配方施肥對油茶林土壤性質的影響及肥力質量綜合評價

黃曉棠

(廣西壯族自治區國有高峰林場，廣西 南寧 530001)

1 引言

油茶(Camelliaoleifera)屬山茶科，常綠小喬木，是我國傳統的食用木本油料植物之一[1]，廣泛種植于亞熱帶酸性土壤中，茶油色清味香，營養豐富，耐貯藏，油中不飽和脂肪酸含量高達90%，含有大量易吸收的類黃酮等物質，有預防高血壓、心血管疾病、抗衰老、提高機體免疫力等功效[2]。除了對健康的益處外，油茶還可用在工業上作為潤滑油、防銹油。油茶全身是寶，綜合開發利用前景十分廣闊[3]。同時，油茶素有“鐵桿莊稼”之稱，一次種植多年受益，其穩產收獲期可達幾十年，對于促進山區林農增收、助力鄉村振興、改善山區生態環境和維護國家糧油安全具有重大意義[4]。廣西地區作為國家主要油茶種植區域，

油茶種植面積位列全國第3，隨著2018年廣西啟動實施油茶“雙千”計劃(千萬畝油茶面積、千億元產值的發展目標)，油茶在廣西地區的地位與日俱增，截至2021年，全區油茶林面積達823萬畝，年產茶籽30萬t[5～8]。

然而，由于油茶種植過程中管理不當、不合理施肥等原因導致廣西部分區域油茶產量、出油率較低，土地利用效率有很大的提升空間[9]。油茶經營管理不當的主要原因是缺乏對土壤性質的認識，部分經營者采取單施有機肥、化肥或是不施肥的經營管理模式，導致油茶生長發育緩慢、結果率低[10]。土壤在植物生長過程中起著重要的支撐作用，客觀、全面地認識土壤，并以此指導施肥和科學養分管理以實現油茶高產的必要條件。基于土壤質量的肥力評估，可以科學合理制定肥料配方，采取適當的土壤保持措施和提高作物產量[11，12]。皮兵等[13]對湖南不同油茶林地開展調查研究，認為鉀素水平對油茶根際土壤堿解氮和速效鉀含量影響較大，同時會影響油茶的產量與品質。杜凌等[14]以貴州5個縣的油茶林土壤為研究對象，應用主成分評價油茶林土壤肥力，分為優、良、中等、較差等4個評價等級，指導了油茶的實際生產經營。向武等[15]研究了湘南低山紅壤區油茶林土壤肥力指標并進行評價，確定了肥力評價最小數據集(土壤有機質、速效鉀、堿解氮、全鉀和有效磷)，為油茶林土壤肥力的評價及油茶林復墾和施肥提供指導。

綜上所述，科學合理地評價油茶人工林土壤質量對提高產量、保障國家油料安全等方面具有重要意義。常用的土壤肥力質量評價的方法有內梅羅指數法，由于其運算量小，評價結果準確，目前運用較為廣泛[16]。本研究以廣西國有高峰林場油茶林地為研究對象，采集并測定土壤肥力指標，采用內梅羅指數法綜合評價土壤肥力質量，分析不同施肥方式對土壤肥力質量的影響，以期為油茶人工林經營者制定科學合理的管理、施肥措施，指導油茶林的實際生產經營，提高廣西油茶林的產量。

2 材料與方法

2.1 研究區概況

研究區位于廣西國有高峰林場界牌分場(108°28′E，23°05′N)，地處廣西南寧市，位于北回歸線南側，屬濕潤的亞熱帶季風氣候，陽光充足，雨量充沛，霜少無雪，氣候溫和，夏長冬短，年平均氣溫21.6 ℃左右。地貌類型以海拔100～400 m的丘陵地帶為主，土壤為偏酸性土壤(pH值4.8～6.3)。林下植被主要以草本為主，主要植被有鳳尾蕨(PteriscreticaL.var.nervosa)、鐵芒萁(Dicranopterislinearis)、飛機草(EupatoriumodoratumL.)、鬼針草(BidenspilosaL.)等。該地的氣候和土壤條件適合油茶栽培。

2.2 試驗材料與設計

于2013年造林，品種為岑軟3號，造林坑規格：50 cm×40 cm×40 cm。撫育情況：造林第1～7年每年撫育3次，第7年后每年撫育2次。施肥情況：設置油茶配方肥(PF)，氮磷鉀比例為10∶6∶8以及傳統復合肥處理(FH)，每年施肥1次，每次0.25 kg/株，另設不施肥的對照組(CK)。2019年進行了1次全面修枝整形，同時調查林木生長量，并采集0～20 cm的表層土壤，林分平均樹高3.45 m，優勢樹高6.3 m，平均地徑6.5 cm，最大地徑10.8 cm。

2.3 土壤化學性質測定

將土壤樣品進行風干、研磨、過篩等一系列前處理后，做好標記并裝入自封袋待測。實驗室土壤化學性質檢測方法如下：土壤pH值采用電位法測定；土壤有機質采用重鉻酸鉀外加熱法測定；全氮和堿解氮含量采用半微量凱氏定氮法測定；采用全自動間斷分析儀測定全磷(P)含量；M3溶液浸提后測定速效磷含量；全鉀(K)含量采用堿溶-火焰光度法測定；速效鉀含量采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定[17，18]。

2.4 土壤肥力質量評價

土壤肥力質量中包含各類養分指標，且各指標實測值量綱不同，因此需要進行指標均一化處理，消除量綱差異，參評指標共有7個，分別為土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀，均一化方法如公式(1)所示：

(1)

式(1)中，Pi為單質量指數，Ci為某參數實測值，a、b、c、d為分級標準值，分級標準參考耕地質量等級[19]。

內梅羅指數法是目前土壤質量評價中使用較為廣泛的方法，同時為避免平均值法和加權平均法等主觀因素的影響，本研究采用較為客觀的修正內梅羅公式[20]：

(2)

3 結果與分析

3.1 土壤化學性質

與不施肥處理相比，施用配方肥料、傳統復合肥的油茶林地土壤全氮、全磷等養分元素含量顯著高于不施肥處理。配方肥料處理的土壤有機質、速效磷含量相比傳統復合肥有顯著提升(P<0.05)。土壤pH最大值為對照組CK(4.92)，各施肥處理土壤pH值相比對照組分別有不同程度的下降，配方肥pH值為4.68，顯著低于對照組(P<0.05)，與施用傳統復合肥并無顯著差異性(P>0.05)。土壤有機質含量大小排序為配方肥(34.33 g/kg)>對照組(23.82 g/kg)>傳統復合肥(22.61 g/kg)，說明施用配方肥可以用顯著提升土壤有機質含量(P<0.05)。

土壤全量元素含量中，兩種施肥處理的土壤全量指標含量均顯著高于對照組(P<0.05)，其中配方肥的全氮含量(1.62 g/kg)、全磷含量(0.34 g/kg)，均顯著高于對照組，全鉀含量僅為8.82 g/kg，相比施用傳統復合肥的10.18 g/kg，顯著降低了13.35%(P<0.05)。土壤速效養分可以直接被植物吸收利用，對于油茶生長過程中的養分供應保障起到了關鍵作用。配方肥的氮、磷、鉀速效養分含量分別為159.53 mg/kg、1.85 mg/kg、88.63 mg/kg，均為最大值，顯著高于對照組與傳統復合肥處理(P<0.05)，其中堿解氮含量相比對照組的91.25 mg/kg，提升幅度高達73.73%，說明配方肥處理促進油茶林地土壤速效養分含量供應具有較大的優勢(表1)。

表1 不同施肥處理油茶林地土壤化學性質

3.2 土壤肥力指標分級

土壤質量評價指標由于檢測方法不同，指標含量不同，評價量綱不一致，需要歸一化公式將各指標進行無量化處理，其中公式(1)中的a、b、c、d參數取值根據耕地質量等級確定(表2)，計算得到各施肥處理油茶林地土壤肥力質量指數如圖1所示。

表2 土壤肥力質量評價參數分級標準

3.3 土壤肥力質量評價

土壤肥力指數評價結果可以反映各施肥處理下的土壤肥力水平，對于評估油茶林土壤供肥狀況及指導施肥有重要意義。采用改進的內梅羅指數法對不同施肥處理的油茶人工林地開展土壤肥力質量評價，結果如表3所示。評價結果表明，土壤肥力質量指數大小排序為配方肥(0.71)>傳統復合肥(0.66)>對照組(0.54)，施用配方肥后，土壤肥力指數相比傳統復合肥有7.57%的提升，相比不施肥處理，土壤肥力質量指數顯著提高了31.48%。

圖1 不同施肥處理油茶林地土壤肥力質量指數

4 結論與討論

土壤肥力質量是一個綜合概念，受成土母質、經營方式以及自然條件等多因素的影響[21]。由于林木自身的生理特性，在生長發育過程中對于土壤養分的吸收具有一定的選擇性，長期經營條件下，不施肥的對照組土壤全氮、全磷含量顯著低于配方肥和傳統復合肥處理，說明油茶在生長發育過程中對于土壤氮、磷元素的需求量較大[22]，同時速效磷、堿解氮含量顯著降低也驗證了該觀點。而土壤有機質作為養分循環是否高效的重要指標[23]，傳統復合肥處理由于缺乏有機質的投入，導致其含量與對照組并無顯著差異，這對于土壤肥力的長期維持是不利的。土壤肥力質量評價的結果表明，傳統復合肥處理肥力指數相比對照組提高了22.22%，但由于缺乏有機質的投入，其肥力指數相比配方肥處理仍然較低，同時，由于有機質含量的缺乏，導致其土壤養分循環效率較低，傳統復合肥處理的速效養分含量顯著低于配方肥處理也能側面證明該觀點。

本研究以高峰林場油茶人工林為研究對象，采用施肥對比試驗，研究了不同施肥處理對土壤肥力質量的影響，結果表明：油茶作為重要的經濟作物，其生長發育需要從土壤中吸收大量養分，施肥是保障油茶林可持續經營的重要措施。在肥料品種選擇上，傳統復合肥、配方肥在短期肥效上差距不顯著，但長期來看，配方肥對于保障土壤養分的持續供給具有顯著優勢。在實際生產經營中，應盡量采用測土配方施肥技術對油茶林地開展土壤養分評估，同時設計配方肥料并制定施肥計劃，保障油茶人工林的高產高效、可持續經營。