不同施肥模式對(duì)龍竹土壤理化性質(zhì)及發(fā)筍成竹的影響

朱禮月，劉蔚漪，輝朝茂，涂丹丹，張文君

(西南林業(yè)大學(xué) 竹藤科學(xué)研究院/國(guó)家叢生竹工程技術(shù)研究中心，云南 昆明 650224)

土壤是農(nóng)林生產(chǎn)的基地，是植物生長(zhǎng)的載體和重要基質(zhì)，為植物生長(zhǎng)提供基礎(chǔ)條件。植物生長(zhǎng)需要的養(yǎng)分、水分等必要元素都可以從土壤中獲取，所以土壤肥力的高低成為植物生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)[1]。土壤養(yǎng)分、水分等指標(biāo)是評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)，土壤養(yǎng)分中理化性質(zhì)是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)之一，能夠直接反映土壤的基本性質(zhì)，關(guān)系土壤的養(yǎng)分調(diào)節(jié)，影響植物生長(zhǎng)發(fā)育[2]。土壤理化性質(zhì)影響植物根系生長(zhǎng)、植物代謝和繁殖、土壤微生物活動(dòng)、土壤酶活性、礦物質(zhì)溶解、土壤水分留失、養(yǎng)分調(diào)節(jié)等各個(gè)方面，施肥則是有效調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分的重要手段之一。有研究表明，合理施用生物質(zhì)炭能夠提升土壤含水量和有效磷含量，改善土壤理化性質(zhì)[3]；有機(jī)肥和油枯混施能夠提高雷竹土壤pH值和有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷含量，施用復(fù)合肥能夠提高雷竹土壤堿解氮和有效磷含量[4]，施用有機(jī)肥能夠降低土壤容重、增加土壤孔隙度、提高土壤有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)元素含量[5]，農(nóng)家肥加速土壤對(duì)有機(jī)質(zhì)的積累，能夠顯著提高林分土壤田間持水量和土壤孔隙度，在依靠菌劑的施用等方式顯著提高土壤速效鉀和速效磷的含量[6]。

龍竹(DendrocalamusgiganteusMunro)，屬禾本科(Gramineae)竹亞科(Bambusoideae)牡竹屬(Dendrocalamus)，桿高約20～30 m，胸徑約15～30 cm，分布廣泛在我國(guó)云南以及西南地區(qū)[7]。目前云南龍竹多為粗放經(jīng)營(yíng)，對(duì)龍竹的研究主要集中在栽培技術(shù)、竹材性質(zhì)、病蟲(chóng)害等方面的研究，對(duì)龍竹施肥的研究停留在較為淺顯的層面，該研究為探究不同施肥模式對(duì)龍竹土壤理化性質(zhì)的影響，調(diào)整龍竹施肥結(jié)構(gòu)、促進(jìn)龍竹生長(zhǎng)培育以及高效生產(chǎn)提供一些理論依據(jù)。

1 研究材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018年11月在云南省臨滄市滄源縣勐角鄉(xiāng)勐甘村(99°13′23″～99°15′24″ E，23°10′18″～23°12′01″ N)試驗(yàn)地進(jìn)行。試驗(yàn)地海拔1 330～1 350 m，屬亞熱帶低緯山地季風(fēng)氣候，年平均氣溫17.2 ℃，年平均降雨量1 425～1 595 mm，全年近4/5為無(wú)霜期，年極端最高氣溫34.6 ℃，最低氣溫-1.3 ℃，年日照時(shí)數(shù)2 115 h，屬于適宜龍竹生長(zhǎng)的區(qū)域。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共選取330叢龍竹，設(shè)置5個(gè)小區(qū)分別為A、B、C、D、CK等5個(gè)處理，每個(gè)小區(qū)66叢(面積約0.2 hm2)，A小區(qū)施有機(jī)肥、B小區(qū)施復(fù)合肥、C小區(qū)施竹腔肥、D小區(qū)施綠肥，CK為對(duì)照組。根據(jù)研究項(xiàng)目組前期豐產(chǎn)試驗(yàn)確定復(fù)合肥施肥量為5 kg·叢-1，氮磷鉀配比為22∶8∶15，有機(jī)肥經(jīng)測(cè)定氮磷鉀配比為5.6∶2.1∶4，結(jié)合復(fù)合肥氮磷鉀配比計(jì)算，有機(jī)肥施肥量20 kg·叢-1；竹腔肥由江西省林科院和江西省林業(yè)科技推廣總站研發(fā)，參照毛竹竹腔施肥的用量進(jìn)行，2 mL·株-1；綠肥種類(lèi)為光葉紫花苕子(ViciasativaL.)，生產(chǎn)廠(chǎng)家推薦用量為75 kg·hm-2。

1.3 樣品采集

1.3.1土樣采集 2019年11月進(jìn)行土樣采集及測(cè)定，土壤樣本采用5點(diǎn)梅花法取樣，將土壤表面的枯落物去除后，每個(gè)樣地隨機(jī)選取竹兜根部深度在0～20 cm的5個(gè)點(diǎn)，取出后均勻混合，剔除枯樹(shù)枝和小石礫后將所取的土樣分成等量的3份(每份又等分為5個(gè)重復(fù))，分別裝入寫(xiě)好標(biāo)簽的自封袋中，1份放常溫，測(cè)土壤化學(xué)性質(zhì)，其余2份用于測(cè)定土壤其他性質(zhì)。不過(guò)篩的土壤，每個(gè)樣地各取5個(gè)鋁盒和3個(gè)環(huán)刀取土，用于測(cè)土壤物理性質(zhì)。

1.4 測(cè)定方法

1.4.1土壤物理性質(zhì)測(cè)定 土壤物理性質(zhì)采用環(huán)刀法以及鋁盒取土測(cè)定。

1.4.2土壤化學(xué)性質(zhì)測(cè)定 pH采用電位測(cè)定法；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法進(jìn)行測(cè)定；全氮采用凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定；全磷采用堿熔-鉬銻抗比色法全鉀采用堿熔-火焰光度法進(jìn)行測(cè)定；水解性氮采用堿解擴(kuò)散法進(jìn)行測(cè)定；有效磷采用氟化銨-鹽酸浸提-鉬銻抗比色法進(jìn)行測(cè)定；速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法進(jìn)行測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

土壤物理性質(zhì)指標(biāo)根據(jù)“森林土壤水分——物理性質(zhì)的測(cè)定(LY/T1251-1999)”進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)平均胸徑、平均發(fā)筍數(shù)、平均退筍率、平均成竹率4個(gè)龍竹新竹指標(biāo)描述龍竹發(fā)筍成竹特征。

相關(guān)指標(biāo)計(jì)算公式：

退筍率/%=(退筍數(shù)/發(fā)筍總數(shù))×100

成竹率/%=(成竹數(shù)/發(fā)筍總數(shù))×100

利用SPSS 22.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和相關(guān)性分析，5種施肥處理作為處理變量，所有處理的平均值采用單因素方差分析法ANOVA進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)(P<0.05)，采用Microsoft Excel 2010軟件整理和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥模式對(duì)龍竹土壤物理性質(zhì)的影響

結(jié)果說(shuō)明不同施肥模式對(duì)龍竹土壤物理性質(zhì)影響顯著，總體與不施肥相比均有一定促進(jìn)作用(見(jiàn)圖1)。

在土壤毛管孔隙度和土壤非毛管孔隙度方面，所有處理與CK對(duì)比均沒(méi)有顯著變化，對(duì)土壤毛管孔隙度影響為：A>CK>B>D>C，對(duì)土壤非毛管孔隙度影響為：C>D>A>B>CK。施肥對(duì)土壤最大持水量影響為：A>B>D>CK>C，施用有機(jī)肥、復(fù)合肥后土壤最大持水量比CK顯著增加34.16%、20.05%；對(duì)最小持水量影響為：B>CK>A>C>D，施用復(fù)合肥后最小持水量比CK顯著增加4.5%，而竹腔肥、綠肥與CK相比均顯著降低，降幅分別為14.87%、22.29%，有機(jī)肥與CK相比則沒(méi)有顯著差異；對(duì)毛管持水量影響為：B>A>CK>C>D，施用復(fù)合肥后毛管持水量與CK相比顯著增加10.71%，竹腔肥、綠肥與CK相比顯著降低，降幅分別為11.27%、18.54%。

圖1 不同施肥模式對(duì)龍竹林土壤物理性質(zhì)的影響Fig.1 Effects of different fertilization modes on soil physical properties of D. giganteus forests 不同字母表示差異顯著性(P<0.05) The letters indicate the significance of the difference (P<0.05).

2.2 不同施肥模式對(duì)龍竹土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

如圖2所示，不同施肥模式對(duì)龍竹土壤化學(xué)性質(zhì)影響結(jié)果不同，總體上看有機(jī)肥和復(fù)合肥對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的提升效果優(yōu)于竹腔肥、綠肥。施肥對(duì)土壤pH值影響為：A>D>C>CK>B，施有機(jī)肥的pH值比CK顯著增加6.68%，而復(fù)合肥與CK相比顯著降低5.63%；對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量影響為：A>CK>B>C>D，施用有機(jī)肥后有機(jī)質(zhì)含量與CK相比增加14.79%，而復(fù)合肥、竹腔肥、綠肥均顯著低于CK，降幅分別為8.69%、10.81%、24.86%。

施肥對(duì)土壤全氮含量影響為：A>CK>B>D>C，施有機(jī)肥的全氮含量與CK相比高出16.34%，而復(fù)合肥、綠肥、竹腔肥均顯著低于CK，降幅分別為11.08%、20.74%、26.24%；對(duì)土壤全磷含量影響為：B>A>CK>D>C，施復(fù)合肥、有機(jī)肥的全磷含量與CK像相比分別增加128.14%、40.26%，而綠肥、竹腔肥與CK相比均有所下降，降幅分別為3.90%、7.79%；對(duì)土壤全鉀含量影響為：B>CK>A>C>D，施復(fù)合肥的全鉀含量比CK增加3.26%，而有機(jī)肥、竹腔肥、綠肥與CK相比均顯著下降，降幅分別為18.42%、18.48%、23.75%。

此外施肥對(duì)土壤水解性氮含量影響為：C>CK>A>B>D，施竹腔肥后水解氮含量與CK相比顯著增加117.20%，而復(fù)合肥、綠肥與CK對(duì)比明顯下降，降幅分別為10.11%、17.27%，有機(jī)肥與CK對(duì)比無(wú)顯著變化；對(duì)土壤有效磷含量影響為：B>A>C>D>CK，施復(fù)合肥、有機(jī)肥、竹腔肥、綠肥的有效磷均高于CK，增幅分為545.46%、275.17%、84.95%、7.73%；對(duì)土壤速效鉀含量影響為：B>CK>D>A>C，施復(fù)合肥的速效鉀含量與CK相比顯著增加135.52%，而綠肥、有機(jī)肥、竹腔肥均顯著低于CK，降幅分別為45.74%、46.64%、66.08%。

圖2 不同施肥模式對(duì)龍竹土壤化學(xué)性質(zhì)的影響Fig.2 Effects of different fertilization modes on soil chemical properties of D. giganteus forests 不同字母表示差異顯著性(P<0.05) The letters indicate the significance of the difference (P<0.05).

2.3 不同施肥模式對(duì)龍竹發(fā)筍成竹的影響

經(jīng)不同施肥處理后龍竹發(fā)筍數(shù)量、平均胸徑存在顯著差異。如圖3所示，施復(fù)合肥平均發(fā)筍數(shù)量最多，達(dá)2.96 個(gè)·叢-1，其次是有機(jī)肥(2.14 個(gè)·叢-1)，而竹腔肥和綠肥對(duì)發(fā)筍無(wú)明顯促進(jìn)，效果不及CK處理。施復(fù)合肥的新竹胸徑最高，達(dá)到13.29 cm，其次是有機(jī)肥和竹腔肥，三者均顯著高于CK。

施用復(fù)合肥、有機(jī)肥的平均出筍數(shù)均高于CK，施復(fù)合肥、有機(jī)肥、竹腔肥、綠肥平均退筍率均低于CK，而整體成竹情況受到出筍與退筍綜合影響，因此4種施肥處理的成竹率與CK相比均有所提升，分別增加6.99%、4.58%、0.74%、0.71%。

圖3 不同施肥模式對(duì)龍竹發(fā)筍成竹的影響Fig.3 Effects of different fertilization modes on bamboo shoot growth of D. giganteus 不同字母表示差異顯著性(P<0.05) The letters indicate the significance of the difference (P<0.05).

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，施肥能夠?qū)ν寥栏黜?xiàng)理化指標(biāo)產(chǎn)生影響，氮磷肥配施能夠顯著提高土壤有機(jī)碳、全磷和有效磷含量，可以降低土壤pH值[8]，施用有機(jī)肥則可以提高土壤中有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀的含量[9]。有研究發(fā)現(xiàn)施用有機(jī)肥能夠顯著提高土壤孔隙度和持水量，有利于土壤的通氣和排水，進(jìn)而保持和改善土壤孔隙狀況[6]，該研究得出相同結(jié)論。施用有機(jī)肥和復(fù)合肥可以顯著提高土壤孔隙度和持水能力，施用復(fù)合肥能夠提高龍竹土壤最小持水量、毛管持水量，以及全氮、全磷、全鉀、有效磷、速效鉀的含量，這與沈松等[10]的研究結(jié)果相同，而施用有機(jī)肥能夠提高龍竹土壤持水量和土壤孔隙度，還能有效增加龍竹土壤有機(jī)質(zhì)、全氮全磷、有效磷的含量，這與史銀光等[11]的研究結(jié)果相同。

陳本學(xué)等[12]研究發(fā)現(xiàn)，施竹腔肥能夠顯著提高毛竹林除全磷含量外的所有土壤養(yǎng)分，但該研究中施竹腔肥后龍竹土壤除水解性氮、有效磷含量外其他土壤養(yǎng)分與CK對(duì)比均呈下降趨勢(shì)。該研究中除竹腔肥沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果外，還有綠肥施肥效果不佳，使用綠肥后龍竹土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)均呈下降狀態(tài)，這與楊春霞等[13]的研究結(jié)果相反，可能與該研究綠肥種類(lèi)單一，綠肥沒(méi)有配施其他種類(lèi)肥料有關(guān)。閆德民等[14]研究發(fā)現(xiàn)施竹腔肥能夠促進(jìn)撐綠雜交竹新竹生長(zhǎng)，增加胸徑值，這與該研究所得結(jié)果相同，但在該研究中施竹腔肥效果不及復(fù)合肥和有機(jī)肥，該研究中施用復(fù)合肥后新竹胸徑最大，有機(jī)肥次之，綠肥最小，這可能與綠肥還未發(fā)揮肥效有關(guān)。對(duì)于龍竹發(fā)筍數(shù)量，復(fù)合肥效果最為明顯，綠肥效果最小，這與上述的綠肥還未發(fā)揮肥效，種類(lèi)單一有關(guān)。從最后的成竹率來(lái)看，所有施肥模式與不施肥相比都有所提升，說(shuō)明施肥能夠有效提高龍竹新筍成竹，促進(jìn)新竹生長(zhǎng)發(fā)育，這與馬桂蓮等[15]的研究結(jié)果相同。

3.2 結(jié)論

不同施肥模式顯著影響龍竹土壤理化性質(zhì)，其中有機(jī)肥、復(fù)合肥表現(xiàn)突出。與CK相比，施用有機(jī)肥顯著提高土壤最大持水量、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和有效磷含量，而施用復(fù)合肥顯著提高土壤最小持水量、全磷、全鉀、有效磷和速效鉀含量。該研究中，竹腔肥和綠肥表現(xiàn)不如復(fù)合肥和有機(jī)肥，對(duì)于龍竹土壤的理化性質(zhì)提升效果僅體現(xiàn)在能夠顯著影響土壤水解性氮、有效磷含量。施用復(fù)合肥、有機(jī)肥、竹腔肥能顯著提高新竹胸徑，綜合新竹胸徑以及成竹率來(lái)看，短期內(nèi)龍竹施用復(fù)合肥后的生長(zhǎng)效果最顯著。