福建省將樂(lè)縣杉木人工林林地土壤養(yǎng)分狀況

方祿明

(福建省將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)，福建 將樂(lè) 353300)

福建省將樂(lè)縣杉木人工林林地土壤養(yǎng)分狀況

方祿明

(福建省將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)，福建 將樂(lè) 353300)

在福建省將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)，選取典型杉木人工林樣地18塊，對(duì)其土壤化學(xué)性狀進(jìn)行測(cè)定分析。結(jié)果表明：將樂(lè)杉木人工林地土壤呈酸性；土壤全氮和堿解氮含量隨土層深度增加而顯著遞減；全磷和有效磷垂直變化不明顯，且有效磷含量都小于5 mg·kg-1，缺磷比較嚴(yán)重；土壤全鉀明顯低于土壤速效鉀的變異程度，鉀素能夠滿足樹(shù)種生長(zhǎng)的需求。在杉木林經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，合理適量的施用氮磷肥有利于林地地力的維持，特別是磷肥。

杉木人工林；土壤養(yǎng)分；土壤pH值

土壤是一個(gè)由生物及非生物組成的復(fù)雜綜合體，有集散、轉(zhuǎn)化、傳遞物質(zhì)和能量的作用[1]。土壤化學(xué)性質(zhì)是衡量土壤肥力最關(guān)鍵的因素，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)杉木人工林土壤化學(xué)性質(zhì)的研究也十分重視[2-4]。森林土壤是保障森林健康狀態(tài)的重要資源，對(duì)森林土壤特征的了解，可及時(shí)為森林健康經(jīng)營(yíng)提供依據(jù)。通過(guò)評(píng)價(jià)森林土壤的健康狀態(tài)，可以預(yù)警、診斷森林生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況，對(duì)于正確指導(dǎo)森林經(jīng)營(yíng)管理和實(shí)現(xiàn)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[5]。杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook)作為我國(guó)南方主要造林針葉樹(shù)種，種植區(qū)域廣，在商品材生產(chǎn)中具有重要地位[6]。然而，近幾十年來(lái)，由于高度的集約經(jīng)營(yíng)，伴隨著某些不正確的森林經(jīng)營(yíng)以及育林措施，同時(shí)對(duì)土壤的投入較少，杉木人工林木材產(chǎn)量逐代下降[7-10]，森林退化與土壤肥力的衰退有密切聯(lián)系[11]。鑒于此，地力衰退的問(wèn)題在杉木人工林中表現(xiàn)突出，因此必須采取合理的技術(shù)措施，使土壤質(zhì)量得到保持或提高，其中加強(qiáng)科學(xué)合理施肥是非常重要的技術(shù)措施，為了做到科學(xué)合理的施肥，了解現(xiàn)有林分土壤養(yǎng)分狀況非常關(guān)鍵，因此，筆者以杉木主產(chǎn)區(qū)——將樂(lè)縣的杉木人工林林地土壤為研究對(duì)象，研究土壤養(yǎng)分的空間變異程度，以期為杉木人工林的合理科學(xué)施肥提供依據(jù)，為杉木人工林的科學(xué)經(jīng)營(yíng)提供參考。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)，將樂(lè)縣地處福建省西北部，117°05′—117°40′E、26°26′—27°04′N，屬于中亞熱帶季風(fēng)區(qū)，具有海洋性和大陸性氣候特點(diǎn)，森林資源豐富，森林覆蓋率達(dá)84.5%。境內(nèi)地勢(shì)復(fù)雜，以中、低山為主，平均坡度為27°，平均海拔258 m。年均氣溫18.7 ℃，年均降水量1669 mm。境內(nèi)氣候溫和，夏季時(shí)間長(zhǎng)，冬天較溫暖，年無(wú)霜期273 d，生長(zhǎng)期長(zhǎng)。土壤以紅壤為主，是杉木的主產(chǎn)區(qū)。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

充分考慮海拔、坡向、坡位、坡度等立地因子，共選取典型杉木樣地18塊，基本情況見(jiàn)表1。在每個(gè)樣地上，設(shè)置1個(gè)70 cm深的土壤剖面，從地表開(kāi)始，按0～5、5～10、10～20、20～30、30～40、40～50、50～60、60～70 cm分層取樣，每層土壤取樣500 g左右，裝入布袋中，帶回室內(nèi)風(fēng)干處理，用于化學(xué)性質(zhì)分析[12]。共采集18個(gè)土壤剖面樣本。

表1 樣地基本信息

*：樹(shù)種組成中杉為杉木，馬為馬尾松，火為火力楠，檫為檫樹(shù)。

2.2 土壤養(yǎng)分因子的測(cè)定

各土壤因子的分析方法參照土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[15]。土壤pH值采用pH酸度劑測(cè)定法，土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用硫酸重鉻酸鉀氧化—容量法，土壤全氮測(cè)定采用硫酸鉀—硫酸銅—硒粉消煮，定氮儀自動(dòng)分析法，土壤全磷測(cè)定采用硫酸—高氯酸消煮—鉬銻抗比色法，土壤有效磷測(cè)定采用氟化銨浸提—鉬銻抗比色法，土壤全鉀測(cè)定采用氫氟酸—高氯酸消煮火焰光度計(jì)法，土壤速效鉀測(cè)定采用中性乙酸銨提取—火焰光度計(jì)法。

2.3 土壤養(yǎng)分的分級(jí)

由于0～20 cm土層的樣本代表性較強(qiáng)、變化相對(duì)明顯且取樣方便，因此，本研究土壤養(yǎng)分的分級(jí)統(tǒng)計(jì)中，僅考慮0～20 cm土層的養(yǎng)分指標(biāo)水平。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)福建省森林土壤養(yǎng)分含量等級(jí)指標(biāo)[16]并結(jié)合將樂(lè)縣林地地力的具體情況進(jìn)行分級(jí)，詳見(jiàn)表2。

表2 杉木人工林土壤養(yǎng)分分級(jí)情況

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤養(yǎng)分因子的變異

3.1.1 土壤pH值 從表3可以看出，杉木人工林地土壤的pH值主要分布在2.97～4.01間，屬于酸性土壤。通過(guò)分析不同樣地之間各土層的變異系數(shù)，其值在4.64%～7.81%之間浮動(dòng)，屬弱度變異程度。從土壤垂直變化來(lái)看，土壤pH值在0～30 cm土層顯著低于50～70 cm土層；土壤pH值在0～30 cm的土層范圍內(nèi)差異不顯著，呈下降趨勢(shì)，0～5 cm土層與5～10 cm土層之間的下降幅度較大，10～30 cm土層的pH值下降平緩，趨于穩(wěn)定，在30～70 cm土層之間pH值是呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

3.1.2 土壤有機(jī)質(zhì) 杉木人工林地土壤有機(jī)質(zhì)含量隨土層深度增加而減小，從表4可以看出，表層0～5、5～10、10～20 cm土層間差異顯著，30～70 cm土層間差異不顯著。其中不同樣地之間各表層0～5 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)的變化范圍為29.73～50.42 g·kg-1，60～70 cm土層的變化范圍僅為7.54～11.95 g·kg-1，不同樣地之間各層次土壤有機(jī)質(zhì)的變異系數(shù)一般在45%左右，屬于中度變異程度。

表3 土壤pH值描述統(tǒng)計(jì)

*：括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)誤，同列不同字母為差異達(dá)顯著水平(P<0.05 )。下同。

3.1.3 土壤氮素 從表5可以看出，土壤全氮的垂直分布同土壤有機(jī)質(zhì)變化相似，表層0～5 cm土層土壤全氮平均含量最高為1.71 g·kg-1，不同土層的全氮平均含量均隨土層深度的增加而降低，不同樣地之間各層次土壤全氮的變異系數(shù)在33%～60%之間，屬于中度變異程度。0～5 cm土層的土壤堿解氮平均含量最高，為150.98 mg·kg-1，土壤堿解氮平均含量隨土層深度增加而減小，各層之間的差異不顯著，不同樣地之間各層堿解氮的變異系數(shù)在34%～55%之間，屬于中度變異程度。

3.1.4 土壤磷素 由表6可以看出，從土壤全磷的垂直分布來(lái)看，表層0～5 cm土層土壤全磷平均含量為0.50 g·kg-1，且土壤全磷平均值隨土層變化的差異不顯著。就土壤速效磷而言，表層0～5 cm土層平均含量為1.76 mg·kg-1，除了10～20、60～70 cm土層外，各層間的差異不顯著。不同樣地之間土壤各層全磷的變異系數(shù)在26.01%～47.27%之間，而土壤速效磷的變異系數(shù)為36.16%～76.71%，土壤全磷的變異程度明顯低于相同土層的速效磷。

表5 土壤氮素值描述統(tǒng)計(jì)

表6 土壤磷素值描述統(tǒng)計(jì)

3.1.5 土壤鉀素 由表7可以看出，從垂直變化來(lái)看，不同土層土壤全鉀平均含量均接近于18 g·kg-1，除10～20、30～40 cm土層外，其他各層之間的差異均不顯著；而土壤速效鉀則隨土層深度增加而下降，表層0～5 cm土層土壤速效鉀含量為174.45 mg·kg-1，含量最高，5～30 cm土層土壤速效鉀含量大于150 mg·kg-1，其含量又顯著大于其下層土壤，但30 cm土層以下土壤速效鉀含量的差異不顯著。不同樣地之間土壤各層全鉀含量的變異系數(shù)在1.71%～3.77%之間(除了30～40 cm土層外)，明顯低于相應(yīng)土層土壤速效鉀的變異系數(shù)。

表7 土壤鉀素值描述統(tǒng)計(jì)

3.2 杉木人工林地森林土壤養(yǎng)分含量的分級(jí)

依據(jù)福建省森林土壤養(yǎng)分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)將樂(lè)杉木人工林地土壤進(jìn)行等級(jí)劃分。從表8可以看出，就土壤有機(jī)質(zhì)而言，1級(jí)土壤的有機(jī)質(zhì)含量在40 g·kg～1以上，調(diào)查結(jié)果顯示有22.22%的土壤樣地有機(jī)質(zhì)含量分布在1級(jí)，2級(jí)土壤有機(jī)質(zhì)含量在30～40 g·kg-1之間，有22.22%的土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到2級(jí)，土壤有機(jī)質(zhì)含量整體偏高；土壤全氮含量超過(guò)2 g·kg-1的屬于1級(jí)，有11.11%的土壤樣地是1級(jí)土壤，土壤全氮含量分布在1.0 g·kg-1以上的占到了83.33%，僅有16.67%的土壤樣地全氮含量<1.0 g·kg-1；堿解氮含量超過(guò)150 mg·kg-1的1級(jí)土壤占到了44.44%，處于3級(jí)和4級(jí)的土壤僅占22.22%；土壤速效磷含量分布<5 mg·kg-1的都處在5級(jí)和6級(jí)土壤級(jí)別；土壤速效鉀含量主要處于150～200 mg·kg-1的2級(jí)土壤級(jí)別。

表8 杉木人工林地0～20cm土層森林土壤養(yǎng)分分級(jí)情況

4 結(jié)論與討論

通過(guò)以上分析可知，福建將樂(lè)杉木林地地力退化主要表現(xiàn)在土壤中磷肥含量的嚴(yán)重匱乏，以及氮素、有機(jī)質(zhì)含量等偏低，因此為了使土壤質(zhì)量得到保持或提高及森林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)，必須采取合理的技術(shù)措施，其中加強(qiáng)科學(xué)合理施肥是非常重要的技術(shù)措施，周德明等[20]研究認(rèn)為，杉木林在幼齡林到中齡林階段，土壤中水解氮、速效磷、速效鉀的含量有所增加，從中齡林到成熟林，由于林木需要從土壤大量吸收，導(dǎo)致其含量減少，到成熟林時(shí)吸收量最大，因此，在杉木林經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，可在杉木達(dá)到中齡林時(shí)適當(dāng)配合施用氮磷肥，特別是磷肥。

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The Soil Nutrient Status of Chinese Fir Forest in Jiangle County，F(xiàn)ujian Province

FANG Lu-ming

(NationalForestFarmofJiangle，Jiangle353300，F(xiàn)ujian，China)

The 18 plots of typical Chinese fir plantation were selected at the Jiangle state-owned forest farm，and analysis the soil chemical properties.The result showed that，the Jiangle Chinese fir plantation soil present acidity；the content of total nitrogen and alkali solution nitrogen decreased significantly with the increase of soil depth；the vertical variation of total phosphorus and available phosphorus was not obvious，and the available phosphorus content was less than 5 mg·kg-1，the phosphorus deficiency was more serious；the degree of variation of total potassium in soil was significantly lower than that of available potassium in soil，potassium can meet the needs of tree growth.In the process of Chinese fir forest management，the reasonable application of nitrogen fertilizer is beneficial to maintain soil fertility，especially phosphate fertilizer.

Chinese fir plantation；soil nutrient status；soil pH

2015-10-08；

2015-11-11

林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(林改后南方林地可持續(xù)經(jīng)營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)研究與集成示范，201004008)；福建省科技重大專項(xiàng)專題(杉木優(yōu)質(zhì)種苗繁育技術(shù)及人工林高效培育技術(shù)，2012NZ0001-1)

方祿明(1973—)，男，福建將樂(lè)人，福建省將樂(lè)國(guó)有林場(chǎng)高級(jí)工程師，從事林木良種選育和森林培育工作。E-mail：fanglm323@sina.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2016.03.028

S791.27

A

1002-7351(2016)03-0138-06