茶林地和筍用竹林地土壤中的速效磷含量均隨土層的加深而減少，板栗林地土壤中的速效磷含量隨著土層的加深略微增大。0～20 cm土層的速效磷含量，油茶林地最高，其與板栗林地間差異顯著，而與筍用竹林地的差異不顯著；20～40和40～60 cm土層的速效磷含量，三種經濟林地的含量差異均不顯著（圖2）。

土壤中的全鉀含量，板栗林地處于中等水平，而油茶與筍用竹林地中的含量偏低。油茶林、筍用竹林地的全鉀含量均隨土層的加深而減少，板栗林地土壤底層的全鉀含量顯著高于表層、中層。0～20和20～40 cm土層的全鉀含量，板栗林地的最高，其與油茶林地的含量間無顯著差異，而與筍用竹林地的含量卻有顯著差異；40～60 cm土層的全鉀含量，板栗林與油茶林、筍用竹林地的含量間均有顯著差異（圖2）。

土壤中的速效鉀含量，除板栗林地表層偏低外，其中層、底層和油茶林、筍用竹林地土壤各層均處于缺乏狀態。板栗林地、筍用竹林地的速效鉀含量均隨著土層的加深而減少，油茶林地底層土壤的速效鉀含量略高于中層，但其差異不顯著。0～20、20～40 cm土層的速效鉀含量，板栗林地顯著高于其他兩種林地；40～60 cm土層的速效鉀含量，板栗林地含量略高于油茶林地和筍用竹林地，三種林地的含量之間差異并不顯著（圖2）。

2.4 三種經濟林地土壤中的有機碳和各種養分的儲量

三種經濟林地土壤中的有機碳和氮磷鉀儲量見表2。由表2可知，板栗林、油茶林、筍用竹林林地0～60 cm土層的碳儲量分別為70.50、40.91、69.54 t·hm-2，但三種林地的碳儲量均隨著土層的加深而逐漸減少。板栗林地土壤各層的有機碳儲量間無顯著差異，油茶林地土壤表層的有機碳儲量與其中層、底層的儲量間有顯著差異，筍用竹林地土壤表層的有機碳儲量與底層儲量的差異顯著。0～20 cm土層的碳儲量，板栗林地最高，但三種林地的儲量差異并不顯著；20～40及40～60 cm土層的碳儲量，筍用竹林地最高，且其與板栗林地的差異不顯著，而與油茶林地的差異顯著。

表2 三種經濟林地土壤中的有機碳和氮磷鉀儲量Table 2 Reserves of organic carbon, N, P and K in soils from three kinds of non-wood plantations

板栗林、油茶林、筍用竹林地0～60 cm土層的氮儲量分別為11.25、7.13、12.68 t·hm-2。板栗林、筍用竹林地土壤各層氮儲量的差異不顯著；油茶林土壤表層的氮儲量顯著高于其中層、底層。三種林地0～20 cm土層的氮儲量間無顯著差異，從大到小依次為筍用竹林＞板栗林＞油茶林；20～40 cm土層的氮儲量，筍用竹林地仍最高，其與板栗林地的儲量間無顯著差異，而與油茶林地的儲量差異顯著；40～60 cm土層的氮儲量，板栗林地最高，三種林地的儲量差異不顯著（見表2）。

板栗林、油茶林、筍用竹林地0～60 cm土層的磷儲量分別為2.70、1.94、2.93 t·hm-2。板栗林和油茶林地土壤各層的磷儲量均無顯著差異，筍用竹林地土壤表層的磷儲量與中層、底層的儲量差異顯著。0～20 cm土層的磷儲量，筍用竹林地顯著高于其他兩種林地；20～40 cm土層的磷儲量，三種林地相近，其差異不顯著；40～60 cm土層的磷儲量，板栗林地顯著高于油茶林地和筍用竹林地（見表2）。

板栗林、油茶林、筍用竹林地0～60 cm土層的鉀儲量分別為113.48、84.97、83.18 t·hm-2。三種林地土壤各層鉀儲量的差異均不顯著。0～20 cm土層的鉀儲量，三種林地間無顯著差異；20～40、40～60 cm土層的鉀儲量，板栗林地均顯著高于其他兩種林地（見表2）。

3 結論與討論

三種經濟林地的土壤容重在1.23～1.58 g·cm-3之間，其中板栗林地的土壤容重最大。總體而言，油茶林、筍用竹林地土壤的松緊情況良好，有利于植物扎根生長。板栗林地的土壤較緊，但板栗樹作為深根性樹種，因其扎根能力強故也能生長；土壤容重較大可能是由于大量活體根系的擠壓而造成的[10]。

三種經濟林地土壤的總孔隙度為40.30%～55.99%，說明土壤的蓄水能力較強，通氣性較好，適宜根系生長。其中，油茶林地土壤的通氣性最好，且其田間持水量也最大，說明油茶林地土壤的持水能力最強。

三種經濟林地土壤中的有機碳儲量，最高的是板栗林地（70.50 t·hm-2），最低的是油茶林地（40.91 t·hm-2）；且油茶林地土壤中的氮、磷儲量在三種經濟林地的儲量中均是最低的，其鉀儲量也低于板栗林地，略高于筍用竹林地。因此，油茶林施肥計劃的制定還應更合理，施肥管理措施亦有待于完善。

從土壤養分水平等級來看，三種林地土壤中的有機質含量都偏低，其中油茶林地的含量最低。板栗林地土壤中的有機質含量低，這可能與板栗林在栽培時常要去除林下雜草、翻耕土壤有關。三種經濟林地土壤中的氮磷鉀含量，也均有不同程度的缺乏。板栗林地土壤中的全氮、全鉀含量處于中等水平，其堿解氮含量偏低，其速效磷、速效鉀、全磷含量均缺乏或極缺乏。樊衛國等人[11]的研究結果表明，土壤中有效磷的含量低是板栗產量低的主要原因。因此，為了保證板栗的產量，在施肥時要適當多施磷肥；而氮肥過多不僅降低肥料的利用效率，還會污染環境，所以在施肥時氮肥不能過量。

油茶林地土壤中的堿解氮含量處于中等水平，而其全氮、全鉀含量偏低，其余各養分指標的等級為缺乏或極缺乏。俞元春等人[12]的研究結果表明，在春夏季油茶營養生長時期，要多施鉀肥，如果施用過多氮肥，雖然其營養生長旺盛，但病蟲災害嚴重，所以要控制氮肥的施用量。

筍用竹林地土壤中的全氮含量豐富，而其堿解氮、全鉀含量偏低，其余各養分指標均為缺乏或極缺乏。邱爾發等人[13]研究指出，磷鉀肥效與氮素含量有關，當氮素含量高時，施磷肥的效果最好，增施氮肥，可使竹筍提前出土。所以，筍用竹林的施肥最好以氮肥為主，同時配合施用含有其他元素的混合肥。

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