不同肥料對油茶林土壤及葉片磷素狀況的影響

王 華，牛德奎，胡冬南，郭曉敏

(江西農(nóng)業(yè)大學(xué)a.國土與資源環(huán)境學(xué)院；b.園林與藝術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330045)

油茶Camellia oleiferaAbel是中國主要的木本食用油料植物，其適應(yīng)性廣，抗干旱耐瘠薄，是我國南方丘陵地區(qū)首選生態(tài)經(jīng)濟(jì)型樹種[1]。由于大部分油茶林栽培管理水平低下，處于低產(chǎn)狀態(tài)。施肥是改變油茶低產(chǎn)狀況的重要措施，是爭取油茶高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的必由之路[2-4]。磷是植物必需的營養(yǎng)元素，對植物生長發(fā)育起著重要作用，同時也是生態(tài)系統(tǒng)常見的限制因子[5-7]。我國土壤的供磷能力普遍不高，大部分磷素以緩效態(tài)或遲效態(tài)存在，磷素的缺乏嚴(yán)重影響植物的生長。土壤有效磷是植物可以直接吸收利用的，其含量能反映土壤的供磷狀況[8]。土壤磷的有效性影響著森林生態(tài)系統(tǒng)微生物的活動，土壤微生物量磷調(diào)節(jié)著土壤磷的礦化和固持過程，在很大程度上能反映土壤活性磷庫的容量和周轉(zhuǎn)強度[9]。近些年來，隨著國家對農(nóng)林業(yè)投入的不斷加大，施肥量增加，土壤磷含量發(fā)生了明顯變化，植株磷素累積量也隨之增加，增產(chǎn)效果明顯。有關(guān)施肥對土壤磷素狀況影響的研究已有較多報道[10-13]，但研究對象多集中于作物，施肥對油茶林磷素狀況影響的研究鮮有報道。然而，了解油茶林磷素轉(zhuǎn)化和吸收狀況對油茶生長和增產(chǎn)非常重要，因此，本研究中設(shè)置了生物有機肥、復(fù)合肥、油茶專用肥料以及不施肥4種處理，分析比較不同類型肥料對油茶林土壤中全磷含量、有效磷含量、土壤微生物量磷含量以及葉片全磷含量季節(jié)動態(tài)變化的影響，旨在了解不同肥料處理油茶林土壤磷素的狀況，探討它們之間的關(guān)聯(lián)性，以期為油茶種植合理施肥提供理論依據(jù)和科學(xué)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于九江市廬山區(qū)海會鎮(zhèn)，該地屬中國亞熱帶東部季風(fēng)區(qū)域，氣候溫和，雨量充沛，年均降水量為1 437mm，年平均氣溫15～18℃，年平均日照時數(shù)1 932h，成土母質(zhì)主要為花崗巖、片麻巖、石英砂巖等，屬第四紀(jì)紅土經(jīng)長期分化和耕種形成的黃紅壤，土層深厚，試驗地前茬種植茶樹[14]。土壤pH4.4，有機質(zhì)為11.07g/kg，全氮為0.89g/kg，NH4＋-N為28.48mg/kg，NO3--N為11.75mg/kg，速效P為1.95mg/kg，速效K為49.47mg/kg，油茶樹齡為8 a，栽植密度為2 500 株 /hm2。

1.2 試驗材料

試驗材料贛無油茶無性系由江西林業(yè)科學(xué)研究院提供。根據(jù)課題組多年油茶養(yǎng)分研究和林業(yè)生產(chǎn)實踐運用的需要，選用與油茶生產(chǎn)實踐緊密相連目前最常用最典型的復(fù)合肥、油茶專用肥和生物有機肥為供試肥料。生物有機肥：含有機質(zhì)為30％、腐殖酸為20％、氮磷鉀養(yǎng)分含量為6％，N、P2O5、K2O含量比例為1∶1∶1；油茶專用肥：氮磷鉀養(yǎng)分含量為26.6％，N、P2O5、K2O含量比例1∶0.8∶1，并添加硼砂、硫酸鋅、生石灰等；復(fù)合肥：氮磷鉀養(yǎng)分含量為45％，N、P2O5、K2O含量比例1∶1∶1。

1.3 試驗設(shè)計

根據(jù)研究與實踐中油茶產(chǎn)量較佳的施肥量，試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，選擇生長較為一致的8年生油茶，分別進(jìn)行施肥處理。

(1)YJF：生物有機肥每年每株施2.0kg；

(2)ZYF：油茶無機專用肥每年每株施1.0kg；

(3)FHF：復(fù)合肥每年每株施0.6kg；

(4)CK：不施肥。

施肥方法：溝施法(沿樹冠滴水線挖環(huán)狀溝施入)，分2次施入(5月和11月初)。每處理20株，處理間設(shè)置保護(hù)行。4個處理分別設(shè)3個重復(fù)樣地。從2009年起實施施肥處理。試驗設(shè)計中作為無機肥料的復(fù)合肥和油茶專用肥氮磷鉀總養(yǎng)分一致，生物有機肥氮磷鉀總養(yǎng)分約為前二者的一半，但它富含有機質(zhì)和腐殖質(zhì)等。

1.4 樣品采集

每個處理每個樣區(qū)離油茶主根50～60cm，靠近施肥點但不重疊處采取5點取樣法，采集0～20cm的表層土，并將5個點的土壤混勻，過2mm篩。1份自然風(fēng)干，用于土壤理化性質(zhì)測定；1份放入冰箱0～4℃保存，用于土壤微生物量磷的測定。同時在取土點的油茶樹上按東南西北4個方向分別摘取5片葉，將5棵樹的葉片混為一個樣，殺青、干燥、粉碎，用于養(yǎng)分測定。采樣時間分別為：2012年3月22(春)、2012年6月28(夏)、2012年9月27(秋)、2013年1月12(冬)。

1.5 測定項目與方法

土壤全磷的測定：NaOH熔融—火焰光度計法；土壤有效磷的測定：0.5mol/L NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法；葉片全磷含量的測定：H2SO4-H2O2消煮法—釩鉬黃吸光光度法[15]。土壤微生物生物量磷：采用熏蒸—提取法測定[16]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

運用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入、整理與計算；運用SPSS17.0軟件進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析，并用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同肥料處理油茶林土壤全磷含量的季節(jié)變化

不同肥料處理土壤全磷含量季節(jié)變化如圖1所示。由圖1可知，春季YJF、FHF、ZYF處理間土壤全磷含量差異不顯著，它們?nèi)缀烤@著高于CK；夏季YJF、FHF、CK土壤全磷含量差異不顯著，ZYF土壤全磷含量顯著高于前三者；秋季和冬季不同處理間土壤全磷含量存在顯著差異，各處理按照全磷含量由高到低排列依次均為：ZYF、FHF、YJF、CK，與CK相比，ZYF、FHF和YJF全磷年平均量依次增加46.36％、20.11％、11.29％。由此可見，3種肥料均能增加油茶林土壤全磷含量，油茶專用肥效果最佳。

不同肥料處理油茶林土壤全磷含量季節(jié)變化明顯，在春夏秋冬四季中，CK土壤全磷含量差異顯著，按照全磷含量由高到低排列依次為：秋季、春季、冬季、夏季；YJF和FHF處理油茶林土壤全磷含量春季和冬季無顯著差異，其它季節(jié)間差異顯著，其中秋季土壤全磷含量最高，夏季最低；ZYF四季土壤全磷含量差異顯著，按照全磷含量由高到低排列依次為：秋季、冬季、春季、夏季。不同處理土壤全磷含量季節(jié)變化雖不完全一致，但均在秋季含量最高，夏季含量最低。

圖1 不同肥料處理土壤全磷含量季節(jié)變化Fig.1 Seasonal variations of soil total P contents under different fertilizer treatments

2.2 不同肥料處理油茶林土壤有效磷含量的季節(jié)變化

不同肥料處理土壤有效磷含量季節(jié)變化如圖2所示。由圖2可知，油茶林土壤中有效磷含量除了在夏季和秋季YJF和FHF差異不顯著，同一季節(jié)其它處理間存在顯著差異，各處理按照有效磷含量由高到低排列依次均為：ZYF、FHF、YJF、CK，與CK相比有效磷年平均量依次增加321.55％、162.29％、133.45％。3種肥料均能大幅提高油茶林土壤有效磷含量，尤其是油茶專用肥。

圖2 不同肥料處理土壤有效磷含量季節(jié)變化Fig.2 Seasonal variations of soil available P contents under different fertilizer treatments

CK、YJF和FHF處理土壤有效磷含量均是從春季到冬季呈遞增趨勢，除CK和YJF處理春季和夏季土壤有效磷含量無顯著差異外，其它均存在顯著差異；ZYF處理四季土壤有效磷含量差異顯著，按照有效磷含量由高到低排列依次為：秋季、冬季、夏季、春季。

2.3 不同肥料處理油茶林土壤微生物量磷含量的季節(jié)變化

不同肥料處理土壤微生物量磷含量季節(jié)變化如圖3所示。由圖3可知，不同肥料處理油茶林土壤微生物量磷含量除了春季YJF和FHF間差異不顯著外，其它均存在顯著差異，各處理按照土壤微生物量磷含量由高到低排列依次均為：ZYF、YJF、FHF、CK。ZYF、YJF和FHF處理油茶土壤中土壤微生物量磷含量與CK相比年平均量分別增加197.73％、163.78％和135.60％。由此可見，施用3種肥料均能大幅增加土壤微生物磷的含量。

圖3 不同肥料處理土壤微生物量磷含量季節(jié)變化Fig.3 Seasonal variations of soil microbial biomass P content under different fertilizer treatments

不同處理土壤微生物量磷含量季節(jié)變化明顯，除了FHF處理春季和夏季，ZYF處理秋季和冬季差異不顯著，其它均存在顯著差異，各處理隨季節(jié)的變化規(guī)律一致，按照土壤微生物磷含量由高到低排列依次均為：冬季、秋季、夏季、春季。

2.4 不同肥料處理油茶葉片全磷含量的季節(jié)變化

不同肥料處理葉片全磷含量季節(jié)變化如圖4所示。由圖4可知，除冬季YJF和ZYF處理間葉片全磷含量差異不顯著，其它處理間均存在顯著差異；春季和秋季各處理按照葉片全磷含量由高到低排列依次為：ZYF、YJF、FHF、CK，夏季和冬季各處理按照葉片全磷含量由高到低排列依次 為YJF、ZYF、FHF、CK，ZYF、YJF和 FHF與CK全磷年平均量依次增加27.24％、26.66％、18.89％。由此可見，施肥能提高油茶葉片全磷含量。

不同處理油茶葉片全磷含量季節(jié)變化不完全一致。CK和ZYF處理葉片全磷含量夏季和冬季差異不顯著，其它處理間差異顯著，按照葉片全磷含量由高到低排列依次為：秋季、冬季、夏季、春季；YJF處理油茶葉片含量秋冬兩季差異不明顯，其它處理間差異顯著，按照葉片全磷含量由高到低排列依次為：夏季、秋季、冬季、春季；FHF處理葉片全磷含量四季均存在顯著差異，各處理按照葉片全磷含量由高到低排列依次為：冬季、秋季、夏季、春季。

圖4 不同肥料處理葉片全磷含量季節(jié)變化Fig.4 Seasonal variations of total P content in leaves under different fertilizer treatments

2.5 不同肥料處理油茶林土壤磷含量以及油茶葉片全磷含量相關(guān)性分析

對所測定指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表1所示。從表1可看出，不同肥料處理油茶林土壤全磷含量、有效磷含量、土壤微生物量磷含量以及油茶葉片全磷含量之間均存在顯著相關(guān)。由此可見，不同肥料處理油茶林不同磷素之間具有密切的相關(guān)關(guān)系，它們在一定程度上相互影響，表征土壤含磷狀況。

3 討論與結(jié)論

施肥是治理油茶低產(chǎn)的關(guān)鍵措施，肥料與土壤營養(yǎng)的循環(huán)及健康狀況密切相關(guān)[17]。近年來，農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中為了追求高產(chǎn)，常配施高量的磷肥，但利用率一直不高，造成肥料的浪費，并加重農(nóng)林業(yè)面源污染，目前已成為水體富營養(yǎng)化的重要來源[18]。研究不同類型肥料處理后油茶林磷素含量狀況，可以了解不同肥料對磷素養(yǎng)分循環(huán)的影響，為合理施肥，提高肥料利用率和減少面源污染提供理論依據(jù)。

本研究中結(jié)果表明，油茶專用肥、復(fù)合肥和生物有機肥對提高油茶林土壤全磷、有效磷、土壤微生物量磷以及油茶葉片全磷含量效果顯著。說明施肥既能通過自身所含磷的循環(huán)再利用改善磷素營養(yǎng)，降低土壤對磷的吸附，增加磷的解吸以及通過無機磷向有機磷轉(zhuǎn)化而提高磷肥的利用率，又能通過還原、酸溶、絡(luò)合溶解作用促進(jìn)解磷微生物增殖等過程活化土壤中難利用磷為可利用磷[19-22]。通過試驗對比，在3種肥料中效果最佳的是油茶專用肥。油茶專用肥是根據(jù)對土壤養(yǎng)分含量特點的分析和油茶的需肥規(guī)律，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牧?xí)慣施肥水平，自然氣候條件，因地制宜地研制的。除了含N、P、K養(yǎng)分外，還根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥廊彼貭顩r添加了Ca、Mg、B等中微量元素。由于土壤中的養(yǎng)分元素是多樣的，不同土壤中養(yǎng)分豐缺程度也各不相同，油茶專用肥配方養(yǎng)分比較全面均衡，不但有利于土壤中全磷和有效磷含量提高以及磷素的轉(zhuǎn)化，也為土壤生物創(chuàng)造了良好的微生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)土壤微生物的生長和繁殖，從而增加土壤微生物量磷的含量。

表1 不同肥料處理油茶林土壤磷含量以及葉片全磷含量相關(guān)性分析Table 1 Correlations between total P,available P,soil microbial biomass P and total P contents of leaves under different fertilizer treatments in C.oleifera Abel

土壤全磷含量、有效磷含量、土壤微生物量磷含量以及油茶葉片全磷含量既受施肥等經(jīng)營措施的影響，又受溫度、降水量等氣候因素的影響，因此，季節(jié)變化明顯。研究結(jié)果顯示，CK、YJF和FHF處理中油茶林土壤有效磷含量均是從春季到冬季呈遞增趨勢；ZYF處理四季按照土壤有效磷含量由高到低排列依次為：秋季、冬季、夏季、春季。有效磷是能被植物直接吸收利用的主要形態(tài)，其在土壤中的含量隨著植物的生長節(jié)律呈季節(jié)變化是磷的生物吸收過程和磷的礦化過程的綜合體現(xiàn)。春夏是油茶處于生長期對有效磷的消耗量較大，因此，土壤易被利用的有效磷含量較低。而秋冬生長緩慢，土壤有效磷含量開始逐步回升，且秋季采果前的除草、枯葉和雜草覆蓋對土壤中有效磷的富集和解吸作用增強，對土壤中磷的流失也具有保護(hù)作用。在春夏秋冬四季中，不同施肥處理土壤全磷含量季節(jié)變化雖不完全一致，但均在秋季含量最高，夏季含量最低。全磷含量的季節(jié)變化特征與不同時期油茶吸收作用、水分條件、根際分泌物產(chǎn)生量以及地表枯落物分解與有機磷的礦化平衡有關(guān)，有效磷含量也是引起全磷含量變化的主要原因之一。不同肥料處理土壤微生物量磷含量季節(jié)變化明顯，各處理隨季節(jié)的變化規(guī)律一致，按照葉片全磷含量由高到低排列依次為：冬季、秋季、夏季、春季。季節(jié)變化趨勢與有效磷相似，這不僅反映了土壤微生物生物量磷與土壤有效磷的密切關(guān)聯(lián)，同時也表明土壤微生物生物量磷與土壤磷素的植物有效性具有顯著的互補性，土壤微生物生物量磷及其周轉(zhuǎn)是植物有效磷素的庫和源，其在磷素轉(zhuǎn)化和循環(huán)中起著重要作用。土壤微生物生物量磷的峰值出現(xiàn)在冬季和秋季，一方面是由于油茶吸收土壤磷減少，另一方面是由于土壤有效磷含量相對增加，有利于微生物吸收富集磷。不同處理油茶葉片全磷含量季節(jié)變化較為復(fù)雜。主要是因為葉片全磷含量不僅與土壤磷素含量有關(guān)，而且與油茶本身特性，不同時期生長吸收等因素密切相關(guān)。

研究結(jié)果顯示，不同肥料處理油茶林土壤全磷含量、有效磷含量、土壤微生物量磷含量以及油茶葉片全磷含量之間均存在顯著相關(guān)關(guān)系。說明可通過施肥來增加土壤全磷含量，刺激土壤微生物的生長，加強微生物對土壤磷的轉(zhuǎn)化利用，從而增加土壤有效磷含量，促進(jìn)土壤磷的周轉(zhuǎn)和循環(huán)，以滿足油茶生長對磷素的需求。

綜上所述，施用復(fù)合肥、油茶專用肥和生物有機肥對油茶林土壤全磷含量、有效磷含量、土壤微生物量磷含量以及油茶葉片全磷含量提高效果顯著。尤其是營養(yǎng)元素全面的油茶專用肥對油茶林磷素含量的提高和轉(zhuǎn)化效果更佳。因此，在生產(chǎn)實踐中應(yīng)根據(jù)實際情況，在施用常規(guī)的復(fù)合肥同時，因地制宜地配合施用油茶專用肥和生物有機肥，是增強土壤供磷能力和提高磷肥利用率實現(xiàn)改良土壤和提高土壤肥力的一條有效途徑。

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