不同齡級橡膠林土壤有機(jī)碳組分及其影響因素

趙林林 吳志祥 孫瑞 楊川 符慶茂 譚正洪

摘要：【目的】對比分析不同齡級橡膠林土壤各組分碳含量及影響因素，為云南省乃至我國植膠區(qū)土壤質(zhì)量和天然橡膠產(chǎn)業(yè)的高效發(fā)展提供理論依據(jù)?！痉椒ā恳晕麟p版納景洪農(nóng)場九分場為采樣地，選取5種齡級（2、10、16、27和34 a）橡膠林不同土層土壤樣品為試驗(yàn)樣本，測定土壤主要理化性質(zhì)及土壤有機(jī)碳各組分含量，采用單因素方差分析、相關(guān)分析等方法分析不同齡級、不同土層（0～10 cm、10～20 cm和20～40 cm）間土壤有機(jī)碳各組分的差異及影響因素。【結(jié)果】5種不同齡級橡膠林的土壤理化性質(zhì)存在差異，土壤pH在2.59～4.47，含水量在17.48%～40.38%，土壤容重在0.99～1.40 g/cm，全氮含量在0.75～1.37 g/kg，全磷含量在0.45～1.68 g/kg，全鉀含量在1.70～22.71 g/kg。不同齡級橡膠林的土壤有機(jī)碳組分含量存在差異，土壤總有機(jī)碳含量在7.51～20.13 g/kg;易氧化有機(jī)碳含量在2.81～7.20 g/kg，占土壤總有機(jī)碳含量的13.96%～95.87%;穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量在1.82～4.69 g/kg，占土壤總有機(jī)碳含量的9.04%～62.45%;水溶性有機(jī)碳含量在0.23～0.52 g/kg，占土壤總有機(jī)碳含量的1.14%～6.92%。土壤有機(jī)碳組分在不同土層中的變化規(guī)律相似，即隨著土層深度增加各組分碳含量下降，表現(xiàn)為0～10 cm>10～20 cm>20～40 cm。相關(guān)分析結(jié)果表明，土壤有機(jī)碳各組分關(guān)系密切，總有機(jī)碳含量與易氧化有機(jī)碳和穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01，下同），與水溶性有機(jī)碳含量相關(guān)程度不顯著（P>0.05，下同）;土壤理化特性對土壤有機(jī)碳組分的影響有所不同，土壤總有機(jī)碳含量與土壤含水量、全磷含量、全鉀含量均呈極顯著正相關(guān)，與全氮含量呈顯著正相關(guān)（P<0.05，下同），與土壤pH、土壤容重呈顯著負(fù)相關(guān);易氧化有機(jī)碳含量與土壤含水量及全磷和全鉀含量呈極顯著正相關(guān)，與土壤容重、pH呈極顯著負(fù)相關(guān);穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量與全磷和全鉀含量呈顯著正相關(guān)，與土壤容重、土壤含水量呈顯著負(fù)相關(guān);水溶性有機(jī)碳含量僅與全鉀含量、土壤pH呈顯著正相關(guān)，與其余指標(biāo)的相關(guān)性不顯著?！窘Y(jié)論】不同齡級橡膠林土壤有機(jī)碳各組分間相關(guān)性較強(qiáng)，且土壤pH、土壤容重、土壤含水量及全氮、全磷和全鉀含量均是影響土壤有機(jī)碳各組分含量的重要因子，各理化指標(biāo)間存在密切的相互制約、相互促進(jìn)關(guān)系。

關(guān)鍵詞： 橡膠林;土壤總有機(jī)碳;易氧化有機(jī)碳;穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳;水溶性有機(jī)碳

Abstract：【Objective】The carbon content and influencing factors of soil components in different age classes of rubber forest were compared and analyzed， so as to provide a theoretical basis for the soil quality in Yunnan and even Chinas rubber planting areas and the efficient development of natural rubber industry. 【Method】Taking the ninth branch of Jinghong farm in Xishuangbanna as the sampling site， the soil samples of different soil layers of rubber forest of five age classes （2，10，16，27 and 34 a） were selected as the test samples. Main physical and chemical properties and each component content of soil organic carbonwere measured， single factor analysis of variance and correlation analysis were used to analyze the differences and influencing factors of soil organic carbon components in different age classes and different soil layers（0-10 cm， 10-20 cm， 20-40 cm）. 【Result】The soil physical and chemical properties of five different age classes of rubber forest were different. The soil pH was 2.59-4.47， the water content was 17.48%-40.38%， the soil bulk density was 0.99-1.40 g/cm， the total nitrogen was 0.75-1.37 g/kg， the total phosphorus was 0.45-1.68 g/kg， and the total potassium content was 1.70-22.71 g/kg. The content of soil organic carbon components in 5 rubber forests of different ages varied，among which the total soil organic carbon content ranged from 7.51-20.13 g/kg. The content of readily oxidized carbon ranged from 2.81-7.20 g/kg，accounting for 13.96%-95.87% of the total organic carbon content in soil. The content of stable organic carbon ranged from 1.82-4.69 g/kg，accounting for 9.04%-62.45% of the total soil organic carbon content. The content of water-soluble organic carbon ranged from 0.23-0.52 g/kg，accounting for 1.14% to 6.92% of the total soil organic carbon content. The variation law of soil organic carbon components in different soil layers was similar， that was， with the increase of soil depth， the carbon content of each component decreased， which was 0-10 cm>10-20 cm>20-40 cm. The results of correlation analysis showed that the components of soil organic carbon were closely related. Total organic carbon had extremely significant positive correlation with easily oxidized organic carbon and stable organic carbon（P< 0.01， the same below）， but had no significant correlation with water-soluble organic carbon（P>0.05， the same below）.Soil physical and chemical characteristics had different effects on soil organic carbon components. Soil total organic carbon had extremely significant positive correlation with soil water content， total phosphorus content and total potassium content， and significant positive correlation with total nitrogen content（P<0.05， the same below）， and significant negative correlation with soil pH and soil bulk density. Easily oxidized organic carbon was extremely positively correlated with soil water content， total phosphorus content and total potassium content， and extremely negatively correlated with soil bulk density and pH. Stable organic carbon was significantly positively correlated with total phosphorus content and total potassium content， and negatively correlated with soil bulk density and soil water content. Water soluble organic carbon was significantly positively correlated with total potassium content and soil pH， but not with other indicators. 【Conclusion】There is strong correlation between the components of soil organic carbon in rubber forest of different age classes， and soil pH， soil bulk density， soil water content and the contents of total nitrogen， total phosphorus and total potassium are important factors affecting the contents of soil organic carbon components. There is a close mutual restriction and promotion relationship among the physical and chemical indexes.

Key words： rubber forest; total organic carbon of soil; readily oxidized carbon; stable organic carbon; water soluble organic carbon

0 引言

【研究意義】橡膠林作為可持續(xù)發(fā)展的人工林生態(tài)系統(tǒng)之一，在我國陸地森林生態(tài)系統(tǒng)中占有重要地位（陳莉等，2019）。西雙版納擁有我國大陸唯一分布比較集中、完整的熱帶雨林，其中橡膠成為當(dāng)?shù)刂匾慕?jīng)濟(jì)作物，種植面積達(dá)24.53萬ha，但橡膠種植方式不合理造成土壤肥力下降，生產(chǎn)能力降低。尤其是自20世紀(jì)80年代以來，橡膠林的保水能力、土壤質(zhì)量及養(yǎng)分含量均呈顯著下降趨勢。土壤退化現(xiàn)象不僅表現(xiàn)為地表植物群落結(jié)構(gòu)與組成發(fā)生變化，其土壤有機(jī)碳組分和理化特性也會隨之變化（肖冬冬等，2017）。因此，探究不同齡級橡膠林土壤有機(jī)碳組分含量差異及其影響因素，對合理種植、管理膠園，提高產(chǎn)膠量及膠園土壤的可持續(xù)發(fā)展均具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】迄今，國內(nèi)外針對橡膠林土壤的研究主要集中在總有機(jī)碳測定或理化性質(zhì)分析等方面，對土壤有機(jī)碳各組分、理化特性及各指標(biāo)間相關(guān)性的研究報(bào)道較少。李濤等（2017）以云南河口開割林和未開割林兩種不同齡級橡膠林作為研究對象，通過長期動態(tài)監(jiān)測土壤肥力狀況，發(fā)現(xiàn)橡膠林土壤肥力總體上呈下降趨勢，未開割橡膠林土壤肥力略優(yōu)于已開割橡膠林。王春燕等（2017）對不同齡級橡膠林土壤各組分碳的垂直分布進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)土壤總有機(jī)碳、礦化碳及微生物量碳含量在土壤剖面呈相似的變化規(guī)律，表現(xiàn)為碳含量隨著土層深度增加而下降，但不同齡級在不同土層的碳含量存在差異。楊春霞等（2018）對云南西雙版納、普洱、河口和臨滄4個植膠區(qū)不同齡級橡膠林的土壤養(yǎng)分開展普查，發(fā)現(xiàn)云南膠園土壤養(yǎng)分空間變異較大，不同植膠區(qū)橡膠樹營養(yǎng)狀況不同，同一植膠區(qū)不同齡級橡膠樹營養(yǎng)狀況亦有差異。趙志忠等（2019）對橡膠林土壤有機(jī)碳和易氧化有機(jī)碳分布特征的研究結(jié)果表明，土壤有機(jī)碳和易氧化有機(jī)碳具有顯著相關(guān)性，且土地利用方式對其含量分布影響較明顯。宋艷紅（2019）通過測定西雙版納主要橡膠林種植區(qū)域的土壤理化指標(biāo)，運(yùn)用土壤綜合質(zhì)量指數(shù)法、生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)法揭示了西雙版納橡膠林土壤質(zhì)量的變化機(jī)制。陳永川等（2019a）對西雙版納橡膠林土壤氮的分布特征及其與齡級的關(guān)系進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)橡膠林土壤氮含量隨齡級、生長環(huán)境不同表現(xiàn)出顯著差異。薛欣欣等（2020）通過田間原位試驗(yàn)研究橡膠林凋落葉對土壤理化性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)橡膠凋落葉的覆蓋作用可緩解膠園pH酸化，增加土壤保水能力，改善土壤養(yǎng)分狀況?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】土壤質(zhì)量是影響橡膠樹生長及產(chǎn)膠量的重要因素，但目前有關(guān)西雙版納橡膠林土壤有機(jī)碳與土壤養(yǎng)分關(guān)系的研究鮮有報(bào)道，尤其是探究不同齡級膠林的土壤有機(jī)碳組分及其影響因素方面的研究更少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以云南景洪農(nóng)場不同齡級橡膠林土壤為研究對象，對比有機(jī)碳各組分含量及影響因素，并對各指標(biāo)垂直分異特征進(jìn)行分析，以期為云南省乃至我國植膠區(qū)土壤質(zhì)量和天然橡膠產(chǎn)業(yè)的高效發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 研究樣地概況

研究樣地位于云南西雙版納傣族自治州（東經(jīng)99°56′～101°50′，北緯21°08′～22°36′），地處云南最南端，與老撾、緬甸接壤，終年受西南風(fēng)控制，屬于熱帶季風(fēng)氣候;土壤類型多樣，共有9個土類、18個亞類、55個土屬、120個土種，主要以赤紅壤和磚紅壤為主（盧同平等，2016）。采樣地景洪農(nóng)場（東經(jīng)100°25'～101°31'，北緯21°27'～22°36'）位于西雙版納中部，年均氣溫16～29 ℃，年降水量1200～1700 mm，生物和礦產(chǎn)資源較豐富。橡膠林土壤類型多為磚紅壤（陳永川等，2019b）。不同齡級橡膠林樣地的基本情況詳見表1。

1. 2 樣品采集與測定

1. 2. 1 樣品采集 2019年9月，在景洪農(nóng)場九分場膠園選取5種齡級（2、10、16、27和34 a）橡膠林作為研究對象，各齡級嚴(yán)格按照Z字五點(diǎn)取樣法取樣，每個采樣點(diǎn)分3層（0～10 cm、10～20 cm和20～40 cm）采集，共采集75個樣品，保存于密封袋中，保證每袋重量超過500 g（陳心桐等，2019）。各層分別用鋁盒和環(huán)刀采集等數(shù)量土樣。

1. 2. 2 土壤理化性質(zhì)及有機(jī)碳各組分測定 土壤樣品采集結(jié)束后，去除石子及枯枝落葉等雜物，風(fēng)干研磨后進(jìn)行理化性質(zhì)分析。土壤含水量采用烘干法測定（王紀(jì)杰等，2016），土壤容重采用環(huán)刀法測定（王紀(jì)杰等，2016），土壤全氮含量采用定氮儀自動分析法測定，土壤全磷含量采用鉬銻抗比色法測定，土壤全鉀含量采用氫氧化鈉熔融法測定。土壤樣品分析的碳組分項(xiàng)目有土壤總有機(jī)碳、易氧化有機(jī)碳、穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳和水溶性有機(jī)碳，土壤總有機(jī)碳含量選用重鉻酸鉀容量—外加熱法測定（張向前等，2019），易氧化有機(jī)碳采用333 mmol/L高錳酸鉀溶液比色法測定（Tatzber et al.，2015），穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳采用Na2S2O8氧化法測定（Eusterhues et al.，2003），水溶性有機(jī)碳采用TOC分析儀測定（?；勖舻?，2017）。

1. 3 統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和制圖，采用SPSS 22.0進(jìn)行不同齡級、不同土層間土壤有機(jī)碳組分含量和理化性質(zhì)的差異顯著性檢驗(yàn)（Duncan法）及各指標(biāo)間的Pearson相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同齡級橡膠林土壤理化性質(zhì)比較

由表2可知，5種齡級橡膠林樣地的土壤pH在2.59～4.47，各齡級橡膠林土壤pH平均值排序?yàn)?4 a>27 a>16 a>10 a>2 a，其中27和34 a橡膠林的土壤pH平均值顯著高于2、10和16 a橡膠林（P<0.05，下同），27和34 a 2個齡級間差異不顯著（P>0.05，下同），2、10和16 a 3個齡級間差異也不顯著。不同齡級橡膠林的土壤含水量在17.48%～40.38%，隨著土層深度增加，土壤含水量呈升高趨勢，即20～40 cm>10～20 cm>0～10 cm;各齡級橡膠林土壤含水量平均值排序?yàn)?0 a>16 a>34 a>27 a>2 a，其中10 a橡膠林的土壤含水量顯著高于2、27和34 a橡膠林，16 a橡膠林的土壤含水量顯著高于2 a橡膠林，而與其他齡級間差異不顯著。各齡級橡膠林的土壤容重?zé)o顯著差異，其中10 a（速生期）齡級的土壤容重低于16 a（壯齡期）、34 a（老齡期）、2 a（幼苗期）和27 a（成熟期），由此可知速生期膠園土壤肥力性能較高。各齡級橡膠林的土壤全氮含量在0.75～1.37 g/kg，齡級間無顯著差異，其中10和16 a橡膠林的土壤全氮含量相對較高，而2和34 a橡膠林的土壤全氮含量相對較低;各齡級不同土層間的全氮含量均隨土層深度的增加而降低。各齡級橡膠林的土壤全磷含量在0.45～1.68 g/kg，各齡級土壤全磷含量均隨著土層深度的增加而降低，不同齡級間平均值排序?yàn)?0 a>27 a>16 a>34 a>2 a，其中10 a橡膠林土壤全磷含量顯著高于其他齡級，16、27和34 a橡膠林間土壤全磷含量無顯著差異，2 a橡膠林土壤全磷含量顯著低于其他齡級。5種齡級橡膠林土壤全鉀含量在1.70～22.71 g/kg，各齡級全鉀含量均隨著土層深度增加而降低，不同齡級間均差異顯著，且鉀含量隨著齡級增長呈升高—降低—升高的變化趨勢，依次排序?yàn)?0 a>27 a>16 a>34 a>2 a。

2. 2 不同齡級橡膠林土壤有機(jī)碳各組分含量比較

2. 2. 1 土壤總有機(jī)碳含量 由圖1可看出，不同齡級橡膠林土壤總有機(jī)碳含量在7.51～20.13 g/kg，各齡級橡膠林土壤總有機(jī)碳含量平均值為10 a>16 a>2 a>34 a>27 a;從同一土層不同齡級看，3個土層的土壤總有機(jī)碳含量均以10和16 a橡膠林較高，顯著高于27和34 a橡膠林，而2、27和34 a橡膠林同一土層的土壤總有機(jī)碳含量差異均不顯著;從同一齡級不同土層看，16 a橡膠林0～10 cm土層的總有機(jī)碳含量顯著高于10～20 cm和20～40 cm土層，其余齡級不同土層的總有機(jī)碳含量差異不顯著，但隨著土壤深度增加，土壤總有機(jī)碳含量整體呈下降趨勢，即表現(xiàn)為0～10 cm>10～20 cm>20～40 cm。

2. 2. 2 土壤易氧化有機(jī)碳含量 由圖2可看出，不同齡級橡膠林土壤易氧化有機(jī)碳含量在2.81～7.20 g/kg，占土壤總有機(jī)碳含量的13.96%～95.87%;各齡級土壤易氧化有機(jī)碳含量平均值表現(xiàn)為10 a>16 a> 2 a>34 a>27 a，與土壤總有機(jī)碳含量變化趨勢一致;從同一土層不同齡級看，3個土層的易氧化有機(jī)碳含量均表現(xiàn)為10 a橡膠林顯著高于其他4個齡級的橡膠林;同一齡級不同土層的易氧化有機(jī)碳含量差異均不顯著，但5個齡級均呈現(xiàn)表層土易氧化有機(jī)碳含量高于深層土的特點(diǎn)，即0～10 cm>10～20 cm>20～40 cm，也與土壤總有機(jī)碳含量分布規(guī)律一致。

2. 2. 3 土壤穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量 由圖3可看出，不同齡級橡膠林土壤穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量在1.82～4.69 g/kg，占土壤總有機(jī)碳含量的9.04%～62.45%，各齡級橡膠林穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量平均值排序?yàn)?0 a>16 a>27 a>34 a>2 a。從同一土層不同齡級看，0～10 cm土層10 a橡膠林穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量顯著高于2 a橡膠林，而與其他齡級差異不顯著;10～20 cm和20～40 cm土層中，10 a橡膠林穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量顯著高于2和34 a橡膠林，與16和27 a橡膠林差異不顯著。從同一齡級不同土層看，34 a橡膠林0～10 cm穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量顯著高于20～40 cm土層，0～10 cm與10～20 cm、10～20 cm與20～40 cm間穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量差異不顯著;其余4個齡級橡膠林穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量在不同土層間無顯著差異，但均表現(xiàn)為表層土穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量高于深層土，即0～10 cm>10～20 cm>20～40 cm，與土壤總有機(jī)碳和易氧化有機(jī)碳含量分布規(guī)律一致。

2. 2. 4 土壤水溶性有機(jī)碳含量 由圖4可看出，不同齡級橡膠林土壤水溶性有機(jī)碳含量在0.23～0.52 g/kg，占土壤總有機(jī)碳含量的1.14%～6.92%，各齡級橡膠林水溶性有機(jī)碳含量平均值排序?yàn)?4 a>10 a>27 a>2 a>16 a。從同一土層不同齡級看，0～10 cm和10～20 cm土層中，34 a齡級膠林水溶性有機(jī)碳含量顯著高于16 a橡膠林，27、10和2 a橡膠林間差異不顯著;20～40 cm土層中，34 a齡級膠林水溶性有機(jī)碳含量顯著高于其余4個齡級橡膠林。從同一齡級不同土層看，34 a橡膠林0～10 cm水溶性有機(jī)碳含量顯著高于20～40 cm，其余齡級橡膠林各土層間水溶性有機(jī)碳含量差異不顯著，但均表現(xiàn)為表層土水溶性有機(jī)碳含量高于深層土，即0～10 cm>10～20 cm>20～40 cm，與土壤總有機(jī)碳、易氧化有機(jī)碳和穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量分布規(guī)律一致。

2. 3 土壤有機(jī)碳各組分及土壤理化性質(zhì)間的相關(guān)分析

為更好地研究4種有機(jī)碳組分間的相互關(guān)系及土壤理化特性對有機(jī)碳各組分含量的影響，將各指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果（表3）表明，土壤總有機(jī)碳含量與易氧化有機(jī)碳和穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01，下同），與水溶性有機(jī)碳含量呈不顯著的負(fù)相關(guān)，說明易氧化有機(jī)碳、穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳均可反映土壤總有機(jī)碳的含量變化，其中土壤總有機(jī)碳和易氧化有機(jī)碳的相關(guān)更密切。此外，土壤總有機(jī)碳與土壤含水量、全磷和全鉀含量均呈極顯著正相關(guān)，與全氮含量呈顯著正相關(guān)，與土壤pH、土壤容重呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明土壤總有機(jī)碳含量受土壤理化性質(zhì)的影響較大，其中pH過高、土壤容重過大不利于有機(jī)質(zhì)分解和全氮、全磷、全鉀等養(yǎng)分的釋放。易氧化有機(jī)碳含量與土壤含水量、全磷和全鉀含量呈極顯著正相關(guān)，與土壤容重、pH呈極顯著負(fù)相關(guān)，說明土壤容重越大，土壤含水量越低，易氧化有機(jī)碳含量越低。穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量與全磷和全鉀含量呈極顯著正相關(guān)，與土壤容重、土壤含水量呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)。水溶性有機(jī)碳含量僅與全鉀含量和土壤pH呈極顯著正相關(guān)，與其余指標(biāo)的相關(guān)性不大。由此可知，土壤有機(jī)碳組分與土壤理化指標(biāo)間相互作用、相互影響，但受土壤養(yǎng)分指標(biāo)的影響程度存在差異。

3 討論

3. 1 橡膠林土壤理化特性

土壤pH是土壤化學(xué)性質(zhì)的重要參數(shù)之一，土壤有機(jī)質(zhì)分解、微生物活動及各類化學(xué)元素的釋放與轉(zhuǎn)化均與土壤pH相關(guān)（刀靜梅等，2017）。李濤等（2017）對割膠與未割膠兩類橡膠林土壤的pH研究得出，未開割林的土壤pH大于開割林。本研究中，5種齡級橡膠林的土壤pH整體表現(xiàn)為齡級較大橡膠樹大于齡級較小橡膠樹，且齡級越小，土壤酸度越大。其原因可能是由于上一代膠林棄割時間較長，土壤富鐵鋁化程度高，土壤中氫離子含量多，造成二代膠林土壤pH較低。土壤水分是決定植物生長的必要條件（林希昊等，2009）。吳志祥等（2009）研究表明，海南儋州不同齡級橡膠林0～60 cm土層的土壤含水量在14.4%～17.9%，隨著土層加深，土壤含水量有逐步降低的趨勢。本研究對5種齡級橡膠林0～40 cm土層的土壤含水量進(jìn)行分析，結(jié)果顯示各齡級橡膠林的土壤含水量略高于吳志祥等（2009）的結(jié)果，可能是因?yàn)榫昂檠芯繀^(qū)的橡膠林生長旺盛、地表多被灌木植被覆蓋，土地裸露面積小，土壤保水能力較強(qiáng)。土壤容重由土壤孔隙與土壤固體的數(shù)量決定，一般耕土容重在1.0～1.3 g/cm，土壤容重越小，土壤結(jié)構(gòu)、透氣性能越好（Fu et al.，2000）。本研究的5種不同齡級橡膠林位于同一地區(qū)，距離較近，土壤質(zhì)地均為壤土，各齡級橡膠林土壤容重?cái)?shù)值與一般耕土容重差異不大，說明橡膠樹與普通植物一樣，在疏松、透氣的環(huán)境下生根較多，生長趨勢較好。氮磷鉀是影響農(nóng)作物生長的肥料三要素，土壤氮磷鉀含量的高低在一定程度上可預(yù)示耕地的生產(chǎn)潛力。橡膠生產(chǎn)過程中對三要素營養(yǎng)的需求量較大，土壤供應(yīng)能力不足會引起膠乳產(chǎn)量下降和品質(zhì)降低，研究區(qū)各齡級橡膠林土壤全氮含量低于我國平均全氮含量（1.54 g/kg）（李啟權(quán)等，2010），全磷含量高于我國土壤平均全磷含量（0.2～1.1 g/kg），全鉀含量處于我國土壤平均全鉀含量（0.5～25 g/kg）的中等水平（魯如坤，1989），說明景洪植膠區(qū)土壤全氮含量偏低，全磷含量相對較高，需合理施肥，加強(qiáng)管理，控制土壤氮、磷含量在適宜橡膠樹生長的范圍內(nèi)。

3. 2 橡膠林土壤有機(jī)碳各組分含量特征

吳志祥等（2009）研究表明，不同齡級橡膠林土壤總有機(jī)碳含量排序?yàn)? a>30 a>2 a>16 a;林希昊等（2009）研究認(rèn)為，5 a橡膠林土壤總有機(jī)碳含量最高。本研究中不同齡級橡膠林土壤總有機(jī)碳含量表現(xiàn)與上述前人研究結(jié)果有所不同，表現(xiàn)為10和16 a橡膠林土壤總有機(jī)碳含量明顯高于2、27和34 a橡膠林，這是因?yàn)?0和16 a橡膠株處于生長旺盛期，林下灌木植被覆蓋率高，地表凋落物多，有利于土壤微生物數(shù)量增加及活動能力增強(qiáng)，造成土壤總有機(jī)碳含量較高;2 a膠園是第二代更新的生態(tài)膠園，地表植被覆蓋率小，土壤中的碳來源較少，且林下間作的菠蘿爭奪了部分有機(jī)碳，造成總有機(jī)碳含量略低。本研究區(qū)27和34 a膠園分別處于成熟和衰退期，土壤缺氮，酸化程度嚴(yán)重，且伴隨有效養(yǎng)分降低和營養(yǎng)失調(diào)等問題出現(xiàn)，因此土壤總有機(jī)碳含量較低，與李濤等（2017）認(rèn)為常年種植橡膠樹造成部分地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)失衡、功能退化，生物多樣性減少，土壤肥力呈整體下降趨勢的觀點(diǎn)一致。易氧化有機(jī)碳和水溶性有機(jī)碳是土壤中主要的活性組分，這兩種碳組分更能有效地反映土壤碳庫的活躍度（習(xí)丹等，2020）。本研究中，土壤易氧化有機(jī)碳在活性組分中占比較高，更能指示土壤活性碳庫的變化與環(huán)境影響程度，若總有機(jī)碳減少，必然引起易氧化有機(jī)碳下降。各齡級橡膠林土壤活性碳組分含量不同，可能是因?yàn)椴煌g級的橡膠林地表凋落物生物量、微生物量及林下土壤環(huán)境等對土壤各組分碳含量的影響，導(dǎo)致不同齡級橡膠林土壤活性碳組分存在差異。研究土壤穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳有利于了解土壤的碳固定機(jī)制，可根據(jù)不同形態(tài)的碳機(jī)理調(diào)節(jié)土壤活性和穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳間的組分平衡（張勇等，2018）。本研究中，10和16 a橡膠林的土壤穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量最高，與土壤總有機(jī)碳和易氧化有機(jī)碳的規(guī)律一致，但與水溶性有機(jī)碳的規(guī)律不同，說明穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳和易氧化有機(jī)碳一樣，均可揭示土壤總有機(jī)碳的變化規(guī)律。此外，橡膠林作為人工林，常受人為干擾，這也是造成不同齡級土壤有機(jī)碳組分差異的重要因素。本研究中，同一齡級不同土層的土壤有機(jī)碳各組分含量均隨土層深度增加而降低，與魏孝榮和邵明安（2007）對土壤有機(jī)碳含量垂直變化規(guī)律的研究結(jié)果一致，是因?yàn)橥寥栏碌挠袡C(jī)碳中，有64%來源于地表凋落物的分解和轉(zhuǎn)化（Hobbie et al.，2004），當(dāng)土層由淺到深變化時，碳元素在滲水作用下淋溶、遷移、沉積到土壤深度的量逐漸減少，且土層越深，地表凋落物的數(shù)量越少，導(dǎo)致有機(jī)碳組分含量不斷降低。另外，橡膠樹根系分解也可為土壤提供有機(jī)碳，根系（尤其是細(xì)根）在0～15 cm分解最旺盛，越往下根系越少，腐爛越少，從而導(dǎo)致膠園有機(jī)碳在土壤剖面垂直分布上差異顯著。

3. 3 橡膠林土壤有機(jī)碳各組分影響因素分析

土壤有機(jī)碳與土壤含水量及土壤養(yǎng)分密切相關(guān)（蔡葵等，2015;謝國雄等，2020）。本研究的相關(guān)分析結(jié)果表明，土壤總有機(jī)碳含量與土壤含水量、全氮、全磷和全鉀含量呈顯著或極顯著正相關(guān)，與土壤pH和土壤容重呈極顯著負(fù)相關(guān)，說明有機(jī)碳含量越高，土壤各養(yǎng)分含量越高，土壤質(zhì)地越好，這是因?yàn)榛钚暂^高的有機(jī)碳易被土壤微生物分解，是土壤養(yǎng)分的重要來源，因此膠園多施用有機(jī)肥可促進(jìn)橡膠樹生長。林曉東等（2012）研究指出，易氧化有機(jī)碳與土壤總有機(jī)碳呈顯著相關(guān)關(guān)系。本研究結(jié)果同樣表明，易氧化有機(jī)碳與土壤總有機(jī)碳呈極顯著正相關(guān)，說明易氧化有機(jī)碳可反映土壤總有機(jī)碳含量狀況;易氧化有機(jī)碳是土壤中最活躍的有機(jī)碳，土壤活性有機(jī)碳含量取決于土壤總有機(jī)碳含量，總有機(jī)碳含量越高，活性有機(jī)碳含量相應(yīng)也越高，因此活性碳組分間的含量關(guān)系也大致呈正相關(guān)關(guān)系。

相關(guān)分析結(jié)果還表明，易氧化有機(jī)碳含量與全磷和全鉀含量及土壤含水量呈顯著正相關(guān);水溶性有機(jī)碳含量與土壤pH和全鉀含量呈顯著正相關(guān)。與張俊華等（2010）、林曉東等（2012）、丁咸慶等（2020）的研究結(jié)果相似，其原因可能是在一定范圍內(nèi)，磷、鉀含量高的有機(jī)質(zhì)易被土壤微生物分解轉(zhuǎn)化，可促進(jìn)易氧化有機(jī)碳的形成;土壤濕度過高可抑制土壤微生物的活性，從而使得土壤中易氧化有機(jī)碳含量升高;水溶性有機(jī)碳是由碳水化合物、長鏈脂肪族化合物和蛋白質(zhì)組成，當(dāng)環(huán)境因子不同時，其化學(xué)結(jié)構(gòu)也會發(fā)生變化，說明pH通過影響水溶性有機(jī)碳的化學(xué)結(jié)構(gòu)來決定其含量變化。土壤中的穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳是土壤中穩(wěn)定性相對較高、不易被微生物分解和植物利用的一類有機(jī)碳，對農(nóng)田管理措施反應(yīng)不敏感，卻是土壤肥力高低的一項(xiàng)重要指標(biāo)（余健等，2014）。本研究中，穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量與土壤總有機(jī)碳及全磷、全鉀含量均呈顯著或極顯著正相關(guān)，可能與磷、鉀主要以有機(jī)態(tài)形式存在于土壤中有關(guān);穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量與土壤容重、土壤含水量呈顯著負(fù)相關(guān)，是因?yàn)殡S土壤容重增大，土壤孔隙度變小，通氣性變差，根系生長發(fā)育受阻，動植物及微生物的生存環(huán)境變差，碳庫中的腐殖物質(zhì)減少，穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳含量降低，土壤含水量通過影響根系分泌物數(shù)量來影響微生物數(shù)量，微生物多的土壤滲透性強(qiáng)，土壤容重降低，有機(jī)質(zhì)含量高。此外，樹高、胸徑、郁閉度、覆蓋率等環(huán)境因子也在一定程度上影響土壤有機(jī)碳組分，高溫高濕環(huán)境易造成土壤養(yǎng)分損失量增大，并引起養(yǎng)分利用率下降，進(jìn)而導(dǎo)致土壤肥力下降，這些因素在今后的相關(guān)研究中需重點(diǎn)關(guān)注。

4 結(jié)論

不同齡級橡膠林土壤有機(jī)碳各組分間相關(guān)性較強(qiáng)，且土壤pH、土壤容重、土壤含水量及全氮、全磷和全鉀含量均是影響土壤有機(jī)碳各組分含量的重要因子，各理化指標(biāo)間存在密切的相互制約、相互促進(jìn)關(guān)系。

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（責(zé)任編輯 王 暉）