不同施肥處理對油茶林土壤養(yǎng)分含量及植株生長的影響

楊藝薇，陳世通，董雨瑤，潘永柱，何曉菲，丁敏，羅乃康

（1. 麗水市林業(yè)技術(shù)推廣總站，浙江 麗水 323000；2. 麗水學(xué)院，浙江 麗水 323000；3. 麗水市森林資源和管理總站，浙江 麗水 323000；4. 青田縣羅乃康家庭農(nóng)場，浙江 青田 323900）

油茶Camelliaoleifera屬山茶科Theaceae 山茶屬Camellia常綠小喬木或灌木，是世界四大木本油料作物之一，也是中國特有的一種純天然高級油料，在我國已有2 000 多年的栽培史和利用史[1-2]，其種子可榨油（茶油），素有“東方橄欖油”“油中珍品”之稱。油茶原是南方山間野生樹種，現(xiàn)多為人工栽培，主要分布于南方丘陵山區(qū)[3]。因其具有對氣候適應(yīng)性廣、對土壤要求不高、價(jià)值高等優(yōu)點(diǎn)而被人們逐漸重視，油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展日益加快。近年來，油茶在幫助農(nóng)民增收、綠色扶貧、推動林業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面發(fā)揮了重要作用。

油茶在各生長階段所需營養(yǎng)有所不同，將氮、磷、鉀等元素合理配比施肥才能達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)產(chǎn)的目標(biāo)。近年來，油茶施肥多集中在傳統(tǒng)化肥和油茶專用肥上，人們對于利用氮磷鉀配方施肥能促進(jìn)油茶植株生長和油茶果實(shí)品質(zhì)等有較為清晰的認(rèn)識，但對于其他施肥類型缺少更加深入的研究[4]。目前，對油茶施肥的研究多集中于對地上部分的影響，對地下部分影響的研究相對較少。劉俊萍等研究了不同覆蓋處理對油茶細(xì)根生長時(shí)空動態(tài)分布特征的影響，以期完善高效栽培措施和促進(jìn)增產(chǎn)[5]。研究發(fā)現(xiàn)不同品種的油茶細(xì)根生長指標(biāo)的種間差異因土層而異[6]。肥料是植物獲得營養(yǎng)元素的重要來源，具有改善土壤性質(zhì)、提高土壤肥力水平的作用。林地施肥可以有效提高土壤肥力，改良土壤養(yǎng)分含量，提高生物量的積累等，是實(shí)現(xiàn)林地豐產(chǎn)的十分重要的技術(shù)措施[7]。

根系生長優(yōu)劣是林木能否發(fā)揮高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)能力的關(guān)鍵。根系可以分為粗根（直徑＞2 mm）和細(xì)根（直徑≤2 mm）兩個(gè)徑級[8]。林木細(xì)根主要分布于0 ～ 30 cm 土層中，在整個(gè)細(xì)根生物量中占比80% ～ 90%[9]。在根系中，細(xì)根是對土壤資源有效性響應(yīng)最活躍、最敏感的部分，盡管它們只占植物總生物量的一小部分，但在森林生態(tài)系統(tǒng)的碳和養(yǎng)分循環(huán)中起著至關(guān)重要的作用[10]。土壤空間異質(zhì)性的存在及土壤理化性質(zhì)影響著林木根系的空間分布特征，而細(xì)根的空間分布格局對于植物的生長發(fā)育以及生產(chǎn)力十分重要[11]。因此，通過研究油茶細(xì)根的空間分布情況，可在一定程度上反映出油茶的生長狀況。

本研究選擇浙江省麗水市青田縣油茶示范基地的油茶‘長林4 號’Camelliaoleifera‘Changlin No. 4’為試驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)3 種復(fù)合肥肥料配方和空白對照4 個(gè)處理，研究不同施肥處理對油茶林土壤理化性質(zhì)、樹體性狀以及細(xì)根生物量指標(biāo)的影響，旨在為青田縣當(dāng)?shù)氐挠筒枭a(chǎn)選擇可行性的經(jīng)濟(jì)、高效、科學(xué)的施肥配方提供參考依據(jù)，實(shí)現(xiàn)減肥增效，提高油茶產(chǎn)量和品質(zhì)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地基本概況

試驗(yàn)樣地位于浙江省麗水市青田縣山口鎮(zhèn)油茶示范基地，地理坐標(biāo)為120°29′ E，28°10′ N，地處浙江東南部。氣候?qū)儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，四季分明，溫暖濕潤，年平均氣溫為18.1 ℃，無霜期為256 d，年平均降水量為1 800 mm。試驗(yàn)地海拔為487 m，地形地貌為山地，土壤以花崗巖風(fēng)化殘坡積物母質(zhì)白巖砂土、山地型黃壤為主，土壤pH 值為 4.62 ～ 4.71。

1.2 試驗(yàn)材料

供試驗(yàn)油茶林為‘長林4 號’油茶林，株齡為6 年，種植密度為2 m×2 m，林分正常管理，油茶長勢較為一致，測得樣株葉片平均葉綠素含量的相對值（SPAD 值）為50.21。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以N、P、K 配比設(shè)計(jì)不同施肥配方，試驗(yàn)設(shè)計(jì)4 個(gè)處理：富氮復(fù)合肥（N∶P∶K＝22∶8∶15）、富磷復(fù)合肥（N∶P∶K＝8∶22∶15）、平衡復(fù)合肥（N∶P∶K＝15∶15∶15）3 個(gè)肥料配方（肥料總養(yǎng)分含量45%，生產(chǎn)廠家為湖北鄂中化工有限公司）以及1 個(gè)空白對照（CK），空白對照不施肥。每個(gè)處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為20 m×20 m，各小區(qū)間設(shè)置3 m 隔離帶。試驗(yàn)于2021 年開始，2021 年12 月上旬施一次肥，施肥方式為溝施，在樹冠滴水線下兩側(cè)開溝，復(fù)合肥施肥量為599.7 kg·hm-2；2022 年7 月追肥一次，復(fù)合肥施肥量為224.9 kg·hm-2；2022 年12 月施一次肥，溝施，復(fù)合肥施肥量為599.7 kg·hm-2。2023 年3 月測量并采集樣品。

1.3.1 樣品采集及處理

（1）根樣采集 采用根鉆法[12]采集帶根土團(tuán)。土鉆直徑為50 mm，在每個(gè)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取3 株長勢相近、無病蟲害的油茶作為標(biāo)準(zhǔn)木，以標(biāo)準(zhǔn)木為中心，從樹干基部開始，分別在距離樹干10 cm、20 cm、50 cm 以及70 cm 處畫出同心環(huán)，在每個(gè)環(huán)上任意選擇3 個(gè)樣點(diǎn)，清除地表凋落物，用土鉆在相應(yīng)的點(diǎn)上分土層取樣，土層深度分別為0 ～ 10 cm、10 ～ 20 cm、20 ～ 30 cm，將每個(gè)環(huán)上各層的土樣混合，每株油茶取12 個(gè)根樣，4 個(gè)處理共計(jì)432 個(gè)根樣，分別裝入自封袋中并編號。

帶回實(shí)驗(yàn)室后，將土樣在清水中浸泡12 h 后再充分?jǐn)嚢瑁褂煤Y孔尺寸為2.00 mm、0.50 mm 和0.25 mm的篩網(wǎng)（新標(biāo)準(zhǔn)土壤篩NY/T1121.19—2008，紹興市上虞華豐五金儀器有限公司），采用套篩法在流水中沖洗，分離根系、土壤和其他雜質(zhì)，用鑷子(VETUS)等器具揀出所有根系。將洗凈后的根系放入蒸發(fā)皿中，根據(jù)油茶根系的形態(tài)特征和分支結(jié)構(gòu)，剔除其他植物的根系，再根據(jù)根系的外形、顏色、彈性、氣味等特征區(qū)分活根和死根，挑出活根。利用游標(biāo)卡尺測量活根直徑，將直徑≤2 mm 的細(xì)根測量后進(jìn)行根系分級，分為兩個(gè)徑級：0 ～1 mm（徑級Ⅰ）和＞1 ～ 2 mm（徑級Ⅱ）。將樣品置于干燥陰涼的環(huán)境下自然風(fēng)干至恒質(zhì)量, 利用電子天平稱量其風(fēng)干質(zhì)量，精確到0.000 1 g。

（2）土壤樣品采集 用環(huán)刀法采集土樣。在每個(gè)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)采集3 處2 株油茶中間的土壤，分別取0 ～ 10 cm 和10 ～ 20 cm 土層的土壤，3 個(gè)取樣點(diǎn)同一深度采集的表層土混合形成一個(gè)土樣，重復(fù)3 次，共24 個(gè)混合土樣，裝入自封袋后帶回實(shí)驗(yàn)室。去除土壤中的植物殘?bào)w以及石塊，篩出10 ～ 20 g 鮮土進(jìn)行土壤含水率（Soil moisture content, SMC）的測定。剩余土樣自然風(fēng)干完全后，研磨過篩保存，用于測定土壤其他的理化性質(zhì)。

1.3.2 土壤理化性質(zhì)的測定 土壤pH 值測定采用電位法（NY/T 1121.2—2006），土液比為1∶2.5；土壤有機(jī)碳（Soil organic carbon, SOC）含量測定采用重鉻酸鉀氧化-分光光度法（HJ 615—2011）測定，通過公式土壤有機(jī)質(zhì)含量（g·kg-1）=土壤有機(jī)碳（g·kg-1）×1.724，可以計(jì)算得到土壤有機(jī)質(zhì)（Soil organic matter, SOM）含量；土壤堿解氮（Soil alkali-hydrolysable nitrogen, SAN）含量測定采用堿解擴(kuò)散法（DB51/T 1875—2014）；土壤有效磷（Soil available phosphorus, SAPho）含量測定采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法（Olsen 法）（NY/T 1121.7—2014）；土壤速效鉀（Soil available potassium, SAPot）含量測定采用火焰光度計(jì)法（NY/T 889—2004）；土壤含水率測定采用烘干法。

1.3.3 油茶樹體性狀及根系的測定 在每個(gè)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)選取3 株長勢相近、無病蟲害且相對獨(dú)立生長的油茶，測定油茶植的地徑、株高、東西冠幅和南北冠幅，3 株取均值作為1 重復(fù)。地徑用胸徑尺測量，樹高、東西冠幅和南北冠幅用卷尺測量。

本實(shí)驗(yàn)所采用的細(xì)根指標(biāo)為生物量（B），將細(xì)根分徑級后風(fēng)干，利用電子天平（精確到0.000 1 g）分別測量干質(zhì)量并計(jì)算細(xì)根生物量。細(xì)根生物量又稱為現(xiàn)存量，泛指單位面積上所有生物有機(jī)體的干質(zhì)量[13]。根據(jù)其定義，采用以下公式計(jì)算生物量（B），并將其單位換算成標(biāo)準(zhǔn)單位（kg·hm-2）[14]：

式中，B為細(xì)根的生物量（kg·hm-2），m為平均每個(gè)土芯的根質(zhì)量（g），R為土鉆的半徑（cm）。

1.4 土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)

參照全國土壤養(yǎng)分含量分級標(biāo)準(zhǔn)，將SOM、SAN、SAPho 和SAPot 含量分為6 級，分別為極高、高、中上、中、低和極低（見表1）；pH 值可分為7 級，分別為強(qiáng)酸、酸、弱酸、中性、弱堿、堿和強(qiáng)堿（見表2）。

表1 土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)Tab. 1 Standard for grading of soil nutrients

表2 pH 值分級Tab. 2 Grading of pH

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用Excel 軟件，數(shù)據(jù)分析利用IBM SPSS Statistics19 進(jìn)行方差分析，使用Duncan 法進(jìn)行多重比較，研究各因素產(chǎn)生影響的顯著性，顯著性水平設(shè)定為P=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對油茶林土壤的影響

2.1.1 不同施肥處理對土壤pH 值的影響 由圖1 可知，4 種處理下的油茶林地土壤均為酸性，施用肥料后的土壤pH 值均比CK 的pH 值高，其中，施平衡復(fù)合肥后最高，施富氮復(fù)合肥次之，施富磷復(fù)合肥再次之，但各處理間均無顯著差異。

圖1 不同施肥處理下油茶林地的土壤pH 值Fig. 1 Soil pH values under different fertilization treatments

2.1.2 不同施肥處理對土壤養(yǎng)分含量的影響 如表3 所示，在富氮復(fù)合肥處理下，與CK 相比，SOM、SAN、SAPot 含量均有顯著增加（P＜0.05），SAPho 含量增加不顯著，僅增長0.3%；在富磷復(fù)合肥處理下，與CK 相比，SOM、SAN、SAPho、SAPot 含量均有顯著增加（P＜0.05），其中SAPho 含量增加最多，增量達(dá)196.3%；在平衡復(fù)合肥處理下，與CK 相比，除SOM 含量增加不顯著外，SAN、SAPho、SAPot 含量均有顯著增加（P＜0.05）。

表3 不同施肥處理對油茶林地土壤養(yǎng)分含量的影響Tab. 3 Effect of different fertilization treatments on soil nutrient content

參照土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)，CK 的SOM、SAN 和SAPho 含量都處于中上水平，SAPot 含量則處于高水平；施富氮復(fù)合肥后，與CK 相比，SOM、SAN 和SAPot 含量都有提高，其中，SOM 含量達(dá)到高水平，SAN 和SAPot含量達(dá)到極高水平；施富磷復(fù)合肥后，SOM 含量達(dá)到高水平，SAN、SAPho 和SAPot 含量達(dá)到極高水平；施平衡復(fù)合肥后，SAN 和SAPho 含量達(dá)到高水平，SAPot 含量達(dá)到極高水平。綜上所述，油茶林地土壤施富磷復(fù)合肥對提高該林地土壤養(yǎng)分含量的效果最好，施富氮復(fù)合肥效果次之。

2.1.3 不同施肥處理對土壤含水率的影響 如圖2 所示，試驗(yàn)各處理土壤平均含水率變化范圍在21.89% ～28.84%。在土層深度為0 ～ 10 cm 時(shí)（圖2A），各處理的土壤含水率排序?yàn)椋焊涣讖?fù)合肥處理＞富氮復(fù)合肥處理＞平衡復(fù)合肥處理＞CK。施肥處理對土壤含水率的影響顯著，各處理間均存在顯著性差異（P＜0.05）。土層深度為10 ～ 20 cm 時(shí)（圖2B），富磷復(fù)合肥處理的土壤含水率最高，平衡復(fù)合肥處理次之，富氮復(fù)合肥處理再次之。富氮復(fù)合肥處理與CK 之間土壤含水率無顯著差異，其他各處理間的土壤含水率差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。CK 的0 ～ 10 cm 土層的土壤含水率比10 ～ 20 cm 土層的土壤含水率低，但僅相差0.3%，其他施肥處理二層土壤中的含水率則都表現(xiàn)相反。

圖2 不同施肥處理下不同土層深度的土壤含水率Fig. 2 Soil moisture content at different soil layers under different fertilization treatments

2.2 不同施肥處理對油茶林植株生長的影響

2.2.1 不同施肥處理對油茶林樹體生長的影響 由表4 可知，相較于CK，3 種施肥處理油茶的地徑和株高均顯著增加（P＜0.05）。比較不同施肥處理油茶地徑生長量的影響，施用富氮復(fù)合肥對地徑生長量的影響最大，是CK 的1.48 倍，3 種施肥處理對地徑的影響均達(dá)到顯著性水平（P＜0.05）。施平衡復(fù)合肥對株高的影響最明顯，其次是富磷復(fù)合肥、富氮復(fù)合肥，各施肥處理間存在顯著差異（P＜0.05）。相較于CK，3 種施肥處理的東西向冠幅均顯著增加（P＜0.05），冠幅大小順序?yàn)楦坏獜?fù)合肥處理＞平衡復(fù)合肥處理＞富磷復(fù)合肥處理，平衡復(fù)合肥處理與富磷復(fù)合肥處理間、平衡復(fù)合肥與富氮復(fù)合肥處理間無顯著差異，其余各施肥處理兩兩間均存在顯著性差異（P＜0.05）。相比較于CK，施平衡復(fù)合肥的植株南北向冠幅增加最明顯，比CK 高出38.1%，施富磷復(fù)合肥次之，施富氮復(fù)合肥比CK 的南北冠幅小。

表4 不同施肥處理對油茶生長的影響Tab. 4 Effect of different fertilization treatments on growth traits of C. oleifera ‘Changlin No 4’

2.2.2 不同施肥處理對油茶根系空間分布的影響

2.2.2.1 不同施肥處理對油茶根系垂直分布的影響 由圖3 可知，平衡復(fù)合肥處理在0 ～ 10 cm 土層的細(xì)根總生物量最大，與其他處理均差異顯著（P＜0.05）。富磷復(fù)合肥處理在20 ～ 30 cm 土層的50、70 cm 兩個(gè)水平徑向距離的細(xì)根總生物量最大，且與其他土層的細(xì)根總生物量差異顯著（P＜0.05）；在10 ～ 20 cm 土層的10、20、50 cm 三個(gè)水平徑向距離的細(xì)根總生物量較大，僅小于平衡復(fù)合肥處理。富氮復(fù)合肥處理在20 ～ 30 cm 土層的20 cm 水平徑向距離的細(xì)根總生物量最大，但與平衡復(fù)合肥處理間差距不顯著。比較水平徑向距離10 cm 的細(xì)根總生物量（圖3A），富氮復(fù)合肥處理、平衡復(fù)合肥處理以及CK 的細(xì)根總生物量都隨著土層深度的增加而減少，且富氮復(fù)合肥處理與平衡復(fù)合肥處理間各土層的細(xì)根總生物量差異顯著（P＜0.05），CK 的10 ～ 20 cm 土層的細(xì)根總生物量與20 ～ 30 cm 土層的細(xì)根總生物量差異顯著（P＜0.05）；富磷復(fù)合肥處理的細(xì)根總生物量隨著土層深度的增加先增加后減少。比較水平徑向距離20 cm 的細(xì)根總生物量（圖3B），富磷復(fù)合肥處理的細(xì)根總生物量隨著土層深度的增加而減少，0 ～ 10 cm 土層的細(xì)根總生物量顯著大于其它兩個(gè)土層的細(xì)根總生物量（P＜0.05）；富氮復(fù)合肥處理、平衡復(fù)合肥處理以及CK 的細(xì)根總生物量均隨著土層深度的增加先減少后增加，且富氮復(fù)合肥處理和CK 的10 ～ 20 cm 土層的細(xì)根總生物量顯著小于其他兩個(gè)土層的細(xì)根總生物量（P＜0.05）。比較水平徑向距離50 cm 的細(xì)根總生物量（圖3C），平衡復(fù)合肥處理和CK 的細(xì)根總生物量隨著土層加深而減少，其中平衡復(fù)合肥處理下各土層的細(xì)根總生物量存在顯著差異（P＜0.05）；富氮復(fù)合肥處理的細(xì)根總生物量呈現(xiàn)先減后增的趨勢，0 ～ 10 cm 土層的細(xì)根總生物量顯著大于20 ～ 30 cm 土層的細(xì)根總生物量（P＜0.05）；而富磷復(fù)合肥處理下的細(xì)根總生物量隨著土層加深而增加，且20 ～ 30 cm 土層的細(xì)根總生物量顯著大于其它兩個(gè)土層的細(xì)根總生物量（P＜0.05）。在水平徑向距離70 cm 處（圖3D），平衡復(fù)合肥處理和富氮復(fù)合肥處理的細(xì)根總生物量隨著土層深度的增加呈現(xiàn)下降的趨勢，富磷復(fù)合肥處理和CK 的細(xì)根總生物量呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢，其中，富磷復(fù)合肥和平衡復(fù)合肥處理下各土層的細(xì)根總生物量差異顯著（P＜0.05），富氮復(fù)合肥處理下20 ～ 30 cm 土層的細(xì)根總生物量顯著小于其他土層的細(xì)根總生物量（P＜0.05），CK 的0 ～ 10 cm 土層的細(xì)根總生物量顯著大于其他土層的細(xì)根總生物量（P＜0.05）。

圖3 不同施肥處理下各土層細(xì)根總生物量Fig. 3 Total fine root biomass at different soil layers under different fertilization treatments

2.2.2.2 不同施肥處理對各土層徑級Ⅰ細(xì)根生物量的影響 如圖4 所示，在0 ～ 10 cm 土層，平衡復(fù)合肥處理的徑級Ⅰ細(xì)根生物量最大，顯著大于其他施肥處理的徑級Ⅰ細(xì)根生物量（P＜0.05）。比較富磷復(fù)合肥處理和富氮復(fù)合肥處理的各水平距離的徑級Ⅰ細(xì)根生物量，除10 cm 水平徑向距離的徑級Ⅰ細(xì)根生物量外，其他水平距離的徑級Ⅰ細(xì)根生物量間均存在顯著差異（P＜0.05）。各施肥處理的10、20 cm 水平距離的徑級Ⅰ細(xì)根生物量無顯著差異；比較50 cm 水平徑向距離的徑級Ⅰ細(xì)根生物量，除平衡復(fù)合肥處理外，各處理間均無顯著差異；在70 cm 水平徑向距離，各施肥處理的徑級Ⅰ細(xì)根生物量均顯著大于CK 的徑級Ⅰ細(xì)根生物量（P＜0.05）。在20～ 30 cm 土層中，在水平徑向距離為10 cm 處，各處理間的徑級Ⅰ細(xì)根生物量均無顯著差異；在水平徑向距離為20 cm 處，各施肥間的徑級Ⅰ細(xì)根生物量均無顯著差異，其中平衡復(fù)合肥處理和富氮復(fù)合肥處理的徑級Ⅰ細(xì)根生物量顯著大于CK 的徑級Ⅰ細(xì)根生物量（P＜0.05）；在水平徑向距離為50 cm 處，平衡復(fù)合肥處理的徑級Ⅰ細(xì)根生物量顯著大于富氮復(fù)合肥處理的徑級Ⅰ細(xì)根生物量，各施肥處理的徑級Ⅰ細(xì)根生物量顯著大于CK 的徑級Ⅰ細(xì)根生物量（P＜0.05）；在水平徑向距離為70 cm 處，富磷復(fù)合肥處理下的徑級Ⅰ細(xì)根生物量顯著大于其他處理的徑級Ⅰ細(xì)根生物量（P＜0.05）。

圖4 不同施肥處理下各土層徑級Ⅰ細(xì)根生物量Fig. 4 Biomass diameter of fine root class I at different soil layers under different fertilization treatments

在水平徑向距離10 cm 處（圖4A），各施肥處理的徑級Ⅰ細(xì)根生物量均隨著土層深度的增加而減小，其中，富磷復(fù)合肥處理和富氮復(fù)合肥處理都表現(xiàn)為20 ～ 30 cm 土層的徑級Ⅰ細(xì)根生物量顯著小于其他土層的徑級Ⅰ細(xì)根生物量（P＜0.05），平衡復(fù)合肥處理和CK 表現(xiàn)為0 ～ 10 cm 土層的徑級Ⅰ細(xì)根生物量顯著大于其他土層的徑級Ⅰ細(xì)根生物量（P＜0.05）。在水平距離20 cm 處（圖4B），各處理的徑級Ⅰ細(xì)根生物量均隨著土層深度的增加呈現(xiàn)先減后增的趨勢，除富氮復(fù)合肥處理外，其他處理0 ～ 10 cm 土層的徑級Ⅰ細(xì)根生物量顯著大于10 ～30 cm 土層的徑級Ⅰ細(xì)根生物量（P＜0.05），而10 ～ 20 cm 土層的徑級Ⅰ細(xì)根生物量與20 ～ 30 cm 土層的徑級Ⅰ細(xì)根生物量沒有顯著差異。在50 cm 水平徑向距離處（圖4C），各施肥處理0 ～ 10 cm 土層和10 ～ 20 cm 土層的徑級Ⅰ細(xì)根生物量差異顯著（P＜0.05），除CK 外，其他處理10 ～ 20 cm 土層和20 ～ 30 cm 土層的徑級Ⅰ細(xì)根生物量差異不顯著；富磷復(fù)合肥處理和富氮復(fù)合肥處理均表現(xiàn)為徑級Ⅰ細(xì)根生物量隨著土層深度的增加先減少后增加，平衡復(fù)合肥處理的徑級Ⅰ細(xì)根生物量隨土層深度的增加而逐漸減少，而CK 的徑級Ⅰ細(xì)根生物量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢。在70 cm 水平徑向距離處（圖4D），平衡復(fù)合肥處理、富氮復(fù)合肥處理及CK 的徑級Ⅰ細(xì)根生物量隨著土層深度的增加逐漸減小；富磷復(fù)合肥處理20 ～ 30 cm 土層的徑級Ⅰ細(xì)根生物量顯著大于其他土層的徑級Ⅰ細(xì)根生物量（P＜0.05），徑級Ⅰ細(xì)根生物量隨著土層深度的增加呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢。

2.2.2.3 不同施肥處理對各土層徑級Ⅱ細(xì)根生物量的影響 如圖5 所示，在0 ～ 10 cm 土層，施平衡復(fù)合肥對增加徑級Ⅱ細(xì)根生物量效果最顯著，與CK 相比，在10 cm、20 cm、50 cm 和70 cm 水平徑向距離的徑級Ⅱ細(xì)根生物量分別增長9.17 倍、1.36 倍、2.38 倍和1.01 倍。在10 ～ 20 cm 深的土層，除水平距離50 cm 外，施平衡復(fù)合肥徑級Ⅱ細(xì)根生物量均比其他施肥處理的大，且與其他處理均存在顯著性差異（P＜0.05）。在20 ～ 30 cm 土層，10 cm 水平徑向距離處，富磷復(fù)合肥處理與富氮復(fù)合肥處理的徑級Ⅱ細(xì)根生物量均顯著大于平衡復(fù)合肥處理的（P＜0.05），各施肥處理的徑級Ⅱ細(xì)根生物量均顯著大于CK 的（P＜0.05）；在20 cm 水平徑向距離處，富氮復(fù)合肥處理的徑級Ⅱ細(xì)根生物量顯著大于其他處理的（P＜0.05）；在50 cm 水平徑向距離處，富磷復(fù)合肥處理的徑級Ⅱ細(xì)根生物量顯著大于其他處理的（P＜0.05），平衡復(fù)合肥處理和富氮復(fù)合肥處理各自在20 ～ 30 cm 和10 ～ 20 cm 土層幾乎沒有徑級Ⅱ細(xì)根。

圖5 不同施肥處理各土層徑級Ⅱ細(xì)根生物量Fig. 5 Biomass diameter of fine root class II at different soil layers under different fertilization treatments

在水平徑向距離10 cm 處（圖5A），富氮復(fù)合肥處理下，隨著土層深度的增加，徑級Ⅱ細(xì)根生物量先減少后增加；其他處理的徑級Ⅱ細(xì)根生物量均隨著土層深度的增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，且10 ～ 20 cm 土層的徑級Ⅱ細(xì)根生物量顯著大于其他土層的徑級Ⅱ細(xì)根生物量（P＜0.05）。在水平徑向距離20 cm 處（圖5B），富磷復(fù)合肥處理的徑級Ⅱ細(xì)根生物量隨土層深度的增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，CK 則與之相反；平衡復(fù)合肥處理的徑級Ⅱ細(xì)根生物量隨土層深度的增加呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢，富氮復(fù)合肥處理則與之相反。在水平徑向距離50 cm 處（圖5C），富氮復(fù)合肥處理和CK 的徑級Ⅱ細(xì)根生物量均表現(xiàn)為隨著土層深度的增加呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢；富磷復(fù)合肥處理與平衡復(fù)合肥處理的徑級Ⅱ細(xì)根生物量的表現(xiàn)相反，前者為隨著土層深度的增加呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，后者表現(xiàn)為隨著土層深度的增加呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢，且各土層中的徑級Ⅱ細(xì)根生物量均存在顯著差異（P＜0.05）。在水平徑向距離70 cm 處（圖5D），富磷復(fù)合肥處理和CK 的徑級Ⅱ細(xì)根生物量均表現(xiàn)為隨著土層深度的增加呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢；平衡復(fù)合肥處理和富氮復(fù)合肥處理各土層的徑級Ⅱ細(xì)根生物量差異顯著（P＜0.05），隨著土層深度的增加均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢。

2.3 不同施肥處理對油茶根系水平分布的影響

2.3.1 對徑級Ⅰ細(xì)根生物量的影響 如圖6 所示，各施肥處理在0 ～ 30 cm 土層各水平距離的徑級Ⅰ細(xì)根生物量均比CK 的徑級Ⅰ細(xì)根生物量大，其中平衡復(fù)合肥處理的影響最大。富磷復(fù)合肥處理在水平徑向距離70 cm處的徑級Ⅰ細(xì)根生物量比其他處理的徑級Ⅰ細(xì)根生物量大，而在水平徑向距離50 cm 處，富氮復(fù)合肥處理比富磷復(fù)合肥處理的徑級Ⅰ細(xì)根生物量大，前者是后者的1.23 倍。

圖6 不同施肥處理0 ～ 30 cm 土層各水平徑向距離細(xì)根徑級Ⅰ生物量Fig. 6 Biomass of fine root diameter class I at different soil layers of horizontal radial distance under different fertilization treatments

比較0 ～ 10 cm 土層中各水平距離的徑級Ⅰ細(xì)根生物量（圖7A），平衡復(fù)合肥處理的徑級Ⅰ細(xì)根生物量比其他處理大，且差異顯著（P＜0.05），在10 cm、20 cm、50 cm 和70 cm 水平徑向距離處的徑級Ⅰ細(xì)根生物量分別為2 366.7 kg·hm-2、1 822.8 kg·hm-2、2 564.3 kg·hm-2、2 113.1 kg·hm-2，其中富氮復(fù)合肥處理和富磷復(fù)合肥處理在整體上比CK 的徑級Ⅰ細(xì)根生物量大。在10 ～ 20 cm 土層（圖7B），富磷復(fù)合肥處理在70 cm 水平徑向距離的徑級Ⅰ細(xì)根生物量最大，且與其他施肥處理相比徑級Ⅰ細(xì)根生物量差異顯著（P＜0.05），其他各水平徑向距離的徑級Ⅰ細(xì)根生物量由大到小依次是10 cm、50 cm、20 cm 水平徑向距離；富氮復(fù)合肥處理在10、20、70 cm 水平距離的徑級Ⅰ細(xì)根生物量都大于CK 的徑級Ⅰ細(xì)根生物量，徑級Ⅰ細(xì)根生物量按由大到小排列表現(xiàn)為10 cm 水平徑向距離＞70 cm 水平徑向距離＞20 cm 水平徑向距離。在20 ～ 30 cm 土層（圖7C），富磷復(fù)合肥處理在70 cm 水平距離處的徑級Ⅰ細(xì)根生物量最大，是CK徑級Ⅰ細(xì)根生物量的8.5 倍，與其他各處理在70 cm 水平距離處的徑級Ⅰ細(xì)根生物量均差異顯著（P＜0.05）。

圖7 不同施肥處理各水平徑向距離徑級Ⅰ細(xì)根生物量Fig. 7 Biomass of fine root diameter class I at different soil layers of horizontal radial distance under different fertilization treatments

2.3.2 對徑級Ⅱ細(xì)根生物量的影響 在0 ～ 10 cm 土層（圖8A），平衡復(fù)合肥處理的徑級Ⅱ細(xì)根在各試驗(yàn)水平距離上的生物量均大于CK 的徑級Ⅱ細(xì)根生物量且兩者間存在顯著性差異（P＜0.05），富氮復(fù)合肥處理徑級Ⅱ細(xì)根生物量整體上大于CK 的徑級Ⅱ細(xì)根生物量，富磷復(fù)合肥處理徑級Ⅱ細(xì)根生物量整體上小于CK 的徑級Ⅱ細(xì)根生物量。在0 ～ 10 cm 土層，平衡復(fù)合肥處理的徑級Ⅱ細(xì)根生物量顯著大于其他處理的徑級Ⅱ細(xì)根生物量（P＜0.05）。在10 ～ 20 cm 土層（圖8B），各施肥處理的徑級Ⅱ細(xì)根生物量存在顯著差異（P＜0.05），其中，平衡復(fù)合肥處理對徑級Ⅱ細(xì)根生物量的影響最大；富氮復(fù)合肥處理在50 cm 水平徑向距離的徑級Ⅱ細(xì)根生物量接近0。在20 ～ 30 cm 土層（圖8C），富磷復(fù)合肥處理在水平徑向距離10 cm 處達(dá)到最大徑級Ⅱ細(xì)根生物量，為1 024.19 kg·hm-2，在70 cm 水平徑向距離處，3 種施肥處理的徑級Ⅱ細(xì)根生物量均小于CK 的徑級Ⅱ細(xì)根生物量，且與CK 的徑級Ⅱ細(xì)根生物量存在顯著差異（P＜0.05）。平衡復(fù)合肥處理在50 cm 水平徑向距離處幾乎無徑級Ⅱ的細(xì)根。

圖8 不同施肥處理各水平徑向距離徑級Ⅱ細(xì)根生物量Fig. 8 Biomass of fine root diameter class II at different soil layers of horizontal radial distance under different fertilization treatments

在0 ～ 10 cm 土層（圖8A），富磷復(fù)合肥處理在水平距離10 cm 和50 cm、20 cm 和70 cm 處的徑級Ⅱ細(xì)根生物量無顯著差異，其余兩兩水平距離的徑級Ⅱ細(xì)根生物量均有顯著差異（P＜0.05）；平衡復(fù)合肥處理在水平距離10 cm 和20 cm 處的徑級Ⅱ細(xì)根生物量差異不顯著，其余兩兩水平距離的徑級Ⅱ細(xì)根生物量均差異顯著（P＜0.05）；富氮復(fù)合肥處理除水平距離50 cm 和70 cm 處的徑級Ⅱ細(xì)根生物量無顯著差異外，其余兩兩水平距離的徑級Ⅱ細(xì)根生物量差異顯著（P＜0.05）；CK 在水平距離20 cm 和50 cm 處的徑級Ⅱ細(xì)根生物量差異不顯著，其余兩兩水平距離的徑級Ⅱ細(xì)根生物量均差異顯著（P＜0.05）。在10 ～ 20cm 土層（圖8B），富磷復(fù)合肥和富氮復(fù)合肥處理在各水平距離處的徑級Ⅱ細(xì)根生物量差異顯著（P＜0.05），平衡復(fù)合肥處理和CK 除水平距離20 cm 和50 cm處的徑級Ⅱ細(xì)根生物量無顯著差異外，其余兩兩水平距離的徑級Ⅱ細(xì)根生物量均差異顯著（P＜0.05）。在20 ～ 30 cm 土層（圖8C），富磷復(fù)合肥處理在水平距離20 cm 和70 cm 處的徑級Ⅱ細(xì)根生物量無顯著差異，其余兩兩水平距離的徑級Ⅱ細(xì)根生物量均有顯著差異（P＜0.05）；平衡復(fù)合肥處理在各水平距離處的徑級Ⅱ細(xì)根生物量均差異顯著（P＜0.05）；富氮復(fù)合肥處理在水平距離10 cm 和20 cm 處、50 cm 和70 cm 處的徑級Ⅱ細(xì)根生物量無顯著差異，其余兩兩水平距離的徑級Ⅱ細(xì)根生物量均有顯著差異（P＜0.05）；CK 在水平距離20 cm 和50 cm 處的徑級Ⅱ細(xì)根生物量差異不顯著，其余兩兩水平距離的徑級Ⅱ細(xì)根生物量均差異顯著（P＜0.05）。

3 討論

本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，施肥可以提高油茶林土壤的pH 值，但與對照土壤的pH 值差異不顯著。施肥可以有效提高油茶林的土壤肥力，不同施肥處理下SOM、SAPot、SAPho、SAN 含量均有不同程度的提高，這與再吐尼古麗·庫爾班等[15]的研究結(jié)果一致，施富磷復(fù)合肥可以明顯提高SAPho 含量，施富氮復(fù)合肥可以明顯提高SAN 含量。試驗(yàn)油茶林地SAPot 含量豐富，土壤養(yǎng)分狀況較好，施肥后多個(gè)養(yǎng)分含量等級提高。

施肥對樹體生長具有促進(jìn)作用，包括地徑、株高和冠幅，總體而言，施平衡復(fù)合肥對樹高生長的作用最明顯，氮元素對地徑的增粗作用較明顯，磷元素對株高和冠幅的增加有明顯作用。胡玉玲等[4]研究了施肥時(shí)間、施肥方法和養(yǎng)分配比（N、P、K 配比）對油茶樹體和春梢生長的影響，結(jié)果表明磷肥對油茶株高生長影響最小，氮肥對油茶地徑增長影響較小，與本試驗(yàn)結(jié)果存在差異，但施用復(fù)合肥比單因素施肥效果更顯著。氮肥有助于提高油茶樹高、冠幅、地徑的生長，復(fù)合肥中氮元素配比高更能促進(jìn)油茶生長。

施用肥料影響油茶植株根系的土壤水分分布，0 ～ 10 cm 土層的土壤含水率比10 ～ 20 cm 土層的土壤含水率低。施肥可以提高土壤含水率，整體上以富磷復(fù)合肥施肥效果最好，富氮復(fù)合肥次之。王榮輝等[16]研究表明，施用磷肥可以促進(jìn)小麥Triticumaestivum根系發(fā)育，顯著促進(jìn)冬小麥對水分的吸收。施富磷復(fù)合肥促進(jìn)油茶根系生長，使其對水分吸收增加。

眾多研究表明，因表層土具有適宜的水分、溫度和養(yǎng)分，油茶的細(xì)根主要分布于表層土中，但細(xì)根的分布會隨著土層垂直深度的增加而逐漸減少[17-18]。油茶根系為軸狀根型深根性樹種，隨著樹齡的增長根系逐步深入，但根系主要集中在0 ～ 40 cm 土層，其根系數(shù)量占總根系數(shù)量高達(dá)98.7%，植物的根長密度、根表面積和根系生物量等參數(shù)一般會隨著土層深度的增加而下降[5]。袁軍等[19]研究指出油茶根系主要集中在0 ～ 40 cm 土層中，水平方向上5 ～ 10 年樹齡的油茶根系主要分布于距樹干基部1 m 的范圍內(nèi)。楚旭等[20]發(fā)現(xiàn)活細(xì)根在0 ～ 10 cm 土層內(nèi)的生物量均顯著高于10 ～ 20 cm 土層內(nèi)的生物量。本試驗(yàn)結(jié)果與之基本符合，對照的細(xì)根在0 ～ 10 cm 土層的生物量高于10 ～ 20 cm 土層的生物量，受不同施肥處理的影響，細(xì)根的垂直分布有所差異，但僅富磷復(fù)合肥處理0 ～ 10 cm 土層中在10 cm、50 cm 水平徑向距離處的細(xì)根總生物量低于10 ～ 20 cm 土層相同水平徑向距離處的細(xì)根總生物量。細(xì)根生物量的垂直分布受到施肥影響，其中影響最大的是平衡復(fù)合肥處理，施平衡復(fù)合肥可以有效增加細(xì)根的生物量。富磷復(fù)合肥處理對20 ～ 30 cm 土層中細(xì)根的生物量影響更大，因施磷可以促進(jìn)根系發(fā)育。整體而言，徑級Ⅱ細(xì)根主要分布在0 ～ 20 cm 土層中，其徑級Ⅱ細(xì)根生物量與20 ～ 30 cm 土層中的徑級Ⅱ細(xì)根生物量存在顯著差異（P＜0.05）。總的來看，富磷復(fù)合肥處理和富氮復(fù)合肥處理與平衡復(fù)合肥處理相比，在20 ～ 30 cm 土層中徑級Ⅱ細(xì)根生物量的增加更明顯。細(xì)根總生物量、徑級Ⅰ細(xì)根生物量和徑級Ⅱ細(xì)根生物量在不同施肥種類處理的差異整體上表現(xiàn)顯著。本試驗(yàn)采用的根鉆法取樣因在取土團(tuán)時(shí)有部分細(xì)根無法與土塊分離，且在細(xì)根分級中也有誤差導(dǎo)致研究結(jié)果偏小[21]。因此，改良細(xì)根研究的方法是該領(lǐng)域亟待解決的問題。

各施肥處理整體上均能增加水平距離的徑級Ⅰ細(xì)根生物量。關(guān)于細(xì)根生物量與距樹干基部水平距離的關(guān)系目前主要有三種觀點(diǎn)：一是認(rèn)為細(xì)根生物量隨著水平距離的增加逐漸減少[22]，本試驗(yàn)徑級Ⅰ細(xì)根生物量在對照組中的水平分布基本符合這一結(jié)論；二是有學(xué)者認(rèn)為森林中細(xì)根生物量分布與距樹干水平距離無關(guān)[23]；三是有學(xué)者認(rèn)為細(xì)根生物量隨著水平距離的增加而表現(xiàn)為先增加后減少[24]，在本試驗(yàn)中，富氮復(fù)合肥處理下徑級Ⅰ細(xì)根生物量水平分布基本符合這一結(jié)論。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)研究不同施肥處理對油茶林土壤和植株生長的影響，結(jié)果表明3 種復(fù)合肥配方對油茶林土壤pH 值影響不大，施肥可以提高土壤各養(yǎng)分含量和含水率，其中SOM、SAN 和SAPho 含量顯著增加，富磷復(fù)合肥處理的土壤含水率最高。施肥處理均顯著促進(jìn)油茶植株生長，其中富氮復(fù)合肥處理對地徑生長的效果最顯著，平衡復(fù)合肥處理對株高的生長效果最顯著。油茶細(xì)根中徑級Ⅰ細(xì)根生物量較徑級Ⅱ細(xì)根生物量更大，在垂直方向上0 ～ 10 cm 土層內(nèi)的細(xì)根生物量顯著高于10 ～ 20 cm 土層內(nèi)的細(xì)根生物量。各施肥處理對油茶細(xì)根生物量的增加具有促進(jìn)作用，并影響細(xì)根的空間分布，富磷復(fù)合肥處理對油茶林土壤20 ～ 30 cm 土層的細(xì)根生物量影響更大，綜合分析發(fā)現(xiàn)3 種施肥配方中施平衡復(fù)合肥對油茶細(xì)根生物量增加效果最明顯。