桑樹種植對土壤理化性質(zhì)的改良效應(yīng)

高春紅　王金月

摘要 為探討桑樹種植對齊齊哈爾市甘南縣砂質(zhì)暗棕壤的改良效果，通過實(shí)地種植與種苗培育觀察并記錄4種桑樹各生長階段的日期與特點(diǎn)，從而對這4種桑樹在齊齊哈爾市甘南縣的適應(yīng)性進(jìn)行評價。結(jié)果表明，4種外來桑種的幼樹對甘南縣的適應(yīng)性由高到低為育71-1、海桑、沈大1號和沈大2號，這4種桑樹各階段的實(shí)際生長日期均晚于其原產(chǎn)地的生長日期;在甘南縣典型的砂質(zhì)暗棕壤條件下3種桑樹種苗（沈大1號、沈大2號和海桑）的培育成活率由高到低為海桑、沈大2號和沈大1號，其三者的落葉對土壤的理化性質(zhì)均產(chǎn)生影響，種植4種桑樹后土壤的多種有機(jī)質(zhì)含量均增加，從而達(dá)到了改良土壤的效果。

關(guān)鍵詞 桑樹;適應(yīng)性;土壤理化性質(zhì);甘南縣

中圖分類號 S 156文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2020）23-0194-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.23.050

Improvement Effect of Mulberry Planting on Soil Physical and Chemical Properties

GAO Chun-hong，WANG Jin-yue

（Heilongjiang Province Key Laboratory of Geographical Environment Monitoring and Spatial Information Service in Cold Regions， Harbin Normal University， Harbin，Heilongjiang? 150025）

Abstract In order to explore the improvement effect of mulberry planting on sandy dark brown soil in Gannan? County， Qiqihar City， the date and characteristics of each growth stage of four mulberry species were observed and recorded through field planting and seedling cultivation experiments， so as to analyze and evaluate the adaptability of these four mulberry species in Gannan County， Qiqihar City.The results showed that the saplings adaptability of the four alien mulberry species was 71-1， Haisang， Shenda 1 and Shenda 2 from high to low in Gannan County.In typical sandy dark brown soil area of Gannan County， the survival rate of three kinds of mulberry seedlings from high to low was Haisang， Shenda 2 and Shenda 1， and their fallen leaves had influences on soil physical and chemical properties. After four kinds of mulberry planting， soil organic matter content were increased， so as to achieve the effect of soil improvement.

Key words Mulberry;Adaptability;Physical and chemical properties of soil;Gannan County

桑樹作為一種生物量巨大的落葉喬木，其生態(tài)價值與經(jīng)濟(jì)價值均十分顯著[1]。桑樹種植不僅可以促進(jìn)就業(yè)、提高人均收入，而且會增加當(dāng)?shù)卦家吧涞姆N群結(jié)構(gòu)，有利于鞏固當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性。但隨著我國新興工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)桑樹種植區(qū)土地資源日益緊張、工業(yè)污染也較嚴(yán)重。根據(jù)國家發(fā)展戰(zhàn)略，形成了“南桑北移，東桑西移，南蠶北養(yǎng)”的態(tài)勢[2-4]。曹明全等[5]在2010年提及了黑龍江省桑蠶養(yǎng)殖現(xiàn)狀、黑龍江省桑蠶業(yè)未來發(fā)展趨勢以及桑蠶業(yè)發(fā)展中應(yīng)注意的事項(xiàng)。趙東曉等[6]探討了鹽堿脅迫對桑樹生長的影響及其影響機(jī)制，為在鹽堿性土地上的桑樹種植提供了理論及數(shù)據(jù)支持。但對非傳統(tǒng)栽培區(qū)培育與推廣的研究較少。為探討桑樹對齊齊哈爾市甘南縣地區(qū)砂質(zhì)暗棕壤的改良效果，筆者以甘南縣山灣村六屯某農(nóng)家園內(nèi)種植的4種桑樹為研究對象，研究了4種桑樹在齊齊哈爾市甘南縣地區(qū)的適應(yīng)性，以期為進(jìn)一步研究該區(qū)桑樹的栽培與推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

研究區(qū)為甘南縣，甘南縣地勢平坦，平均海拔146 m，東部和南部地勢低洼[7]。甘南縣屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，冬季由強(qiáng)勁的西伯利亞高壓控制，西北風(fēng)，冷少雪[7]。春季蒙古低壓受東移影響，風(fēng)雨量少，容易發(fā)生干旱;夏季受太平洋高壓脊影響，東南季風(fēng)增強(qiáng)，高溫多雨，濕度大;秋季西伯利亞冷空氣侵入，急速冷卻，然后控制當(dāng)?shù)兀蟮貎鼋Y(jié)[7]。年平均氣溫2.6 ℃，最高氣溫39.2 ℃，平均最低氣溫-3.4 ℃。年平均降水量455.2 mm，5年平均降水量僅為224.6 mm。但氣候條件好，同期太陽輻射能量強(qiáng)，雨熱同期。地貌屬大興安嶺和嫩江沖擊平原，西部和北部都屬于丘陵漫崗區(qū)[7-8]。土壤種類為黑土、黑鈣土、草甸土、暗棕壤、沼澤土五大類。在北部和西部的丘陵地區(qū)，黑土和黑褐土占優(yōu)勢，而在南部平原，黑鈣土占優(yōu)勢，草甸土和沼澤土影響河流，嫩江延安和阿倫江下游有局部鹽漬化。

該試驗(yàn)選取甘南縣音河鎮(zhèn)山灣村六屯某農(nóng)家園子中一塊呈長條狀的用地。地形平坦，四周沒有高樓，光照條件良好。其土壤類型為砂質(zhì)暗棕壤，其土層相對于典型暗棕壤較薄、砂質(zhì)較強(qiáng)、保水性相對較差、易耕種[9-10]。

1.2 試驗(yàn)方法

2015年5月清理試驗(yàn)區(qū)附近高大喬木，減少其對光照的遮擋，精選4種桑樹樹苗進(jìn)行生根液（取10 g生根劑，加入10 kg水充分溶解成500 mg/L的溶液，將精選的4種桑樹分別浸泡在配制好的生根液中20 s即可拿出）處理，將4種桑樹以彼此2 m的間距栽種在38 cm×38 cm×25 cm的樹坑，分別為沈大1號1#、沈大1號2#、沈大2號1#、育71-11#、海桑1#、海桑2#，定時定量澆水，觀察并記錄桑樹72 d的變化。取土樣，分別在栽種桑樹前取土1份和栽種4種桑樹后的6塊地中分別取土6份，且取土?xí)r需保證土壤已經(jīng)解凍。在距離地表5～15 cm取土，并進(jìn)行標(biāo)記。送至實(shí)驗(yàn)室，自然風(fēng)干，準(zhǔn)備作土壤樣品。

同時設(shè)置室內(nèi)對照試驗(yàn)，土壤類型分別為砂質(zhì)暗棕壤、扎龍濕地鹽堿化沼澤土[11]、暗棕壤和黑土。

（1）砂質(zhì)暗棕壤的模擬制備：所用土壤取自甘南縣農(nóng)用地的暗棕壤和在江邊采集的細(xì)沙，先將暗棕壤和細(xì)沙去除表面雜質(zhì)有機(jī)物，之后過粒徑2.0 mm的土壤篩。去除顆粒較大的雜質(zhì)之后，將兩者按3∶4的比例混合來模擬室外試驗(yàn)地的砂質(zhì)暗棕壤土質(zhì)。將其平均分為2份，分別置于容器1和容器2中。

（2）扎龍濕地鹽堿化沼澤土壤的采集：在齊齊哈爾市扎龍濕地根據(jù)試驗(yàn)所需挖取適量具有典型代表性的鹽堿化沼澤土，將其置于容器3中。

（3）暗棕壤的采集：在齊齊哈爾大學(xué)西校區(qū)的綠化用地中取適量的暗棕壤，將其分為6份分別置于容器4～容器9中。

（4）黑土的采集：黑土采自于黑龍江省甘南縣的典型自然黑土帶，將適量的黑土分為2份分別置于容器10和容器11中。

對照試驗(yàn)一：海桑種子在不同土質(zhì)下的生長情況。

2016年5月4日將20粒海桑種子分別種植到容器1、容器3、容器10和容器11中，其比例為7∶7∶6∶45。經(jīng)過72 d的試驗(yàn)期，觀察并記錄發(fā)芽情況。

對照試驗(yàn)二：沈大1號、沈大2號和海桑種子在暗棕壤土體條件下的生長情況（未考慮種間競爭）。

2016年5月5日將35粒海桑、28粒沈大1號和30粒沈大2號一同種植在容器5的暗棕壤土體條件下。經(jīng)過72 d的試驗(yàn)期，觀察并記錄發(fā)芽情況。

對照試驗(yàn)三：沈大1號、沈大2號和海桑種子在暗棕壤土體條件下的生長情況（考慮種間競爭）。

2016年5月5日將14粒沈大1號種植在容器8中，45粒沈大2號種植在容器6中，18粒海桑種植在容器7中，經(jīng)過72 d的試驗(yàn)期，觀察并記錄發(fā)芽情況。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

土壤有機(jī)質(zhì)的測定采用重鉻酸鉀油浴法[12-13];pH選用土壤pH測試儀測定[14-15];速效氮磷鉀的測定采用紫外分光光度計[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 園內(nèi)桑樹莖、芽、葉和果實(shí)的生長情況

4種桑樹的初始指標(biāo)見表1。通過觀察4月9日之后的72 d，發(fā)現(xiàn)從4月9日至4月23日，所有桑樹均沒有任何生長變化，均處于貯藏期[17-18]。自4月23日至5月10日，育71-1休眠期結(jié)束，其部分桑節(jié)處的苞芽已經(jīng)開始萌發(fā)。5月10日至5月17日，育71-1部分桑節(jié)由脫苞期轉(zhuǎn)為燕口期，且有多處正向燕口期進(jìn)行轉(zhuǎn)化。沈大1號和沈大2號仍無任何生長發(fā)育的痕跡。5月18日至5月24日，育71-1完成開葉階段即開葉期（葉片和葉柄完全露出，展開成為獨(dú)立的葉片）[19]。海桑2#進(jìn)入開葉期。沈大1號2#其中一株桑芽末端開始出現(xiàn)膨大、鱗片轉(zhuǎn)青的現(xiàn)象。從5月24日到5月27日，育71-1大量進(jìn)入開花期。海桑2#仍為開葉期，沈大1號2#進(jìn)入脫苞期。從5月27日到5月31日，育71-1進(jìn)入果期。海桑2#處于開葉期，無進(jìn)入花期的征兆。沈大1號2#于5月30日完成燕口期并進(jìn)入開葉期。海桑1#進(jìn)入燕口期。6月1日至6月2日，育71-1進(jìn)入果期，部分未受粉的花已經(jīng)干枯凋謝。海桑2#處于開葉期，仍無進(jìn)入花期的征兆。沈大1號2#部分進(jìn)入花期，其中多數(shù)還處于燕口期與開葉期。海桑1#處于燕口期。6月3日至6月6日，育71-1進(jìn)入果期，其果實(shí)膨大明顯。海桑2#處于開葉期，仍無進(jìn)入花期的征兆。沈大1號2#少部分進(jìn)入果期，大部分還處于開葉期。海桑1#進(jìn)入開葉期。

2.2 土壤有機(jī)質(zhì)含量

從表2可以看出，桑樹栽培前后6組有機(jī)質(zhì)含量增加，說明桑樹種植后，土壤有機(jī)質(zhì)含量發(fā)生了變化，雖然變化量不大，其中沈大1號1#有機(jī)質(zhì)前后變化量最小，而育71-11#有機(jī)質(zhì)變化量最大，海桑1#和海桑2#變化量僅差0.2 g，但這6組土壤有機(jī)質(zhì)含量均呈增長趨勢。

2.3 土壤pH

由表3可知，所有土壤的pH都有所下降，其中沈大1號1#、沈大1號2#和沈大2號1#下降最明顯，而育71-11#、海桑1#和海桑2#下降較少，其中沈大2號1#下降則超過2.0，說明種植4種桑樹后土壤均偏酸性。

2.4 土壤速效氮、磷、鉀含量

2.4.1 速效鉀含量。

鉀在1‰之內(nèi)的變化均為正常（儀器誤差、土壤氧化時誤差、土壤雜質(zhì)等因素都可能導(dǎo)致其變化），且在桑樹整個生長期，不論哪一組，都沒有出現(xiàn)明顯缺鉀現(xiàn)象。其中育71-11#在種植前后其速效鉀含量沒有變，且其他5組的變化也很小。說明桑樹落葉等有機(jī)質(zhì)提供養(yǎng)分和施用化肥對土壤中速效鉀含量影響不大，這也可能與東北土壤中鉀含量較高有一定關(guān)系（表4）。

2.4.2 速效氮含量。

由表5可知，4種桑樹種植后土壤速效氮含量呈上升趨勢。其中沈大1號2#、育71-11#和海桑2#增長值最大，而沈大1號1#增長值最少，海桑2#的速效氮含量變化達(dá)到了最大值。說明4種桑樹的落葉等有機(jī)質(zhì)改變了土壤的速效氮含量，且使速效氮含量增加。

2.4.3 速效磷含量。

由表6可知，沈大1號1#和育71-11#的速效磷含量增加最多，說明沈大1號1#和育71-11#桑樹的落葉等有機(jī)質(zhì)給土壤提供的速效磷超過了其他組桑樹，其他組的速效磷也有增加，但增加值較小，沈大2號1#速效磷的變化值只有2 mg/kg，同時海桑1#變化值也與沈大2號1#相似。說明4種桑樹的種植提供養(yǎng)分不僅能增加土壤中速效磷含量，還能促進(jìn)其吸收。

2.5 室內(nèi)桑苗出苗率 對照試驗(yàn)一：容器1中發(fā)芽5株，容器3中發(fā)芽0株，容器10中發(fā)芽5株，容器11中發(fā)芽44株。海桑在容器1、容器3、容器10和容器11中的發(fā)芽率分別為71.4%、0、83.3%和97.8%。

對照試驗(yàn)二：容器5中海桑發(fā)芽21株，沈大1號發(fā)芽15株，沈大2號發(fā)芽14株。海桑發(fā)芽率60.0%，沈大1號發(fā)芽率53.6%，沈大2號發(fā)芽率46.7%。

對照試驗(yàn)三：容器6中沈大2發(fā)芽29株，容器7中海桑發(fā)芽12株，容器8中沈大1號發(fā)芽5株。海桑發(fā)芽率85.7%，沈大1號發(fā)芽率35.7%，沈大2號發(fā)芽率64.4%。

2.6 不同土壤類型對桑苗存活率的影響

對照試驗(yàn)一，海桑在3種典型土壤類型下種子的發(fā)芽率：黑土>砂質(zhì)暗棕壤>扎龍鹽堿化土壤。由此可知，桑樹種子的萌發(fā)對于土壤環(huán)境要求比較苛刻。像類似于扎龍鹽堿化土壤的這種鹽堿較為嚴(yán)重的土壤是無法生長的。海桑對于除相對極端的土壤環(huán)境外，其在土壤養(yǎng)分充足且具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的黑土中發(fā)芽率最高[20]。砂質(zhì)暗棕壤相對于黑土而言其保水性和土壤養(yǎng)分較差[9-10]，從而導(dǎo)致海桑發(fā)芽率稍低（圖1）。

對照試驗(yàn)二和試驗(yàn)三，在同為砂質(zhì)暗棕壤的土體條件下，綜合海桑、沈大1號和沈大2號這3種桑樹在考慮和忽略種間競爭這2種情況下的出苗率，確定這3種桑樹種子在砂質(zhì)暗棕壤條件下的適應(yīng)性：海桑>沈大2號>沈大1號。由此可知，在桑樹育苗過程中，針對甘南縣地區(qū)廣大的砂質(zhì)暗棕壤土質(zhì)區(qū)域，待選的3種桑樹樹種中，海桑的出苗率最高且高于60%，相較于沈大1號和沈大2號而言，更適合甘南地區(qū)的土質(zhì)特征（圖2）。

3 結(jié)論

（1）4種外來桑種的幼樹對于甘南縣地區(qū)的適應(yīng)性由高到低為育71-1、海桑、沈大1號和沈大2號。這4種桑樹各階段的實(shí)際生長日期均晚于其原產(chǎn)地的生長日期。其中育71-1最早從休眠期進(jìn)入展開期，同時也是最先進(jìn)入同化期的桑樹品種。

（2）在甘南縣地區(qū)典型的砂質(zhì)暗棕壤條件下，3種桑樹種苗（沈大1號、沈大2號和海桑）的培育成活率由高到低為海桑、沈大2號和沈大1號。

（3）在甘南縣地區(qū)典型的砂質(zhì)暗棕壤條件下種植的本地桑樹、沈大1號和沈大2號三者的落葉對土壤的理化性質(zhì)均產(chǎn)生影響，種植4種桑樹后，土壤的多種有機(jī)質(zhì)含量均增加，從而達(dá)到了改良土壤的效果。

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作者簡介 高春紅（1995—），女，黑龍江齊齊哈爾人，碩士研究生，研究方向：凍土污染。?? *通信作者，碩士研究生，研究方向：凍土退化。

收稿日期 2019-12-13