毛竹林不同肥種施肥對土壤物理性狀的影響

魏增慶

（三明市梅列區(qū)城區(qū)林業(yè)工作站，福建三明 365000）

毛竹林是福建省森林資源的重要組成部分，經(jīng)營效益高［1-3］。毛竹林的生長、分布、演替以及竹筍、竹材產(chǎn)量等都受土壤因子的制約，而現(xiàn)代竹業(yè)中肥料的施用是提高竹林木產(chǎn)量的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著竹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，廣大毛竹經(jīng)營管理者越來越重視肥料的使用［4-12］。施肥對土壤物理性狀會產(chǎn)生積極或消極的影響，施肥要做到合理施肥和經(jīng)濟(jì)施肥，不給竹林生態(tài)系統(tǒng)帶來負(fù)面影響，因此肥料的選擇尤為重要。本試驗(yàn)在毛竹林豐產(chǎn)培育中分別使用精制有機(jī)肥、復(fù)合肥、尿素3種肥料，并以不施肥為對照，研究毛竹林不同肥料品種施肥對土壤物理性狀的影響，以期為毛竹林施肥選擇肥料品種、制定施肥技術(shù)措施提供理論依據(jù)，為毛竹林持續(xù)豐產(chǎn)培育提供生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)設(shè)在福建省三明市梅列區(qū)（北緯26o14′～26o25′，東經(jīng)117o30′～117o47′）洋溪鎮(zhèn)新街村。梅列區(qū)域性氣候?qū)僦衼啛釒Т箨懶约婧Ｑ笮约撅L(fēng)氣候，常年平均氣溫19.5℃，極端最高溫40.2℃，極端最低溫-5.8℃。年平均降水量1726mm，2—4月為春雨季節(jié)，降水量420～550mm，5—6月為梅雨季節(jié)，降水量320～475mm，水濕條件與毛竹出筍成竹規(guī)律基本同步；7—8月常受熱帶風(fēng)暴的影響，多雷陣雨，降水量較大且集中，在此期間，水土流失較為嚴(yán)重。全年平均空氣相對濕度79%。洋溪鎮(zhèn)地帶性土壤為紅壤、黃紅壤，海拔高度大多在500～800m，適宜毛竹林生長發(fā)育，是毛竹林最適宜區(qū)，也是毛竹最適宜分布帶，毛竹林經(jīng)營面積較大。試驗(yàn)林選擇洋溪鎮(zhèn)新街村5林班9大班5小班。該小班為毛竹純林，經(jīng)營方向?yàn)楣S竹兩用毛竹林，試驗(yàn)前立竹密度為3075～3375株/hm2，平均胸徑8.4cm，林相較整齊。經(jīng)常施用草甘膦進(jìn)行化學(xué)除草。

2 試驗(yàn)方法

2014年1月在原有筍竹兩用林中選擇同一面坡、毛竹林生長狀況和經(jīng)營措施基本相似的竹林，進(jìn)行施肥試驗(yàn)。共設(shè)4個(gè)施肥處理，分別為：（1）Y處理。施用精制有機(jī)肥900kg/hm2。有機(jī)肥選擇福建省永安市智勝化工有限公司采用純植物性原料，經(jīng)發(fā)酵生產(chǎn)的精制有機(jī)肥。有效成分：有機(jī)質(zhì)≥30%，氮N8%，P2O55%，K2O5%。折合純氮72kg/hm2；（2）F處理。施用復(fù)合肥750kg/hm2。復(fù)合肥組成為含氮15%，P2O515%，K2O 15%。折合純氮112.5kg/hm2；（3）N處理。施用尿素（含氮46%）245kg/hm2，折合純氮112.7kg/hm2；（4）CK處理。不施肥，作為對照。

每小區(qū)面積25.8m×25.8m。田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)為不完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。2014年11月全面鋤草后，在距母竹50cm，靠山坡上部挖半月形溝（深15cm），施肥后覆蓋。施肥后每年在出筍盛期（因當(dāng)年氣候不同有所不同），一般在每年3月25日至4月1日間保留生長發(fā)育健康，筍體大于平均胸徑的毛竹筍，其余前后筍全部采挖，現(xiàn)場稱重，累計(jì)算出每年的產(chǎn)筍量。每年11月采伐同年留筍養(yǎng)竹相應(yīng)的毛竹株數(shù)，間伐對象以砍老留嫩、砍小留大、砍密留稀、砍劣留優(yōu)為原則，保持相對穩(wěn)定的立竹數(shù)。測定每年砍伐毛竹的平均胸徑（D）和數(shù)量（N），采用以下公式計(jì)算產(chǎn)材量（W）。

2017年11月測定保存立竹的平均胸徑和立竹數(shù)，同樣采用以上公式計(jì)算現(xiàn)存竹材量。2017年9月在各標(biāo)準(zhǔn)地按“S”形布點(diǎn)，多點(diǎn)（5點(diǎn)）分別在0～20cm、20～40cm土層采集土樣，同時(shí)用環(huán)刀，飯盒取原狀土，各處理土樣帶回室內(nèi)按不同層次混合后供分析測定，每個(gè)樣品重復(fù)5次。土壤容重用環(huán)刀法；土壤團(tuán)聚體用機(jī)械篩分法；土壤水分物理性質(zhì)用室內(nèi)環(huán)刀法［13］。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤容重 土壤容重是土壤物理性狀中最重要指標(biāo)，表1是不同肥種施肥土壤物理性狀的測定結(jié)果。從表1中可知：不同處理土壤容重大小不同。0～20cm土層土壤容重從大到小依序?yàn)椋篊K＞N＞F＞Y處理。CK處理容重值最大，分別比Y、F和N處理增加14.8%、6.9%和6.0%，表明CK處理土壤較堅(jiān)實(shí)、板結(jié)。Y處理的0～20cm土層土壤容重值最小，與F、N處理比分別降低6.9%和7.7%，土壤容重值大小取決于土壤結(jié)構(gòu)和壘結(jié)狀況，可以作為評價(jià)土壤堅(jiān)實(shí)度的衡量指標(biāo)，表明Y處理土壤較疏松、土壤結(jié)構(gòu)和壘結(jié)狀況已有改觀，說明使用精制有機(jī)肥能夠使得土壤疏松通氣。Y處理施用的精制有機(jī)肥，含有較高的有機(jī)質(zhì)，有機(jī)質(zhì)膠結(jié)性能較好，有利于團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，土壤變得疏松多孔。F、N處理土壤容重值也有不同程度的降低，說明施肥在一定程度上可以降低土壤容重。CK處理土壤容重值較高，與該毛竹林長期使用草甘膦進(jìn)行化學(xué)除草有關(guān)。長期使用草甘膦，竹林內(nèi)雜草尤其是許多1年生良性植物被殺死干枯，有機(jī)質(zhì)沒有回歸林地，使得土壤酸化、板結(jié)。Y處理土壤容重值降低幅度明顯大于F、N處理。為此，在長期使用草甘膦進(jìn)行化學(xué)除草的毛竹林經(jīng)營管理上，一方面應(yīng)該不使用草甘膦進(jìn)行化學(xué)除草，或控制化學(xué)除草的次數(shù)；另一方面大力提倡使用精制有機(jī)肥進(jìn)行施肥，以降低土壤容重，促使土壤結(jié)構(gòu)恢復(fù)，增強(qiáng)土壤肥力，有利于毛竹林的孕筍成竹。

從表1的20～40cm土層土壤容重值的比較也可知：20～40cm土層土壤容重值同樣呈現(xiàn)0～20cm土層的變化趨勢。CK處理容重值最大，分別比Y、F和N處理增加12.3%、8.5%和6.7%；Y處理20～40cm土層土壤容重值最小，與F、N處理比分別降低5%和5%。毛竹林鞭根系統(tǒng)多分布在20～40cm土層，20～40cm土層土壤容重值降低無疑對毛竹林竹鞭的行走、穿插有利。

表1 定向間伐對土壤結(jié)構(gòu)影響

3.2 土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體 從表1可知，不同肥種施肥4年后毛竹林水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量存在差異。0～20cm CK處理毛竹林中水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量只有72.4%，這與毛竹林長期使用草甘膦進(jìn)行化學(xué)除草有關(guān)，也與人為干擾較多，水土流失，造成土壤粘粒淋失有關(guān)。土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量從高到低依次為：Y＞F＞N＞CK處理。表明Y處理0～20cm土層水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量最高，比CK處理水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量增加12.8%。水穩(wěn)性團(tuán)聚體是表征土壤結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)，對土壤抗蝕性和通氣性具有明顯影響，說明采用Y處理后腐殖質(zhì)增加，其膠結(jié)起來的顆粒，不易崩解，這種土壤結(jié)構(gòu)持水能力較強(qiáng)，透氣性適中，具有良好的保水保肥能力。為此，在毛竹林，尤其是長期使用草甘膦進(jìn)行化學(xué)除草的毛竹林，應(yīng)該多施有機(jī)肥，以改善土壤結(jié)構(gòu)。F、N處理水穩(wěn)性團(tuán)聚體也有不同程度趨好，但變化幅度明顯低于Y處理，比CK處理水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量分別增加10.8%和9.3%。

土壤結(jié)構(gòu)體破壞率是表征土壤抗蝕性重要指標(biāo)，從表1中可知，0～20cm土層土壤結(jié)構(gòu)體破壞率，CK處理為18.5%，Y處理只有10.6%，Y處理比CK處理降低42.3%。從表1中也可以看出，不同處理20～40cm土層土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量和土壤結(jié)構(gòu)體破壞率也有不同程度變化，Y處理與CK處理比水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量增加16.8%，土壤結(jié)構(gòu)體破壞率降低45.6%。

3.3 土壤孔隙狀況 土壤孔隙狀況是土壤物理性狀的重要特性之一，對土壤持水能力和通氣狀況有重要影響。從表1可知：0～20cm土層土壤非毛管空隙、總孔隙度從大到小依次是Y＞F＞N＞CK處理，Y處理非毛管空隙、總孔隙度分別為15.42%和65.84%，CK處理非毛管空隙、總孔隙度分別為10.81%和51.23%，Y處理比CK分別增加42.6%和28.5%；20～40cm土層土壤非毛管空隙、總孔隙度從大到小依次也都是Y＞F＞N＞CK處理，Y處理非毛管空隙、總孔隙度分別為13.75%和64.17%，CK處理非毛管空隙、總孔隙度分別為10.31%和48.7%，Y處理比CK分別增加32.4%和31.8%，表明施用精制有機(jī)肥的Y處理有利于土壤非毛管空隙、總孔隙度增加，說明Y處理有利于改善土壤孔隙狀況，提高了土壤持水性和容蓄能力，無疑有利于毛竹林的生長發(fā)育，這與毛竹林生長發(fā)育狀況相吻合（見表2），Y處理毛竹林的主要生長因子和Y產(chǎn)量指標(biāo)均高于CK處理，施用復(fù)合肥的F處理居其次。

表2 不同施肥處理毛竹林生長與產(chǎn)量測定結(jié)果

總之，無論從生長效應(yīng)層面，還是改善土壤物理性狀角度都以施用精制有機(jī)肥更為合宜。

4 結(jié)論與討論

毛竹林施肥是提高竹林產(chǎn)量的重要技術(shù)措施，要達(dá)到合理施肥和經(jīng)濟(jì)施肥，同時(shí)兼顧生態(tài)系統(tǒng)功能提高，需要選擇適宜的肥料品種。施用精制有機(jī)肥可以改善毛竹林土壤物理性質(zhì)。試驗(yàn)結(jié)果表明：不同處理同一層次土壤容重從大到小依次為：CK＞N＞F＞Y；土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量從高到低依次為：Y＞F＞N＞CK；土壤非毛管空隙、總孔隙度從大到小依次是Y＞F＞N＞CK，0～20cm土層Y處理比CK處理，水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量增加12.8%，土壤結(jié)構(gòu)體破壞率降低42.3%；20～40cm土層Y處理比CK處理水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量增加16.8%，土壤結(jié)構(gòu)體破壞率降低45.6%；施用精制有機(jī)肥土壤物理性質(zhì)得到明顯改善。土壤養(yǎng)分狀況和土壤物理性狀是土壤肥力重要組成部分，兩者相互相成。有時(shí)候土壤物理性狀對竹林生長、施肥效果發(fā)揮更大的作用，建議在有條件的地區(qū)大力推廣應(yīng)用精制有機(jī)肥。