不同覆蓋作物模式對茶園土壤剖面物理性質的影響

王明亮， 劉惠芬， 王麗麗， 楊殿林，王永慧，3，汪 洋

（1.天津農學院 農學與資源環境學院， 天津 300384；2.農業部環境保護科研監測所，天津 300191；3.內蒙古師范大學 生命科學與技術學院，呼和浩特 010022）

茶樹（Camellia sinensis（L）O.Kuntze）是中國重要的經濟作物之一，具有耐蔭、喜酸性土和畏寒等特性.茶樹一般采取免耕模式，易造成茶園土壤板結和土壤微生態環境的改變[1-3].土壤物理性質會制約土壤肥力水平，進而影響植物生長，土壤物理性質的惡化是困擾我國農業生產的一大難題.覆蓋作物（人為種植的目標作物以外的牧草或其他植物）作為一種土壤調控技術，不僅能有效提高水分利用效率，使土壤溫度升高，起到保水保墑的作用，而且能夠改善土壤物理性狀[4].有研究[5-7]表明，覆蓋作物可作為肥料提高土壤肥力，同時可提高土壤質量和土壤養分利用率，對減少土壤侵蝕和改善生態環境具有顯著效果.土壤團聚體是由礦物顆粒和有機物在自然物理過程的作用下形成的[8]，裸露的土壤表面會增加土壤團聚體的破壞和侵蝕，從而對植物根系發育產生負面影響[9].覆蓋作物能迅速地遮蓋土壤表層，防止團聚體被破壞并減少侵蝕.在土壤表面留下的凋落物還可增加土壤有機碳，對土壤團聚體的形成和穩定也起著重要作用[10-11].

如何解決免耕對土壤產生的負面作用已成為現代農業研究的重點.覆蓋作物在國外研究較多，而我國研究相對較少，特別是不同覆蓋作物模式對土壤物理性質影響的研究較為少見.本研究以茶園土壤為研究對象，分析不同覆蓋作物模式對茶園剖面土壤物理性質的影響，旨在建立有助于改善茶園剖面土壤物理性質的適宜覆蓋模式.

1 材料與方法

1.1 實驗地概況

選取湖北省十堰市鄖陽區譚家灣鎮圩坪寺村茶園為實驗地，該地區位于北緯 32°93′，東經 110°87′，海拔220 m，年降水量800～1 100 mm，無霜期248 d，屬于北亞熱帶大陸性季風氣候， 年平均氣溫16 ℃.實驗區總面積為0.5 hm2，土壤以泥質巖黃棕壤為主，pH 值為6.3～6.8，基礎肥力相對均勻.

1.2 覆蓋作物

禾本科 3 種，分別為黑麥草（Lolium perenne L.）、早熟禾（Poa annua L.）、紫羊茅（Festuca rubra L.）；豆科3 種，分別為白三葉（Trifolium repens L.）、紅三葉（Trifolium pratense）、毛苕子（Iicia villosa Roth.）；菊科 2種，分別為波斯菊（Cosmos bipinnata Cav.）、百日草（Zinnia elegans Jacq.）.茶樹品種為“鄂茶 10 號”.

1.3 方法

2018 年3 月上旬開始進行實驗.設置4 個處理組：自然留養雜草（CK）、2 種作物混播（黑麥草+白三葉，EZ）、4 種作物混播（黑麥草+白三葉+早熟禾+紅三葉，SZ）、8 種作物混播（黑麥草+白三葉+早熟禾+紅三葉+紫羊茅+毛苕子+波斯菊+百日草，BZ）.采用單因素隨機區組設計， 每個處理組設置3 次重復，各小區間未設置間距，面積為400 m2，每個處理組的總面積為1 200 m2.小區中不同作物等量混合， 每個處理組的種植密度均為16.7 kg/km2， 撒播于茶樹兩側行間.整個實驗期間不施肥，不噴施農藥，各處理組的管理措施保持一致.

小心滑倒。燈亮了，房間里彌漫著濕濡的氣息，還有這句溫婉的話。地上潮濕的足跡還在，浴巾斜搭在床角。他能感覺到其間她留下的香波的味道，隱約飄蕩在鼻翼間。

2018 年8 月底，作物處于生長狀態和混播體系穩定時進行取樣，用“S”形5 點采樣法采集茶園0～15 cm和15～30 cm 土層的原狀土， 將同一土層的5 個土樣混合成一個樣品，裝入塑料盒（一定要避免土壤結構的破壞），每個土層用體積為100 cm3的環刀取2 個環刀土樣.帶回室內后，用環刀土樣測定土壤物理性質，將塑料盒內較大的土塊沿其自然剖面分成直徑約為1 cm 的土壤團塊，挑除石塊和動植物殘體（根、莖、葉、蟲體等），放置白紙上自然條件下風干，用于測定土壤團聚體.

1.4 測定指標

1.4.1 土壤容重、總孔隙度、含水量及田間持水量

用烘干法測定土壤含水量， 環刀法測定土壤容重、總孔隙度及田間持水量[12].

1.4.2 土壤團聚體粒級和穩定性

土壤機械穩定性團聚體： 采用干篩法， 取100 g混合土樣置于套篩（孔徑自上而下為5、2、1、0.5 和0.25 mm）頂部，進行篩分，測定各孔徑篩分后的土樣質量[13].

4 種覆蓋作物模式下，茶園土壤的含水量如圖4所示.

土壤水穩性團聚體：按照干篩后土壤各粒級質量比例稱取96 g 混合土樣，將其放置于套篩（孔徑自上而下為 5、2、1、0.5 和 0.25 mm）頂部，沿桶壁緩慢加入去離子水至水沒過土樣，浸泡5 min，豎直上下振蕩2 min（振幅 3 cm，頻率 30 次/min），將各級篩層上的土粒分別轉移至鋁盒中，60 ℃烘干48 h 至恒重， 計算團聚體的質量分數[14].由于實驗地砂粒含量很低，因此沒有對水穩性團聚體進行去砂粒的校正.

這是敲門歌，XX指出嫁姑娘家族的堂號。“堂號”是家族門戶的代稱，是家族文化重要的組成部分。如果出嫁姑娘姓黃，九寨黃姓的堂號是江夏堂，則會改成“江夏朝中招駙馬”。這里用了借喻，“揚州瓊花”代替嫁姑娘這件喜事；“滎陽城”代替女方的家。“揚州瓊花”指《隋唐演義》中，揚州有一朵漂亮的牡丹花，楊廣去看而花不開；但李世民去，花就開了，說明李世民才是花主，暗示他才是天子。所以這里就用“揚州瓊花現”來表示要嫁的姑娘像揚州的花一樣找到正主了。

1.4.3 其他指標計算方法[15]

自媒體時代，游客旅游參與的主動性增強，其個人體驗宣傳效果不斷增強，旅游APP、旅游網站充斥著各類游客游記、評價、評分等，網絡信息對于游客選擇旅游目的地具有一定作用。一方面，游客中心應關注游客的評價，了解游客滿意狀況，做好售后溝通服務；另一方面，完善大峽谷游客中心的內容，及時更新信息，重視移動APP的推廣使用，與游客維系后臺聯系與信息推送。

采用Excel 2003 軟件進行數據處理、相關分析和制圖，采用SPSS 17.0 軟件進行方差分析.

土壤團聚體平均質量直徑的計算：

式中：MWD 為團聚體平均質量直徑（mm）；Xi為任一級別范圍內團聚體的平均直徑（mm）；Wi為對應于Xi的團聚體百分含量.

評價區內主要分布以上更新統沖洪積砂礫卵石為主潛水含水層，自西南部山前向東北部，含水層厚度逐漸增大，揭露厚度為55.778～95.712 m，概化為非均質各向同性介質。第四系潛水含水層的水力坡度為0.385‰～1.251‰，根據地下水動態觀測資料[1]，天然狀態下地下水水力坡度變幅不大，滲流符合達西定律。因評價區地下水埋深較大，不存在垂向水量交換，因此將潛水含水層概化為準三維流。地下水流各要素隨時間變化，概化為非穩定流。

9月3日中國磷酸二銨零售價格指數（CPRI）為 2958.81點，環比上漲5.30點，漲幅為0.18%；同比上漲117.90點，漲幅為4.15%；比基期下跌262.96點，跌幅為8.16%。

2.3.1 茶園土壤機械穩定性團聚體的分布

1.5 數據分析

老冬瓜一行人，聽了老鱖魚的講述，仍覺得不過癮，決定再找張麻子問問，他們想知道張麻子肚子里裝的是啥版本。

2 結果與分析

2.1 不同覆蓋作物模式對茶園土壤孔隙特性的影響

2.1.1 不同覆蓋作物模式下的土壤容重

4 種覆蓋作物模式下，茶園不同土層的土壤容重如圖1 所示.

幾何平均直徑的計算：

圖1 不同處理組中茶園土壤的容重Fig.1 Soil bulk density of tea garden soil with different treatments

由圖1 可以看出，在0～15 cm 土層，4 個處理組中土壤容重排序為 CK ＞ EZ ＞ BZ ＞ SZ.與 CK 相比，EZ處理組0～15 cm 土層的土壤容重降低了4.12%（P ＞0.05），SZ 處理組降低了 15.66%（P ＜ 0.05），BZ 處理組降低了 5.42%（P ＜ 0.05），SZ 處理組與 EZ 處理組的差異具有統計學意義（P ＜ 0.05）.在 15～30 cm 土層，各處理組土壤容重排序為EZ ＞CK=BZ ＞SZ，組間差異不具有統計學意義（P ＞ 0.05）.

魯南戰役最緊張的時候，平邑一區擔架隊員們在蒼山縣（今蘭陵縣）前線搶救傷員，最累的時候連續兩天轉運傷員4次，累計行程500余里。隊員們三天兩夜沒合眼，兩天只吃了兩頓飯。一中隊150名隊員，因為沒時間吃飯，一天喝了九鍋開水。

2.1.2 不同覆蓋作物模式下的土壤總孔隙度

4 種覆蓋作物模式下，茶園土壤的總孔隙度如圖2 所示.由圖2 可以看出，在0～15 cm 土層，各處理組土壤總孔隙度排序為 SZ ＞ EZ ＞ BZ ＞ CK.與 CK 處理相比，SZ 處理組0～15 cm 土層的土壤總孔隙度提高了26.38%（P ＜ 0.05），BZ 和 EZ 處理組分別提高了 1.87%和 6.89%（P ＞ 0.05）.在 15～30 cm 土層，各處理組土壤總孔隙度排序為SZ ＞CK ＞BZ ＞EZ，處理組間的差異不具有統計學意義（P ＞ 0.05）.

圖2 不同處理組中茶園土壤的總孔隙度Fig.2 Totalporosityofteagardensoilwithdifferenttreatments

2.2 不同覆蓋作物模式對茶園土壤持水特性的影響

2.2.1 不同覆蓋作物模式下茶園土壤的田間持水量

4 種覆蓋作物模式下，茶園土壤的田間持水量如圖3 所示.

圖3 不同處理組中茶園土壤的田間持水量Fig.3 Water holding capacity of tea garden soil with different treatments

由圖3可以看出，在0～15 cm 土層，各處理組土壤田間持水量排序為SZ＞EZ＞BZ＞CK.與CK 處理相比，SZ處理組0～15 cm 土層的土壤田間持水量提高了25.13%（P ＜ 0.05），EZ 處理組提高了 16.91%（P ＜ 0.05），BZ 處理組提高了 14.01%（P ＜ 0.05）.在 15～30 cm 土層，各處理組土壤田間持水量排序為SZ ＞EZ ＞BZ ＞CK.SZ處理組在15～30 cm 土層的土壤田間持水量與CK 處理相比提高了 23.88%（P ＜ 0.05），與 EZ 和 BZ 處理相比分別提高了 20.04%和 14.23%（P ＜ 0.05），EZ 和 BZ處理組與 CK 相近（P ＞ 0.05）.

2.2.2 不同覆蓋作物模式下茶園土壤的含水量

最后，還應強調的是，無論是“向別人學習”或是“群體中的積極互動”，課例研究都可說是最重要的一個形式．例如，年級備課組或學校教研組就經常舉辦這樣一種活動：教學觀摩—集體研討—再實踐—再研討……；另外，所謂的“同課異構”也是當前經常采取的一種教研形式，即是由多位教師同時展現同一教學內容的教學．

由表1 可以看出，4 個處理組中，相同粒級土壤機械穩定性團聚體所占比例存在差異.在0～15 cm 土層中，CK 處理下土壤機械穩定性團聚體以＜0.25 mm 的粒級為主，占21.46%，其次為0.50～1.00 mm，占17.98%.而 EZ、SZ 和 BZ 處理組均以 2.00～5.00 mm 的粒級為主，分別占20.48%、22.52%和18.48%，其次為＞5.00 mm粒級， 分別占19.33%、20.04%和18.29%.在15～30 cm土層中，CK、SZ 和BZ 處理組中土壤機械穩定性團聚體均以2.00～5.00 mm 的粒級為主， 分別占21.82%、23.68%和21.79%；而EZ 處理組以0.50～1.00 mm 的粒級為主，占25.44%.

東坪氣田積極開展排水采氣工藝措施。針對坪一井區的連續氣舉措施，對10口停躺井進行增壓連續氣舉，累計增氣644.20萬立方米，單井最高累計增氣101萬立方米。

針對這些情況，工作隊提出強化宣傳教育工作、消除迷信思想、樹立社會主義文明新風是關鍵。在工作隊的幫助下，曼來村委會建立健全了黨支部黨小組，完善黨組織和村委會各項規章制度，充分發揮黨員的先進帶頭作用，在全村開展講文明樹新風的活動。一方面開展“黨的光輝照邊疆，邊疆人民心向黨”實踐活動，引導群眾聽黨話、感黨恩、跟黨走；另一方面開展移風易俗行動。隊員們認真學習佤族原始宗教文化，在節假日積極組織群眾開展傳統的民間民俗活動，而生活日常中則通過科學講解幫助村民理解原始宗教文化和迷信鬼神文化的不同，甚至還主動參與他們的一些宗教儀式。這樣既不讓村民反感，也說服了他們改變一些陋俗，合理安排出行和勞作。

圖4 不同處理組中茶園土壤的含水量Fig.4 Soil water content of tea garden soil in different treatments

由圖4 可以看出，在0～15 cm 土層，各處理組土壤含水量排序為 SZ ＞BZ ＞EZ=CK.在 15～30 cm 土層，土壤含水量排序為SZ ＞CK ＞BZ ＞EZ.在同一土層，不同處理組中土壤含水量的差異不具有統計學意義（P ＞ 0.05）.

2.3 不同覆蓋作物模式對茶園土壤團聚體分布特征的影響

式中：GMD 為團聚體幾何平均直徑（mm）；m 為樣品總質量.

不同覆蓋作物模式下，茶園剖面土壤機械穩定性團聚體的粒級分布情況如表1 所示.

表1 不同處理組中茶園土壤機械穩定性團聚體的分布Tab.1 Distribution of mechanical stability aggregate of tea garden soil with different treatments %

圖書館是全面系統地收藏著人類發展過程中所創造和積累的文獻信息資源集散地，又是人類文明、科技進步等的守護者與傳承者。文獻信息資源的傳播不受地域與時空限制，首先圖書館能夠把歷代學者所創造和積累的各種文獻信息載體保存下來，并傳遞給需要它的每位讀者，其次圖書館之間又能以開展的資源共享和館際互借等方式把不同地域的學者所創造的文化精神作品及時傳遞給需要它的需求者。圖書館以服務型社會理論為指導,堅持”以人為本,讀者至上”人性化服務的原則,能夠在讀者的不同年齡階段，不同時間，滿足讀者不同層次的需求，讀者可以利用圖書館文獻資源各取所需，充分發揮自己的閱讀能力，開展自由自在的閱讀與研究活動，提高自身的綜合素養。

2.3.2 茶園土壤水穩性團聚體的分布

不同覆蓋作物模式下，茶園剖面土壤水穩性團聚體的粒級分布情況如表2 所示.由表2 可以看出，4 個處理組中0～15 cm 土層的水穩性團聚體均以＜0.25 mm粒級為主， 所占比例排序為：CK ＞ BZ ＞ SZ ＞ EZ.15～30 cm 土層的水穩性團聚體也均以＜0.25 mm 粒級為主，所占比例排序為 SZ ＞ BZ ＞ CK ＞ EZ.

MRS液體培養基，膜過濾條件下添加偏重亞硫酸鉀溶液，調整SO2終濃度為20 mg/L、40 mg/L、60 mg/L、80 mg/L。其他試驗步驟詳見1.2.2。

表2 不同處理組中茶園土壤水穩定性團聚體的分布Tab.2 Distribution of soil water-stable aggregate of tea garden soil with different treatments %

2.4 不同覆蓋作物模式對茶園土壤團聚體穩定性的影響

不同覆蓋作物模式下， 茶園土壤水穩性團聚體的平均質量直徑和幾何平均直徑如圖5 所示.

由圖5（a）可以看出，與 CK 處理相比，EZ 和 SZ 處理組在0～15 cm 土層的土壤水穩性團聚體的平均質量直徑分別提高了 39.47%和 27.19%（P ＜ 0.05），BZ 處理組提高了11.40%（P ＞0.05）.4 種覆蓋作物模式處理在15～30 cm 土層的土壤水穩性團聚體的平均質量直徑相近（P ＞ 0.05）.

由圖5（b）可以看出，與 CK 處理相比，EZ 和 SZ處理模式對0～15 cm 土層的土壤水穩性團聚體的幾何平均直徑分別提高了56.09%和39.02%（P ＜0.05），BZ 處理組提高了 19.51%（P ＞ 0.05）.在 15～30 cm 土層，CK 與BZ 處理組的幾何平均直徑相同，其次是EZ處理組，SZ 處理組的數值最小， 組間差異不具有統計學意義（P ＞ 0.05）.

圖5 不同處理組中茶園土壤水穩性團聚體的直徑Fig.5 Diameter of water-stable aggregate of tea garden soil with different treatments

3 討論

土壤容重和孔隙度是土壤的基本物理性質，能夠綜合反映土壤松緊度及水土流失狀況.土壤容重越大，表明土壤退化趨勢愈強；容重小，則說明土壤疏松多孔，結構良好[16].李承想等[17]研究表明，覆蓋白三葉可以降低土壤容重，增加土壤總孔隙度.本研究中，SZ和BZ 處理可以顯著降低0～15 cm 土層的土壤容重，尤其是SZ 處理組，顯著改善了土壤總孔隙度，這是因為植株根系的穿刺作用增加了土壤的孔隙度[18].與自然留養雜草相比，EZ 處理下土壤容重和總孔隙度雖也發生了變化，但由于覆蓋作物種類較少、時間較短，因此變化不顯著.

水是土壤肥力3 大因素之一，也是土壤活動過程的重要參與者.有研究[19]表明，覆蓋植物可以使土壤含水量提高，這是因為覆蓋植物減少了土壤蒸發，密集的根系有利于土壤良好結構的形成，使土層孔隙度增加[20].本研究結果表明，3 個覆蓋作物處理組中0～15 cm土層的土壤田間持水量和土壤含水量均顯著高于自然留養雜草處理（P ＜0.05），其中，SZ 模式的效果最優.

土壤團聚體作為土壤結構的重要參數，在保證和協調土壤中的肥力狀況、水分和物理結構等方面起著重要作用[21].團聚體的數量和大小是決定土壤抗蝕性和孔隙分布等物理過程的關鍵指標[22].有研究表明，覆蓋作物對土壤團聚體的形成和穩定起著重要作用[14].宋麗萍等[23]、王英俊等[24]研究發現，覆蓋豆科作物可使土壤機械穩定性大團聚體的數量增加，這可能是因為隨著土壤中植物根系分泌物及其代謝產物的增多，土壤生物活性提高， 土壤中的有機殘體和其他物質增加，進而影響到大團聚體的數量[25-26].本研究的4 個處理組中，0～15 cm 土層中粒徑大于0.25 mm 的機械穩定性團聚體和水穩性團聚體的含量分別為78.54%～90.11%和56.47%～61.66%，這與何淑勤等[27]、劉敏英等[28]的研究結果基本一致.不同處理組中茶園土壤各粒級團聚體的含量存在差異：3 個覆蓋作物處理組中0～15 cm 土層土壤機械穩定性團聚體的粒級集中在2.00～5.00 mm，SZ 處理組中該粒徑團聚體比例最高，而自然留養雜草處理組的粒級集中在＜0.25 mm；4 個處理組中0～15、15～30 cm 2 個土層土壤水穩性團聚體的粒級均集中在＜0.25 mm，但含量有所不同.這可能是因為作物類型在一定程度上影響了土壤團聚體的形成[29]，不同作物根系分泌物導致其對土壤水穩性團聚體穩定性的效應不同[30].

平均質量直徑和幾何平均直徑均為反映土壤團聚體分布狀況和穩定性的常用指標[31].不同根系對團聚體形成的影響不同，這是由于根系分泌物不同而造成的[32].有研究表明，平均質量直徑與植物殘體的生化組成等因素密切相關[33].本研究中，3 個覆蓋作物處理組0～15 cm 土層中土壤團聚體的平均質量直徑和幾何平均直徑均高于對照組的數值，這與秦瑞杰等[34]的研究結果一致，即植物生長能提高土壤水穩性團聚體的平均質量直徑.另外，平均質量直徑隨著土層的增加有增加的趨勢[35].本研究中，BZ 處理組土壤平均質量直徑隨著土層增加而增加，而EZ 和SZ 處理組中土壤平均質量直徑則隨著土層增加而減小.一方面是因為植被種類不同，另一方面也可能是因為植被生長時間較短所致.

4 結論

本研究以自然留養雜草為對照，通過對不同覆蓋作物模式下茶園0～15、15～30 cm 土層土壤進行研究，明確了3 種不同的覆蓋作物模式對茶園剖面土壤物理性質的影響，得到如下結論：

（1）與自然留養雜草相比， 覆蓋作物可以不同程度地降低茶園0～15 cm 土層的土壤容重，增加總孔隙度和田間持水量，尤以SZ 模式效果最好.

（2）覆蓋作物能夠提高某些粒徑土壤機械穩定性團聚體的含量，在0～15 cm 和15～30 cm 土層，覆蓋作物主要提高了2.00～5.00 mm 粒徑的機械穩定性團聚體的含量，3 種覆蓋作物模式中，SZ 模式下該粒徑團聚體比例最高.

（3）與自然留養雜草相比， 覆蓋作物可提高0～15 cm 土層土壤平均質量直徑和幾何平均直徑.

（4）總的來看，3 種覆蓋作物模式均能夠在不同程度上改善茶園土壤的物理性狀， 尤其是對0～15 cm土層，3 種模式中，SZ 模式是茶園最適宜的覆蓋作物模式.