間種模式對核桃林地土壤性質(zhì)及樹體生長量的影響

賈代順 寧德魯 陳福 肖良俊 廖永堅 卯吉華

摘要：為尋求適合云南省高原山區(qū)核桃林地發(fā)展的合理間種模式，促進云南核桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，以10年生的云南“漾雜1號”核桃幼林為研究對象，采取實地采樣測定的方法對土壤理化性質(zhì)進行綜合分析，采用隨機抽樣法實測核桃樹體生長量，并對其進行統(tǒng)計分析，得出如下結(jié)論：不同間種模式不同程度地改變了土壤的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)，同時對核桃樹體生長量變化產(chǎn)生明顯影響。在試驗的幾種間種模式中，間種芋頭對改善核桃林地土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)最為有效;同時該處理的核桃樹地徑、樹高、冠幅、新梢長度與對照差異顯著，說明間種芋頭能有利促進核桃樹的生長發(fā)育，是維持和促進云南省高原山區(qū)核桃產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最佳間種模式。

關(guān)鍵詞：間種模式;核桃林地;土壤性質(zhì);樹體生長量

中圖分類號： S725

文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）15-0188-04

云南省是我國核桃（Juglans spp.）的重要生產(chǎn)基地，其資源遍布110多個縣（市、區(qū)），無論是種植面積、產(chǎn)量、品質(zhì)及產(chǎn)值，均位列全國第1，核桃也成為云南第1經(jīng)濟林果[1]。在云南省大部分地區(qū)，核桃成了很多山區(qū)農(nóng)民的主要經(jīng)濟收入之一。核桃產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為云南省山區(qū)、半山區(qū)農(nóng)民脫貧致富奔小康的支柱產(chǎn)業(yè)[2]。要實現(xiàn)正真的脫貧致富，山林土地可持續(xù)經(jīng)營利用就顯得尤為重要，發(fā)展核桃林地間種模式勢在必行。農(nóng)林間種是新型的土地利用模式，可以提高土壤肥力，控制土壤變質(zhì)，保證土地資源的可持續(xù)經(jīng)營發(fā)展[3]。云南省地處高原山區(qū)，農(nóng)村人口眾多，土地資源匱乏，耕地資源緊張，人均耕地面積銳減[4]，人多地少，矛盾突出，因此核桃林地套、間種農(nóng)作物非常普遍。但間種作物對核桃林地土壤及核桃樹有何影響，農(nóng)民卻是一無所知，存在嚴重的盲目間種問題。為緩解這一突出問題，對云南省高原山區(qū)核桃林地常見的幾種間種模式進行研究，通過綜合分析探討既能改善林地土壤理化性質(zhì)，又可增加核桃樹體生長量的合理間種模式，以期為云南核桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)經(jīng)營發(fā)展提供一定的理論依據(jù)及技術(shù)指導(dǎo)。1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設(shè)在云南省西南部的臨滄市臨翔區(qū)大竹棚村，該地立體氣候比較顯著，屬于典型的亞熱帶低緯高原山地季風(fēng)氣候。年平均氣溫為17 ℃左右，最熱月份是每年的6—7月，平均氣溫在21 ℃左右;最冷月份是每年的1月，平均氣溫在11 ℃左右;日照時間相對較長，可達2 000 h/年;年降水量為920～1 600 mm;海拔高度為1 600～1 650 m;土壤主要為山地棕紅壤類型，土層深厚，質(zhì)地比較黏重，肥力相對較差，pH值為 5.5 左右，偏酸性。

1.2 試驗材料

以2006年定植的10年生云南“漾雜1號”核桃幼林為研究對象，研究區(qū)面積為1.005 hm2，定植株行距是8 m×8 m;間種農(nóng)作物是當?shù)氐霓r(nóng)家品種芋頭、辣椒、玉米、茶葉。

1.3 試驗設(shè)計

試驗采取隨機區(qū)化分組設(shè)計，共劃分成15個小區(qū)，按順序編號（1-15），每個小區(qū)面積是667 m2，設(shè)5個處理模式：處理1（CK）為清耕，處理2為間種芋頭，處理3為間種辣椒，處理4為間種玉米，處理5為間種茶葉;每個處理3次重復(fù)，每個處理模式用地面積為3×667 m2。于2016年1月上旬，對每個小區(qū)實施行間墾復(fù)。同年4月進行行間間種，處理1～處理5按順序種植到1～5號小區(qū)，然后重新輪種，處理1～處理5按順序種植到6～10號小區(qū)，直至3個重復(fù)輪完。間作材料栽植株行距分別為芋頭0.5 m×0.5 m，辣椒0.3 m×0.3 m，玉米0.4 m×0.4 m。

土樣采集：于2016年1月墾復(fù)時采集第1次土樣，樣地設(shè)成S形（圖1），在S型的起點、中心點和終點取樣，每個重復(fù)各取7個點;采集土樣深度是0～0.4 m，其中0～0.2 m采集混合樣，0.2～0.4 m采集環(huán)刀樣;于2017年1月采集第2次土樣，采集方法同第1次。

1.4 項目測定

1.4.1 土樣理化性質(zhì)測定 將野外采回的每個處理3次重復(fù)的土壤樣品充分混合，重復(fù)用四分法舍棄多余樣品，然后按標準測定土壤理化性質(zhì)，主要參照《土壤分析技術(shù)規(guī)范》第2版的方法進行測定分析。物理性質(zhì)：測定土壤水分含量（自然含水量、飽和含水量、田間持水量）、土壤容重、土壤孔隙度;化學(xué)性質(zhì)：測定土壤養(yǎng)分（氮、磷、鉀）含量、有機質(zhì)含量、pH值等主要指標。

1.4.2 樹體生長量測定 每個重復(fù)隨機選取3株核桃樹為測定對象，在2016年春季，核桃樹開始萌發(fā)新梢時標記掛牌，并測定地徑、樹高、冠幅;在2016年冬季，核桃樹停止生長時進行第2次實測。具體測定方法為（1）地徑：用皮尺測量樹盤基部10 cm處的周徑（C），讀數(shù)精確到0.01 cm，根據(jù)公式 d=C/π 計算得出地徑，精確到0.1 cm，取平均值。（2）樹高：選定位置后，用測高儀測定核桃樹基痕至最高枝條的高度，讀數(shù)精確到0.01 m，取平均值。（3）冠幅：用30 m皮尺測量樹冠東西方向、南北方向冠幅，讀數(shù)精確到0.01 m，取平均值。（4）新梢長度及新稍粗度：于春季核桃樹開始抽發(fā)新梢時標記，按東、南、西、北4個方位，在每個方位隨機選取4～6根1年生枝條，作好記號并編號，每株樹選取20枝;在冬季12月份核桃樹落葉（停止生長）時對所選枝條進行測量。新梢長度用鋼卷尺測量，測定枝條基部到頂尖的長度，精確到 0.01 cm，新稍粗度用游標卡尺測量，測定枝條基部上方3 cm處的粗度，精確到0.01 mm。兩者測定數(shù)據(jù)統(tǒng)計時均取20根枝條的平均值。

1.5 數(shù)據(jù)分析

土壤樣品測定所得數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2007建立原始數(shù)據(jù)表，進行多因素列表比較綜合分析。樹體生長量測定數(shù)據(jù)用DPS（data processing system）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析。DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是目前國內(nèi)唯一一款試驗設(shè)計及統(tǒng)計分析功能齊全，價格上適合于國內(nèi)用戶，資料信息安全的、國產(chǎn)的、具自主知識產(chǎn)權(quán)的統(tǒng)計分析軟件，其完善的統(tǒng)計分析功能涵蓋了所有統(tǒng)計分析內(nèi)容，是目前國內(nèi)統(tǒng)計分析功能最全軟件包。

2 結(jié)果與分析

2.1 間種模式對核桃林地土壤物理性質(zhì)的影響

由表1可知，（1）處理2的土壤自然含水量最高，比處理1（CK）高11.4%;處理3次之，比處理1（CK）大9.2%;而處理4和處理5均比處理1低。說明處理2、處理3能有效增加核桃林地土壤自然含水量，而處理4和處理5不能增加核桃林地土壤含水量，反而消耗土壤水分。（2）處理3的飽和含水量最大，比處理1（CK）高9.5%;處理2次之，比處理1（CK）大7.6%;處理4、處理5飽和含水量比處理1（CK）低。說明處理2、處理3能有效增加核桃林地土壤飽和含水量;而處理4、處理5不能增加核桃林地土壤飽和含水量。（3）處理2土壤田間持水量最大，比處理1（CK）高 19.5%;處理3次之，比處理1（CK）大18.0%;而處理4、處理5均比處理1（CK）低。說明處理2、處理3能有效增加核桃林地土壤田間持水量，處理4、處理5不能增加核桃林地土壤田間持水量。（4）處理3的土壤容重最小，比處理1（CK）小20.1%;處理2次之，比處理1（CK）小15.7%;而處理5的值大于處理1（CK）。土壤容重值大，說明土壤結(jié)合緊密且板實僵硬，透水透氣性差。由此可見，處理2、處理3的土壤狀況較好，更適宜核桃和農(nóng)作物的生長;而處理5加劇了土壤的板結(jié)程度，不宜采用。（5）處理2土壤孔隙度最大，比處理1（CK）高160%;處理3次之，比處理1（CK）高10.8%;處理4和處理5稍大于處理1（CK）。說明間種模式能增大核桃林地的土壤孔隙度，尤其是處理2的效果最好，處理3次之，兩者均能更好地促進核桃林地土壤微生物活動和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，有利于核桃林地的可持續(xù)經(jīng)營。

綜上所述，核桃林地采用不同的處理模式，其土壤水分含量、土壤容重及土壤孔隙度的變化幅度不同;其中，處理2和處理3能有效蓄積林地土壤水分，同時較大程度地減少土壤容重，增加土壤孔隙度，是山區(qū)核桃林地比較理想的間種模式。處理4和處理5不利于山區(qū)核桃林地的可持續(xù)發(fā)展，在實際生產(chǎn)中應(yīng)避免采用。

2.2 間種模式對核桃林地土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

由表2可知，（1）處理2全氮、有效氮含量最高，分別比處理1（CK）高70%、39%;處理3次之，全氮、有效氮含量分別比處理1（CK）大32%、13%;而處理4、處理5，全氮、有效氮含量均小于處理1（CK）。說明處理2、處理3能有效提高核桃林地土壤氮的含量，尤其是處理2最為有效;處理4、處理5均不同程度地消耗了核桃林地土壤中的氮素含量，這和間種植物所需氮素較多，且生長旺盛期與核桃樹重疊有關(guān)，生產(chǎn)中應(yīng)避免這2種間種模式。（2）處理2土壤中全磷含量最高，比處理1（CK）高41%;其次是處理3，比處理1（CK）大31%;而處理4和處理5核桃林地土壤全磷含量均比處理1（CK）低。說明處理2和處理3能有效增加核桃林地土壤全磷的含量，生產(chǎn)中應(yīng)多采用這2種間種模式，處理4和處理5不能有效增加核桃林地土壤全磷含量，反而消耗核桃林地土壤中的磷，生產(chǎn)中應(yīng)盡量避免應(yīng)用這2種間種模式。不同處理對核桃林地土壤中速效磷的消耗與積累也存在很大差異。處理5的速效磷含量最大，比處理1（CK）高出166.8%，造成這種結(jié)果的原因可能跟茶葉生態(tài)特性有關(guān)，但還需要進一步對茶葉的生態(tài)特性進行研究來證明此結(jié)論。處理2、處理3、處理4的速效磷含量均大于處理1（CK），分別比處理1（CK）大146%、121%、1%。說明處理2和處理3較有利于增加林地土壤中的速效磷含量。（3）處理2全鉀、速效鉀含量最高，分別比處理1（CK）高39%、45%;處理3次之，全鉀、速效鉀含量分別比處理1大22%、25%;而處理4和處理5的全鉀、速效鉀含量，均小于處理1（CK）。說明處理2、處理3能有效增加土壤中鉀的含量，在土壤鉀含量較低的核桃種植區(qū)域應(yīng)大力推廣應(yīng)用;處理4和處理5對核桃林地土壤中鉀的含量影響甚微，不宜推廣。（4）處理2有機質(zhì)含量最高，比處理1（CK）高16%;處理3次之，比處理1（CK）大12%，處理4和處理5均比處理1（CK）低。說明處理2和處理3能有效增加核桃林地土壤有機質(zhì)含量。（5）不同處理對核桃林地土壤pH值的影響變化基本一致，都高于處理1（CK）。可以看出，不同處理均不同程度地提高了土壤的pH值，處理3和處理2效果稍好，土壤逐漸由酸性變?yōu)槿跛嵝裕咏颂疑L發(fā)育最適的土壤pH值（6.2～7.6）。

綜上所述，處理2、處理3是改良核桃林地土壤化學(xué)性質(zhì)的合理間種模式，明顯增加了核桃林地土壤養(yǎng)分含量，使土壤養(yǎng)分得到了有效積累，尤其處理2對改善林地土壤化學(xué)性質(zhì)最為有效，在核桃產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中，應(yīng)大力推廣。而處理4、處理5對核桃林地土壤化學(xué)性質(zhì)影響不大，對核桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)經(jīng)營發(fā)展不太有利。

2.3 間種模式對核桃林地核桃樹體生長量的影響

從表3可以看出，（1）不同處理核桃樹地徑表現(xiàn)為處理2>處理3>處理4>處理5>處理1（CK），其中處理2顯著高于其他4種處理，而其余4種處理間無顯著差異。由此可見，處理2是促進山區(qū)核桃樹地徑生長的理想間種模式。（2）不同處理核桃樹高的生長量表現(xiàn)為處理2>處理3>處理4>處理1（CK）>處理5。處理2與處理3無顯著性差異，但與其他3個處理之間差異顯著。說明處理2和處理3是能較好促進核桃樹樹高增長，尤其是處理2效果最好，是5種處理中最佳間種模式。（3）不同處理核桃冠幅生長量表現(xiàn)為處理2>處理3>處理4>處理5>處理1（CK）。處理2與處理3無顯著性差異，但與處理4、處理5、處理1（CK）之間差異顯著，其他4個處理間無顯著差異。說明處理2能有效促進核桃冠幅增長，是促進核桃冠幅增長的最佳間種模式。（4）不同處理核桃樹新稍長度表現(xiàn)為處理2>處理3>處理4>處理1（CK）>處理5。處理2和處理3差異不顯著，但均與其他3個處理差異顯著。說明處理2、處理3更有利于促進核桃新稍長度增長，尤其處理2是促進核桃新稍長度增長的最佳間種模式;而處理5小于處理1（CK），對促進核桃樹新稍長度增長不利，不宜采用。（5）不同處理核桃林地新稍粗度表現(xiàn)為處理2>處理3>處理1（CK）>處理4>處理5。處理2、處理3顯著大于處理5，但與其他處理間不存在顯著性差異。說明處理2和處理3是促進核桃新稍粗度增長的較好間種模式，而處理4和處理5對核桃樹新稍粗度增長不利，不宜采用。

由以上分析得出，不同間種模式對核桃樹體生長量的生長變化有明顯影響。合適的間種模式，能有效促進樹體生長量增長;反之，則抑制樹體增長。本試驗中，與處理1（CK）相比，處理2、處理3是增加核桃樹體生長量的有效間種模式，尤其處理2是促進核桃樹體生長量增長的最佳間種模式，生產(chǎn)中應(yīng)大力推廣。而處理4和處理5不能有效促進核桃樹體生長量的增長，在核桃林地復(fù)合經(jīng)營中不宜采用。

3 結(jié)論及討論

通過對幾種不同處理下云南山區(qū)核桃林地土壤物理性質(zhì)、土壤化學(xué)性質(zhì)以及核桃樹體生長量的比較分析，得出如下結(jié)論。

不同的間種模式均不同程度地改變了核桃林地土壤水分含量、土壤容重及土壤孔隙度。從土壤物理性質(zhì)的各項指標看來，間種芋頭和辣椒對改善核桃林地土壤物理性質(zhì)較為有利，在實際生產(chǎn)中，這2種間種模式更有利于高原山區(qū)核桃林地的可持續(xù)發(fā)展。徐祥隆對油茶林地實施間種得出，間種可改良油茶林地土壤物理性質(zhì)，促進油茶的生長發(fā)育[5];李振紀對油茶林地間種作物指出，間種可以改變土壤物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，能改變間種林地土壤的孔隙度、透水性和保水性，可改變間種林地的土壤肥力[6]。本試驗結(jié)果與前述結(jié)論[5-6]一致，說明核桃林地間種作物是可行的，合理的間種模式將成為核桃林地可持續(xù)發(fā)展的趨勢。

不同間種模式都不同程度地改變了核桃林地土壤中氮、磷、鉀、有機質(zhì)含量及pH值，從而改變了土壤的化學(xué)性質(zhì);其中間種芋頭及辣椒能較大程度增加土壤中氮、鉀及有機質(zhì)的含量，較有利于增大土壤pH值，使土壤由酸性逐漸變?yōu)槿跛嵝裕咏m宜核桃生長發(fā)育的土壤pH值（6.2～7.6）;間種茶葉能增加土壤中有效磷的含量。吳榮蘭等通過林地間種作物得出，間種能夠提高土壤肥力，增加土壤全氮、全磷、堿解氮和有效磷等養(yǎng)分含量，改變林地土壤的化學(xué)性質(zhì)[7-9]。本試驗結(jié)果與前述結(jié)論比較一致，說明核桃林地合理間種是非常必要的，有利于核桃林地土壤的可持續(xù)利用及增加農(nóng)民收入。

不同間種模式能不同程度影響核桃林地樹體的生長變化。間種芋頭和辣椒對增加核桃地徑、樹高、冠幅、新梢長度及新梢粗度的生長量效果較為明顯，間種茶葉和清耕地不利于核桃樹體生長量的增長。陳隆升等通過林地間種試驗指出，間種對林木的生長發(fā)育有較大影響;間種模式能夠影響核桃樹體生長量，適宜的間種模式，能夠有效增長樹體生長量;反之，則抑制樹體增長[9-10]。本試驗結(jié)果與之基本一致，說明合理的間種模式對核桃樹體生長量增長十分重要，直接影響核桃樹的生長發(fā)育及種植戶的經(jīng)濟收益。

綜上所述，核桃林地間種模式可以改變土壤物理因子和化學(xué)因子的變化，繼而影響土壤理化性質(zhì)，對核桃林地土壤可持續(xù)利用產(chǎn)生影響，同時對核桃樹體生長發(fā)育產(chǎn)生影響，從而影響核桃種植戶的經(jīng)濟收益以及核桃林地對社會所能做出的貢獻。因此選擇合理的核桃林地間種模式，對核桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展極為重要。在云南省核桃林地幾種常見間種模式中，間種芋頭和間種辣椒能比較有效地改良林地土壤及增加樹體生長量，尤其是間種芋頭，其效果尤為明顯，是幾種常見模式中的最佳間種模式，在生產(chǎn)中應(yīng)大力推廣。試驗結(jié)果有望為云南山區(qū)、半山區(qū)核桃林地間種模式選擇提供基礎(chǔ)理論依據(jù)及實用指導(dǎo)，也能為其他地區(qū)核桃林地間種模式提供參考。當然，該試驗還存在不足之處，還應(yīng)拓展研究內(nèi)容，對不同區(qū)域、不同樹齡、栽培密度、經(jīng)營管理方式、掛果狀況、經(jīng)濟收益、生態(tài)效益等內(nèi)容調(diào)查分析，研究間種作物生物學(xué)特性，改進研究方法，找出最適合云南省高原山區(qū)核桃林地間種模式的技術(shù)體系，為云南核桃產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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