不同密度大葉相思的土壤物理性質(zhì)試驗

蔡金桓+佘漢基+薛立

摘要：對不同密度的4年生大葉相思林的土壤物理性質(zhì)（容重、總孔隙度、毛管持水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度及自然含水量）進行了試驗研究，結(jié)果表明：除中低密度大葉相思林非毛管孔隙度顯著大于高密度的，以及高、中密度大葉相思自然含水量顯著大于低密度的外，其他各物理性質(zhì)之間差異不顯著。由此可見，三種密度大葉相思林的物理性質(zhì)相近。期望研究為合理管理大葉相思人工林提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：大葉相思；林分密度；土壤物理性質(zhì)

中圖分類號：S725.6

文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）13-0001-03

1 引言

密度是植物在自然界中重要的選擇壓力之一[1]，與植物所必需的光照、水分和養(yǎng)分等環(huán)境資源的可用水平密切相關(guān)[2]，影響著植物生長、形態(tài)和存活。森林土壤是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組分，是林木賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)[3]。良好的群落結(jié)構(gòu)能改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤肥力及其對外界環(huán)境的抵抗能力，使之更好地反作用于群落。土壤的水分、容重和孔隙是重要的土壤物理因子，影響著土壤的持水和溶解礦質(zhì)元素的性能，影響著植物的扎根和根系的吸水性能，進而影響土壤肥力狀況和植物的生長[4]。大葉相思（Acacia auriculaeformis）是含羞草科相思屬（Acacia）速生喬木樹種，具有適應(yīng)性強、抗逆性強、重病蟲害少、根瘤發(fā)達、固氮能力強等特點[5-7]，是在我國南方地區(qū)具有廣闊發(fā)展前景的荒山造林、園林綠化及環(huán)境保護樹種[8]。目前，關(guān)于不同林分密度對大葉相思林的影響主要集中在生物量[9]、土壤養(yǎng)分[10]、林下植物[11]和競爭關(guān)系[12]等方面，罕見對土壤物理性質(zhì)方面的研究。筆者通過對大葉相思的密度試驗，研究了其土壤物理性質(zhì)，以期為大葉相思人工林的營建提供參考。

2 材料與方法

2.1 試驗地概況

研究地地處惠州市惠城區(qū)小金口，屬廣東省東南部，東江中游，珠江三角洲東北端，地理坐標(biāo)位于東經(jīng)114°17′42″～114°32′16″，北緯22°56′57″～23°16′03″。該區(qū)山勢由北面往西再南面朝東部傾斜，丘陵、臺地、平原、湖川縱橫交錯，丘陵、臺地占總面積的46%。屬南亞熱帶季風(fēng)氣候。年平均氣溫在19.5～22.1 ℃，7月份平均氣溫28.3 ℃，1月份平均氣溫13.1 ℃，極端最高氣溫38.9 ℃，極端最低氣溫-1.9 ℃，積溫7620.6 ℃，無霜期350～357 d。年平均降雨量1690～2380 mm，多集中在4～9月份，占年降雨量的80%～85%。土壤屬赤紅壤。土壤有機質(zhì)、全N、全P和全K 含量分別為15.64、0.69、0.27和24.09 g/kg。3種林分特征見表1。

2.2 試驗材料及設(shè)計

2003年春季割除林地上的芒草、桃金娘、藤類等雜草后，塊狀開穴，植穴規(guī)格50 cm×50 cm×40 cm，然后將1 m高的大葉相思苗分別按1667（低密度）、4444（中密度）、10000（高密度）株/hm2的密度栽植。各密度林分大葉相思林中建立面積均為1畝（25.82 m×25.82 m）的3個固定樣地。2007年4月對3種密度大葉相思林的固定樣地中的土壤物理性質(zhì)展開調(diào)查。

2.3 試驗方法

在采用5點取混合樣法，在0～40 cm的土層中取環(huán)刀，得出容重、總孔隙度、毛管持水量、毛管孔隙度及非毛管孔隙度；用烘干法測自然含水量[13]。

2.4 數(shù)據(jù)處理與分析

用微軟公司的Microsoft Excel 2003對土壤物理性質(zhì)進行處理并作圖，用SAS8.2對數(shù)據(jù)進行多重比較。

3 結(jié)果與分析

低密度和高密度的大葉相思林的土壤容重最大（圖1），為1.31 g/cm3，中密度的容重最小，為1.23 g/cm3。但是3個密度下的大葉相思林容重?zé)o顯著的差異（P>0.05）。中密度的大葉相思林的總孔隙度最大，為54.44%，低密度和高密度的大葉相思林最小，為50.56%；三個密度下的大葉相思林的總孔隙度之間沒有顯著差異。非毛管孔隙度按大小排序為中密度（9.87%）>低密度（8.46%）>高密度（6.08%）。中密度和低密度的大葉相思林的非毛管孔隙度無明顯差異，但均顯著大于高密度大葉相思林的非毛管孔隙度（P<0.05）。毛管孔隙度隨密度的減小而減小（圖1）；毛管孔隙度按大小排序為：高密度的大葉相思林（44.49%）>中密度的大葉相思林（43.59 %）>低密度的大葉相思林（42.10%），但三者之間無顯著性差異（P>0.05）。高密度大葉相思林的土壤自然含水量最大為22.39%，其次是中密度的，為21.61%；二者無顯著性差異。低密度大葉相思林的自然含水量最小為16.83%，顯著小于高中密度的（P<0.05）。毛管持水量按大小排序為中密度（35.46%）>高密度（34.03%）>高密度（32.16%），但三者之間不存在顯著性差異（P>0.05）。

4 結(jié)論與討論

土壤容重是土壤的基本物理性質(zhì)，土壤容重的大小反映了土壤的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和有機質(zhì)含量等綜合物理狀況[14]；一般情況下，容重小的土壤結(jié)構(gòu)疏松，通氣性良好，物理特性較好。在研究中，高密度和低密度大葉相思林的容重較大，說明其物理狀況較好。

土壤內(nèi)部的空間并沒有全部為土粒所填滿，各土粒按一定的方式排列，其間有許多孔隙。土壤孔隙可分為大孔隙（非毛管孔隙）與小孔隙（毛管孔隙）。土壤質(zhì)地和結(jié)構(gòu)對水、氣狀況的影響，歸根到底是土壤孔隙的大小和數(shù)量的問題。研究發(fā)現(xiàn)，三種密度大葉相思林的毛管孔隙度無顯著性差異，說明其吸水力差異不大。一般情況下，若土壤的非毛管孔隙度小于10%時，便不能保證通氣良好。試驗結(jié)果顯示，各密度大葉相思林的非毛管孔隙度均小于10%，說明其通透性一般。

土壤自然含水量即濕度能較好地反映在自然狀況下，土壤水分和林內(nèi)濕潤狀況[3]。研究表明，高密度和中密度大葉相思林的土壤自然含水量較大，說明其土壤較為濕潤，適宜樹木生長。毛管持水量是毛管上升作用所能保持的最大水量[15]。試驗結(jié)果顯示，中密度大葉相思林的毛管持水量最大，低密度的最小，但是三種密度的毛管持水量不存在顯著性差異。

總體來看，除中低密度大葉相思林非毛管孔隙度顯著大于高密度的以及高、中密度大葉相思自然含水量顯著大于低密度的外，其他各物理性質(zhì)之間差異不顯著，說明生長4年的大葉相思幼林由于凋落物少和根系量小，對土壤物理性質(zhì)的影響尚不明顯。

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