套種旱稻對香榧林地土壤生態的影響

陳崗，宋其巖，胡德勝

(1.桐廬縣林業技術推廣中心，浙江 桐廬 311500； 2.浙江省林業科學研究院，浙江 杭州 310020)

香榧是浙江省的特色經濟樹種，具有較高的經濟價值，已成為浙江山區農村經濟的重要支柱產業之一[1]。但是大量新發展的香榧林存在土壤裸露、水土流失、土壤肥力下降等問題，已經影響到香榧生長和品質，同時，也威脅到浙江省的生態安全。旱稻是由水稻在旱地條件下演變形成，適宜在亞熱帶山區、半山區種植的糧食作物。因其綠色生態健康的特點頗受市場青睞，且具有耐旱、水土保持能力強等優點，被用于水土保持建設中[2]。

目前，對旱稻育種、水土保持能力、林下套種模式和栽培技術等方面已有研究[3-5]，但針對套種旱稻對山地經濟樹種土壤生態影響的研究較少，因此，本試驗設在山地香榧中幼林種植園內，連續2年在林下套種旱稻，采用田間隨機區組試驗設計，測定套種旱稻后香榧林地土壤生態因子的變化情況，以期為今后的實際生產和技術推廣提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地情況

試驗在桐廬縣舊縣街道合嶺村尹峰香榧種植園進行，地理坐標為29°49′N，119°21′E。試驗區地處亞熱帶季風氣候區，氣候溫暖，光照充足，四季分明，降水量充沛。年平均氣溫16.6 ℃，年降雨量1 443.1 mm，無霜期252 d，年日照時數1 991.4 h。土壤以砂壤為主，疏松透氣。

1.2 處理設計

試驗于2017—2018年在香榧種植園內進行。香榧與旱稻在坡地水平帶上帶狀種植，每個水平帶1行香榧，香榧兩側種植旱稻。香榧種植于2013年，株間距為4 m，生長健壯。旱稻為浙江省林業科學研究院收集選育的品系，4月下旬至5月上旬以穴播方式呈帶狀種植于香榧兩側，穴距為30 cm，自2017年開始進行林下套種。

采用隨機區組設計，設榧稻套種(T1)和香榧純林(T2)2個處理。小區面積300 m2，重復3次。試驗地位于山體同一坡向，相同重復位于相同海拔平面，各處理管理基本一致。

1.3 測定項目

1.3.1 溫度和濕度

2017年8月18日8:00—18:00，每隔2 h在香榧樹冠中部定點測定氣溫、相對濕度，在樹體基部測定表土溫度。2018年2—11月，用土壤水分溫度記錄儀測定香榧林地地溫和含水量。

1.3.2 土壤理化性質

2018年實施套種旱稻兩輪后，在試驗區域用對角線方法對0～20 cm的土壤進行混合取樣，測定水分、空隙度、有機質、速效氮、速效磷、速效鉀。土壤水分的測定用105 ℃烘干法，環刀法測土壤孔隙度，土壤有機質用重鉻酸鉀容量法，速效氮用堿解擴散法，速效磷用鉬銻抗比色法，速效鉀用火焰光度法。

2 結果與分析

2.1 溫度和濕度

測定結果(表1)表明，套種旱稻能在高溫季節降低樹冠中部和林下土壤溫度，香榧樹冠中部日平均氣溫降低1 ℃，空氣相對濕度提高5.3百分點，香榧基部表土溫度降低3.6 ℃，土壤溫度降低2.4 ℃，含水量提高了6.8百分點。香榧林下套種旱稻后改變了林內結構，夏季旱稻生長至70～80 cm，為香榧林提供了較好的蔭庇，減少了水分的蒸發損失，使得香榧基部濕度上升、溫度降低，起到了調控土壤地溫的效果，有利于根系生長。根據氣象歷史資料，桐廬縣年最高溫出現在7月下旬至8月中上旬，套種旱稻對改善香榧林地小氣候有明顯的效果。

表1 套種旱稻對香榧林小氣候的影響

2.2 土壤物理性質

表2表明，連續2年套種旱稻后，香榧林地物理性質得到明顯改善。與香榧純林相比，套種旱稻香榧林地土壤容重下降3.9%，土壤空隙度增加2.2百分點。變化原因可能是套種旱稻后其根系活動范圍大、能力強，對土壤的團粒結構影響較大，使得林地土壤變得疏松。

表2 套種旱稻對香榧林土壤物理性質的影響

測定結果(圖1)表明，套種旱稻后，土壤含水量較香榧純林提高，表明套種旱稻后地表覆蓋物增加，土壤的保水能力得到提升。月平均土壤含水量最低的月份出現在2月和4月，5—9月套種旱稻的香榧林地土壤含水量呈上升趨勢，表明隨著旱稻植株的生長，其蔭庇和保水能力增加導致土壤含水量增加，旱稻收獲后土壤含水量有下降趨勢。

圖1 套種旱稻香榧林土壤水分含量的變化

2.3 土壤養分

表3表明，套種旱稻2年后，香榧林地土壤養分含量明顯提高。與香榧純林相比，有機質含量提高15%，速效氮提高6.5%，速效磷提高122.4%，速效鉀提高71.2%。土壤速效磷含量和速效鉀含量提高較快，原因可能是旱稻套種后秸稈還田對土壤速效養分產生了影響。

表3 套種旱稻對香榧林土壤養分的影響

3 小結

試驗結果表明，香榧林內套種旱稻與傳統的香榧純林經營方式相比，在夏季高溫條件下對降低樹冠和土壤溫度、增加空氣相對濕度、增加土壤含水量、改善土壤理化性狀等方面有較好的改善作用。這與梨套種旱稻、楊梅套種傘房決明等研究[6-7]有相近的效果。而且套種旱稻可以獲得一定的經濟效益，能夠有效地緩解香榧投資周期長的弊端。套種旱稻還能改善香榧園地的景觀效果，有助于今后農旅融合發展。可見，榧稻套種模式是一種高效的生態種植模式，可以促進香榧生長、實現以短養長、增加農民經濟效益的農林生態管理模式。