不同地表覆蓋方式對油茶幼林土壤理化性質的影響

陳國敏，唐紹平，田 丹，胡岑龍，石春發，楊東紅

黔東南州林業科學研究所，貴州凱里 556000

油茶產業是黔東南重點發展的、有鞏固黔東南州脫貧攻堅成果與鄉村振興有效銜接作用的特色林業產業[1]。黔東南州地處中亞熱帶軸心線（26.5°N）兩側，是云貴高原向東南丘陵過渡地段，多為800 m以下的低山群山地貌。利用山地種植油茶是黔東南油茶的一大特點，油茶大部分種植在斜坡和陡坡上[2]。目前油茶種植密度一般為（2~3）m×（3~4）m，油茶林郁閉之前，油茶林間空隙空間比較豐富，再加上氣候適宜，林間雜草生長旺盛。地表覆蓋作為油茶林土壤管理技術之一，具有抑制雜草，蓄水保墑、減少水土流失、調節土壤生物微環境等功能[3-5]。

黔東南的氣候、土壤、植物條件具有較為明顯的地域性、過渡性，找出適合本區域的地表覆蓋方式促使油茶幼林土壤不斷改善促進油茶茁壯生長很有必要。為此，擬在貴州油茶優先發展區之一的榕江[6]設置7個不同地表覆蓋方式進行試驗，研究其對油茶幼林土壤理化性質的影響，以期為幼齡油茶的茁壯生長創造優良的土壤環境。

1 試驗地概況

試驗地位于黔東南州榕江縣國有林場平江工區嶺雄坡高效油茶產業示范基地內，地處108°23′13″E、25°58′32″N，海拔357 m。年均氣溫18℃，年降水量1 300 mm。試驗地土壤類型為黃紅壤，土壤物理化學性質為：pH值5.20、有機質44.34 mg/kg、全氮2.22 mg/kg、全磷0.63 mg/kg、全鉀19.97 mg/kg、水解性氮165.82 mg/kg、有效磷26.93 mg/kg、速效鉀163.54 mg/kg。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

供試油茶：試驗地內種植長勢一致的2年生優質油茶嫁接容器油茶苗，種植密度為80株/667 m2，株行距2.8 m×3 m，呈梯帶狀整地種植。

供試的地表覆蓋材料均來源于市場購買。綠豆[Vigna radiata (Linn.)Wilczek]為一年生直立草本，純凈度/發芽率（%）：98/99。毛葉苕子（Vicia villosa Roth.）為一年生直立草本，純凈度/發 芽 率（%）：98/88。飯 豆[Lablab purpureus (Linn.) Sweet]為一年生直立草本，純凈度/發芽率（%）：98/85；一般防草布，規格為一卷100 m、布寬2 m，黑色，可使用年限為4年。可降解防草布，規格為1 m×1 m（長×寬）/張，黑色，可使用年限為4年。

2.2 試驗時間

2020年的春季至冬季（5月播種，7月觀測，11月觀測）。

2.3 試驗設計

試 驗 設 計7個 處 理。K1：CK（清耕），K2：毛葉苕子，K3：綠豆，K4：飯豆，K5：半覆蓋一般防草布，K6：全覆蓋一般防草布，K7：可降解防草布（圖1）。

圖1 油茶幼林不同地表覆蓋方式隨機區組 試驗設計圖

試驗采用隨機區組設計，每個處理5個梯帶，每個梯帶5株，共25株，每個處理3次重復；每個處理小區面積為667 m2，整個試驗區面積為7×667 m2。

2.4 土樣采集

采集土樣時間安排在11月下旬。油茶幼林地內每個處理隨機選取10株油茶植株，采取五點混合取樣法采集每株油茶地表覆蓋范圍內的0~20 cm土層樣，充分混勻后裝入塑料自封袋。每個樣品取20 g自然濕土樣測定土壤質量含水量,剩余土樣經自然風干、研磨過篩開展化學分析。

2.5 測定數據及方法

用烘干法測定土壤質量含水量[7]；用電位法測定pH值[8]；用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測定有機質[9]；用半微量開氏法測定全氮[10]；用堿解擴散法測定堿解氮[10]；用氫氧化鈉熔融—鉬銻抗比色法測定全磷[11]；用NaHCO3法測定有效磷[11]；用氫氧化鈉熔融－火焰分光光度法測定全鉀[12]；用乙酸銨浸提—火焰分光光度法測定速效鉀[12]。

試驗數據采用WPS軟件表格錄入數據、制表和統計分析。

3 結果與分析

3.1 不同地表覆蓋方式對土壤含水量的影響

K2（毛葉苕子）生長狀況不好，已全部死亡，說明毛葉苕子不適合在夏季生長，應從本試驗剔除，不進行排序比較。

不同地表覆蓋方式對油茶幼林土壤含水量產生的影響見表1。試驗結果表明，相對于K1，除K3外，其他的覆蓋方式均能夠提升油茶幼林土壤的含水量，土壤含水量變化范圍在0.62%~21.58%之間，由大到小排序為K5＞K4＞K7＞K6＞K1＞K3。

表1 不同地表覆蓋方式的土壤含水量統計表及排序

3.2 不同地表覆蓋方式對土壤pH值的影響

不同地表覆蓋方式對油茶幼林土壤pH值產生的影響見表2。試驗結果表明，相對于K1，只有K4均能夠提升油茶幼林土壤的pH值，土壤pH值變化范圍在4.81%~5.26%，由大到小排序為K4＞K3＞K5＞K7＞K1＞K6。

表2 不同地表覆蓋方式的土壤pH值統計表及排序

3.3 不同地表覆蓋方式對土壤養分的影響

不同地表覆蓋方式對油茶幼林土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷及速效鉀產生的影響見表3~表9。試驗結果表明，相對于CK，所有的地表覆蓋方式均能不同程度地提高土壤中有機質的含量，土壤有機質變化范圍在3.95%～30.31%，由大到小排序為K5＞K6＞K7＞K4＞K3＞K1；所有的覆蓋方式均能不同程度提升土壤全氮含量，土壤全氮變化范圍在0.66%~21.89%之間，由大到小排序為K5＞K7＞K3＞K6＞K4＞K1；除K6無變化外，其他的覆蓋方式均能夠不同程度提高土壤全磷含量，土壤全磷變化范圍在0.07%~0.38%之間，由大到小排序為K4＞K3＞K5＞K7＞K6＞K1；所有的覆蓋方式均不同程度降低了土壤全鉀含量，土壤全鉀變化范圍在-0.09%～-0.01%之間，由大到小排序為K6＞K3＞K5＞K7＞K4＞K1；所有的覆蓋方式均能不同程度提升土壤堿解氮含量，土壤堿解氮含量變化范圍在11%～17%之間，由大到小排序為K6＞K3＞K5＞K7＞K4＞K1； 除K6有效磷降低外，其他的覆蓋方式均能夠不同程度提高土壤有效磷含量，土壤有效磷變化范圍在24%～190%之間，由大到小排序為K4＞K3＞K5＞K7＞K6＞K1；除K6速效鉀提高外，其他的覆蓋方式均不同程度降低了土壤速效鉀含量，土壤速效鉀變化范圍在-41%～-6%之間，由大到小排序為K5＞K1＞K7＞K4＞K6＞K3。

表3 不同地表覆蓋方式對土壤有機質的影響及排序

表4 不同地表覆蓋方式對土壤全氮的影響及排序

表5 不同地表覆蓋方式對土壤全磷的影響及排序

表6 不同地表覆蓋方式對土壤全鉀的影響及排序

表7 不同地表覆蓋方式對土壤堿解氮的影響及排序

表9 不同地表覆蓋方式對土壤速效鉀的影響及排序

4 討論

不同覆蓋方式對油茶幼林土壤含水量的影響，除K3外均是正向的。原因為：一是通過油茶植株間栽種綠肥的方式進行地表覆蓋，綠肥植物具有強而有力穿透力的根系作用于土壤，改善了土壤的團聚體結構，提升了土壤保墑性能，從而提高了土壤含水量[13]。二是物理覆蓋通過減弱表層土壤的水分蒸發，從而提高土壤含水量[14]。K3降低水含量的原因則可能是該種綠肥水分利用效率和蒸騰作用較強，加重了土壤水的蒸發。

不同覆蓋方式對油茶幼林土壤pH值的影響不是特別明顯，但可以看出均是栽種綠肥的覆蓋方式的作用均是正向的，主要原因是綠肥植物的根系分泌物和死亡脫落的根系進入土壤，并被土壤微生物所利用，增加了土壤中有機物質的含量，土壤緩沖性能提升[15]，再加上微生物腐解根系對有機氮進行礦化產生了氨等物質，土壤中H+含量逐步降低，OH-含量逐步升高[26]；變化幅度小，可能與綠肥植物改變土壤pH值的效果與時間有較大的關系，作用時間越長，提高土壤pH值的效果越明顯。物理覆蓋方式沒有增加任何物質，所以pH值無變化或變化幅度非常小。

不同覆蓋方式對油茶幼林土壤全氮、磷的影響差異較大，但作用均為正向的，原因是栽種綠肥的覆蓋方式增加了土壤氮、磷的來源，提高了土壤全氮的含量[16-17]。物理覆蓋方式因為提高了土壤含水量和減少了地表高溫的時間，促進了土壤生物在表層土壤的活動，通過間接的方式提高了土壤全氮、磷的含量。土壤堿解氮與全氮、有效磷與全磷含量呈現正相關的關系，所以土壤堿解氮、有效磷含量有所提升[18-27]。

不同覆蓋方式對油茶幼林土壤鉀的影響不明顯，但增強了土壤中鉀元素的活性，可能的原因是栽種的綠肥植物處在生長季節，會吸收大量的鉀，降低了土壤中的速效鉀的含量，從而增加了土壤緩效性鉀的釋放，全鉀的含量也就發生了降低。

綜上所述，不同覆蓋方式均對油茶幼林土壤產生積極的影響。通過各因素的排序分值相加計算綜合分值并進行排序，篩選出最優的覆蓋方式，數值越小，排名越靠前（表10）。通過比較，最優的覆蓋方式是K5（一般防草布半覆蓋）。

表10 不同覆蓋方式對油茶幼林土壤影響分值及排序

5 結論

由本次試驗可知，在6個備選方案中，一般防草布半覆蓋為促進油茶幼林土壤改善的最優方案；而從自然生態的角度考慮，可以選擇飯豆覆蓋的方案。

表8 不同地表覆蓋方式對土壤有效磷的影響及排序