桐藥間作對土壤化學特征影響

杜洋文 鄧先珍 李雙龍

摘要：為了解桐藥間作（油桐+玉竹、油桐+黃精、油桐+桔梗、油桐+麥冬、油桐+石蒜）對土壤化學特征影響，采取了測定不同時期土壤全氮、全磷、全鉀、水解性氮、有效磷、速效鉀、有機質(zhì)和 pH 值的方法。結果表明：各套種藥材對土壤化學特征有顯著影響，而套種藥材間也存在顯著差異。套種黃精和桔梗會使土壤氮、磷含量顯著增加，最高達6283%和11180%；套種麥冬和石蒜會使土壤氮、磷、鉀含量都顯著降低；套種桔梗、黃精和玉竹會使有機質(zhì)含量顯著提高，最高達14837%；土壤 pH 值均略有提高。

關鍵詞：套種模式；土壤；化學特征；油桐

中圖分類號：：S727.32；S794.3文獻標識碼：A文章編號：1004-3020（2017）04-0011-06

Effects of Different Intercropping Patterns on Soil Chemical Characters of Vernicia fordii

Du Yangwen（1，2，3，4）Deng Xianzhen（1，2，3，4）Li Shuanglong（5）

（1.Hubei Academy of ForestryWuhan430075；2.Hubei Provincial Engineering Technology Research Center of Woody

OilBearing ForestWuhan430075；3.Hubei Collaborative Innovation Center for Exploiting Characteristic Resources in Dabie

MountainsHuanggang438000；4.Hubei Key Laboratory of NonTimber Forest Germplasm Improvement and Resources

Comprehensive UtilizationWuhan430075；5.Enshi Autonomous Prefecture Forestry Research InstituteEnshi445000）

Abstract： In this paper， in order to understand the effect of the five interplanting patterns （Vernicia fordii+Polygonatum odoratum， V.fordii+P.sibiricum， V.fordii+Lycoris radiata，V.fordii+Ophiopogon japonicas，V.fordii+Platycodon grandiflorus） ， the experiment is to measure soil chemical properties（total N ，total P， total K，hydrolysable N，available P， available K ）. The results showed that the physical and chemical properties were significant difference among different interplanting patterns， it was different the physical and chemical properties among different soil layers of the same interplanting pattern， the overall change trend was alike， but the difference was existence in different growth period. The interplanting pattern “V.fordii+ P.sibiricum Red” and “V.fordii+ Platycodon grandiflorus（Jacq.） A. DC.” could impact significantly on N and P content ， that N content increased mostly by 62.83%， P content by 111.80%.The interplanting patterns “V.fordii+ Lycoris radiata （LHer.）Herb” and “V.fordii+ Ophiopogon japonicas （ Thunb.） KerGawl.” could reduce significantly N P and K content. The pattern “V.fordii+ Platycodon grandiflorus”， “V.fordii+P.sibiricum” and “V.fordii+P.odoratum” could increase significantly soil organic matter content， mostly by 148.37%.The soil pH value was increased by all interplanting patterns.

Key words：intercropping trees with medicinal plants；medicinal plants；chemical characters； Vernicia fordii

油桐（Vernicia fordii）是中國特有的木本油料樹種，主要分布在長江流域及其以南地區(qū)，其中以四川、湖南、湖北和貴州較為集中[1-3]。桐油是世界上最優(yōu)質(zhì)的干性油，是我國重要的油料出口物質(zhì)之一[4]。我國桐油品質(zhì)優(yōu)良，出口產(chǎn)量和質(zhì)量均居世界第一[5]。油桐幼林套種花生能夠顯著改善土壤物理性質(zhì)和提高土壤養(yǎng)分，及促進幼林生長[6]，套種玉米、紅薯和黃豆能顯著促進油桐生長，改善土壤理化特征[7]，相比純林，枝葉氮磷鉀含量降低[8]，但在桐藥套種方面未見報道。油桐造林密度一般為 3 m×4 m～4 m×4 m，成林后林間空隙仍較大，土地利用率不高。針對這一情況，作者開展了油桐林下套種藥材系列試驗研究，本文主要針對套種藥材對土壤理化性質(zhì)的影響研究，篩選出能改善土壤物理性質(zhì)，提高土壤養(yǎng)分的套種模式，擬為油桐林下套種藥材的選擇提供理論依據(jù)。endprint

1材料與方法

1.1試驗材料與方法

試驗地為6 a生油桐成林地，主要為金絲油桐。油桐樹高4～5 m，冠幅3～4 m×3～4 m，株距4～5m，長勢旺盛，林相基本整齊。2014年3月，選擇土壤質(zhì)地相似的5個地塊，分別套種玉竹（Polygonatum odoratum） 、黃精（Polygonatum sibiricum） 、石蒜（Lycoris radiata ） 、麥冬（Ophiopogon japonicas ） 和桔梗（Platycodon grandiflorus）5 種藥材。套種前，2013年冬季人工全墾整地。2014年3月，玉竹、黃精、石蒜和桔梗均采用根莖栽種，麥冬分株栽植。

1.2土樣采集

土壤采樣為“S”形混合法，在每個小區(qū)內(nèi)設 5 個樣點，每個樣點挖 60 cm×60 cm×60 cm 坑，分別在 0～20 cm和20～40 cm剖面分別取1 kg土樣，裝入袋中，做好標記，帶回實驗室，放置在陰涼通風處自然風干，風干后過2 mm篩，以測定土壤全氮、全磷、全鉀、水解性氮、速效磷、有效鉀、有機質(zhì)、pH值等化學性質(zhì)，每個點3次重復。2014年3月（第1次）栽植藥材前取樣一次，后期分別在2014年7月（第2次）、11月（第3次）和2015年4月（第4次）、7月（第5次）和11月（第6次）取樣測定。

1.3指標測定

土壤全氮含量測定時，先將樣本經(jīng)高氯酸-濃硫酸消煮后，用全自動定氮儀測定；土壤全磷含量用酸溶-鉬銻抗比色法測定；土壤全鉀含量用酸溶-火焰光度法測定；土壤水解性氮含量用堿解擴散法測定；土壤有效磷含量采用以鉬銻抗比色法測定；土壤有效鉀的含量用乙酸銨浸提-火焰光度法測定[9]；土壤有機質(zhì)含量用 K2Cr2O7 氧化法測定[10]，土壤 pH 值采用電位法測定（水∶土=1∶5）[11]。

1.4數(shù)據(jù)分析

運用Excel 2003 進行數(shù)據(jù)處理。

2結果與分析

2.1桐藥間作對土壤全氮含量影響

由圖1 可知，5 種藥材對土壤全氮含量曲線變化趨勢基本一致，0～20 cm土層與20～40 cm土層土壤全氮含量變化曲線差異較大。 0～20 cm土層5種藥材在各個階段對土壤全氮含量影響表現(xiàn)為“升-降-升-降-降/升”，20～40 cm土層5種藥材在不同時期對土壤全氮含量影響表現(xiàn)為“升-降-升-升/降-降/升”。

5種藥材對土壤全氮含量影響存在顯著差異。其中 0～20 cm 土層對土壤全氮影響為桔梗>黃精>玉竹>

麥冬>石蒜，分別增長了6283%，2871%，717%，4667%，5260%，20～40 cm土層影響為玉竹>桔梗>黃精>麥冬>石蒜，增長率分別為 8333%，5244%，777%，3033%，5184%?？芍?，種植桔梗和黃精有利于土壤全氮含量提高，種植麥冬和石蒜會導致土壤全氮含量下降。

2.2桐藥間作對土壤全磷含量影響

由圖2可知，5種藥材對土壤全磷含量曲線變化差異較大，其中0～20 cm土層土壤全磷含量變化曲線差異較大，20～40 cm土層土壤全磷含量變化曲線基本一致，差異相對較小。0～20 cm土層土壤全磷含量變化在不同時期表現(xiàn)為“升/降-降-升-降/升-升/降”，20～40 cm土層全磷在不同時期表現(xiàn)為“升-降-升-降-升”。

5種藥材對油桐林下土壤全磷含量影響存在顯著差異。其中0～20 cm土層影響大小分別為桔梗>黃精>麥冬>玉竹>石蒜，增長率分別為11180%，3739%，2388%，3164%，3422%，20～40 cm 土層影響大小分別為桔梗>黃精>玉竹>麥冬>石蒜，增長率分別為9600%，5000%，4709%，3202%，3342%?？芍N植桔梗和黃精會促進土壤全磷含量提高，種植麥冬和石蒜會導致土壤全磷含量下降。

2.3桐藥間作對土壤全鉀含量影響

由圖3 可知，各藥材對土壤全鉀含量曲線變化基本一致，0～20 cm土層與20～40 cm土層全鉀含量變化曲線存在一定差異，主要差異表現(xiàn)在第2年的4月到7月、再到11月兩個時期。0～20 cm土層土壤全鉀含量變化總體表現(xiàn)為“升-升-升-降-降”，20～40 cm土層土壤全鉀含量總體表現(xiàn)為“升-升-降-升-降”。

各藥材對油桐林下土壤全鉀含量影響存在顯著差異。其中0～20 cm土層影響大小分別為黃精>桔梗>玉竹>石蒜>麥冬，增長率分別為114%，3380%，3851%，6952%，7888%，20～40 cm土層影響大小分別為黃精>桔梗>玉竹>麥冬>石蒜，增長率分別為747%，4420%，4751%，5645%，7307%?？芍?，種植黃精、桔梗、玉竹、石蒜和麥冬會導致土壤全鉀含量下降。

2.4桐藥間作對土壤水解性氮含量影響

由圖4可知，各藥材對土壤水解性氮含量曲線變化基本一致。0～20 cm土層土壤水解性氮含量變化表現(xiàn)為“升-降-升-降-升”，20～40 cm土層土壤水解性氮含量表現(xiàn)為“升-降-升-降-升”。

各藥材對油桐林下土壤水解性氮含量影響存在顯著差異。其中0～20 cm土層影響大小分別為石蒜>桔梗>黃精>玉竹>麥冬，增長率分別為2609%，2347%，1277%，1720%，1802%，20～40 cm土層影響大小分別為玉竹>桔梗>黃精>麥冬>石蒜，增長率分別為4274%，3106%，314%，2156%，3868%。

可知，油桐林下種植黃精和桔梗能促進土壤水解性氮含量提高，種植麥冬會導致土壤水解性氮含量下降。

2.5桐藥間作對土壤有效磷含量影響

由圖5可知，各藥材對土壤有效磷含量變化基本一致，不同土層有效磷含量存在差異。0～20 cm土層土壤有效磷含量總體表現(xiàn)為“升-降-升-降-升”，20～40 cm土層土壤有效磷含量總體表現(xiàn)為“降-降-升-降-升”。endprint

各藥材對油桐林下土壤有效磷含量影響存在一定差異。其中0～20 cm土層影響大小分別為桔梗>黃精>麥冬>玉竹>石蒜，增長率分別為43788%，31411%，1688%，3181%，5202%，20～40 cm土層影響大小為黃精>桔梗>麥冬>玉竹>石蒜，增長率分別為29973%，19920%，5653%，5711%，6878%?？芍?，種植桔梗和黃精能促進土壤有效磷含量提高，種植麥冬、玉竹和石蒜會導致土壤有效磷含量降低。

2.6桐藥間作對土壤速效鉀含量影響

由圖6可知，5種藥材對土壤速效鉀含量曲線變化基本一致，0～20 cm土層與20～40 cm土層間在相同時期速效鉀含量變化趨勢不同。0～20 cm土層土壤速效鉀含量變化總體表現(xiàn)為“升-降-升-升-降”，桔梗與其他4種藥材在各個時期差異較大。20～40 cm土層速效鉀含量表現(xiàn)為“降-升-降-升-降”。

5種藥材對油桐林下土壤速效鉀含量影響存在一定差異。其中0～20 cm土層影響大小為黃精>石蒜>玉竹>麥冬>桔梗，增長率分別為5400%，915%，539%，2857%，4455%，20～40 cm土層影響大小為玉竹>麥冬>桔梗>黃精>石蒜，增長率分別為214%，1518%，3271%，3870%，4522%?？芍?，種植黃精和石蒜能使0～20cm速效鉀含量提高，20～40 cm速效鉀含量降低，種植麥冬和桔梗會使速效鉀含量降低。

2.7桐藥間作對土壤有機質(zhì)含量影響

由圖7可知，5種藥材對土壤有機質(zhì)含量曲線變化存在一定差異，0～20 cm土層與20～40 cm土層土壤有機質(zhì)變化曲線也存在一定差異。0～20 cm土層有機質(zhì)含量變化表現(xiàn)為“升-降-升-降-降”，20～40 cm土層有機質(zhì)含量變化表現(xiàn)為“升-降-升-升-降”。

5種藥材對林下土壤有機質(zhì)含量影響存在一定差異。其中0～20 cm土層影響為桔梗>黃精>玉竹>麥冬>石蒜，長率分別為10885%，9043%，3032%，2723%，4291%，20～40 cm土層影響為桔梗>玉竹>黃精>石蒜>麥冬，增長率分別為14837%，11836%，5048%，3039%，1784%?？芍N植桔梗和黃精能顯著提高土壤有機質(zhì)含量，種植麥冬和石蒜會導致土壤有機質(zhì)含量降低。

2.8桐藥間作對土壤pH值影響

由圖8可知，5種藥材對土壤pH值含量曲線變化基本一致，0～20 cm土層與20～40 cm土層pH值總體變化趨勢表現(xiàn)為由低到高，同種藥材不同土層pH值含量在各個時期變化相同。0～20 cm土層土壤pH值變化表現(xiàn)為“升-升-降-降-升”，20～40 cm土層土壤pH值變化表現(xiàn)為“升-升-降-升-升”。

5種藥材對油桐林下土壤pH含量影響不明顯。其中0～20 cm土層影響大小分別為石蒜>玉竹>麥冬>黃精>桔梗，增長率分別為2872%，2532%，2041%，1962%，1492%，20～40 cm土層影響大小分別為桔梗>石蒜>麥冬>玉竹>黃精，增長率分別為2519%，2253%，2242%，2091%，1537%?？芍N植桔梗、黃精、麥冬、石蒜和玉竹會使土壤pH含量提高。

3結論與討論

套種黃精和桔梗會使土壤氮、磷含量顯著增加。其中全氮增加777%～6283%、全磷3739%～11180%、水解性氮314%～3106%和有效磷19920%～43788%。氮素大小主要取決于土壤有機質(zhì)的積累和分解[12]，土壤有機質(zhì)對土壤有效養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化具有重要作用，是衡量土壤肥力高低的重要指標之一[13]。試驗表明套種桔梗和黃精能顯著提高土壤有機質(zhì)含量，分別達14837%和11836%，與套種黃精和桔梗能顯著增加土壤氮、磷含量結論相符。土壤磷素主要來源之一是動植物殘體的礦化[14]，桔梗到秋季地上部分開始落葉枯死，枝葉殘體腐爛分解進入土壤，這可能也是磷含量增加原因之一。

套種麥冬和石蒜會使土壤氮磷鉀含量顯著降低，其中全氮降低4667%～5260%、全磷降低2388%～3422%、全鉀降低5645%～7888%、水解性氮降低1802%～2156%和有效磷降低1688%～6878%、速效鉀降低539%～4522%。五種套種模式對20～40 cm土層土壤鉀素含量都表現(xiàn)為降低，各套種藥材對土壤全鉀含量影響大小為石蒜（7307%）>麥冬（5645%）>玉竹（4751%）>桔梗（4420%）>黃精（747%）。而套種黃精和石蒜在0～20 cm土層鉀含量略有增加，這可能和植物落葉和殘枝在土壤表層，為表層土壤鉀素增加提供了來源，而其他套種藥材吸收利用鉀含量大于外界提供的鉀素含量，使整體鉀含量降低。

綜合可知，各套種藥材對土壤化學特征有顯著影響，而套種藥材間也存在顯著差異。套種黃精和桔梗會使土壤氮、磷含量顯著增加，最大達6283%和11180%；套種麥冬和石蒜會使土壤氮、磷、鉀含量都顯著降低；套種桔梗、黃精和玉竹會使有機質(zhì)含量顯著提高，最高達14837%；土壤pH值均略有提高。

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（責任編輯：夏劍萍）endprint