賈代順 寧德魯 陳福 肖良俊 廖永堅(jiān) 卯吉華
摘要:為尋求適合云南省高原山區(qū)核桃林地發(fā)展的合理間種模式,促進(jìn)云南核桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,以10年生的云南“漾雜1號(hào)”核桃幼林為研究對(duì)象,采取實(shí)地采樣測(cè)定的方法對(duì)土壤理化性質(zhì)進(jìn)行綜合分析,采用隨機(jī)抽樣法實(shí)測(cè)核桃樹(shù)體生長(zhǎng)量,并對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得出如下結(jié)論:不同間種模式不同程度地改變了土壤的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì),同時(shí)對(duì)核桃樹(shù)體生長(zhǎng)量變化產(chǎn)生明顯影響。在試驗(yàn)的幾種間種模式中,間種芋頭對(duì)改善核桃林地土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)最為有效;同時(shí)該處理的核桃樹(shù)地徑、樹(shù)高、冠幅、新梢長(zhǎng)度與對(duì)照差異顯著,說(shuō)明間種芋頭能有利促進(jìn)核桃樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育,是維持和促進(jìn)云南省高原山區(qū)核桃產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最佳間種模式。
關(guān)鍵詞:間種模式;核桃林地;土壤性質(zhì);樹(shù)體生長(zhǎng)量
中圖分類號(hào): S725
文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
文章編號(hào):1002-1302(2019)15-0188-04
云南省是我國(guó)核桃(Juglans spp.)的重要生產(chǎn)基地,其資源遍布110多個(gè)縣(市、區(qū)),無(wú)論是種植面積、產(chǎn)量、品質(zhì)及產(chǎn)值,均位列全國(guó)第1,核桃也成為云南第1經(jīng)濟(jì)林果[1]。在云南省大部分地區(qū),核桃成了很多山區(qū)農(nóng)民的主要經(jīng)濟(jì)收入之一。核桃產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為云南省山區(qū)、半山區(qū)農(nóng)民脫貧致富奔小康的支柱產(chǎn)業(yè)[2]。要實(shí)現(xiàn)正真的脫貧致富,山林土地可持續(xù)經(jīng)營(yíng)利用就顯得尤為重要,發(fā)展核桃林地間種模式勢(shì)在必行。農(nóng)林間種是新型的土地利用模式,可以提高土壤肥力,控制土壤變質(zhì),保證土地資源的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)發(fā)展[3]。云南省地處高原山區(qū),農(nóng)村人口眾多,土地資源匱乏,耕地資源緊張,人均耕地面積銳減[4],人多地少,矛盾突出,因此核桃林地套、間種農(nóng)作物非常普遍。但間種作物對(duì)核桃林地土壤及核桃樹(shù)有何影響,農(nóng)民卻是一無(wú)所知,存在嚴(yán)重的盲目間種問(wèn)題。為緩解這一突出問(wèn)題,對(duì)云南省高原山區(qū)核桃林地常見(jiàn)的幾種間種模式進(jìn)行研究,通過(guò)綜合分析探討既能改善林地土壤理化性質(zhì),又可增加核桃樹(shù)體生長(zhǎng)量的合理間種模式,以期為云南核桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)發(fā)展提供一定的理論依據(jù)及技術(shù)指導(dǎo)。1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)地設(shè)在云南省西南部的臨滄市臨翔區(qū)大竹棚村,該地立體氣候比較顯著,屬于典型的亞熱帶低緯高原山地季風(fēng)氣候。年平均氣溫為17 ℃左右,最熱月份是每年的6—7月,平均氣溫在21 ℃左右;最冷月份是每年的1月,平均氣溫在11 ℃左右;日照時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),可達(dá)2 000 h/年;年降水量為920~1 600 mm;海拔高度為1 600~1 650 m;土壤主要為山地棕紅壤類型,土層深厚,質(zhì)地比較黏重,肥力相對(duì)較差,pH值為 5.5 左右,偏酸性。
1.2 試驗(yàn)材料
以2006年定植的10年生云南“漾雜1號(hào)”核桃幼林為研究對(duì)象,研究區(qū)面積為1.005 hm2,定植株行距是8 m×8 m;間種農(nóng)作物是當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)家品種芋頭、辣椒、玉米、茶葉。
1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)化分組設(shè)計(jì),共劃分成15個(gè)小區(qū),按順序編號(hào)(1-15),每個(gè)小區(qū)面積是667 m2,設(shè)5個(gè)處理模式:處理1(CK)為清耕,處理2為間種芋頭,處理3為間種辣椒,處理4為間種玉米,處理5為間種茶葉;每個(gè)處理3次重復(fù),每個(gè)處理模式用地面積為3×667 m2。于2016年1月上旬,對(duì)每個(gè)小區(qū)實(shí)施行間墾復(fù)。同年4月進(jìn)行行間間種,處理1~處理5按順序種植到1~5號(hào)小區(qū),然后重新輪種,處理1~處理5按順序種植到6~10號(hào)小區(qū),直至3個(gè)重復(fù)輪完。間作材料栽植株行距分別為芋頭0.5 m×0.5 m,辣椒0.3 m×0.3 m,玉米0.4 m×0.4 m。
土樣采集:于2016年1月墾復(fù)時(shí)采集第1次土樣,樣地設(shè)成S形(圖1),在S型的起點(diǎn)、中心點(diǎn)和終點(diǎn)取樣,每個(gè)重復(fù)各取7個(gè)點(diǎn);采集土樣深度是0~0.4 m,其中0~0.2 m采集混合樣,0.2~0.4 m采集環(huán)刀樣;于2017年1月采集第2次土樣,采集方法同第1次。
1.4 項(xiàng)目測(cè)定
1.4.1 土樣理化性質(zhì)測(cè)定 將野外采回的每個(gè)處理3次重復(fù)的土壤樣品充分混合,重復(fù)用四分法舍棄多余樣品,然后按標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定土壤理化性質(zhì),主要參照《土壤分析技術(shù)規(guī)范》第2版的方法進(jìn)行測(cè)定分析。物理性質(zhì):測(cè)定土壤水分含量(自然含水量、飽和含水量、田間持水量)、土壤容重、土壤孔隙度;化學(xué)性質(zhì):測(cè)定土壤養(yǎng)分(氮、磷、鉀)含量、有機(jī)質(zhì)含量、pH值等主要指標(biāo)。
1.4.2 樹(shù)體生長(zhǎng)量測(cè)定 每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取3株核桃樹(shù)為測(cè)定對(duì)象,在2016年春季,核桃樹(shù)開(kāi)始萌發(fā)新梢時(shí)標(biāo)記掛牌,并測(cè)定地徑、樹(shù)高、冠幅;在2016年冬季,核桃樹(shù)停止生長(zhǎng)時(shí)進(jìn)行第2次實(shí)測(cè)。具體測(cè)定方法為(1)地徑:用皮尺測(cè)量樹(shù)盤(pán)基部10 cm處的周徑(C),讀數(shù)精確到0.01 cm,根據(jù)公式 d=C/π 計(jì)算得出地徑,精確到0.1 cm,取平均值。(2)樹(shù)高:選定位置后,用測(cè)高儀測(cè)定核桃樹(shù)基痕至最高枝條的高度,讀數(shù)精確到0.01 m,取平均值。(3)冠幅:用30 m皮尺測(cè)量樹(shù)冠東西方向、南北方向冠幅,讀數(shù)精確到0.01 m,取平均值。(4)新梢長(zhǎng)度及新稍粗度:于春季核桃樹(shù)開(kāi)始抽發(fā)新梢時(shí)標(biāo)記,按東、南、西、北4個(gè)方位,在每個(gè)方位隨機(jī)選取4~6根1年生枝條,作好記號(hào)并編號(hào),每株樹(shù)選取20枝;在冬季12月份核桃樹(shù)落葉(停止生長(zhǎng))時(shí)對(duì)所選枝條進(jìn)行測(cè)量。新梢長(zhǎng)度用鋼卷尺測(cè)量,測(cè)定枝條基部到頂尖的長(zhǎng)度,精確到 0.01 cm,新稍粗度用游標(biāo)卡尺測(cè)量,測(cè)定枝條基部上方3 cm處的粗度,精確到0.01 mm。兩者測(cè)定數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)均取20根枝條的平均值。
1.5 數(shù)據(jù)分析
土壤樣品測(cè)定所得數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2007建立原始數(shù)據(jù)表,進(jìn)行多因素列表比較綜合分析。樹(shù)體生長(zhǎng)量測(cè)定數(shù)據(jù)用DPS(data processing system)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)唯一一款試驗(yàn)設(shè)計(jì)及統(tǒng)計(jì)分析功能齊全,價(jià)格上適合于國(guó)內(nèi)用戶,資料信息安全的、國(guó)產(chǎn)的、具自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的統(tǒng)計(jì)分析軟件,其完善的統(tǒng)計(jì)分析功能涵蓋了所有統(tǒng)計(jì)分析內(nèi)容,是目前國(guó)內(nèi)統(tǒng)計(jì)分析功能最全軟件包。
2 結(jié)果與分析
2.1 間種模式對(duì)核桃林地土壤物理性質(zhì)的影響
由表1可知,(1)處理2的土壤自然含水量最高,比處理1(CK)高11.4%;處理3次之,比處理1(CK)大9.2%;而處理4和處理5均比處理1低。說(shuō)明處理2、處理3能有效增加核桃林地土壤自然含水量,而處理4和處理5不能增加核桃林地土壤含水量,反而消耗土壤水分。(2)處理3的飽和含水量最大,比處理1(CK)高9.5%;處理2次之,比處理1(CK)大7.6%;處理4、處理5飽和含水量比處理1(CK)低。說(shuō)明處理2、處理3能有效增加核桃林地土壤飽和含水量;而處理4、處理5不能增加核桃林地土壤飽和含水量。(3)處理2土壤田間持水量最大,比處理1(CK)高 19.5%;處理3次之,比處理1(CK)大18.0%;而處理4、處理5均比處理1(CK)低。說(shuō)明處理2、處理3能有效增加核桃林地土壤田間持水量,處理4、處理5不能增加核桃林地土壤田間持水量。(4)處理3的土壤容重最小,比處理1(CK)小20.1%;處理2次之,比處理1(CK)小15.7%;而處理5的值大于處理1(CK)。土壤容重值大,說(shuō)明土壤結(jié)合緊密且板實(shí)僵硬,透水透氣性差。由此可見(jiàn),處理2、處理3的土壤狀況較好,更適宜核桃和農(nóng)作物的生長(zhǎng);而處理5加劇了土壤的板結(jié)程度,不宜采用。(5)處理2土壤孔隙度最大,比處理1(CK)高160%;處理3次之,比處理1(CK)高10.8%;處理4和處理5稍大于處理1(CK)。說(shuō)明間種模式能增大核桃林地的土壤孔隙度,尤其是處理2的效果最好,處理3次之,兩者均能更好地促進(jìn)核桃林地土壤微生物活動(dòng)和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化,有利于核桃林地的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)。
綜上所述,核桃林地采用不同的處理模式,其土壤水分含量、土壤容重及土壤孔隙度的變化幅度不同;其中,處理2和處理3能有效蓄積林地土壤水分,同時(shí)較大程度地減少土壤容重,增加土壤孔隙度,是山區(qū)核桃林地比較理想的間種模式。處理4和處理5不利于山區(qū)核桃林地的可持續(xù)發(fā)展,在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)避免采用。
2.2 間種模式對(duì)核桃林地土壤化學(xué)性質(zhì)的影響
由表2可知,(1)處理2全氮、有效氮含量最高,分別比處理1(CK)高70%、39%;處理3次之,全氮、有效氮含量分別比處理1(CK)大32%、13%;而處理4、處理5,全氮、有效氮含量均小于處理1(CK)。說(shuō)明處理2、處理3能有效提高核桃林地土壤氮的含量,尤其是處理2最為有效;處理4、處理5均不同程度地消耗了核桃林地土壤中的氮素含量,這和間種植物所需氮素較多,且生長(zhǎng)旺盛期與核桃樹(shù)重疊有關(guān),生產(chǎn)中應(yīng)避免這2種間種模式。(2)處理2土壤中全磷含量最高,比處理1(CK)高41%;其次是處理3,比處理1(CK)大31%;而處理4和處理5核桃林地土壤全磷含量均比處理1(CK)低。說(shuō)明處理2和處理3能有效增加核桃林地土壤全磷的含量,生產(chǎn)中應(yīng)多采用這2種間種模式,處理4和處理5不能有效增加核桃林地土壤全磷含量,反而消耗核桃林地土壤中的磷,生產(chǎn)中應(yīng)盡量避免應(yīng)用這2種間種模式。不同處理對(duì)核桃林地土壤中速效磷的消耗與積累也存在很大差異。處理5的速效磷含量最大,比處理1(CK)高出166.8%,造成這種結(jié)果的原因可能跟茶葉生態(tài)特性有關(guān),但還需要進(jìn)一步對(duì)茶葉的生態(tài)特性進(jìn)行研究來(lái)證明此結(jié)論。處理2、處理3、處理4的速效磷含量均大于處理1(CK),分別比處理1(CK)大146%、121%、1%。說(shuō)明處理2和處理3較有利于增加林地土壤中的速效磷含量。(3)處理2全鉀、速效鉀含量最高,分別比處理1(CK)高39%、45%;處理3次之,全鉀、速效鉀含量分別比處理1大22%、25%;而處理4和處理5的全鉀、速效鉀含量,均小于處理1(CK)。說(shuō)明處理2、處理3能有效增加土壤中鉀的含量,在土壤鉀含量較低的核桃種植區(qū)域應(yīng)大力推廣應(yīng)用;處理4和處理5對(duì)核桃林地土壤中鉀的含量影響甚微,不宜推廣。(4)處理2有機(jī)質(zhì)含量最高,比處理1(CK)高16%;處理3次之,比處理1(CK)大12%,處理4和處理5均比處理1(CK)低。說(shuō)明處理2和處理3能有效增加核桃林地土壤有機(jī)質(zhì)含量。(5)不同處理對(duì)核桃林地土壤pH值的影響變化基本一致,都高于處理1(CK)??梢钥闯觯煌幚砭煌潭鹊靥岣吡送寥赖膒H值,處理3和處理2效果稍好,土壤逐漸由酸性變?yōu)槿跛嵝?,更接近核桃生長(zhǎng)發(fā)育最適的土壤pH值(6.2~7.6)。
綜上所述,處理2、處理3是改良核桃林地土壤化學(xué)性質(zhì)的合理間種模式,明顯增加了核桃林地土壤養(yǎng)分含量,使土壤養(yǎng)分得到了有效積累,尤其處理2對(duì)改善林地土壤化學(xué)性質(zhì)最為有效,在核桃產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中,應(yīng)大力推廣。而處理4、處理5對(duì)核桃林地土壤化學(xué)性質(zhì)影響不大,對(duì)核桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)發(fā)展不太有利。
2.3 間種模式對(duì)核桃林地核桃樹(shù)體生長(zhǎng)量的影響
從表3可以看出,(1)不同處理核桃樹(shù)地徑表現(xiàn)為處理2>處理3>處理4>處理5>處理1(CK),其中處理2顯著高于其他4種處理,而其余4種處理間無(wú)顯著差異。由此可見(jiàn),處理2是促進(jìn)山區(qū)核桃樹(shù)地徑生長(zhǎng)的理想間種模式。(2)不同處理核桃樹(shù)高的生長(zhǎng)量表現(xiàn)為處理2>處理3>處理4>處理1(CK)>處理5。處理2與處理3無(wú)顯著性差異,但與其他3個(gè)處理之間差異顯著。說(shuō)明處理2和處理3是能較好促進(jìn)核桃樹(shù)樹(shù)高增長(zhǎng),尤其是處理2效果最好,是5種處理中最佳間種模式。(3)不同處理核桃冠幅生長(zhǎng)量表現(xiàn)為處理2>處理3>處理4>處理5>處理1(CK)。處理2與處理3無(wú)顯著性差異,但與處理4、處理5、處理1(CK)之間差異顯著,其他4個(gè)處理間無(wú)顯著差異。說(shuō)明處理2能有效促進(jìn)核桃冠幅增長(zhǎng),是促進(jìn)核桃冠幅增長(zhǎng)的最佳間種模式。(4)不同處理核桃樹(shù)新稍長(zhǎng)度表現(xiàn)為處理2>處理3>處理4>處理1(CK)>處理5。處理2和處理3差異不顯著,但均與其他3個(gè)處理差異顯著。說(shuō)明處理2、處理3更有利于促進(jìn)核桃新稍長(zhǎng)度增長(zhǎng),尤其處理2是促進(jìn)核桃新稍長(zhǎng)度增長(zhǎng)的最佳間種模式;而處理5小于處理1(CK),對(duì)促進(jìn)核桃樹(shù)新稍長(zhǎng)度增長(zhǎng)不利,不宜采用。(5)不同處理核桃林地新稍粗度表現(xiàn)為處理2>處理3>處理1(CK)>處理4>處理5。處理2、處理3顯著大于處理5,但與其他處理間不存在顯著性差異。說(shuō)明處理2和處理3是促進(jìn)核桃新稍粗度增長(zhǎng)的較好間種模式,而處理4和處理5對(duì)核桃樹(shù)新稍粗度增長(zhǎng)不利,不宜采用。
由以上分析得出,不同間種模式對(duì)核桃樹(shù)體生長(zhǎng)量的生長(zhǎng)變化有明顯影響。合適的間種模式,能有效促進(jìn)樹(shù)體生長(zhǎng)量增長(zhǎng);反之,則抑制樹(shù)體增長(zhǎng)。本試驗(yàn)中,與處理1(CK)相比,處理2、處理3是增加核桃樹(shù)體生長(zhǎng)量的有效間種模式,尤其處理2是促進(jìn)核桃樹(shù)體生長(zhǎng)量增長(zhǎng)的最佳間種模式,生產(chǎn)中應(yīng)大力推廣。而處理4和處理5不能有效促進(jìn)核桃樹(shù)體生長(zhǎng)量的增長(zhǎng),在核桃林地復(fù)合經(jīng)營(yíng)中不宜采用。
3 結(jié)論及討論
通過(guò)對(duì)幾種不同處理下云南山區(qū)核桃林地土壤物理性質(zhì)、土壤化學(xué)性質(zhì)以及核桃樹(shù)體生長(zhǎng)量的比較分析,得出如下結(jié)論。
不同的間種模式均不同程度地改變了核桃林地土壤水分含量、土壤容重及土壤孔隙度。從土壤物理性質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)看來(lái),間種芋頭和辣椒對(duì)改善核桃林地土壤物理性質(zhì)較為有利,在實(shí)際生產(chǎn)中,這2種間種模式更有利于高原山區(qū)核桃林地的可持續(xù)發(fā)展。徐祥隆對(duì)油茶林地實(shí)施間種得出,間種可改良油茶林地土壤物理性質(zhì),促進(jìn)油茶的生長(zhǎng)發(fā)育[5];李振紀(jì)對(duì)油茶林地間種作物指出,間種可以改變土壤物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì),能改變間種林地土壤的孔隙度、透水性和保水性,可改變間種林地的土壤肥力[6]。本試驗(yàn)結(jié)果與前述結(jié)論[5-6]一致,說(shuō)明核桃林地間種作物是可行的,合理的間種模式將成為核桃林地可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。
不同間種模式都不同程度地改變了核桃林地土壤中氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)含量及pH值,從而改變了土壤的化學(xué)性質(zhì);其中間種芋頭及辣椒能較大程度增加土壤中氮、鉀及有機(jī)質(zhì)的含量,較有利于增大土壤pH值,使土壤由酸性逐漸變?yōu)槿跛嵝裕咏m宜核桃生長(zhǎng)發(fā)育的土壤pH值(6.2~7.6);間種茶葉能增加土壤中有效磷的含量。吳榮蘭等通過(guò)林地間種作物得出,間種能夠提高土壤肥力,增加土壤全氮、全磷、堿解氮和有效磷等養(yǎng)分含量,改變林地土壤的化學(xué)性質(zhì)[7-9]。本試驗(yàn)結(jié)果與前述結(jié)論比較一致,說(shuō)明核桃林地合理間種是非常必要的,有利于核桃林地土壤的可持續(xù)利用及增加農(nóng)民收入。
不同間種模式能不同程度影響核桃林地樹(shù)體的生長(zhǎng)變化。間種芋頭和辣椒對(duì)增加核桃地徑、樹(shù)高、冠幅、新梢長(zhǎng)度及新梢粗度的生長(zhǎng)量效果較為明顯,間種茶葉和清耕地不利于核桃樹(shù)體生長(zhǎng)量的增長(zhǎng)。陳隆升等通過(guò)林地間種試驗(yàn)指出,間種對(duì)林木的生長(zhǎng)發(fā)育有較大影響;間種模式能夠影響核桃樹(shù)體生長(zhǎng)量,適宜的間種模式,能夠有效增長(zhǎng)樹(shù)體生長(zhǎng)量;反之,則抑制樹(shù)體增長(zhǎng)[9-10]。本試驗(yàn)結(jié)果與之基本一致,說(shuō)明合理的間種模式對(duì)核桃樹(shù)體生長(zhǎng)量增長(zhǎng)十分重要,直接影響核桃樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育及種植戶的經(jīng)濟(jì)收益。
綜上所述,核桃林地間種模式可以改變土壤物理因子和化學(xué)因子的變化,繼而影響土壤理化性質(zhì),對(duì)核桃林地土壤可持續(xù)利用產(chǎn)生影響,同時(shí)對(duì)核桃樹(shù)體生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生影響,從而影響核桃種植戶的經(jīng)濟(jì)收益以及核桃林地對(duì)社會(huì)所能做出的貢獻(xiàn)。因此選擇合理的核桃林地間種模式,對(duì)核桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展極為重要。在云南省核桃林地幾種常見(jiàn)間種模式中,間種芋頭和間種辣椒能比較有效地改良林地土壤及增加樹(shù)體生長(zhǎng)量,尤其是間種芋頭,其效果尤為明顯,是幾種常見(jiàn)模式中的最佳間種模式,在生產(chǎn)中應(yīng)大力推廣。試驗(yàn)結(jié)果有望為云南山區(qū)、半山區(qū)核桃林地間種模式選擇提供基礎(chǔ)理論依據(jù)及實(shí)用指導(dǎo),也能為其他地區(qū)核桃林地間種模式提供參考。當(dāng)然,該試驗(yàn)還存在不足之處,還應(yīng)拓展研究?jī)?nèi)容,對(duì)不同區(qū)域、不同樹(shù)齡、栽培密度、經(jīng)營(yíng)管理方式、掛果狀況、經(jīng)濟(jì)收益、生態(tài)效益等內(nèi)容調(diào)查分析,研究間種作物生物學(xué)特性,改進(jìn)研究方法,找出最適合云南省高原山區(qū)核桃林地間種模式的技術(shù)體系,為云南核桃產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
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