配方施肥對(duì)鳳慶紅花油茶幼林林分土壤的影響*

李甜江，胡志芳，戴益源，唐恒，楊延峰

(1.云南省林業(yè)科學(xué)院，云南 昆明650201；2.昭通市農(nóng)業(yè)局，云南 昭通657000)

鳳慶紅花油茶(Camelliareticulata‘Fengqing’)為山茶科(Theaceae)山茶屬(Camellia)植物，屬于騰沖紅花油茶(CamelliareticulataLindl.)種群。其多為單瓣花類型，花成果率高、種仁含油率高、油質(zhì)好[1]。2008年中國科學(xué)院昆明植物研究所及日本專家曾2次到鳳慶，對(duì)鳳慶野生紅花油茶進(jìn)行調(diào)查、采種，并選定50株油茶作為優(yōu)質(zhì)母樹。檢測數(shù)據(jù)顯示，鳳慶紅花油茶與其它地方的油茶相比，具有粒大飽滿、含油量高的特點(diǎn)。其適宜海拔為1 900-2 500m，主要分布在鳳慶縣洛黨鎮(zhèn)瓊岳村、箐頭村、鼎新村、萬峰村以及詩禮鄉(xiāng)、魯史鎮(zhèn)、大寺鄉(xiāng)、勐佑鎮(zhèn)、小灣鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，分布面積約3 333.33hm2。除20世紀(jì)70年代在勐佑鎮(zhèn)開展人工種植6.67hm2鳳慶紅花油茶外，其余均為野生自然生長型。2010年，鳳慶縣規(guī)劃發(fā)展紅花油茶2.99×104hm2，是云南省重點(diǎn)發(fā)展紅花油茶的縣之一，地塊選擇在海拔1 900-2 300m的中低產(chǎn)林地和宜林荒山。而多數(shù)中低產(chǎn)林地和宜林荒山的林分土壤養(yǎng)分不良，不能很好地為鳳慶紅花油茶供給所需營養(yǎng)。從而，土壤肥力狀況成為了影響鳳慶紅花油茶發(fā)展的關(guān)鍵因子。

土壤養(yǎng)分是林木生長發(fā)育所必需的物質(zhì)基礎(chǔ)[2]。土壤有機(jī)質(zhì)、土壤pH值以及土壤含水量、土壤容重、土壤孔隙度的多少均對(duì)提高土壤肥力具有重要的作用[2-3]。不同的施肥種類和施肥水平對(duì)土壤養(yǎng)分的影響效果大不相同[4-13]，而施肥是改變土壤肥力狀況的最直接的方法，通過施肥可以有效改善貧瘠土壤的肥力狀況，提高土壤養(yǎng)分有效性。

因此，本研究針對(duì)云南高山區(qū)鳳慶紅花油茶大面積產(chǎn)量低、質(zhì)量差的現(xiàn)狀，基于土壤養(yǎng)分肥力狀況是影響油茶生長發(fā)育的主導(dǎo)因子之一，布設(shè)了NP、PK、NK、NPK和對(duì)照CK 5組施肥試驗(yàn)，研究鳳慶紅花油茶幼林林下耕作層土壤理化性質(zhì)對(duì)配方施肥的響應(yīng)，探討提高鳳慶紅花油茶幼林林分土壤利用率的施肥種類和劑量，為鳳慶大力發(fā)展紅花油茶產(chǎn)業(yè)提供有力的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于云南省臨滄市鳳慶縣鳳山鎮(zhèn)安石村油茶基地。鳳慶縣地處臨滄地區(qū)西北部，地理位置為24°13′-25°03′N、99°31′-100°13′E；位于滇西縱谷南部，境內(nèi)群山連綿，山川相間；屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，具有雨熱同季和干涼同季的特點(diǎn)，氣候溫和，日照充足，冬暖夏涼，雨量集中，干濕分明，年平均氣溫16.7℃；全縣地表徑流量20.22×108m3，平均年產(chǎn)地下水6.18×108m3，境內(nèi)地?zé)嶝S富；森林以針葉林和闊葉林為主[14]。

1.2 研究材料

以云南鳳慶紅花油茶為研究對(duì)象，其屬于騰沖紅花油茶品系。施肥試驗(yàn)于2012年2月底進(jìn)行，施肥對(duì)象為4年的油茶幼林，均于2010年8月定植，定植時(shí)幼苗為2年生嫁接苗。

1.3 研究方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

借鑒多位學(xué)者的油茶施肥數(shù)據(jù)[15-17]以及肥料所含的氮磷鉀有效成分確定施肥水平范圍為：尿素(含氮量46%)25g/株，過磷酸鈣(含磷量12%)50g/株，硫酸鉀(含鉀量50%)25g/株。共設(shè)NP、PK、NK、NPK和對(duì)照CK 5組試驗(yàn)，施肥水平見表1。每組施肥處理小區(qū)鳳慶紅花油茶9株，每組處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，另設(shè)1個(gè)對(duì)照組，共135株，各處理在田間隨機(jī)排列。

表1 施肥試驗(yàn)方案

1.3.2 施肥方法

在進(jìn)行施肥試驗(yàn)之前對(duì)林地進(jìn)行清理和墾復(fù)。按照紅花油茶的常規(guī)施肥方法，采用環(huán)狀溝施，即沿樹兜外側(cè)10cm左右挖一條大約深15cm，寬15cm的環(huán)形溝，將肥料拌勻后均勻撒入溝內(nèi)并蓋土扒平。

1.3.3 取樣與測定

考慮到施肥后肥效發(fā)揮作用需要一段時(shí)間和油茶營養(yǎng)生長會(huì)消耗土壤中養(yǎng)分，施肥試驗(yàn)分別于油茶幼林完成抽梢期5月底和營養(yǎng)生長緩慢期11月底各取土樣1次。由于短周期內(nèi)土壤養(yǎng)分對(duì)配方施肥的響應(yīng)主要表現(xiàn)在耕作層，因此土壤樣品在油茶幼林植株根部外側(cè)10cm左右，15cm深度的土壤剖面采集，土樣采取相同處理混合取樣的方法。土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后各指標(biāo)采用常規(guī)理化方法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 配方施肥后鳳慶紅花油茶林下土壤化學(xué)性質(zhì)變化

2.1.1 土壤中有機(jī)質(zhì)含量變化

配方施肥后鳳慶紅花油茶林下土壤中有機(jī)質(zhì)含量變化見圖1。

圖1 不同處理耕作層土壤有機(jī)質(zhì)的變化

由圖1可知，隨著鳳慶紅花油茶幼林營養(yǎng)生長過程中逐步吸收土壤中的養(yǎng)分，土壤中有機(jī)質(zhì)的含量出現(xiàn)了不同程度的下降。其中對(duì)照組下降最快，下降了11.81%，施肥處理組NP、NK、PK、NPK分別下降5.84%、9.47%、8.46%、10.05%。

2.1.2 土壤pH值的變化

由圖2可知，通過對(duì)試驗(yàn)地2012年5月和11月土壤pH值檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各處理組的pH值均出現(xiàn)一定程度的上升。2012年11月NP、NK、PK、NPK處理組的pH值分別為4.84、4.89、4.88、4.87，對(duì)照組為4.78，比5月時(shí)的pH值分別上升了0.37、0.25、0.71、0.45和0.74，各處理組之間pH值變化差異不顯著。

圖2 不同處理耕作層土壤pH值的變化

2.1.3 土壤養(yǎng)分變化

5月各施肥處理組全氮含量為0.16%-0.28%，對(duì)照組為0.15%。全磷含量為0.03%-0.04%，對(duì)照組為0.03%。全鉀含量為0.93%-1.98%，對(duì)照組為0.88%。11月各施肥處理組全氮含量為0.11%-0.21%，對(duì)照組為0.13%。全磷含量為0.02%-0.03%，對(duì)照組為0.03%。全鉀含量為0.87%-1.66%，對(duì)照組為0.82%。對(duì)照組全量養(yǎng)分含量總體比施肥組的都低，11月與5月相比各處理組土壤養(yǎng)分均有所下降。從總體情況來看，全氮含量和全鉀含量供應(yīng)水平中等，而全磷含量供應(yīng)不足。

2.2 配方施肥后鳳慶紅花油茶林下土壤物理性質(zhì)變化

2.2.1 對(duì)土壤含水量的影響

由圖3可知，5月份各處理組土壤含水量為31.09%-34.96%，11月各處理組土壤含水量為36.39%-39.64%，表明各處理組土壤的保水性和通氣性都相對(duì)良好。鳳慶紅花油茶根部土壤的含水量隨施肥處理的差異而發(fā)生變化，施肥處理組NP、NK、PK、NPK的土壤含水量的增加率均高于對(duì)照處理組(8.62%)，表明施肥后改善了土壤結(jié)構(gòu)和增大滲透性的作用，使土壤接收更多的降水，增加了土壤蓄水量。其中NPK處理組的土壤含水量增加最多，達(dá)到17.06%，其次是NK處理組含水量增加了15.71%，NP和PK處理組土壤含水量增加率分別是11.67%和10.25%，說明在同等耕作條件下不同施肥配方對(duì)土壤物理性狀的改善情況有所不同，以氮磷鉀3種肥料配施最好。

圖3 不同處理耕作層土壤含水量變化

2.2.2 對(duì)土壤容重的影響

配方施肥后鳳慶紅花油茶林下土壤中土壤容重變化見圖4。

圖4 不同處理耕作層土壤容重變化

由圖4可知，5月份施肥處理組NP、NK、PK、NPK的土壤容重分別為0.98g/cm3、1.06g/cm3、0.98g/cm3、1.02g/cm3，11月份各個(gè)施肥處理組土壤容重分別下降為0.89g/cm3、0.92g/cm3、0.84g/cm3、0.95g/cm3，下降了0.07-0.14g/cm3。施肥處理組下降幅度都不大，相比之下對(duì)照處理組下降最小，僅0.04g/cm3。說明施肥可以改善土壤結(jié)構(gòu)和土壤質(zhì)地，會(huì)在一定程度上導(dǎo)致土壤容重下降。各處理組土壤容重5月份大致在0.84-1.06g/cm3，11月各處理組土壤容重大致在0.80-0.89g/cm3，表明耕作層的土壤容重都比較小，該層土壤比較疏松。

2.2.3 對(duì)土壤孔隙度的影響

由圖5可知，不同處理組土壤的總孔隙度隨著鳳慶紅花油茶的生長都出現(xiàn)了不同程度的增大，但各施肥處理組的總孔隙度增大幅度要大于對(duì)照組。施肥處理組NP、NK、PK、NPK總孔隙度分別增加了2.81%、5.59%、5.81%、7.46%，對(duì)照組僅增加了1.83%。表明通過施肥處理改善了土壤的結(jié)構(gòu)，因而也就改善了土壤的孔隙狀況，使土壤處于好氣條件下，促進(jìn)微生物分解有機(jī)質(zhì)活動(dòng)、促使養(yǎng)分釋放，也促進(jìn)了鳳慶紅花油茶根系生長，反過來又促使土壤總孔隙度也發(fā)生變化。

圖5 不同處理耕作層土壤總孔隙度變化

3 結(jié)論與討論

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤固相的一個(gè)重要組成部分，是林木營養(yǎng)的一個(gè)重要來源，土壤中有機(jī)質(zhì)的多少影響著土壤一系列化學(xué)的、物理的、生物的性質(zhì)，有機(jī)質(zhì)對(duì)于提高土壤肥力具有重要的作用[18]。通過土壤檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)本研究所選取的試驗(yàn)地有機(jī)質(zhì)含量非常豐富，同時(shí)隨著鳳慶紅花油茶的生長各處理組的有機(jī)質(zhì)含量出現(xiàn)了不同程度的下降，但差異不明顯。有機(jī)質(zhì)含量下降一方面是由于植物生長消耗吸收了部分養(yǎng)分，另一方面是由于養(yǎng)分淋失、養(yǎng)分下移導(dǎo)致的。同時(shí)試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)施肥處理組有機(jī)質(zhì)含量總體比對(duì)照組下降幅度小，可能是因?yàn)槭┓士纱龠M(jìn)土壤中微生物活動(dòng)，而微生物活動(dòng)加速有機(jī)質(zhì)分解為腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)可以提高土壤的保肥能力，不致使土壤由于施肥原因而引起土壤環(huán)境的劇烈變化。土壤pH值對(duì)土壤養(yǎng)分有效性有較大的影響，是表征土壤基本性質(zhì)的重要指標(biāo)之一。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)期間(2012年5-11月)，鳳慶紅花油茶幼林林下土壤pH值均出現(xiàn)上升趨勢，對(duì)照組上升幅度相對(duì)最大，11月施肥處理組pH值為4.84-4.89，組別之間差異不大。

綜合土壤全量養(yǎng)分和速效養(yǎng)分來看，本試驗(yàn)土壤中氮素、鉀素供應(yīng)水平較高或中等，而土壤中速效磷含量有時(shí)與全磷量并不相關(guān)。因?yàn)橛袡C(jī)質(zhì)具有活化磷的作用，所以在全磷量供應(yīng)水平嚴(yán)重不足的情況下，各施肥處理組的速效磷在5月以前供應(yīng)水平大于10mg/kg，沒有施用磷肥的NK處理組除外，這個(gè)水平還能基本維持作物的正常生長。11月數(shù)據(jù)與5月相比，土壤各養(yǎng)分均有所下降，而速效磷的下降幅度最大，處理組之間又以NPK組的各種養(yǎng)分含量下降幅度最大，說明該組養(yǎng)分利用和轉(zhuǎn)化效率較高。土壤速效磷含量是衡量土壤磷素供應(yīng)狀況的較好指標(biāo)。當(dāng)速效磷含量在10-15mg/kg時(shí)，一般林木均能正常生長，當(dāng)速效磷含量低于2mg/kg時(shí)，林木常常會(huì)出現(xiàn)缺磷現(xiàn)象[2]。土壤速效鉀是土壤鉀素的現(xiàn)實(shí)供應(yīng)指標(biāo)。當(dāng)速效鉀含量在100mg/kg以上時(shí)，表示供應(yīng)水平較高，低于50mg/kg表示速效鉀供應(yīng)水平較低[2]。

土壤水是土壤肥力因素中最活躍的部分，直接影響土壤通氣狀況、熱量狀況、微生物活動(dòng)、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化等方面[2]。本試驗(yàn)施肥后鳳慶紅花油茶生長的土壤含水量和總孔隙度上升，土壤容重下降。2次土壤檢測結(jié)果顯示，土壤含水量出現(xiàn)上升，同時(shí)施肥處理組土壤含水量增加率均高于對(duì)照組，其中又以NPK組的增加率最高。土壤容重出現(xiàn)下降趨勢，施肥處理組下降了0.07-0.14g/cm3，對(duì)照組僅下降0.04g/cm3，各處理組土壤容重為0.80-0.89g/cm3，表明耕作層土壤疏松。土壤總孔隙度也出現(xiàn)了不同程度的上升，施肥處理組的總孔隙度增大幅度均大于對(duì)照組，施肥處理組的總孔隙度在60%以上。一方面是因?yàn)閷?duì)油茶根部土壤有人為松動(dòng)影響，在進(jìn)行施肥試驗(yàn)之前曾對(duì)林地進(jìn)行過清理和墾復(fù)，而土壤樣品都是取自油茶根部林下耕作層15cm處；另一方面是得益于土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，土層中腐殖質(zhì)較多，使得耕作層土壤比較疏松。綜合以上結(jié)果顯示，鳳慶紅花油茶幼林耕作層土壤含水量、土壤容重、總孔隙度都在一個(gè)適中范圍，表明土壤的保水性和通氣性良好。

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