隴中黃土高原林下牧草種植對土壤肥力影響試驗(yàn)

楊斌，張晶晶，徐晶晶，田果，周玉燕，許興文

(甘肅省林業(yè)科技推廣總站，蘭州 730046；民勤縣林業(yè)技術(shù)推廣站，甘肅 民勤 733300)

牧草是草食牲畜賴以生存的主要飼料來源，甘肅天水市麥積區(qū)人多地少，保護(hù)耕地資源、提高果園單位面積土地生產(chǎn)效率，成為提高果品產(chǎn)量品質(zhì)、保障糧食安全及生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)牧草的重要措施。為避免與耕地相爭，開展果園林下種植牧草是發(fā)展林果業(yè)、牧業(yè)的一條有效途徑。林下牧草種植不僅能充分體現(xiàn)復(fù)合性、系統(tǒng)性和集約性的林牧復(fù)合種植特點(diǎn)，有效地解決單純的造林營林生產(chǎn)過程中周期長、成本高、見效慢的問題，同時在調(diào)節(jié)土壤溫濕度、抑制雜草生長、提高林地土壤有機(jī)質(zhì)含量、保持土壤水分、改善土壤結(jié)構(gòu)、提高林地產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量等多方面有促進(jìn)作用。為探討林下牧草種植對土壤肥力的影響，測定其養(yǎng)分在不同深度的分布規(guī)律，我們在天水市麥積區(qū)開展了土壤肥力指標(biāo)檢測試驗(yàn)，現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)如下。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于甘肅省中部黃土高原的天水市麥積區(qū)中灘鎮(zhèn)后川村，為葫蘆河河道川地，105°39′23.52″ E，34°43′43.15″ N。屬大陸半濕潤季風(fēng)氣候，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，氣候溫和，四季分明，日照充足，降水適中。海拔1160 m，年平均降水量550 mm，年均日照時數(shù)2800 h，全年無霜期近200 d。年平均氣溫11 ℃，極端最高氣溫38 ℃，極端最低溫度-19.2 ℃，≥10 ℃的有效積溫3500 ℃。土壤以黃綿土、黃褐土為主，土層深厚，pH值7.9左右。林木樹種為栽植的矮砧蘋果，蘋果采取密植格架式栽培，品種為煙富8號，樹齡4 a，平均樹高3.5 m，平均冠幅2.2 m，林份郁閉度35%，株行距1.5 m×4 m，面積13.33 hm2。管理運(yùn)用了肥水一體化省力化栽培、病蟲害綜合防控等綜合新技術(shù)。由于處于幼果期，年均畝產(chǎn)量約300 kg。林下行間種植2.5 m寬的箭舌豌豆、二月蘭、鼠茅草、光葉紫花苕等草種，樹干周邊覆蓋有1.5 m寬的地布。

2 材料與方法

2.1 土樣采集

依照試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，采取隨機(jī)取樣的方法，在林下進(jìn)行了種植牧草的樣點(diǎn)及設(shè)置了未種植牧草的對照樣點(diǎn)，用土壤采樣器分層采樣，取樣深度分別為0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm。共采集包括對照在內(nèi)的土樣16個，每個土樣不少于1 kg，置于塑料密封袋中做好標(biāo)簽注記(包括時間、地點(diǎn)、編號等信息)，送專業(yè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對每個土樣進(jìn)行混勻、風(fēng)干、過篩后進(jìn)行測定。

2.2 測定指標(biāo)及方法

測定指標(biāo)為土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效鉀含量和pH值,檢測儀器分別為K1100自動凱氏定氮儀、UV-2400紫外可見分光光度計(jì)、FP6400火焰光度計(jì)和PHS-3C實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)等。檢測方法分別采用NY/T1121.6-2006土壤有機(jī)質(zhì)的測定法、重鉻酸鉀氧化硫酸亞鐵滴定法、NY/T53-1987土壤全氮測定半微量凱式法、NY/T88-1988土壤全磷氫氧化鈉熔融法、NY/T889-2004土壤速效鉀和緩效鉀含量測定法以及NY/T1121.2-2006土壤pH測定法。

2.3 土壤肥力評價指標(biāo)

土壤肥力豐缺情況分析參照《第二次全國土壤普查技術(shù)規(guī)程》[1]，具體評價指標(biāo)見表1。

表1 土壤有效微量元素分級指標(biāo)

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤有機(jī)質(zhì)含量

土壤有機(jī)質(zhì)含量是衡量土壤肥力最基本的一個指標(biāo)，根據(jù)測定結(jié)果(見表2)，林下種植牧草0～20 cm層的土壤有機(jī)質(zhì)含量為21.1 g/kg，20～40 cm層為10.8 g/kg，40～60 cm層為13.4 g/kg，0～60 cm的平均為15.1 g/kg；對照0～20 cm層為12.4g/kg，20～40 cm層為7.3 g/kg，40～60 cm層為8.5 g/kg，0～60 cm的平均為9.4 g/kg。由此可見，林下種植牧草的樣本土壤有機(jī)質(zhì)含量比對照有大幅度的提高，尤其是牧草生物量較多的0～20 cm層能提高70.16%，平均可提高60.6%。依據(jù)分級指標(biāo)，除了林下種植牧草0～20 cm層的有機(jī)質(zhì)含量處于中等外，其他各樣本的有機(jī)質(zhì)含量均在稍缺和缺范圍之間。

表2 土壤養(yǎng)分測定結(jié)果

3.2 全氮含量

林下種植牧草0～20 cm層樣本的土壤全氮含量為0.125%，20～40 cm層為0.076%，40～60 cm層為0.087%，0～60 cm的平均含量為0.096%；對照樣本0～20 cm層為0.101%，20～40 cm層為0.066%，40～60 cm層為0.056%，0～60 cm的平均含量為0.074%。林下種植牧草的土壤全氮平均含量能比對照提高29.73%。依據(jù)分級指標(biāo)，林下種植牧草0～20 cm層的土壤全氮含量處在中等范圍，其他的樣本土壤全氮含量均在稍缺和缺的范圍之間。

3.3 全磷含量

林下種植牧草0～20 cm層樣本的土壤全磷含量為0.096%，20～40 cm層為0.084%，40～60 cm層為0.08%，0～60 cm的平均值為0.087%；對照樣本0～20 cm層為0.079%，20～40 cm層為0.070%，40～60 cm層為0.071%，0～60 cm的平均值為0.073%。林下種植牧草樣本全磷含量較對照樣本能提高19.18%。依據(jù)分級指標(biāo)，林下種植牧草樣點(diǎn)0～20 cm和20～40 cm層的全磷含量處在稍豐范圍，其他樣本的均在中等范圍，由此表明樣點(diǎn)1所測土壤全磷含量適中，能滿足植物對養(yǎng)分的需求。

3.4 速效鉀含量

林下種植牧草0～20 cm層樣本的土壤速效鉀含量的為481 mg/kg，20～40 cm層為286 mg/kg，40～60 cm層為302 mg/kg，0～60 cm層平均為356.3 mg/kg；對照0～20 cm層為133 mg/kg，20～40 cm層為102 mg/kg，40～60 cm層為96 mg/kg，0～60 cm層平均為110.3 mg/kg。林下種植牧草土樣速效鉀的含量較對照增幅最大，0～20 cm層的增幅達(dá)261.65%，平均提高達(dá)223.02%，差異明顯。依據(jù)分級指標(biāo)，林下種植牧草3個土層的速效鉀含量均處于豐的范圍，對照除了40～60 cm層的處在稍缺范圍外，其余的均在中等和稍豐范圍。由此表明該樣地土壤速效鉀含量相對于其他肥力指標(biāo)要好，而鉀肥對于果樹及牧草的生長發(fā)育過程尤為重要，可提高牧草粗脂肪、粗蛋白和可溶性糖含量[2]，并提高果實(shí)可溶性糖、可溶性固形物和維C含量以及果皮的著色度等[3]。

3.5 土壤pH

根據(jù)測定結(jié)果(見表2)。pH值最高的是林下種植牧草0～20 cm層的土壤樣本，pH值為8.08，其余樣本的pH值在7.70～7.91之間，均處于弱堿性土壤，適合林下牧草種植對土壤酸堿度范圍的要求。林下種植牧草的土壤樣本pH值與對照的差異不大，表明通過林下牧草種植，不會改變土壤的酸堿度。

4 小結(jié)與討論

4.1 從測定的土壤肥力各項(xiàng)指標(biāo)結(jié)果來看，林下種植牧草各樣本的有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量均不同程度高于未進(jìn)行林下種植牧草的對照，表明開展果園林下牧草種植能提高土壤肥力，是一項(xiàng)提高地力的有效措施。

4.2 所測土樣有機(jī)質(zhì)和氮肥含量相對較少，要通過增施有機(jī)肥料來改善土壤肥力狀況，有機(jī)肥料不僅可以增加土壤有機(jī)質(zhì)，提高速效養(yǎng)分含量，還可以改善土壤酸堿性、結(jié)構(gòu)性、孔隙性及保肥、供肥性能[4]。并通過測土配方施肥機(jī)制，有設(shè)計(jì)按比例來增施氮肥，以達(dá)到均衡施肥。

4.3 所測土壤表層0～20 cm的各項(xiàng)指標(biāo)提高幅度較大，最高的增幅能達(dá)到261.65%，表明進(jìn)行果園林下牧草種植可以加速表層土壤熟化，這與開展林下養(yǎng)殖對土壤肥力影響類似[5]。因此在以后的土壤管理上，要加強(qiáng)土壤的深耕細(xì)作，以有利于果樹的發(fā)育生長結(jié)實(shí)。