不同施肥處理對(duì)油茶生長(zhǎng)及土壤肥力的影響

趙文東，寧曼曼，徐永騰，覃其云，潘 波

(1.廣西壯族自治區(qū)國(guó)有三門江林場(chǎng),廣西 柳州 545006;2.廣西龍灘自然保護(hù)區(qū)管理處，廣西 天峨 547300；3.廣西天峨縣林朵林場(chǎng)，廣西 天峨 547300；4.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院/廣西特色經(jīng)濟(jì)林培育與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530002)

油茶(CamelliaoleiferaAbel.)又名油茶樹，是我國(guó)南方特有的優(yōu)質(zhì)木本食用油料樹種，與棕櫚、椰子和橄欖合稱為世界四大木本油料植物[1]。廣西是我國(guó)油茶主要產(chǎn)區(qū)之一，栽培面積和產(chǎn)量均位居全國(guó)前列，主要分布在柳州、桂林、百色、梧州、河池、賀州等丘陵山地。得益于國(guó)家政策扶持和社會(huì)的關(guān)注，近幾年廣西油茶發(fā)展取得了較大進(jìn)步，面積和產(chǎn)量均穩(wěn)步上升，但仍存在低產(chǎn)林所占比例較大、產(chǎn)油較低等問題，主要原因除品種老化、生長(zhǎng)衰退、病蟲害外，缺乏科學(xué)的施肥管理是另一個(gè)重要原因[2]。

土壤是林木生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，其供給林木生長(zhǎng)發(fā)育所必須的水分和養(yǎng)分，因此，土壤肥力狀況將直接影響到林木的分布、生長(zhǎng)和產(chǎn)量。近些年來，我國(guó)在油茶苗期、幼林和成林施肥等方面進(jìn)行了廣泛深入研究[3-8]，并取得了有價(jià)值的研究成果。隨著社會(huì)對(duì)油茶品質(zhì)的不斷追求和栽培技術(shù)的不斷更新提高，為進(jìn)一步探索不同施肥處理對(duì)油茶生長(zhǎng)及土壤肥力的影響，本文通過試驗(yàn)效果對(duì)比和分析，篩選出最優(yōu)的油茶肥料類型和包裝材料，以達(dá)到既能肥料緩釋長(zhǎng)效，又能促進(jìn)油茶營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和提高土壤肥力，從而為廣西油茶實(shí)現(xiàn)持續(xù)豐產(chǎn)、高效養(yǎng)分管理和生態(tài)栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣西柳州市柳北區(qū)沙塘鎮(zhèn)江灣村(E 109°20′58″，N 24°27′41 ″)，地形為丘陵，海拔100 m，日照充足，雨水充沛，年均溫20℃，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。

試驗(yàn)林面積約20 hm2，油茶品種為岑溪軟枝和湘林油茶，于2010年8月種植，造林株行距為2 m×3 m。其林下植被主要為鐵芒箕(Dicranopterislinearis)、五節(jié)芒(Miscanthusfloridulus)、桃金娘(Rhodomyrtustomentosa)、烏毛蕨(Blechnumorientale)、野牡丹(Melastomacandidum)、鹽膚木(Rhuschinensis)等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年6月底于廣西國(guó)有三門江林場(chǎng)柳州市沙塘鎮(zhèn)江灣村油茶基地進(jìn)行，試驗(yàn)林共設(shè)計(jì)4個(gè)施肥處理和1個(gè)不施肥處理作對(duì)照(表1)。

1.3 施肥方法

施肥時(shí)沿樹冠滴水線正下方兩側(cè)挖2條平行溝，溝長(zhǎng)50 cm，寬15 cm，深15 cm，施入不同處理肥料后立即覆土。2015—2017年連續(xù)施肥3 年，每年按要求一次性施入。試驗(yàn)林撫育化學(xué)除草和人工除草相結(jié)合，每年2 次，第一次撫育在2—4月進(jìn)行，與施肥相結(jié)合，第二次撫育于7—8月進(jìn)行。

表1 試驗(yàn)林施肥設(shè)計(jì)

1.4 調(diào)查方法

試驗(yàn)施肥前，各處理區(qū)域內(nèi)分別選30株油茶樹掛牌，全部測(cè)量樹高、地徑、冠幅，施肥后每年12月分別測(cè)量樹高、地徑、冠幅1次，連續(xù)測(cè)定3年，然后統(tǒng)計(jì)各處理生長(zhǎng)指標(biāo)差異。油茶樹高的測(cè)定采用測(cè)高桿，精度0.1 m；地徑的測(cè)定采用游標(biāo)卡尺，精度0.01 mm；冠幅的測(cè)定采用鋼卷尺，精度 0.01 m。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS17.0 系統(tǒng)分析軟件和Office Excel 2003 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥對(duì)油茶生長(zhǎng)的影響

項(xiàng)目實(shí)施2年多時(shí)間不同施肥處理的油茶生長(zhǎng)情況如表2。

表2 不同施肥處理對(duì)油茶生長(zhǎng)的影響

從表2可以看出，各處理試驗(yàn)前后的樹高、地徑和冠幅均呈不同程度增長(zhǎng)，其中各處理樹高、地徑和冠幅增量的大小順序分別為處理Ⅱ>處理Ⅳ>處理Ⅲ>處理Ⅰ>處理CK、處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅳ>處理Ⅰ>處理CK、處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅰ>處理Ⅳ>處理CK?？梢?，施肥后，處理Ⅱ的樹高、地徑和冠幅的增量明顯高于其他處理，即有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥料直接施入林地最有利于油茶生長(zhǎng)，而處理CK(不施肥)的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)的增量最低。而牛皮紙+無紡布包裝肥料施入比無紡布包裝肥料、有機(jī)肥單施更有利于油茶樹高的生長(zhǎng)；無紡布包裝肥料比牛皮紙+無紡布包裝肥料、有機(jī)肥單施更有利于油茶地徑的生長(zhǎng)；無紡布包裝肥料比有機(jī)肥單施、牛皮紙+無紡布包裝肥料更有利于油茶冠幅的生長(zhǎng)。

2.2 施肥對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

項(xiàng)目實(shí)施2年后，不同施肥處理對(duì)油茶土壤pH值、有機(jī)質(zhì)的影響見表3。

表3 不同施肥處理對(duì)油茶土壤pH、有機(jī)質(zhì)的影響

由表3可知，不同處理在施肥后土壤pH值均有所降低，降低幅度大小順序?yàn)樘幚恝?處理Ⅰ>處理CK>處理Ⅱ>處理Ⅳ，可見，施肥后處理Ⅲ，即無紡布包裝肥料處理其土壤pH值反而下降幅度最大，而無紡布+牛皮紙包裝肥料處理的土壤pH值下降幅度最小。

表3中除處理Ⅲ和處理CK的土壤有機(jī)質(zhì)含量降低外，其余均有所提高，各處理施肥前后土壤有機(jī)質(zhì)含量的增量大小順序?yàn)樘幚恝?處理Ⅰ>處理Ⅳ，而下降幅度大小為處理CK>處理Ⅲ。可見，處理Ⅱ的有機(jī)質(zhì)含量提高最大，處理CK下降最嚴(yán)重，對(duì)油茶林地土壤有機(jī)質(zhì)含量最不利。

不同施肥處理對(duì)油茶土壤堿解N、有效P、速效K的影響見表4。

由表4所示可知，各處理施肥后的土壤堿解N含量比施肥前均有所提高，提高幅度大小順序?yàn)樘幚恝?處理Ⅰ>處理Ⅱ>處理Ⅳ>處理CK?？梢姡幚恝笫┓屎髮?duì)油茶的土壤堿解N含量提升最明顯，處理CK由于不施肥其提升幅度最小。

各處理施肥后的土壤有效P含量反而均比施肥前降低，降低幅度大小順序?yàn)樘幚鞢K>處理Ⅲ>處理Ⅰ=處理Ⅱ=處理Ⅳ。可見，不施肥處理的油茶林地土壤有效P含量降低最大，而處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅳ三者的降低幅度一致且最低。

施肥后，處理Ⅰ和處理Ⅳ的土壤速效K含量比施肥前減小，其余各處理則為增加。因此，各處理的土壤速效K含量的增量大小順序?yàn)樘幚恝?處理Ⅲ>處理Ⅳ，而下降幅度的大小為處理Ⅰ>處理CK?？梢?，處理Ⅱ?qū)τ筒柰寥浪傩含量的影響最有利，而處理Ⅰ的土壤速效K含量下降幅度最大，其次為處理CK。

表4 不同施肥處理對(duì)油茶土壤堿解N、有效P、速效K的影響

不同施肥處理對(duì)油茶土壤交換性Ca、Mg的影響見表5。

表5 不同施肥處理對(duì)油茶土壤交換性Ca、Mg的影響

由表5可知，處理Ⅰ、處理Ⅱ和處理Ⅲ的土壤交換性Ca含量比施肥前明顯提高，以處理Ⅲ的提高幅度最大；處理Ⅳ和處理CK的土壤交換性Ca含量則比施肥前降低，以處理CK降低幅度最大。可見，處理Ⅲ施肥后能明顯提高油茶土壤交換性Ca含量，處理CK的土壤交換性Ca含量則會(huì)大幅度降低，對(duì)林地養(yǎng)分不利。

各施肥處理的土壤交換性Mg含量均比施肥前增加，而處理CK則略有減少。各施肥處理的土壤交換性Mg含量增量大小順序?yàn)樘幚恝?處理Ⅱ>處理Ⅰ>處理Ⅳ。可見，處理Ⅲ對(duì)土壤交換性Mg的影響最有利，處理CK的影響最不利。

不同施肥處理對(duì)油茶土壤有機(jī)Cu、Zn、B的影響見表6。

表6 不同施肥處理對(duì)油茶土壤有效Cu、Zn、B的影響

由表6可知，處理Ⅱ和處理CK的土壤有效Cu含量比施肥前下降，且下降一致；其余處理則比施肥前提高，其增量大小順序?yàn)樘幚恝?處理Ⅳ>處理Ⅰ，處理Ⅲ對(duì)土壤有效Cu的提升作用最大。

處理Ⅱ、處理Ⅲ和處理Ⅳ的土壤有效Zn含量均比施肥前提高，增幅大小順序?yàn)樘幚恝?處理Ⅲ>處理Ⅳ；處理Ⅰ和處理CK則比施肥前降低，降幅大小為處理CK>處理Ⅰ?？梢姡幚恝髮?duì)土壤有效Zn的提高作用最大，而處理CK的不利影響最高。

各處理的土壤有效B含量均比施肥前有所提高，增幅大小順序?yàn)樘幚恝?處理Ⅲ>處理CK>處理Ⅰ>處理Ⅳ?？梢?，處理Ⅱ和處理Ⅲ對(duì)土壤有效B的提升作用一致，對(duì)比其它處理最有利，而處理Ⅳ的提高幅度最低。

不同施肥處理對(duì)茶油土壤有效Fe、Mn的影響見表7。

由表7可知，施肥后各處理的土壤有效Fe和有效Mn含量與施肥前相比均有所增加。各處理土壤有效Fe含量增加幅度大小順序?yàn)樘幚恝?處理Ⅳ>處理Ⅰ>處理Ⅱ>處理CK，土壤有效Mn含量增幅大小順序?yàn)樘幚恝?處理Ⅰ>處理CK>處理Ⅱ>處理Ⅳ?？梢姡幚恝髮?duì)油茶林地土壤有效Fe和有效Mn含量提高作用最大，處理CK對(duì)土壤有效Fe含量的增幅作用最低，對(duì)土壤有效Mn含量增幅作用最小的是處理Ⅳ。

表7 不同施肥處理對(duì)油茶土壤有效Fe、Mn的影響

2.3 施肥前后土壤綜合肥力評(píng)價(jià)

根據(jù)上述油茶土壤養(yǎng)分11項(xiàng)指標(biāo)情況，整理出土壤各養(yǎng)分平均值(表8)。

選擇土壤有機(jī)質(zhì)、堿解N、有效P、速效K、交換性Ca、交換性Mg、有效Cu、有效Zn、有效Mn、有效B、有效Fe共11個(gè)養(yǎng)分指標(biāo)作為綜合評(píng)價(jià)油茶示范林施肥前后土壤肥力的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)計(jì)算出的灰色關(guān)聯(lián)度，參照表9給出的土壤質(zhì)量分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)油茶示范林施肥前后進(jìn)行土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)，結(jié)果如表10。

表8 各處理施肥前后土壤養(yǎng)分狀況

表9 土壤肥力灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

灰色關(guān)聯(lián)度數(shù)值越大，其土壤綜合肥力越高。由表10可知，各施肥處理的土壤綜合肥力高低順序?yàn)椋菏┓是疤幚鞢K>施肥后處理Ⅲ>施肥后處理Ⅳ>施肥前處理Ⅳ>施肥后處理CK>施肥后處理Ⅰ=施肥前處理Ⅲ>施肥前處理Ⅱ=施肥后處理Ⅱ>施肥前處理Ⅰ。試驗(yàn)開展后，處理CK的土壤綜合肥力由Ⅱ(良)降低至Ⅳ(差)，而其它處理的土壤綜合肥力則表現(xiàn)為提高或不變，而提高幅度大小順序?yàn)樘幚恝?處理Ⅰ>處理Ⅳ>處理Ⅱ?？梢姡幚恝蟮耐寥谰C合肥力由施肥前的Ⅳ(差)提高至施肥后的Ⅱ(良)，提高幅度最大；其次是處理Ⅰ，處理Ⅱ施肥前后的土壤綜合肥力不變。因此，處理Ⅲ(即無紡布包裝有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥)施肥后對(duì)油茶林地土壤綜合肥力的提高最顯著，其次為處理Ⅰ(即有機(jī)栽培肥料)，而不施肥處理CK的土壤綜合肥力則顯著降低，土壤質(zhì)量退化嚴(yán)重。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

1)各施肥處理樹高、地徑和冠幅增量的大小順序分別為處理Ⅱ>處理Ⅳ>處理Ⅲ>處理Ⅰ>處理CK、處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅳ>處理Ⅰ>處理CK、處理Ⅱ>處理Ⅲ>處理Ⅰ>處理Ⅳ>處理CK?？梢?，施肥后，處理Ⅱ的樹高、地徑和冠幅的增量明顯高于其他處理，即有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥料直接施入油茶林地最有利于茶油生長(zhǎng)，而處理CK(不施肥)的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)的增量最低。

表10 油茶土壤養(yǎng)分含量關(guān)聯(lián)系數(shù)、關(guān)聯(lián)度及綜合評(píng)價(jià)

2)不同施肥處理對(duì)油茶林地土壤養(yǎng)分各指標(biāo)的影響差異較大，但經(jīng)灰色關(guān)聯(lián)度法分析得出土壤綜合肥力高低順序?yàn)椋菏┓是疤幚鞢K>施肥后處理Ⅲ>施肥后處理Ⅳ>施肥前處理Ⅳ>施肥后處理CK>施肥后處理Ⅰ=施肥前處理Ⅲ>施肥前處理Ⅱ=施肥后處理Ⅱ>施肥前處理Ⅰ。處理Ⅲ(即無紡布包裝有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥)施肥后對(duì)油茶林地土壤綜合肥力的提高最顯著，其次為處理Ⅰ(即有機(jī)栽培肥料)，而不施肥處理CK的土壤綜合肥力則顯著降低，土壤質(zhì)量退化嚴(yán)重。

3.2 討論

本次施肥試驗(yàn)探討了2種肥料不同施肥量和施入方式對(duì)油茶人工林樹體營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和土壤肥力的影響，并采用了灰色關(guān)聯(lián)度法分析油茶人工林土壤肥力，因土壤肥力影響因素較多，只有考慮更多的因素指標(biāo)，才能更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)土壤肥力狀況。本文所選的11個(gè)分析指標(biāo)僅代表此區(qū)域油茶林地大部分土壤養(yǎng)分的變化狀況。