江西省方竹林土壤養(yǎng)分有效態(tài)含量特征

王海霞 曾慶南 程 平

(江西省林業(yè)科學(xué)院 南昌 330032)

土壤元素有效態(tài)是指能被植物吸收利用的元素，與植物的生長(zhǎng)發(fā)育有著密切的關(guān)系，對(duì)林分生長(zhǎng)發(fā)育、林分生產(chǎn)力有著較大的影響[1]。元素有效態(tài)含量的高低受土壤pH值、有機(jī)質(zhì)含量的影響較大[2]。方竹(Chimonobambusaquadrangularis)是廣泛分布于江西省海拔300～900 m區(qū)域的鄉(xiāng)土竹種[3]，其竹稈呈鈍圓的四棱形，筍期8月至翌年2月，筍味鮮美，深受市場(chǎng)青睞，是優(yōu)良的筍用竹種。其筍期長(zhǎng)，且出筍旺季恰逢市場(chǎng)鮮筍供應(yīng)淡季，可以彌補(bǔ)市場(chǎng)鮮筍的空白，市場(chǎng)潛力大，是亟待開發(fā)的優(yōu)良筍用竹種。

本文測(cè)定分析了江西省方竹林土壤的主要養(yǎng)分含量，分析影響土壤營養(yǎng)元素有效態(tài)含量的主要因素，旨在為方竹筍用林的開發(fā)利用和人工培育提供理論支撐。

1 研究區(qū)概況

江西省位于長(zhǎng)江中下游南岸，地理位置為113°34′—118°28′E、24°29′—30°04′N。屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，水熱條件十分優(yōu)越，境內(nèi)多山，地形復(fù)雜，生境多樣，雨量充沛，日照充足，年平均氣溫16.3～19.7 ℃，年均降水量1 278.2～2 734.0 mm，年均日照時(shí)數(shù)1 274.2～2 086.0 h，年均無霜期240～307 d[3]。全省現(xiàn)有竹類植物105.65萬hm2[4]，廣布各縣(區(qū))，方竹則零星分布于各地海拔300～900 m區(qū)域，又以海拔500 m地帶為多，林分基本處于野生狀態(tài)，林地土壤類型變化多樣，林下生物多樣性豐富。

2 材料與方法

2.1 土樣采集及處理

在井岡山、安?？h、萬載縣等9個(gè)面積超0.1 hm2的方竹天然分布居群內(nèi)，設(shè)置10 m × 10 m樣地，在樣地內(nèi)采取土壤剖面分析法進(jìn)行土壤調(diào)查，即在樣地內(nèi)挖深度40 cm的土壤剖面，并采集混合土樣1.0 kg左右，帶回試驗(yàn)室晾干備用。

2.2 測(cè)定內(nèi)容與方法

土壤分析的指標(biāo)包括有效鋅、速效氮、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)含量及pH值，分別采用《森林土壤有效鋅的測(cè)定原子吸收分光光度法》(LY/T 1261—1999)、《森林土壤水解性氮的測(cè)定》(LY/T 1229—1999)、《森林土壤有效磷的測(cè)定》(LY/T 1233—1999)、《森林土壤速效鉀的測(cè)定》(LY/T 1236—1999)、《森林土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定及碳氮比的計(jì)算》(LY/T 1237—1999)、《森林土壤pH值的測(cè)定》(LY/T 1239—1999)規(guī)定的方法測(cè)定。

用Excel和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 林地土壤養(yǎng)分特征

由表1可知，江西省不同地方的方竹林地土壤養(yǎng)分含量差異較大，有機(jī)質(zhì)含量為10.31～80.49 g/kg，標(biāo)準(zhǔn)差達(dá)20.47，pH值最低4.83、最高7.45，有效鋅、速效氮、有效磷、速效鉀變化范圍分別為0.10～55.13 mg/kg、42.03～248.62 mg/kg、0.65～169.30 mg/kg、36.58～321.94 mg/kg。其中，以萬載縣九龍墾殖場(chǎng)的方竹林土壤養(yǎng)分最為豐富，且遠(yuǎn)高于其他地區(qū)。

表1 不同地點(diǎn)方竹林土壤養(yǎng)分含量及pH值Tab.1 The soil nutrition contents and pH value of C. quadrangularis forests in different locations

根據(jù)《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》(DZ/T 0295—2016)土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，江西省方竹林地土壤整體上呈中性至酸性。有機(jī)質(zhì)含量較豐富，平均處于二級(jí)水平，屬于一級(jí)土壤的有宜春市袁州區(qū)(最高)、井岡山源頭，屬于二級(jí)土壤的有2處、三級(jí)的有3處、四級(jí)有2處，沒有五級(jí)土壤。可見，江西省省方竹林分土壤肥力較好。速效氮含量整體上屬于二級(jí)土壤，其中達(dá)到一級(jí)土壤標(biāo)準(zhǔn)的有3處、二級(jí)有1處、三級(jí)有4處，有1處為五級(jí)土壤，有效氮含量較貧乏。有效鋅含量水平整體豐富，其中尤以萬載縣九龍墾殖場(chǎng)的最為豐富、是一級(jí)土壤標(biāo)準(zhǔn)的18倍；整體上，達(dá)一級(jí)土壤標(biāo)準(zhǔn)的有5處、二級(jí)有2處、五級(jí)1處。有效磷含量整體上貧乏，屬于五級(jí)土壤的有6處、二級(jí)2處、一級(jí)僅1處。速效鉀含量整體上處于中等水平，達(dá)一級(jí)土壤標(biāo)準(zhǔn)的有2處、且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于平均水平，三級(jí)有1處、四級(jí)2處、5級(jí)4處。

3.2 土壤養(yǎng)分有效態(tài)的影響因子

3.2.1 土壤pH值對(duì)土壤養(yǎng)分有效態(tài)含量的影響

土壤pH值是影響土壤養(yǎng)分有效性的重要因素之一[5]，而土壤養(yǎng)分有效性大小與肥料的吸收利用率關(guān)系密切，土壤偏(過)酸性或偏(過)堿性，都會(huì)不同程度地降低土壤養(yǎng)分的有效性，難以形成良好的土壤結(jié)構(gòu)，抑制土壤微生物的活動(dòng)，影響各種植物生長(zhǎng)發(fā)育。在植物正常生長(zhǎng)的pH值范圍內(nèi)，土壤pH值通過影響土壤溶液中各種離子的濃度，從而影響植物對(duì)各種元素的有效吸收。

從圖1可知，土壤pH值對(duì)有機(jī)質(zhì)含量的影響沒有呈現(xiàn)出規(guī)律性；土壤其余養(yǎng)分元素的有效態(tài)含量則隨著pH值的增大而逐步增加，當(dāng)pH值達(dá)到6.00～7.00時(shí)，養(yǎng)分元素有效態(tài)含量均達(dá)到了峰值，而后隨著pH值的增大呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。土壤有機(jī)質(zhì)含量在pH值為7.18和6.34時(shí)處于較高水平，在其他pH值水平時(shí)則均處于較低水平，說明當(dāng)林地土壤pH值接近于7時(shí)，土壤有機(jī)質(zhì)含量較高。可見，當(dāng)土壤呈中性偏弱酸性時(shí)，有利于土壤營養(yǎng)元素有效態(tài)的積累和保存。

圖1 土壤pH值對(duì)土壤養(yǎng)分的影響Fig.1 The effect of soil pH value on soil nutrients

3.2.2 有機(jī)質(zhì)含量對(duì)土壤養(yǎng)分有效態(tài)含量的影響

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤固相的重要組成部分，是土壤養(yǎng)分的主要來源，能促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育和土壤微生物的活動(dòng)。有機(jī)質(zhì)中含有植物生長(zhǎng)所需的各種養(yǎng)分，可以直接或間接地為植物生長(zhǎng)提供氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫和各種微量元素，特別是土壤中的氮，有95%以上氮素是以有機(jī)狀態(tài)存在于土壤中；有機(jī)質(zhì)中的胡敏酸可以增強(qiáng)植物呼吸，提高細(xì)胞膜的滲透性，增強(qiáng)植物對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收；有機(jī)質(zhì)還是土壤微生物所需能量和養(yǎng)分的來源，有利于微生物活動(dòng)。

由圖2可知，在土壤有機(jī)質(zhì)含量較低和較高的情況下，速效鉀含量均較高，其影響沒有呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性；速效氮含量則隨著有機(jī)質(zhì)含量的增加，呈現(xiàn)出明顯的遞增趨勢(shì)，在有機(jī)質(zhì)含量為80.49 g/kg時(shí)達(dá)到最高；其他土壤養(yǎng)分元素有效態(tài)含量隨著有機(jī)質(zhì)的增加呈現(xiàn)出增加的變化趨勢(shì)，當(dāng)有機(jī)質(zhì)達(dá)到36.58 g/kg時(shí)，有效磷、有效鋅達(dá)到峰值?？梢姡傩р浲?，其余營養(yǎng)元素有效態(tài)的含量受有機(jī)質(zhì)含量的影響較大，在一定范圍內(nèi)呈現(xiàn)出正相關(guān)的關(guān)系。

圖2 土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)土壤養(yǎng)分元素有效態(tài)含量的影響Fig.2 The effect of soil organic matter content on available content of soil nutrients

3.2.3 土壤養(yǎng)分有效態(tài)與pH值、有機(jī)質(zhì)含量間的相關(guān)性

各指標(biāo)之間相關(guān)性分析顯示(表2)，各元素有效態(tài)含量之間均存在一定的相關(guān)性，其中速效鉀和速效氮之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，其余均呈正相關(guān)關(guān)系。有效鋅和有效磷之間相關(guān)系數(shù)最大，達(dá)0.98；而速效鉀與有機(jī)質(zhì)、速效鉀與pH值、速效氮與有效磷之間相關(guān)系數(shù)最小，均為0.39?？梢姡傩р泴?duì)pH值的敏感程度在所測(cè)指標(biāo)中處于較低水平，而氮、磷、鉀3大元素之間的相關(guān)性較之其他元素之間也較小。

表2 土壤營養(yǎng)元素有效態(tài)含量與有機(jī)質(zhì)含量及pH值的相關(guān)系數(shù)Tab.2 The correlation coefficientsbetween available content of soil nutrient elements and organic matter content as well as pH value

進(jìn)一步顯著性檢驗(yàn)顯示，有機(jī)質(zhì)含量和pH值對(duì)各元素有效態(tài)含量的影響大小基本一致，有效鋅和有效磷之間的相關(guān)性達(dá)到了極顯著水平，速效氮和速效鉀之間的相關(guān)性最小。其中，有效鋅與各元素之間的相關(guān)性最大，與其他元素之間的相關(guān)性從大到小依次為：有效磷>速效鉀>有機(jī)質(zhì)、pH值>速效氮；有效磷與各元素之間的相關(guān)性次之，與有效鋅的相關(guān)性最大，達(dá)到極顯著水平，與其他元素相關(guān)性大小依次是速效鉀>有機(jī)質(zhì)、pH值>速效氮；速效鉀與各元素的相關(guān)性大小依次為：有效鋅>有效磷>有機(jī)質(zhì)、pH值>速效氮；與各元素的相關(guān)性最小的是速效氮，其相關(guān)性整體上處于較低的水平，相關(guān)性大小依次為：有機(jī)質(zhì)、pH值>有效鋅>有效磷>速效鉀。

4 結(jié)論

1) 江西省方竹林地土壤整體上呈弱酸性，極少數(shù)呈中性至弱堿性。

2) 不同地點(diǎn)的方竹林土壤養(yǎng)分含量差異性極大，有效鋅含量水平整體豐富、平均水平達(dá)1級(jí)土壤標(biāo)準(zhǔn)；有機(jī)質(zhì)和速效氮含量整體上較豐富，均達(dá)2級(jí)土壤標(biāo)準(zhǔn)；有效磷和速效鉀整體上處于缺乏狀態(tài)，有效磷含量平均為4級(jí)土壤水平，速效鉀含量為3級(jí)土壤水平。

3) 土壤pH值對(duì)有機(jī)質(zhì)含量的影響沒有呈現(xiàn)出規(guī)律性。

4) 除有機(jī)質(zhì)含量外的土壤養(yǎng)分元素有效態(tài)含量隨著pH值的增大而逐步增加，在pH值中性附近達(dá)到峰值，隨后呈下降趨勢(shì)。

5) 土壤有機(jī)質(zhì)和pH值對(duì)各養(yǎng)分元素有效態(tài)含量的影響大小基本一致，有效鋅和有效磷之間的相關(guān)性最大，達(dá)到了極顯著水平，速效氮和速效鉀之間的相關(guān)性最小。