間作橡膠林地土壤肥力和土壤酶活性特征研究

韋家少 何鵬 吳敏 吳炳孫 高樂

摘 要 對2種割齡A割齡（開割年限1～10 a，膠乳初產(chǎn)期）和B割齡（開割年限11～20 a，膠乳旺產(chǎn)期）的間作與純作膠園土壤肥力和土壤酶活性特征進行了研究。結(jié)果表明：土壤肥力和土壤酶活性均以間作膠園高于純作膠園。在間作膠園中，有機質(zhì)和全N、水解N含量以旺產(chǎn)期高于初產(chǎn)期，而速效K和速效P含量則相反；過氧化氫酶、脲酶、磷酸酶以旺產(chǎn)期高于初產(chǎn)期，而轉(zhuǎn)化酶和多酚氧化酶則相反；在A割齡間作膠園中，磷酸酶與有機質(zhì)、全N、水解N、速效P，脲酶與速效P之間的相關(guān)性達顯著水平，可以用磷酸酶和脲酶活性來表征土壤肥力狀況；在B割齡間作膠園中，過氧化氫酶和有機質(zhì)、水解N，轉(zhuǎn)化酶和速效P之間的相關(guān)性達顯著水平，可以用過氧化氫酶和轉(zhuǎn)化酶活性來表征土壤肥力狀況。

關(guān)鍵詞 割齡；間作；膠園；土壤肥力；土壤酶活性；相關(guān)性

中圖分類號 S714.5 文獻標識碼 A

橡膠是中國重要的戰(zhàn)略物資，目前中國已成為世界上最大的橡膠消費國，天然橡膠供不應求。橡膠樹的經(jīng)濟壽命幾十年，種植規(guī)格一般采用3.0 m×7.0 m，行距較大，而且非生產(chǎn)周期較長（5～7 a），前期投入成本高，所以建立充分利用膠園林下土地資源以及行間光、熱條件的復合經(jīng)營模式可以有效提高膠園綜合效益。目前膠園間作尤其是幼齡間作經(jīng)濟作物是提高膠園經(jīng)濟收入的重要模式，達到以短養(yǎng)長的目的。

國外的膠園間作始于20世紀初，50年代以后發(fā)展較快[1]。國內(nèi)的膠園間作始于20世紀50年代，其發(fā)展經(jīng)歷了“經(jīng)濟作物間作[2]→抗風抗災間作[3-5]→建立生態(tài)膠園間作模式[6]”3個階段。研究證實，橡膠樹種植后幼齡期較長，膠園實行合理間作，可加快橡膠樹樹圍生長，提高干膠產(chǎn)量，獲得較好的經(jīng)濟效益[7]。

目前膠園間作對提高復合系統(tǒng)的生產(chǎn)力、生態(tài)效益等方面的研究較為深入[8]，但對內(nèi)在機理的研究卻甚少，特別是間作物與橡膠樹之間對養(yǎng)分的競爭和互作性研究鮮有報導。在膠園土壤酶研究方面，韋家少等[9-10]研究了不同土壤類型和不同割齡的純作成齡膠園土壤肥力及酶活性特征，關(guān)于膠園間作對土壤肥力和酶活性的影響研究僅限于幼齡膠園，且間作物也只有香蕉、葛藤和新銀合歡[11-12]；而有關(guān)成齡膠園間作對土壤肥力及酶的影響研究未見報導。本研究探索不同割齡的成齡橡膠園，不同間作物對土壤肥力及土壤酶活性的影響，以揭示成齡間作膠園的肥力變化趨勢，為成齡膠園間作的適宜性提供一些理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

本研究的膠園是在海南全省調(diào)研膠園肥力狀況的基礎(chǔ)上選取的，所選間作膠園和純作膠園建園時土壤類型相同、土壤理化性質(zhì)和土壤管理措施基本一致，立地條件相似，同時分為A割齡（開割年限1～10 a，膠乳初產(chǎn)期）和B割齡（開割年限11～20 a，膠乳旺產(chǎn)期），膠園間作物及取樣地點。

1.2 方法

1.2.1 采樣方法 A割齡的間作膠園和純作膠園分別選取5個，B割齡的間作膠園和純作膠園分別選取5、7個，每一膠園為一采樣點。于2008年秋按照統(tǒng)一的采樣規(guī)程采集土壤樣品：在每一橡膠園的7 m行間距離膠樹1～1.5 m遠的地方，避開施肥溝按S型取樣線路取15～20個點，分0～20 cm，20～40 cm土層混合成為分析土樣。

1.2.2 土壤樣品的處理 將采集的土壤樣品分裝于采樣袋中帶回實驗室，分出雜物，風干，磨碎，過1、0.25 mm篩，分別用于土壤酶活性和常規(guī)養(yǎng)分的測定。

1.2.3 測定項目及方法 （1）酶活性。過氧化氫酶活性的測定采用高錳酸鉀滴定法，轉(zhuǎn)化酶活性的測定采用硫代硫酸鈉滴定法，脲酶活性的測定采用苯酚-次氯酸鈉比色法（靛酚比色法），多酚氧化酶活性的測定采用鄰苯三酚比色法，磷酸酶活性的測定采用磷酸酯比色法[13]。

（2）土壤理化性質(zhì)。土壤有機質(zhì)、全N、水解氮、速效鉀、速效磷、pH值的測定采用《土壤農(nóng)業(yè)化學常規(guī)分析法》中的方法[14]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

原始數(shù)據(jù)的整理采用Excel 2003完成，相關(guān)性分析采用SAS9.0軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 間作橡膠林地土壤肥力特征

2.1.1 A割齡間作橡膠林地土壤肥力特征 在A割齡的間作膠園中，間作物主要為檳榔、茶葉、甘蔗、木薯，這些間作物通常被認為是比較消耗地力的。其間作于橡膠園中對橡膠園土壤肥力的影響。

在膠乳生產(chǎn)初期的A割齡膠園中，不同膠園之間的養(yǎng)分含量存在顯著差異?？傮w而言，間作膠園的各項養(yǎng)分含量平均值均高于純作膠園，尤其有機質(zhì)、全N、水解N含量大大高于純作膠園，三者的趨勢一致，以間作茶葉、木薯膠園的有機質(zhì)含量最高，可能與這2種間作物的枯枝落葉量大有關(guān)系。速效K含量以間作甘蔗和木薯膠園較高，可能與這2種間作物鉀肥施用量較大有關(guān)，間作檳榔和茶葉膠園速效K含量較低，但仍稍高于純作膠園，各純作膠園含量比較接近。各膠園的速效P含量情況不一，以間作茶葉的膠園速效P含量最高，達到39.73 mg/kg，間作甘蔗的膠園含量第二，為10 mg/kg，而間作檳榔和木薯膠園的速效P含量則很低（<2.0 mg/kg）；而純作膠園中有3個膠園含量在3.0～4.0 mg/kg，另2個純作膠園含量相當高，在11.5～16.2 mg/kg之間。各種膠園土壤均呈酸性，但間作膠園的pH值稍高一些，而且間作茶葉的膠園土壤pH值平均為6.0，呈中性，說明膠園間作茶葉有利于降低土壤的酸度。無論是間作還是純作膠園，0～20 cm土層的養(yǎng)分含量基本高于20～40 cm。

2.1.2 B割齡間作橡膠林地土壤肥力特征 在B割齡（旺產(chǎn)期）膠園中，有機質(zhì)、全N、水解N含量與A割齡一樣具有間作膠園（間作益智除外）高于純作膠園的趨勢，主要得益于間作物茶葉、胡椒等大量的枯枝落葉歸還土壤，而間作益智膠園的有機質(zhì)比較低，可能與益智的葉片較短、小，落葉少有關(guān)系。速效K含量在間作膠園中從25～50 mg/kg之間，各園差異不大；而純作膠園含量則在12～105 mg/kg之間，差異更大，其中1個膠園含量在100 mg/kg左右。速效P在間作膠園中，含量在3～5 mg/kg之間（間作胡椒膠園為13.75 mg/kg），各園差異不大；純作膠園速效P含量有2個膠園高于10 mg/kg，其余5個膠園含量在0.62～3.64 mg/kg，相當?shù)?。速效P的總體趨勢是間作膠園高于純作膠園。與A割齡一樣，各種膠園土壤均呈酸性，但間作膠園的pH值稍高一些，以間作茶葉的膠園土壤pH值最高；各膠園的養(yǎng)分含量均是0～20 cm土層高于20～40 cm土層。

2.1.3 A、B割齡的間作橡膠林地土壤肥力比較

從表4可以看出，在間作膠園中，盡管A、B割齡膠園的間作物不盡相同，但有機質(zhì)、全N、水解N含量均為B割齡高于A割齡，這說明處于旺產(chǎn)期的B割齡膠園歸還土壤的枯枝落葉量較初產(chǎn)期的A割齡膠園多，有利于土壤有機質(zhì)的積累。而速效K和速效P含量則為A割齡高于B割齡，這可能與A割齡膠園間種的甘蔗、木薯需鉀量多，施用鉀肥量大有一定關(guān)系，但同時也可以說明隨著膠園種植年限的延長，橡膠樹生長和膠乳生產(chǎn)消耗的土壤養(yǎng)分會越來越多，需要補充足夠的施肥量才能維持膠園較高的肥力水平以滿足橡膠樹不斷生長和膠乳所帶走的所需養(yǎng)分。在膠園土壤的酸堿度方面，以間作茶葉的膠園pH值接近6，說明膠園間作茶葉有利于降低土壤的酸度。

2.2 間作橡膠林地土壤酶活性特征

土壤酶系統(tǒng)是土壤中生化活性最強的部分，其參與土壤中碳、氮、磷的轉(zhuǎn)化，在作物不同生育期內(nèi)，它的活性強度是不同的。作物在營養(yǎng)生長和生殖生長最旺盛時期，需要更多的可溶性養(yǎng)分，通過增強酶活性，可以活躍土壤生化過程，促進營養(yǎng)物質(zhì)及時釋放，加速可溶性養(yǎng)分在土壤中的積累，保證作物生長和生育所需養(yǎng)分，這就是土壤酶與作物生育協(xié)調(diào)的實質(zhì)[15]。

2.2.1 A割齡間作橡膠林地土壤酶活性特征 在橡膠生產(chǎn)初期的A割齡膠園中，6種酶的生物活性（表5）均為間作膠園高于純作膠園，與前面的間作膠園有機質(zhì)、全N、水解N含量高于純作膠園相一致。各種酶活性在不同間作膠園之間的差異達到顯著或極顯著水平，除多酚氧化酶外，其它5種酶活性均以間作茶葉膠園最高，而間作檳榔膠園除了磷酸酶之外，其它4種酶活性均最低。

2.2.2 B割齡間作橡膠林地土壤酶活性特征 在橡膠旺產(chǎn)期的B割齡中，6種酶的生物活性均為間作膠園高于純作膠園，在所有間作膠園中，以間作茶葉膠園土壤酶活性偏高，以間作檳榔胡椒偏低，整體趨勢與A割齡基本一致。

無論是A割齡還是B割齡膠園，6種酶的活性均是間作膠園大于純作膠園，這也說明了膠園間作有利于改善膠園土壤微生態(tài)環(huán)境，促進微生物活動，土壤中的生化過程活躍，可加快土壤中營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)和釋放，利于營養(yǎng)元素的積累，保證膠園土壤保持較高肥力水平，這點從上述的A、B割齡間作膠園肥力水平均高于純作膠園得到了印證。

而在純作膠園中，各種酶的活性以B割齡高于A割齡，與韋家少等[16]報道的不同割齡膠園土壤肥力及酶活性的研究結(jié)果相一致。

2.2.3 間作膠園中A、B割齡土壤酶活性比較

在2種割齡的間作膠園中，過氧化氫酶、脲酶、中性和酸性磷酸酶均為B割齡高于A割齡，這與有機質(zhì)、全N、水解N情況一致；而轉(zhuǎn)化酶和多酚氧化酶則為A割齡高于B割齡，這與速效K和速效P情況一致。

2.3 間作膠園土壤肥力與酶活性相關(guān)性分析

根據(jù)各種酶與土壤肥力因子的相關(guān)性分析可知，A割齡間作膠園中，0～20 cm土層，脲酶與速效P、中性磷酸酶和酸性磷酸酶活性與pH之間的相關(guān)性達顯著水平，其它酶與養(yǎng)分指標間的相關(guān)系數(shù)均未達到顯著水平；20～40 cm土層，除了速效K以外，中性磷酸酶和酸性磷酸酶活性與有機質(zhì)、全N、水解N、速效P、pH的相關(guān)性均達到顯著或極顯著水平。在B割齡間作膠園中，0～20 cm土層中，過氧化氫酶活性與有機質(zhì)、水解N的相關(guān)性達到顯著水平，轉(zhuǎn)化酶活性與速效P的相關(guān)性也達到顯著水平。從這一相關(guān)性中印證了本研究結(jié)果：B割齡的過氧化氫酶高于A割齡，同樣的其有機質(zhì)、水解N含量也高于A割齡；而B割齡的轉(zhuǎn)化酶低于A割齡，同樣的其速效P低于A割齡；20～40 cm土層， 過氧化氫酶、脲酶和多酚氧化酶與pH呈顯著正相關(guān)。

由于不同的酶活性可以在不同程度上表征土壤肥力狀況，綜上所述，在A割齡間作膠園中，可以用脲酶來表征速效P水平，也可以用磷酸酶來表征有機質(zhì)、全N、水解N和速效P水平。在B割齡間作膠園中，可以用過氧化氫酶活性來表征有機質(zhì)和水解N水平，用轉(zhuǎn)化酶來表征速效P水平。

3 討論與結(jié)論

間作膠園的各項養(yǎng)分含量平均值均高于純作膠園，說明間作有利于提高膠園的肥力水平，這與吳志祥等[12]的研究結(jié)果和楊曾獎等[17]研究的橡膠間作砂仁有利于土壤肥力提高是一致的。在間作膠園中，B割齡的有機質(zhì)和全N、水解N水平高于A割齡，其源于旺產(chǎn)期膠園大量的枯枝落葉歸還土壤，使土壤中的有機質(zhì)含量和相應的氮水平較初產(chǎn)期表現(xiàn)出較高水平。而速效K和速效P水平則是A割齡高于B割齡，說明旺產(chǎn)期膠園因橡膠樹本身生長和膠乳高產(chǎn)較之初產(chǎn)期所消耗的有效養(yǎng)分多，要維持膠園較高的有效養(yǎng)分水平必須補充足夠肥料。另外，無論是A割齡還是B割齡，膠園間作茶葉均有利于降低土壤的酸度，這與茶葉是喜酸土壤相矛盾，原因有待進一步探索。

間作膠園各種酶活性均高于純作膠園，說明間作可以有效的促進土壤中的微生物活動，有效提高酶活性，加速土壤中C、N、H的轉(zhuǎn)化，釋放土壤中的有效養(yǎng)分以滿足橡膠樹和間作物對養(yǎng)分的需求。其中過氧化氫酶、脲酶、中性和酸性磷酸酶均為B割齡高于A割齡，而轉(zhuǎn)化酶和多酚氧化酶則為A割齡高于B割齡。這點與韋家少對不同割齡純作膠園的土壤酶活性研究結(jié)果基本一致[16]。

在間作膠園中，不同的酶與各種養(yǎng)分指標的相關(guān)性不盡相同。A割齡中，脲酶與速效P之間的相關(guān)性達顯著水平，中性磷酸酶和酸性磷酸酶活性與有機質(zhì)、全N、水解N、速效P的相關(guān)性均達到顯著或極顯著水平；在B割齡中，過氧化氫酶活性與有機質(zhì)、水解N的相關(guān)性達到顯著水平，轉(zhuǎn)化酶活性與速效P的相關(guān)性也達到顯著水平。所以根據(jù)酶與土壤肥力因子之間的相關(guān)性，不同的酶活性可以在不同程度上表征土壤肥力狀況。在A割齡間作膠園中，可以用脲酶來表征速效P水平，也可以用磷酸酶來表征有機質(zhì)、全N、水解N和速效P水平；在B割齡間作膠園中，可以用過氧化氫酶活性來表征有機質(zhì)和水解N水平，用轉(zhuǎn)化酶來表征速效P水平。這與不同割齡的純作膠園研究結(jié)果具有相同之處，不同之處在于純作A割齡中，轉(zhuǎn)化酶也能較好的表征土壤肥力狀況，在純作B割齡中，磷酸酶取代間作膠園的過氧化酶表征土壤肥力狀況[16]。

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責任編輯：黃 艷