膠園間種咖啡對土壤養(yǎng)分的影響

劉小瓊 李守嶺 張麗萍 王應(yīng)清 戴余波 李國明 胡永亮 李金濤

摘 要 研究膠園連續(xù)間作咖啡對膠園土壤養(yǎng)分狀況的影響，為膠園進行合理高效的施肥管理提供科學(xué)的理論依據(jù)。通過對云南省德宏墾區(qū)瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場3個膠園11年連續(xù)間作咖啡的試驗，研究對膠園土壤中養(yǎng)分狀況的影響。試驗結(jié)果表明，連續(xù)間種咖啡降低了膠園土壤有機質(zhì)、堿解氮、全氮以及全鉀的含量，增加了膠園土壤速效磷含量和pH值，與不間種相比有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、全磷、全鉀含量以及pH值具有顯著差異。因此，生產(chǎn)中應(yīng)該根據(jù)膠園土壤狀況，及時調(diào)整施肥方案，追加所需要的氮肥和鉀肥。

關(guān)鍵詞 膠園間作 ；咖啡 ；土壤養(yǎng)分 ；德宏墾區(qū)

中圖分類號 S571.2 文獻標(biāo)識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2018.01.001

Abstract The effect of intercropping coffee on rubber soil nutrient was analyzed， and to provide the scientific basis for the efficient fertilization management. The continuous intercropping experiment was carried out in Ruili Farm， Yingjiang Farm and Zhefang Farm. The content of organic matter， alkaline nitrogen， total nitrogen and total potassium were decreased， however， the available phosphorus content， pH value were increased after intercropping 11 years of coffee. The content of organic matter， alkaline nitrogen， available phosphorus， total phosphorus， total potassium and pH value were significant different from the rubber plantation with no intercropping coffee. According to the condition of rubber plantation soil， the fertilization plan must be timely adjusted， the nitrogen fertilizer and potash fertilizer were necessary.

Keywords intercropping of rubber plantation ； coffee ； soil nutrients ； Dehong reclamation area

云南省德宏州是中國橡膠母樹的故鄉(xiāng)，具有悠久的植膠歷史，其地理位置處于北緯23.88～24.80°、東經(jīng)97.60～98.33°，屬南亞熱帶半濕潤季風(fēng)氣候，適合橡膠樹生長。自20世紀50年代，大面積植膠以來，至今德宏州橡膠種植面積已達9 840 hm2。我國膠園間種始于20世紀50年代，經(jīng)本世紀的發(fā)展，其理論依據(jù)和實踐研究模式得到了較快的發(fā)展和推廣。目前，德宏州主要以橡膠—咖啡、橡膠—茶葉的膠園間種模式為主，其中以咖啡間種面積最大，是我國橡膠—咖啡間種主產(chǎn)區(qū)之一[1]。在幼齡膠園間作胡椒、草豆蔻、砂仁、生姜、甘蔗等作物對土壤養(yǎng)分影響的研究較多[2-4]，然而對膠園連續(xù)間作咖啡超過5年對土壤養(yǎng)分狀況影響的研究較少。本文對連續(xù)間作咖啡11年的膠園土壤養(yǎng)分狀況進行研究，分析膠園間種咖啡對土壤養(yǎng)分含量的作用規(guī)律，為膠園間種咖啡提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論支持，從而為膠園進行合理高效地施肥管理提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗在云南省德宏州瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場膠園進行，膠園于2003年定植，橡膠品種為云研77-4，種植形式為寬行密株，橡膠株距2.5 m，行距12～14 m。從2003年定植橡膠樹后，一直在橡膠行內(nèi)間作咖啡，咖啡距橡膠樹2～3 m，咖啡株行距為1 m×2 m。橡膠樹和咖啡均按常規(guī)施肥方式進行。常規(guī)施肥方式：橡膠樹每株年施有機肥2次共20 kg以上，尿素3次共0.6 kg，過磷酸鈣2次共0.4 kg，硫酸鉀或氯化鉀1次0.2 kg，硫酸鎂1次0.15 kg，尿素在5～8月份施完，其它肥料在9～10月份施用?？Х葮涿磕昴觐^施有機肥、磷肥1次，有機肥每株5 kg，磷肥每株0.1 kg，兩者混勻后沿樹冠外挖寬20 cm、深30 cm的一條溝，施后蓋土。每年旱季澆水肥2～3次；每年追施尿素共0.2 kg/株，于5月、7月、8月、9月分4次追肥；年追復(fù)合肥0.2 kg/株，于6月、8月、9月、10月分4次完成追肥；年施硫酸鉀肥0.3 kg/株，于5月、7月、8月、9月分4次完成追肥。每次追肥均沿樹冠外挖淺坑撒施，施后蓋土。

1.2 采樣及樣品分析測定方法

選取云南省德宏州瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場連續(xù)間種咖啡11年的3處膠園作為采樣地，并在對應(yīng)樣地附近選非間作膠園為對照。土樣采集時避開施肥穴，采層深度為0～20 cm，每個樣地設(shè)置3個重復(fù)，每個樣地采6個混合土樣，分別是間種行3個土樣，非間種行3個土樣（對照樣品）。為了保證土壤樣品的代表性，每個土壤樣品均隨機采集6～20個點進行混合，后采用四分法分選1 kg左右的土樣帶回實驗室。將帶回實驗室的土壤樣品去除殘根石子等雜質(zhì)，攤成薄薄的一層，放置于室內(nèi)桌面通風(fēng)處陰干、碾細，過20目、60目、100目篩后，保存于密封塑料袋中供分析檢測用[5-6]。

對土壤樣品分別測定有機質(zhì)、堿解氮、全氮、有效磷、全磷、全鉀、pH 7項養(yǎng)分指標(biāo)，土壤有機質(zhì)測定采用重鉻酸鉀溶解法—外加熱法[7]；堿解氮采用堿解擴散法[8]；全氮采用半微量凱氏法[9]；有效磷采用NH4F-HCL法[10]；全磷采用NaOH熔融-鉬銻抗比色法[11]；全鉀采用NaOH熔融-火焰光度計法[12]；pH采用電位法[13]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用Excel及SPSS 20.0 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地區(qū)橡膠園間種咖啡對土壤有機質(zhì)含量的影響

所選瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場3處連續(xù)間種咖啡11年的膠園土壤有機質(zhì)的變化情況如圖1所示。瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場3個膠園土壤有機質(zhì)含量較不間種均下降，下降幅度分別為2%、5%、10%。對3個膠園間種土壤與不間種土壤進行了獨立樣本t檢驗，結(jié)果如表1～3所示。表1～3表明，3個膠園間種土壤有機質(zhì)含量與不間種相比具有極顯著差異（P<0.01）。

試驗結(jié)果表明，連續(xù)間種咖啡11年后顯著降低了膠園土壤有機質(zhì)含量，而土壤有機質(zhì)在一定含量范圍內(nèi)與土壤肥力呈正相關(guān)，說明長期間種咖啡降低了土壤肥力。

2.2 不同地區(qū)橡膠園間種咖啡對土壤堿解氮含量的影響

所選瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場間種咖啡橡膠園的土壤堿解氮變化情況如圖2所示。瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場3個膠園連續(xù)間種咖啡11年后的土壤堿解氮含量較不間種均下降，下降幅度分別為3%、7%、14%。對3個膠園間種土壤與不間種土壤堿解氮含量進行了獨立樣本t檢驗，結(jié)果如表1～3所示。表1～3表明，3個膠園間種土壤堿解氮含量與不間種相比具有極顯著差異（P<0.01）。

試驗結(jié)果表明連續(xù)間種咖啡11年后極顯著降低了膠園土壤堿解氮含量，而土壤堿解氮是土壤氮元素的主要來源，是土壤所提供的植物生活所必需的易被作物吸收利用的氮營養(yǎng)元素，能夠較靈敏地反映土壤氮素動態(tài)和供氮水平，是土壤氮素肥力的重要指標(biāo)，因此說明長期間種咖啡降低了土壤供氮水平。

2.3 不同地區(qū)橡膠園間種咖啡對土壤全氮含量的影響

所選瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場間種咖啡橡膠園的土壤全氮的變化情況如圖3所示。瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場3個膠園間種咖啡11年后的土壤全氮含量較不間種均下降，下降幅度分別為10%、55%、20%。對3個膠園間種與不間種土壤全氮含量進行了獨立樣本t檢驗，結(jié)果如表1～3所示。表1表明，瑞麗農(nóng)場膠園間種土壤全氮含量與不間種相比差異性不顯著（P>0.05），表2～3表明，盈江、遮放農(nóng)場膠園間種土壤全氮含量與不間種相比差異性極顯著（P<0.01）。

試驗結(jié)果表明，連續(xù)間種咖啡11年后降低了膠園土壤全氮含量，而作物的氮素大多來自土壤，全氮含量常用于衡量土壤氮素的基礎(chǔ)肥力，說明長期間種咖啡降低了土壤氮素的基礎(chǔ)肥力。

2.4 不同地區(qū)橡膠園間種咖啡對土壤速效磷含量的影響

所選瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場間種咖啡橡膠園的土壤速效磷的變化情況如圖4所示。瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場3個膠園間種咖啡11年后的土壤速效磷含量較不間種均增加，增加幅度分別為1%、9%、129%。對3個膠園間種與不間種土壤速效磷含量進行了獨立樣本t檢驗，結(jié)果如表1～3所示。表1～表3表明，3個膠園間種土壤速效磷含量與不間種相比差異性顯著（P<0.05）。

試驗結(jié)果表明，連續(xù)間種咖啡11年后增加了膠園土壤速效磷含量，土壤速效磷是指能被植物直接吸收和利用的無機磷（IP）或者小分子有機磷（Org-P），是評價土壤磷素供磷能力的重要指標(biāo)，說明長期間種咖啡增加了土壤的供磷能力。

2.5 不同地區(qū)橡膠園間種咖啡對土壤全磷含量的影響

所選瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場間種咖啡橡膠園土壤全磷變化情況如圖5所示。瑞麗農(nóng)場膠園間種咖啡11年后的土壤全磷含量較不間種增加90%，盈江農(nóng)場間種膠園的土壤全磷含量較不間種增加1%，遮放農(nóng)場間種膠園的土壤全磷含量較不間種下降2%。李娟等[14-15]研究表明，成齡膠園間種薯類作物（芋頭、紅薯、紫薯、馬鈴薯）和姜科作物（生姜、草豆蔻、砂仁）都降低了土壤全磷含量，而李云等[16]研究表明，油茶幼林間種大豆提高了土壤全磷含量。說明間種作物、土壤類型、間種管理的不同對膠園土壤全磷的影響不同。

對3個膠園間種與不間種土壤全磷含量進行了獨立樣本t檢驗，結(jié)果如表1～3所示。表1表明，瑞麗農(nóng)場膠園間種土壤全磷含量與不間種相比差異顯著（P<0.05）。表2～3表明，盈江農(nóng)場和遮放農(nóng)場膠園間種土壤全磷含量與不間種相比差異不顯著（P>0.05）。

2.6 不同地區(qū)橡膠園間種咖啡對土壤全鉀含量的影響

所選瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場間種咖啡橡膠園土壤全鉀含量的變化情況如圖6所示。瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場3個膠園間種咖啡11年后土壤全鉀含量較不間種均下降，下降幅度分別為81%、36%、15%。對3個膠園間種與不間種土壤全鉀含量進行了獨立樣本t檢驗，結(jié)果如表1～3所示。表1～3表明，3個膠園間種土壤全鉀含量與不間種相比具有顯著差異（P<0.05）。

試驗結(jié)果表明，連續(xù)間種咖啡11年后顯著降低了膠園土壤全鉀含量，而土壤全鉀是植物主要的營養(yǎng)元素，能夠促進植物光合作用，是重要的作物產(chǎn)量影響指標(biāo)，也是指導(dǎo)農(nóng)業(yè)科學(xué)施肥的重要指標(biāo)，因此在長期間種咖啡的膠園應(yīng)及時補充鉀肥。

2.7 不同地區(qū)橡膠園間種咖啡對土壤pH值含量的影響

所選瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場間種咖啡橡膠園土壤pH值的變化情況如圖7所示。瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場3個膠園間種咖啡11年后土壤pH值較不間種均增加，增加幅度分別為8%、0.9%、4%。對3個膠園間種與不間種土壤pH值進行了獨立樣本t檢驗，結(jié)果如表1～3所示。表1～3表明，3個膠園間種土壤pH值與不間種相比具有顯著差異（P<0.05）。

3 討論與結(jié)論

膠園間種通過物種間生態(tài)互補效應(yīng)，減少水土流失，充分利用水肥光熱資源，提高了系統(tǒng)生產(chǎn)力。膠園間種對解決橡膠樹非生產(chǎn)期的經(jīng)濟收入、抗蟲害穩(wěn)產(chǎn)量、土地資源高效利用等問題發(fā)揮著重要的作用。因咖啡與橡膠樹是既不爭奪氣候資源，又能適應(yīng)橡膠樹林間環(huán)境的亞陽性小型灌木作物，膠咖間種成為德宏地區(qū)主要間作模式。膠咖間種相比橡膠單種明顯提升了膠園的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益，以德宏墾區(qū)為例，增加了土地利用率30%～57%，增加了每畝土地產(chǎn)值782.46～932.00元[17]，提高了農(nóng)民收入，解決了富余勞動力就業(yè)問題。

對德宏州瑞麗農(nóng)場、盈江農(nóng)場、遮放農(nóng)場3個間種咖啡膠園的養(yǎng)分含量變化情況的研究表明，連續(xù)間種咖啡11年對膠園土壤養(yǎng)分含量不同程度的影響。長期間種咖啡降低了膠園土壤有機質(zhì)、堿解氮、全氮以及全鉀的含量，增加了膠園土壤速效磷含量和pH值，而對膠園土壤全磷含量的影響沒有統(tǒng)一的增加或者降低，與不間種相比有機質(zhì)、堿解氮、速效磷、全磷、全鉀含量以及pH值具有顯著差異。長期間種咖啡增加了膠園土壤的供磷能力，降低了膠園土壤的供氮水平，減少了膠園土壤中的氮營養(yǎng)元素和鉀營養(yǎng)元素，根據(jù)膠園土壤狀況，應(yīng)及時調(diào)整施肥方案，追加所需要的氮肥和鉀肥，為橡膠樹提供最佳的營養(yǎng)供給，以保證橡膠的產(chǎn)量和質(zhì)量，提高橡膠樹對病蟲害的抵抗力，減少不必要的肥料投入，減少環(huán)境污染風(fēng)險，提高養(yǎng)分資源利用率，從而實現(xiàn)膠園養(yǎng)分優(yōu)化管理。

參考文獻

[1] 李 娟. 瑞麗市膠園間作現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J]. 中國熱帶農(nóng)業(yè)，2013，（01）：19-22.

[2] 吳志祥. 幼齡膠園間種土壤肥力及土壤酶活性特征研究[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，42（1）：58-64.

[3] 羅 萍. 幼齡膠園間作對土壤肥力的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2013，29（01）：7-12.

[4] 賀軍軍. 幼齡膠園間種菠蘿對土壤肥力和種植效益的影響[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2016，29（2）：337-341.

[5] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析（第3版）[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1999：25-106.

[6] 崔曉陽. 東北森林氮素營養(yǎng)的生態(tài)學(xué)：土壤環(huán)境，樹種行為及氮營養(yǎng)生態(tài)學(xué)[M]. 哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社，1998.

[7] 土壤檢測第6部分：土壤有機質(zhì)的測定[S]. 中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準，NY/T 1 121.6-2 006.

[8] 森林土壤氮的測定[S]. 中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準，LY/T 1 228-2 015.

[9] 土壤檢測第24部分：土壤全氮的測定[S]. 中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準，NY/T 1 121.24-2 012.

[10] 土壤檢測第7部分：土壤有效磷的測定[S]. 中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準，NY/T 1 121.7-2 014.

[11] 土壤全磷測定法[S]. 中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準，NY/T 88-1 988.

[12] 土壤全鉀測定法[S]. 中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準，NY/T 87-1 988.

[13] 土壤檢測第2部分：土壤pH的測定[S]. 中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準，NY/T 1 121.2-2 006.

[14] 李 娟. 成齡膠園間作不同薯類作物對土壤養(yǎng)分與土壤酶的影響[J]. 作物雜志，2015，（1）1：127-132.

[15] 李 娟. 成齡膠園間作不同姜科作物對土壤養(yǎng)分與土壤酶的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2014，30（31）：192-198.

[16] 李 云. 油茶幼林間種大豆對土壤養(yǎng)分含量的影響[J]. 經(jīng)濟林研究，2013，31（2）：54-59.

[17] 陳進輝. 德宏墾區(qū)膠園間作的經(jīng)濟效益分析[J]. 中國熱帶農(nóng)業(yè)，2012，（03）：46-50.