不同郁閉度橡膠林間作豆科植物對(duì)土壤肥力的影響

摘要：對(duì)不同郁閉度橡膠林下間作豆科綠肥植物與純作橡膠園土壤化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究。結(jié)果表明，間作豆科綠肥植物的林下土壤pH、含水量、有機(jī)質(zhì)、全氮和堿解氮、速效磷和速效鉀含量均明顯高于其對(duì)照純作林，間作豆科綠肥植物有利于提高膠園的土壤肥力水平。中郁閉度林土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和堿解氮含量高于高郁閉度林，但pH、速效鉀和速效磷含量低于高郁閉度林。

關(guān)鍵詞：郁閉度；橡膠林；豆科植物；間作；土壤肥力

中圖分類(lèi)號(hào)：S151.9+3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）15-3863-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.15.014

Abstract： Taking pure rubber plantation as control， soil chemical properties of different canopy density rubber plantation intercropping legumes were studied. The results showed that the soil pH， water content， organic matter， total N and alkali-hydrolysable N， available P and available K content of different canopy density rubber plantation intercropping leguminous green manure were significantly higher than control， and intercropping legume could improve soil fertility level. Soil organic matter， total N and alkali-hydrolysable N content in the middle canopy density of rubber plantation were higher than high canopy density of rubber plantation， but soil pH， available K and available P content were lower than high canopy density.

Key words： crown density； rubber plantation； legumes； intercropping； soil fertility

橡膠林是海南省主要的經(jīng)濟(jì)林之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，海南省橡膠林地面積達(dá)53.3萬(wàn)hm2，占全國(guó)橡膠林面積的50%左右[1]。橡膠的大面積種植會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定影響，如導(dǎo)致土壤容重增加、土壤酸化、土壤有機(jī)質(zhì)及養(yǎng)分含量下降等問(wèn)題[2，3]。中國(guó)自20世紀(jì)50年代大面積種植橡膠樹(shù)以來(lái)，對(duì)膠園的土壤肥力狀況做了大量的研究工作[4]。為解決單一橡膠林土地利用率低、土壤肥力下降及其對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響的問(wèn)題，在膠園中橡膠樹(shù)行間種植覆蓋作物，以達(dá)到覆蓋地面、保持水土、培肥土壤、促進(jìn)膠樹(shù)生長(zhǎng)、提高膠樹(shù)產(chǎn)量和節(jié)約管理用工的目的[5]。開(kāi)展橡膠林下間作豆科綠肥植物，不僅可以充分利用林下閑置空地，還可改善林中的光溫條件和土壤結(jié)構(gòu)，同時(shí)減少肥料農(nóng)藥等物資的投入，提高綜合經(jīng)濟(jì)效益。本試驗(yàn)對(duì)不同郁閉度橡膠林間作豆科綠肥植物的土壤化學(xué)性質(zhì)變化進(jìn)行了研究，以期為改善不同郁閉度膠園土壤肥力情況以及正確合理地利用林下空間等方面提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

試驗(yàn)地設(shè)在中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院儋州院區(qū)三隊(duì)基地，距儋州市區(qū)約15 km， 東經(jīng)109°28′，北緯19°32′，地勢(shì)起伏平緩。屬熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，夏秋季高溫多雨，冬春季低溫干旱，干濕季節(jié)明顯。年均溫24.0 ℃，年日照時(shí)間2 450.0 h，年降雨量2 135.9 mm，無(wú)霜期365 d。試驗(yàn)區(qū)土壤為花崗巖磚紅壤，土層厚度約100 cm，多為沙質(zhì)黏壤土。該地區(qū)主要林分類(lèi)型為橡膠林，栽培品種為熱研7-33-97。

1.2 試驗(yàn)儀器

冠層儀、紫外分光光度計(jì)、可見(jiàn)光分光光度計(jì)、恒溫培養(yǎng)箱、可調(diào)式恒溫水浴鍋、遠(yuǎn)紅外消煮爐、恒溫振蕩器、pH計(jì)、離心機(jī)、火焰光度計(jì)、烘箱。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地選擇橡膠樹(shù)種植密度比較均勻的高郁閉度（H）和中郁閉度（M）的林地，橡膠樹(shù)株行距3.0 m×7.0 m。高郁閉度林地栽植橡膠時(shí)間為2008年7月，郁閉度為0.8；中郁閉度林地栽植橡膠時(shí)間為2010年8月，郁閉度為0.3。試驗(yàn)設(shè)置中、高郁閉度橡膠林間作豆科綠肥植物2個(gè)處理，并以未種植豆科綠肥的相同郁閉度純作膠林作為對(duì)照，分別以M、H、M-CK、H-CK表示。郁閉度的確定在試驗(yàn)前由冠層儀測(cè)定。林下豆科綠肥植物品種為豆科距瓣豆屬蝴蝶豆（Centrosema pubescens Benth.），種植時(shí)間為2013年4月底，裝袋育苗移栽，以穴播方式播種，小區(qū)面積為30 m2，具體長(zhǎng)寬按照實(shí)際情況確定，每區(qū)300株。至2014年年底基本覆蓋橡膠樹(shù)行間后進(jìn)行取樣。

1.4 土樣采集和制備

在樣地中以“S”型曲線隨機(jī)10個(gè)點(diǎn)取樣，每個(gè)點(diǎn)用土鉆采集0～20 cm的土壤樣品充分混勻后用聚乙烯無(wú)菌塑料袋保存，將土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，及時(shí)放在樣品盤(pán)上，置于室內(nèi)通風(fēng)處自然風(fēng)干。將風(fēng)干土樣反復(fù)碾碎，過(guò)1 mm尼龍網(wǎng)篩后備用。

1.5 土壤化學(xué)性質(zhì)分析

土壤pH采用pH計(jì)測(cè)定，含水量采用烘干法，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效鉀、速效磷含量的測(cè)定參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析》中的方法[6]。

1.6 數(shù)據(jù)分析

用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和制圖處理，用SAS 9.0軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同郁閉度林下種植豆科綠肥植物對(duì)土壤pH和含水量的影響

橡膠樹(shù)生長(zhǎng)對(duì)土壤酸堿性有一定要求，正常生長(zhǎng)的pH范圍是4.5～6.5。當(dāng)pH>7.0或<4.0時(shí)，橡膠樹(shù)的根部會(huì)發(fā)霉、腐爛、甚至壞死，80%以上的樹(shù)干凋萎[7]。由圖1可知，不同郁閉度橡膠林下種植豆科綠肥植物有提高林下土壤pH的效應(yīng)，但中郁閉度林種植效應(yīng)沒(méi)有高郁閉度林明顯，但二者均顯著高于其對(duì)照純作林。間作豆科綠肥植物的橡膠林下土壤pH適合橡膠樹(shù)正常生長(zhǎng)。

高郁閉度橡膠林下種植豆科綠肥植物有提高林下土壤含水量的效應(yīng)，顯著高于其對(duì)照，但中郁閉度林種植效應(yīng)與其對(duì)照差異不明顯（圖2）。

2.2 不同郁閉度林下種植豆科綠肥植物對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和氮素含量的影響

土壤有機(jī)質(zhì)是指存在于土壤中的所有含碳的有機(jī)化合物，它主要包括土壤中各種動(dòng)植物殘?bào)w、微生物體及其分解和合成的各種有機(jī)化合物[8]，其含量可以反映土壤肥力水平的高低。由圖3可知，不同郁閉度橡膠林下種植豆科綠肥植物有提高林下土壤有機(jī)質(zhì)含量的效應(yīng)，主要是因?yàn)榉N植綠肥植物可以提高膠園林下生物量，豆科綠肥植物的凋落物大量回歸膠園土壤，致使膠園土壤有機(jī)質(zhì)含量提高。中郁閉度林種植效應(yīng)比高郁閉度林明顯，顯著高于其對(duì)照。

土壤中的全氮含量代表著土壤氮素的總貯量和供氮潛力，與有機(jī)質(zhì)一樣是土壤肥力的主要指標(biāo)之一。堿解氮又叫水解氮，它可供作物近期吸收利用，故又稱(chēng)速效氮，能反映近期土壤的氮素供應(yīng)能力[8]。從圖4和圖5可知，不同郁閉度膠林下種植豆科綠肥植物有提高膠園土壤全氮和堿解氮含量的效應(yīng)，中郁閉度林種植效應(yīng)顯著高于高郁閉度林，二者均顯著高于其對(duì)照。

2.3 不同郁閉度林下種植豆科綠肥植物對(duì)土壤速效磷和速效鉀含量的影響

磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育的主要營(yíng)養(yǎng)元素之一，土壤中的速效磷能為植物吸收利用[8]。因此，速效磷的含量是土壤磷素供應(yīng)的指標(biāo)，了解速效磷的供應(yīng)狀況對(duì)施肥有著直接的指導(dǎo)意義。從圖6可知，不同郁閉度膠林下種植豆科綠肥植物均有提高膠園土壤速效磷含量的效應(yīng)，但中郁閉度林種植效應(yīng)沒(méi)有高郁閉度林明顯，但二者均顯著高于其對(duì)照。

土壤中的水溶性鉀因能很快被植物吸收利用，被稱(chēng)之為速效鉀[8]。從圖7可知，不同郁閉度膠林下種植豆科綠肥植物均有提高膠園土壤速效鉀含量的效應(yīng)，但中郁閉度林種植效應(yīng)沒(méi)有高郁閉度林明顯，但二者均顯著高于其對(duì)照純作林。

3 小結(jié)與討論

林下種植豆科綠肥能較好地解決林業(yè)生產(chǎn)中存在的有機(jī)肥源不足、土壤肥力下降、水土流失、林下資源利用水平低等問(wèn)題。鄭定華等[9]總結(jié)出橡膠林下間作地膽草技術(shù)，研究表明間作地膽草既可提高橡膠林下土地利用率，增加割膠工人收入，也可作為林下覆蓋作物，減少水土流失。韓文斌等[10]對(duì)四川省西充縣納維林娜臍橙園進(jìn)行了3年綠肥間作，結(jié)果表明間作豆科綠肥植物使得柑橘品質(zhì)和土壤養(yǎng)分得到明顯改善。楊瑞青等[11]在桉樹(shù)林下種植豬屎豆能促進(jìn)桉樹(shù)的生長(zhǎng)，更能提高土壤養(yǎng)分含量。

在橡膠園間作一般經(jīng)濟(jì)作物容易導(dǎo)致橡膠和間種作物之間的養(yǎng)分爭(zhēng)奪，過(guò)度消耗土壤養(yǎng)分，加劇土壤退化。賀軍軍等[12]分析間種甘蔗對(duì)膠園生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)幼齡膠園間種甘蔗降低了土壤pH、有機(jī)質(zhì)和土壤養(yǎng)分含量，其中速效鉀含量降低幅度最大，從而對(duì)橡膠樹(shù)增粗有一定的影響。而開(kāi)展橡膠林下間作豆科綠肥植物有保肥保水作用，鄧錫武[13]在橡膠園種植豆科植物葛藤進(jìn)行覆蓋應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)在橡膠小苗中種植葛藤能有效保持水土，改善土壤結(jié)構(gòu)及增加肥力。楊春霞等[14]開(kāi)展40種覆蓋綠肥在云南開(kāi)割橡膠園的表現(xiàn)，除羽葉決明外，其余綠肥對(duì)雨水的最大截留率均高于對(duì)照，說(shuō)明膠園間種豆科綠肥植物可以涵養(yǎng)水源、保持水土。王秀華等[15]研究發(fā)現(xiàn)在橡膠林內(nèi)間作大葉千斤拔可以改變橡膠單一種植結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力，保持土壤水分，改善橡膠林生態(tài)環(huán)境。

本研究在橡膠林下種植豆科綠肥，目的是為了改變目前橡膠的單一種植格局，保持橡膠林的土壤水分和養(yǎng)分，從而改善橡膠林的生態(tài)環(huán)境。試驗(yàn)結(jié)果表明，不同郁閉度橡膠林下種植豆科綠肥植物對(duì)林下土壤pH、含水量、有機(jī)質(zhì)、全氮和堿解氮、速效磷和速效鉀含量的提高有明顯效應(yīng)，這與吳志祥等[16]研究結(jié)果相同。且研究結(jié)果表明中郁閉度林土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和堿解氮含量高于高郁閉度林，其原因?yàn)榱窒麻g作豆科綠肥植物采光較好，枝葉生長(zhǎng)繁茂，固氮作用增強(qiáng)，使土壤中的有機(jī)質(zhì)和相應(yīng)的氮含量升高。

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