麻風樹規(guī)?；N植對土壤理化性質(zhì)的影響

顧小鳳, 劉鴻雁, 涂宇, 李政道, 張瑞瑞, 王旭蓮

麻風樹規(guī)?；N植對土壤理化性質(zhì)的影響

顧小鳳, 劉鴻雁*, 涂宇, 李政道, 張瑞瑞, 王旭蓮

貴州大學農(nóng)學院, 貴陽 550025

麻風樹(L)屬大戟科的能源植物, 為探討麻風樹規(guī)?；N植對土壤理化性質(zhì)的影響, 選取羅甸縣種植麻風樹1年、3年和20年的基地, 以開墾前的荒草地和杉木林地為對照, 研究土壤理化性質(zhì)的變化。結(jié)果表明: 未開墾的荒草地含水量最高, 為6.26%; 將荒草地和杉木林地開墾種植麻風樹1年后, 土壤有機質(zhì)和pH大幅降低, 荒草地有機質(zhì)從46.88下降至19.24 g·kg-1, pH從6.04下降至4.98, 同時土壤全氮、全磷、全鉀和堿解氮均下降, 有效磷和速效鉀上升, 由于破壞了土壤腐殖質(zhì)層, 種植1年后土壤腐殖質(zhì)顯著下降, 降幅最高可達26.61%; 隨著種植年限的增加, 土壤肥力的各項指標呈現(xiàn)先降低, 再逐漸上升的趨勢, 但差異不顯著, 種植3年的土壤腐殖質(zhì)及腐殖質(zhì)占有機質(zhì)的比例最低, 20年后又逐漸上升?？梢? 在短期內(nèi)規(guī)模化種植會導致土壤肥力下降, 土壤腐殖化程度降低, 要注意培肥土壤; 規(guī)?；N植改變了土地利用方式, 土壤腐殖質(zhì)層結(jié)構(gòu)破壞、有機質(zhì)迅速分解、pH顯著降低、土壤碳釋放、土壤酸化和礦質(zhì)養(yǎng)分淋失等可能會導致一定的生態(tài)環(huán)境風險。

麻風樹; 規(guī)?；N植; 土壤pH; 土壤養(yǎng)分; 有機質(zhì)

0 前言

麻風樹(L.)屬大戟科麻瘋樹屬能源植物, 又名小桐子、小油桐、膏桐等, 是中國西部干熱河谷地區(qū)保水固土、恢復生態(tài)的主要選擇樹種[1]。隨著生物質(zhì)能的開發(fā), 麻風樹規(guī)?；N植面積增加, 規(guī)模化種植后土壤理化性質(zhì)急劇變化。貴州省羅甸縣水土流失敏感性較強, 規(guī)模化種植可能會對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成一定的影響[2]。

由自然生態(tài)的荒地、林地等轉(zhuǎn)變?yōu)槿藶楦鳁l件時, 土壤理化性質(zhì)會發(fā)生很大變化, 首先是土壤肥力的變化。研究發(fā)現(xiàn)將荒地轉(zhuǎn)變?yōu)槁轱L樹種植園后, 土壤微生物多樣性降低, 分布變得不均勻, 因土壤微生物群落在養(yǎng)分循環(huán)和能量流動中起著重要作用, 故土壤理化性質(zhì)也受到影響, 轉(zhuǎn)變后, 土壤pH降低, 有效磷和速效鉀增加[3]; 同時肥料的施用也會加速土壤肥力條件的轉(zhuǎn)變, 有研究發(fā)現(xiàn), 氮肥的來源顯著影響土壤堿解氮和有效磷, 通過對麻風樹土壤進行有機肥和氮肥的培育, 導致土壤養(yǎng)分有效性和微生物生物量碳以及土壤微生物種群上升[4]; 在種植麻風樹三年后, 因人為施肥, 土壤pH顯著下降, 有效磷和堿解氮上升[5]。由于人為活動的大量擾動, 土壤碳庫急劇變化, 會對大氣環(huán)境產(chǎn)生一定影響。在對麻風樹土壤碳庫的研究中發(fā)現(xiàn), 在土壤擾動較小的多年生系統(tǒng)中, 有機物分解緩慢[6]; 還有學者在凋落物對土壤碳氮磷影響研究中發(fā)現(xiàn), 在天然林中, 土壤C含量為成熟林最大, 而N、P含量則近熟林最大[7]; 麻風樹葉片累積后, 凋落物的分解可顯著提高土壤NO2和CO2排放率[8]; 麻風樹生物量可能具有負面影響, 它會通過刺激CH4和CO2的產(chǎn)生以及抑制CH4的消耗來影響土壤溫室氣體循環(huán)過程[9]。另有學者發(fā)現(xiàn), 不同林齡人工林在0—20 cm層土壤SOC含量存在顯著差異[10]; 為了全面掌握規(guī)?；N植麻風樹對土壤性質(zhì)的影響, 我們以規(guī)模化種植1年、3年及20年的為研究對象, 以種植前的荒草地和杉木林地為對照, 研究規(guī)?；N植前后及生長期間土壤理化性質(zhì)的變化, 探討其可能產(chǎn)生的環(huán)境影響。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)自然地理狀況

本研究區(qū)域位于貴州省南部的黔南州羅甸縣, 東經(jīng)106°23′—107°03′, 北緯25°04′—25°45′, 東西寬63 km, 南北長72 km, 總面積3013 km2, 羅甸縣屬于干熱河谷地區(qū), 具有春早、夏長、秋遲、冬短的特點, 日照為1350—1520 h, 年平均溫度達20℃, 極端最高氣溫40.5℃, 極端最低氣溫零下3.5℃, 年均降雨量為1150 mm, 無霜期長達335 d左右, 有“天然溫室”之稱, 氣候溫和、雨量充沛、生物資源豐富, 適宜種植杉、松、泡桐等速生優(yōu)質(zhì)用材林和油桐、柑桔、大葉茶等經(jīng)濟林木。氣候類型為中亞熱帶氣候, 土壤類型為山地黃壤, 具有典型的喀斯特碳酸鹽巖地質(zhì)背景, 易產(chǎn)生水土流失, 是較敏感的生態(tài)脆弱區(qū)。

1.2 采樣點的選擇

1.2.1 高里村

高里村位于羅甸縣茂井鎮(zhèn), 麻風樹種植基地由灌叢荒草地開墾而成, 種植面積為533.33 hm2, 由中水綠能公司承包, 品種為外地品種, 種植年限1年, 株高平均2.5 m, 徑粗平均15 mm, 掛果情況良好, 春夏兩季施用有機復合肥, 用量為600—900 kg·hm-2, 同時在夏季施用除草劑; 在高里村選擇兩個采樣區(qū)域, 一為開墾前的荒草地(WL), 二是種植麻風樹的基地(GL)。

1.2.2 林場

羅甸縣天鵝山林場位于羅甸縣城西北方向, 麻風樹種植基地由杉木林場砍伐跡地開墾而成, 為林業(yè)局種植基地, 種植面積為8 hm2, 主要為紅水河谷的本地品種, 種植年限1年, 株高平均2.0 m, 徑粗平均10 mm, 掛果情況良好, 春夏兩季施用有機復合肥, 用量為150—225 kg·hm-2, 同時在夏季施用除草劑; 在林場選擇兩個采樣區(qū)域, 一是基地旁的杉木林地(CF), 二是種植麻風樹的基地(LC)。

1.2.3 林勤村

林勤村位于羅甸縣沫陽鎮(zhèn)東南方向, 312省道旁, 林勤村麻風樹種植面積約6.67 hm2, 由中水綠能公司承包, 為外地品種, 種植年限約3年, 株高平均2.8 m, 徑粗平均19 mm, 掛果情況良好, 春夏兩季施用有機復合肥, 用量為600—900 kg·hm-2, 同時在夏季施用除草劑; 在林勤村選擇一個采樣區(qū)域(LQ)。

1.2.4 平亭村

平亭村位于羅甸縣羅暮鄉(xiāng)西南方向, 平亭村有傳統(tǒng)種植麻風樹的習慣, 種植面積約0.20 hm2, 是野生麻瘋樹種源地, 種植年限在20年左右, 株高平均1.8 m, 徑粗平均9 mm, 掛果情況一般, 麻風樹作為綠籬種植呈零星分布, 沒有施肥和除草劑。在平亭村選擇一個采樣區(qū)域(PT)。

采集各區(qū)域內(nèi)具有代表性的土樣, 為了保證土壤特性的可比性, 所選擇的樣地土壤母質(zhì)基本一致, 主要為第四系豁土或老風化殼, 土壤類型為發(fā)育于砂巖和砂頁巖上的酸性紅壤和黃紅壤。選擇的采樣點、地形基本一致, 近期施肥耕作措施、植物生長表現(xiàn)基本相同。研究區(qū)域概況如表1所示:

1.3 樣品采集及分析

在研究區(qū)域采集混合樣品, 按S形線路采集0—20 cm土壤后, 平鋪在提前準備好的塑料布上攤平, 把土壤中的碎石子、枯枝落葉等挑撿出去, 用四分法對角取兩份混合放在布袋里, 樣品重1 kg左右即可, 其余可棄去, 附上標簽, 注明采樣地點、采土深度、采樣日期和采樣人。將土壤采集好后帶回實驗室, 在土樣制備室將樣品進行風干處理, 風干之后進行研磨, 過100目和20目篩, 制備好的土樣裝入自封袋備用。

土壤理化性質(zhì)測定和計算方法參考鮑士旦［11］的分析方法: 土壤含水量用烘干法, 土壤容重用環(huán)刀法, 土壤質(zhì)地用比重計法, 土壤pH值采用電位測定, 土壤全氮采用半微量開氏法, 全磷采用高氯酸－硫酸法, 土壤全鉀測定氫氧化鈉熔融－火焰光度法, 土壤堿解氮采用堿解擴散法, 土壤有效磷采用鹽酸－氟化銨提?。f銻抗比色法, 土壤速效鉀醋酸銨－火焰光度計法。土壤有機質(zhì)測定采用重鉻酸鉀容量法－外加熱法, 腐殖質(zhì)含量采用焦磷酸鈉浸提－重鉻酸鉀氧化法, 胡敏酸含量采用重鉻酸鉀氧化－外加熱法, 腐殖酸含量采用差減法。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

采用DPS 14.10軟件和SPSS 22.0軟件進行數(shù)據(jù)處理, 采用最小顯著差異(Least significant difference, LSD)法對相關指標進行差異顯著性檢驗, 采用Origin 2018軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤物理性質(zhì)的變化

由圖1可知, 在將荒草地開墾種植后, 土壤容重在1年后, 有所增加, 但差異不顯著, 將林地砍伐跡地開墾后, 土壤容重變化與荒草地一致; 在種植3年后, 土壤容重無明顯變化; 種植20年后的平亭村, 土壤容重較高里村基地出現(xiàn)下降趨勢, 從1.32 g·cm–3下降至0.92 g·cm–3, 且達到顯著水平。

表2為研究區(qū)域的土壤含水量和質(zhì)地分析, 表3為含水量與質(zhì)地組成的相關性分析: 由表2和表3可知, 研究區(qū)域的土壤屬于粘壤土和粘土。從數(shù)值上看, 含水量最高的是高里村荒地, 與高里村種植基地相比, 砂粒含量小, 粘粒含量高, 有利于土壤水分的保蓄。林場的林地對照含水量較低, 與其土壤中的高砂粒含量和低粘粒有關。對含水量與機械組成做相關分析顯示: 含水率與砂粒相關系數(shù)為–0.562, 達顯著負相關; 含水率與粘粒相關系數(shù)為0.630, 呈顯著正相關; 與粉粒相關系數(shù)為0.446, 達顯著相關水平。

2.2 土壤pH、有機質(zhì)和養(yǎng)分的變化

土壤pH值變化如圖2所示: 將荒草地開墾種植麻風樹1年后, 土壤pH變化明顯, 荒草地土壤pH為6.04, 1年后土壤pH僅為4.98, 下降了1個多單位, 差異顯著; 在林場, 林地土壤pH為4.97, 林地開墾種植1年后pH為4.85, 略有下降; 種植麻風樹3年的林勤村土壤pH為6.29, 種植麻風樹20年的平亭村土壤pH為6.03, 均與種植1年的高里村基地差異顯著。

表1 研究區(qū)域基本概況

不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)(下同)

Figure 1 Soil bulk density

如圖3(a)所示, 在6個研究區(qū)域內(nèi), 荒草地的有機質(zhì)含量最高, 達到了46.88 g·kg-1, 開墾種植1年后, 有機質(zhì)含量為最低, 僅有19.25 g·kg-1, 差異顯著; 林地開墾種植1年后, 有機質(zhì)含量也呈現(xiàn)下降趨勢, 但差異不顯著; 有機質(zhì)含量與長期種植相比未出現(xiàn)明顯變化。

氮磷鉀作為土壤養(yǎng)分的重要組成, 如圖3(b)所示全氮水平表現(xiàn)為荒草地最高, 達到2.22 g·kg-1, 開墾種植1年后, 全氮含量下降, 下降幅度為41%, 達差異顯著水平; 林場基地的全氮含量相較于林場林地下降了19%, 差異不顯著。圖3(c)顯示種植20年的平亭村土壤全磷含量為0.87 g·kg-1, 顯著高于其他樣地土壤, 其他樣地土壤間全磷含量無顯著差異。圖3(d)所示, 種植3年的林勤村全鉀含量最高, 其次是種植20年的平亭村, 高里村基地和林場基地相對于荒地和林地分別從16.37減少至15.24 g·kg-1, 14.84減少至13.41 g·kg-1, 但差異不顯著。

表2 土壤含水量及質(zhì)地

土壤速效養(yǎng)分的變化如圖4所示, 圖4(a)中, 荒草地堿解氮含量最高, 種植20年的平亭村的堿解氮含量最低。圖4(b)中, 荒草地開墾后, 土壤的有效磷含量呈現(xiàn)上升的趨勢, 增加了23.33 mg·kg-1, 差異顯著; 林場基地較林地增加了2.17 mg·kg-1; 平亭村有效磷含量最高, 為21 mg·kg-1, 與其余研究區(qū)域之間差異顯著, 在腐殖質(zhì)層破壞和開墾條件下, 會加速土壤有效磷的釋放。圖4(c)所示荒草地開墾種植1年后速效鉀含量最高, 達到了130 mg·kg-1, 比荒草地高出55 mg·kg-1, 土壤開墾加速了土壤速效鉀的釋放, 6塊樣地間差異不顯著。

表3 相關分析數(shù)據(jù)矩陣

**表示在0.01水平上顯著相關(下同); *表示在0.05水平上顯著相關

圖2 土壤pH值

Figure 2 Soil pH value

圖3 土壤有機質(zhì)及全量養(yǎng)分變化

Figure 3 Soil organic matter and total nutrient change

圖4 土壤速效養(yǎng)分變化

Figure 4 Soil available nutrient change

2.3 土壤腐殖質(zhì)組分的變化

圖5顯示了土壤腐殖質(zhì)組分的變化, 圖6顯示了胡富比和有機質(zhì)中腐殖質(zhì)占比。林地腐殖質(zhì)含量最高, 達到了6.33 g·kg-1, 荒草地次之, 腐殖質(zhì)含量為6.05 g·kg-1, 與種植麻風樹土壤的腐殖質(zhì)含量達差異顯著水平。胡敏酸和富里酸呈現(xiàn)與腐殖質(zhì)一樣的趨勢, 其中, 種植麻風樹1年后, 高里村基地的胡敏酸下降了54%, 富里酸下降了0.06%, 林場基地的胡敏酸下降了22%, 富里酸下降了0.04%, 種植前后均達到差異顯著水平; 種植3年的林勤村, 胡敏酸和富里酸含量最低, 其中胡敏酸含量為0.75 g·kg-1, 富里酸含量為1.03 g·kg-1?；牟莸睾槐茸罡? 開墾種植1年后, 胡富比降低, 種植3年后, 胡富比升高, 種植20年后, 胡富比又降低。土壤有機質(zhì)中腐殖質(zhì)的占比規(guī)律與胡富比相反, 在開墾種植1年, 腐殖質(zhì)占比升高, 3年后, 腐殖質(zhì)占比降到最低, 差異顯著, 20年后, 腐殖質(zhì)占比又回升保持穩(wěn)定。

圖5 土壤腐殖質(zhì)組分變化

Figure 5 Changes in soil humus composition

圖6 土壤有機質(zhì)中腐殖質(zhì)占比及胡富比

Figure 6 Humus ratio soil organic matter and HA/FA

3 討論

3.1 土壤物理性質(zhì)的變化

土壤容重的變化一是受到林齡的影響, 林木的生長能有效降低地表風蝕, 隨著林齡的增加, 地表枯落物增多, 土壤結(jié)構(gòu)改善, 容重減小; 此外, 土地利用方式的改變, 也會對土壤容重產(chǎn)生影響, 荒草地開墾后, 土壤結(jié)構(gòu)被破壞, 土壤緊實度增加[26]。本試驗中, 經(jīng)過20年的自然生長, 平亭村麻風樹根系發(fā)達, 穿插作用強, 植物凋落物多, 腐殖化程度高, 土質(zhì)疏松, 土壤容重較種植年限短的土壤小, 結(jié)構(gòu)良好。土壤水分是土壤系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)和流動的載體, 地表凋落物層厚, 土壤水分蒸發(fā)量少, 土壤水分含量相應較高[15]。高里村荒草地土壤含水量最高, 一是荒草地凋落物層較厚, 另外, 荒草地地表根系分布較其他樣地密, 根系可涵養(yǎng)土壤水分, 根際生物活動強, 水分含量也相對較高, 因此土壤水分顯著高于麻風樹種植區(qū)。

3.2 土壤pH、有機質(zhì)和養(yǎng)分的變化

在自然條件下土壤鈣鎂等鹽基離子淋溶作用較強, 墾植后土壤腐殖質(zhì)層破壞, 加速了土壤酸化。高里村荒草地在墾植過程中去除了表層土壤, 表層植被層和腐殖質(zhì)層破壞, 交換性鹽基離子流失嚴重, 導致土壤pH急劇下降。林場基地對照為林地, 表層土壤沒有破壞, pH變化不顯著。大量研究表明, 森林土壤比農(nóng)田土壤更易發(fā)生酸化[12-13]; 有研究結(jié)果顯示, 在種植麻風樹三年后, 土壤pH下降[5]。造林后, 林地較草地, 土壤pH下降一個單位左右, 幼齡林相較于草地, 土壤pH差異顯著, 而在中熟林與過熟林, 土壤pH和草地之間變化不顯著[16]; 上述研究與本試驗結(jié)果基本一致。造林后, 土壤pH的變化也與樹種有關, 不同樹種對養(yǎng)分需求的差異, 導致養(yǎng)分循環(huán)不同, 土壤pH也會產(chǎn)生變化差異。

土壤有機質(zhì)含量變化直接影響土壤理化性質(zhì)以及供應給植物的營養(yǎng)水平, 能反映植物對土壤養(yǎng)分的利用水平[14], 而植物群落的變化會對有機質(zhì)產(chǎn)生影響[18], 表層土壤有機碳含量隨林齡的增大而增大[24], 荒地一般相較于林地能積累更多的土壤有機質(zhì)[19]。在種植麻風樹的試驗中發(fā)現(xiàn)土壤有機質(zhì)在種植過程中有降低的趨勢[20]。對攀枝花地區(qū)麻風樹土壤養(yǎng)分狀況研究的結(jié)果也發(fā)現(xiàn)土壤有機質(zhì)下降, 且推測土壤有機質(zhì)下降的原因是規(guī)?；N植林叢比較郁閉, 其它物種在林下生長受限, 地表層積累偏少; 麻風樹凋落物真正的干重是很少的, 且枝葉濃密, 林地郁閉, 落葉易腐, 野外人為干預少[25]。在本研究中, 除荒地種植后有機質(zhì)急劇變化, 其他立地條件下土壤有機質(zhì)無顯著差異, 這與上述研究存在一定差異, 主要是麻風樹種植年限較短, 長期種植的環(huán)境效應尚未顯現(xiàn)。

在森林土壤中, 土壤養(yǎng)分具有表聚性, 土壤表層有機質(zhì)和氮素大多來源于枯落物分解, 并受其制約[14]; 研究發(fā)現(xiàn)將荒地轉(zhuǎn)變?yōu)槁轱L樹種植園土壤的微生物組成產(chǎn)生變化[3], 可能對土壤的生物化學活性和理化性質(zhì)產(chǎn)生深遠影響, 會導致有效磷和速效鉀增加, 且指出有效磷和速效鉀的增加可能是由于植物對這些營養(yǎng)素的吸收相對較低, 而不是通過肥料和糞肥添加的; 同時, 施用復合肥能快速、有效地提高土壤有效氮、磷及鉀的含量[17]。有研究表明種植麻風樹后, 土壤堿解氮和有效磷均呈現(xiàn)上升趨勢[5], 且氮肥的來源顯著影響土壤中的堿解氮和有效磷[4]。同時養(yǎng)分元素的循環(huán)改變了土壤H＋的產(chǎn)生與消耗的平衡, 使得土壤pH值隨林齡的增加而變化[16]?？梢? 在研究區(qū)域, 土壤有效磷和速效鉀含量增加, 堿解氮含量減少, 既與土壤腐殖質(zhì)層破壞, 促進有效態(tài)養(yǎng)分釋放有關, 也與種植麻風樹后施肥有一定關系, 還與樹齡有關, 過熟林的有機質(zhì), 全氮, 堿解氮含量顯著高于中幼齡[14]。

3.3 土壤腐殖質(zhì)組分的變化

人工林人為干擾和經(jīng)營強度對土壤養(yǎng)分的保持有一定影響[21]; 人為干擾會使土壤失去植被的保護, 造成水土流失, 使土壤腐殖質(zhì)減少[22]。而在土壤擾動較小的多年生系統(tǒng)中, 有機物分解相對較慢[6]。本研究結(jié)果也顯示, 自然植被狀態(tài)下林地腐殖酸和富里酸含量最高, 荒草地胡敏酸含量最高且與其他研究區(qū)域存在顯著差異, 而在規(guī)?；N植麻風樹后, 土壤腐殖質(zhì)、胡敏酸和富里酸含量均呈現(xiàn)下降趨勢。本研究中, 規(guī)模化種植的土壤有機質(zhì)含量降低, 導致土壤富里酸與胡敏酸降低。高里村荒地的胡富比最高, 林勤村次之, 平亭村最低。這表明, 改變土地利用方式后, 人為耕作的影響不利于良好土壤結(jié)構(gòu)的形成, 減弱土壤有機質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程, 使土壤有機質(zhì)未能得到活化和更新, 減弱了土壤養(yǎng)分的儲存能力; 在種植3年中, 雖向土壤中施加有機肥, 但因植株生長需求及水土流失, 加入的有機肥并未轉(zhuǎn)變?yōu)楦迟|(zhì); 隨著林齡的增加, 且在無人為干擾下, 種植20年的土壤養(yǎng)分又會呈現(xiàn)一個穩(wěn)定的狀態(tài)。

在低pH下, 土壤有機質(zhì)的降解以礦物營養(yǎng)素的形式獲得能量[23], 本研究中荒草地墾植后土壤pH急劇下降, 也是土壤有機質(zhì)及腐殖質(zhì)組分產(chǎn)生變化的重要原因之一。

4 結(jié)論

規(guī)?；N植麻風樹后, 短期內(nèi), 土地利用方式的改變和人為活動的影響, 使土壤腐殖質(zhì)層破壞, 土壤pH和有機質(zhì)下降, 導致土壤酸化和土壤碳庫的釋放; 土壤有效磷和有效鉀增加, 可加速土壤礦質(zhì)養(yǎng)分和鹽基離子的淋失, 對大氣環(huán)境和水環(huán)境造成潛在風險。隨著種植年限的增加, 土壤腐殖質(zhì)先下降, 再增加, 土壤理化性質(zhì)的各項指標都顯著變化, 土壤質(zhì)量逐漸上升。因此, 規(guī)?；N植麻風樹時, 墾植時盡量不要破壞表層土壤, 在種植前期要注意培肥土壤, 改善土壤結(jié)構(gòu), 提高土壤肥力, 減少對環(huán)境的影響。

[1] 陳喜英, 谷勇, 殷瑤, 等. 麻瘋樹的研究進展[J]. 林業(yè)調(diào)查規(guī)劃, 2011, 36(01): 31–34.

[2] 劉發(fā)勇, 蘭安軍, 熊康寧, 等. 基于網(wǎng)格數(shù)據(jù)空間分析方法的羅甸縣生態(tài)環(huán)境敏感性評價[J]. 地球與環(huán)境, 2014, 42(06): 784–790.

[3] PARINITA A, SARNAM S, SHAIK G, et al. Soil microbial diversity shift as affected by conversion of shallow and rocky wastelands to jatropha curcas L plantation[J]. International Journal of Environmental Studies, 2015, 72(4): 631–649.

[4] DOONGAR R C, RITESH K G, ARUP G, et al. Effect of nitrogen management on soil microbial community and enzymatic activities in jatropha curcas L.Plantation[J]. CLEAN–Soil, Air, Water, 2015, 43(7): 967–1114.

[5] PREETESH K, KAUSHAL P S. Impact assessment of fertilizers and AM fungi on biomass production of jatropha curcas under alkali soil conditions[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, India Section B: Biological Sciences, 2017, 87(1): 193–200.

[6] SOPHIA B, ASIA K, PAUL L .G . Soil organic carbon sequestration in jatropha curcas systems in Burkina Faso[J]. Land Degradation &, Development, 2016, 27(8): 1002–2310.

[7] 向云西, 陳勝魁, 潘萍, 等. 馬尾松葉片-凋落物-土壤的碳氮磷化學計量特征[J]. 森林與環(huán)境學報, 2019, 39(02): 120–126.

[8] VICTOR M R, MARCO L, AURELIE G, et al. Greenhouse gas emissions and C and N mineralization in soils of Chiapas (México) Amended with leaves of jatropha curcas L [J]. Applied Soil Ecology, 2010, 46(1): 17–25.

[9] BHARATI K, GARIMA D, PETER D, et al. Influence of bioenergy crop jatropha curcas amendment on soil biogeochemistry in a tropical vertisol[J]. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 2015, 20(8): 1459–1470.

[10] 劉寶, 吳文峰, 何盛強, 等. 不同林齡閩楠林土壤呼吸與碳儲量研究[J]. 森林與環(huán)境學報, 2018, 38(04): 431–438.

[11] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2008: 74–271.

[12] JACKSON R B, JOBBAGY E G, AVISSAR R, et a. Trading water for carbon with biological carbon seques-tration[J]. Science, 2005, 310(5756): 1944–1947.

[13] 徐仁扣. 土壤酸化及其調(diào)控研究進展[J]. 土壤, 2015, 47(02): 238–244.

[14] 薛楊, 陳毅青, 劉憲釗, 等. 海南東北部4種典型人工林土壤化學性質(zhì)研究[J]. 生態(tài)科學, 2014, 33(06): 1142– 1146.

[15] 張忠華, 胡剛. 南亞熱帶次生林土壤pH值與含水量的空間異質(zhì)性[J]. 生態(tài)科學, 2014, 33(01): 148–153.

[16] 雷澤勇, 白津?qū)? 周鳳艷, 等. 遼寧章古臺地區(qū)不同年齡樟子松固沙林對土壤pH值的影響[J]. 生態(tài)學雜志: 2019, 38(11): 3264-3272.

[17] 韋劍鋒, 韋冬萍, 胡桂娟, 等. 不同施肥對麻風樹苗木生長及養(yǎng)分狀況的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學, 2017, 45(22): 129–132.

[18] 王盼盼, 李艷紅, 徐莉. 艾比湖濕地典型植物群落下土壤有機質(zhì)空間變異性研究[J]. 生態(tài)科學, 2015, 34(04): 131–136.

[19] 姜紅梅. 半干旱黃土高原不同土地利用下土壤有機碳, 養(yǎng)分及水分的動態(tài)變化[D]. 蘭州: 蘭州大學, 2006: 98.

[20] 韋冬萍, 韋劍鋒, 季喆, 等. 麻瘋樹對土壤性狀的影響研究進展[J]. 世界林業(yè)研究, 2019, 32(04)): 23-28.

[21] 鄧小軍, 曹繼釗, 宋賢沖,等. 貓兒山自然保護區(qū)3種森林類型土壤養(yǎng)分垂直分布特征[J]. 生態(tài)科學, 2014, 33(06): 1129–1134.

[22] 柯嫻氡, 張璐, 蘇志堯. 粵北亞熱帶山地森林土壤有機碳沿海拔梯度的變化[J]. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學報, 2012, 28(02): 151–156.

[23] PALOMA á, FRANCISCO A, JUAN F.Phytoremediation of highly contaminated mining soils by jatropha curcas L.and production of catalytic carbons from the generated biomass[J]. Journal of Environmental Management, 2019, 231(02): 886–895.

[24] 劉寶, 吳文峰, 何盛強, 等. 不同林齡閩楠林土壤呼吸與碳儲量研究[J]. 森林與環(huán)境學報, 2018, 38(04): 431–438.

[25]吳彥, 吳寧, 和獻鋒, 等. 攀枝花地區(qū)麻瘋樹人工林群落土壤特性[J]. 長江流域資源與環(huán)境, 2008, 17(S1): 54–59.

[26] 張巖松, 雷澤勇, 于東偉, 等. 沙質(zhì)草地營造樟子松林后土壤容重的變化及其影響因子[J]. 生態(tài)學報, 2019, 39(19): 7144-7152.

Effects ofplantation on soil physic-chemical properties

GU Xiaofeng, LIU Hongyan*, TU Yu, LI Zhengdao, ZHUANG Ruirui, WANG Xulian

College of Agriculture, Guizhou University, Guiyang 550025, China

L.is an energy crops of euphorbiaceae. In order to explore theimpacts ofthe Jatrophaplantation on soil physicochemical properties, threeplanting basesin Luodian county which had been planting Jatropha for 1 year, 3 years and 20 years were chosen to study; one uncultivated wild grassland and one Chinese fir land were chosen to be the control. The results showed that soil water content in wild grasslandwas the highest in 6.26%. Compared with wild grassland, after plantedfor 1 year, soil organic matter decreased from 46.88 to 19.24 g·kg-1, and soil pH decreased from 6.04 to 4.98, total N, total P, total K and alkali Nalso decreased, while the available P andavailable Kincreased, soil humus decreased significantly in 26.61% impacted by the humus layer destruction. With the increasing of planting years, the contents of soil fertility showed the trend of decline-rise, soil humus and proportion of humus in organic matterwere the lowest in 3 years planted land, thenincreased gradually in 20 years planted land. So, soil fertility would decrease and humification process would be slow in short period of time, and soil needs to be fertilized. After planted, soil humus layer was destroyed; soil organic matter rapidly decomposed and soil pH significantly decreased, which could lead to ecological and environmental risks.

L.; planting; soil pH; soil nutrient; organic matter

10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.04.021

顧小鳳, 劉鴻雁, 涂宇, 等. 麻風樹規(guī)?；N植對土壤理化性質(zhì)的影響[J]. 生態(tài)科學, 2020, 39(4): 167–174.

GU Xiaofeng, LIU Hongyan, TU Yu, et al. Effects ofplantation on soil physic-chemical properties[J]. Ecological Science, 2020, 39(4): 167–174.

S56

A

1008-8873(2020)04-167-08

2019-11-18;

2019-12-25

國家重點研發(fā)計劃項目(2018YFC1802602);貴州省土壤質(zhì)量安全與水肥調(diào)控重點實驗室(黔教合KY字[2016]001);貴州省生物學一流學科建設項目(GNYL[2017]009)

顧小鳳(1995—), 女, 苗族, 貴州臺江人, 碩士生, 從事土壤學及環(huán)境保護研究, E-mail:936396309@qq.com

劉鴻雁(1969—), 女, 漢族, 貴州貴陽人, 教授, 博士, 從事環(huán)境保護及治理研究, E-mail: hyliu@gzu.edu.cn