低產(chǎn)油茶林土壤改良的主要方式

張 艷 吳 楊 王 璠

(九江學(xué)院江西油茶研究中心 江西九江 332005)

油茶是中國特有的木本食用油料作物之一[1]。油茶籽中主要含有淀粉、蛋白質(zhì)、多糖、粗纖維和多肽等。茶油中含有多種不飽合脂肪酸、人體所必需的氨基酸以及天然抗氧化劑，因此成為國際糧農(nóng)組織首推的衛(wèi)生保健植物食用油[2-3]。油茶樹四季常青，根系發(fā)達(dá)，耐旱抗低溫，同時又能綠化荒山、保持水土，促進(jìn)生態(tài)脆弱區(qū)的植被恢復(fù)，是經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益俱佳的優(yōu)良樹種[4]。中國油茶林主要是20世紀(jì)60-70年代種植的老林，缺乏墾復(fù)措施，導(dǎo)致油茶山雜灌叢生，林地荒蕪、地力衰竭、病蟲害發(fā)生嚴(yán)重，普遍存在“人種天養(yǎng)”現(xiàn)象。粗放的經(jīng)營管理手段致使土壤肥力低下，油茶林生長機能大幅度衰退，茶油產(chǎn)量低下[5]。目前，中國低產(chǎn)油茶林地面積為268萬公頃，占中國農(nóng)作物種植總面積的73%[6]。近年來，國內(nèi)普遍推廣“上改樹、下改土”的低產(chǎn)林改造措施，土壤改良成為低產(chǎn)林改造中的一項必要措施[7]。

1復(fù)墾

油茶林復(fù)墾清除林地雜草、灌木、老殘林木及病株，可以改善林地環(huán)境和疏松土壤，以緩解土壤不透氣、不保水、不保肥的問題[8]。土壤墾復(fù)一般在冬季和夏季進(jìn)行，墾復(fù)的次數(shù)一般為3年一深挖，1年一淺鋤。墾復(fù)方式主要有全墾、帶墾、穴墾、階梯式墾和撂壕墾5種，需要根據(jù)地形、土壤類型、油茶樹齡等具體情況確定具體的墾復(fù)方式。

1.1全墾

全墾適用于坡度在15°以下，地勢較平坦的油茶林。林地全面翻土，樹冠外深挖20～30cm，樹冠內(nèi)淺墾10～15cm[9]，把挖出的泥土蓋在雜草、灌木上，做成土埂，既能防止水土流失，還能加速雜草灌木腐爛，培肥地力[10]。

1.2帶墾

對于坡度在15～25°的林地。從山腳到山頂，橫向水平挖1帶，留1草帶。第二年墾前一年的草帶，而以前一年的墾帶留作草帶，如此反復(fù)更替[9]。帶墾的深度一般在30～40cm，每3年在深秋時對造林地進(jìn)行一次深挖，深度20cm左右，以疏松土壤[11]。另外，在墾帶下方筑一寬約40～50cm、高約20～30cm的土埂以便雨季保水保土。

1.3穴墾

穴墾適于30°左右的陡坡，或土質(zhì)帶沙性的低產(chǎn)林。穴墾就是圍繞油茶樹蔸進(jìn)行深挖墾復(fù)。穴墾面積一般與樹冠面積相等，一邊挖土，一邊將土相樹蔸內(nèi)堆積培根，并將雜草灌木埋入油茶樹盤內(nèi)，加速分解[9-11]。

1.4階梯式墾

階梯式墾復(fù)在全墾的基礎(chǔ)上，按照油茶的行距，筑成里低外高，環(huán)山水平梯田。梯田的寬度隨坡度而定，坡度在15°左右可修成3～4m寬的梯田；超過15°可修筑成1～2m的梯田。梯田兩邊還需修筑蓄水沉沙池和排水溝[10]。

1.5撂壕墾

在油茶林兩行中間挖一條70cm左右寬，60～70cm深的溝，挖好后將鏟除的雜草、灌木埋入溝內(nèi)，條件允許還可以塘泥、秸稈等拌上肥料(過磷酸鈣、碳酸氫銨等)鋪于溝底，再把挖出的土回填，壓實[10]。

2合理施肥

油茶素有“抱子懷胎”的特點，全年花、果不離枝頭，消耗大量的水分和養(yǎng)分[11]。施肥要因地而為，不同季節(jié)、不同年份施用不同的肥料。春、夏季以速效肥為主，秋冬季則施有機肥；小年施氮肥或復(fù)合肥，大年施磷肥，油茶不耐氮肥[9]。劉學(xué)鋒等[12]研究結(jié)果表明，油茶林平衡施肥可有效改善土壤肥力，其中土壤中的氮、磷、鉀和有機質(zhì)含量比常規(guī)施肥處理平均提高約46～66%、47～56%、49～55%和45～ 59%。吳春武[13]的在南方低山丘陵紅壤區(qū)進(jìn)行的研究表明，天然有機肥可有效改善土壤通氣性，促進(jìn)土壤團(tuán)粒體的形成，具有提高土壤保水、培肥地力的良好作用。

3農(nóng)林間作

農(nóng)林間作是指在同一塊土地上，在不同的時間順序和空間位置上將多年生喬木和農(nóng)作物、家畜結(jié)合在一起而形成的所有土地利用系統(tǒng)的集合[14]。通過間作可改良土壤，增加短期收入，以耕代撫，及時防治病蟲害[9]。

3.1豆科作物

間作豆科作物對土壤肥力有一定的改善作用[15-16]。滕維超[14]的研究結(jié)果表明，間作模式(油茶-油菜、油茶-大豆、油茶-辣椒和油茶-紅薯)的土壤含水率普遍高于油茶單作模。油茶-豆科作物的生態(tài)栽培試驗結(jié)果表明，油茶-豆科間作普遍提高了土壤含水量、總孔隙度、通氣度、最大持水量和排水能力，并降低了土壤容重。其中，油茶-圓葉決明模式對土壤物理性質(zhì)的改良效果最佳[15]。油茶-花生間作試驗表明，與油茶單作相比，間作顯著提高0 ～ 10 cm土層土壤蔗糖酶、蛋白酶、脲酶和過氧化氫酶的活性，對改善土壤質(zhì)量，提高土壤酶活性有著重要意義[16]。

3.2綠肥作物

間作綠肥作物能改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土壤熟化，提高土壤肥力[17-18]。中國綠肥種質(zhì)資源豐富，主要有豆科(如毛苕子、黃花苜蓿、紫云英、草木樨等)、禾本科(如黑麥草、鼠茅草、燕麥草、早熟禾等)、十字花科(如油菜、茹菜、籃花子、二月蘭等)和菊科(如金光菊、苦麥菜、沙苦麥菜、飛機草等)[19]。綠肥作物在生長期間通過減少地表裸露面積，可減少水分損耗和水土流失。謝庭生等[20]間種夏季冬季綠肥(牧草)處理的全氮、全磷、速效氮、速效磷以及有機質(zhì)含量均顯著高與油茶單作處理。丁怡飛等[21]的研究表明，油茶林多年間作綠肥黑麥草、鼠茅草能夠提高土壤含水量，降低土壤容重，還能一定程度地提高土壤中各養(yǎng)分的含量。

4微生物接種劑

土壤中含有數(shù)量龐大，種類豐富、功能多樣的微生物[22]。土壤細(xì)菌在養(yǎng)分循環(huán)，改良土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)植物生長，控制或抑制植物病原體的活性中起著至關(guān)重要的作用[23-24]。在作物可持續(xù)生產(chǎn)的時代，根際中的植物與微生物相互作用在養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化、動員、增溶等過程中起著關(guān)鍵作用，隨后植物吸收必需養(yǎng)分以實現(xiàn)其全部遺傳潛在。目前，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，使用生物作為肥料以提高作物產(chǎn)量越來越普遍[25]?，F(xiàn)在，全世界范圍內(nèi)正在使用各種各樣的共生(rhizobium sp.)和非共生(azotobacter、azospirillumillus和klebsiella sp.等)細(xì)菌，以提高植物的生產(chǎn)力[26]。在油茶種植中，主要為自由生活的根際且與養(yǎng)分轉(zhuǎn)化密切相關(guān)的細(xì)菌類群。

4.1固氮菌

固氮微生物將大氣中的N2轉(zhuǎn)化為植物能利用的NH3，進(jìn)而為其提供合成蛋白質(zhì)所必需的氮素營養(yǎng)，有的還能通過合成植物激素，促進(jìn)植物生長和發(fā)育[27]。固氮微生物除了根瘤菌以外的固氮菌、有自生固氮菌和聯(lián)合固氮菌[28]。蔡苗等[29]在油茶根際分離出3株具聯(lián)合固氮菌菌株，油茶接種試驗表明，3種固氮菌能明顯提高苗高、地莖、生物量、葉綠素含量，葉片全氮含量和硝酸還原酶活性，促進(jìn)油茶生長。

4.2溶磷菌

溶磷細(xì)菌在代謝過程中產(chǎn)生各種有機酸(如檸檬酸、草酸、乙酸、酒石酸等)和無機酸(如硝酸、硫酸、碳酸等)，使難溶性磷分解為可溶性磷，供作物生長所用[30]。王舒[31]在10 年生油茶根際土壤中分離到20株具有高效溶磷能力的溶磷細(xì)菌，其中5株為pseudomonas、auricularis、bacillus aryabhattai、pectobacterium cypripedii和enterobacter ludwigii。接種bacillus aryabhattai和pseudomonas auricularis均可提高油茶幼苗的生物量和葉片的光性能；油茶根際土壤速效氮、磷和鉀含量以及土壤蔗糖酶和脲酶活性均有不同程度的提高。

4.3解鉀菌

鉀細(xì)菌又稱為硅酸鹽細(xì)菌，是指能分解含鉀硅酸鹽類礦物的細(xì)菌類群。主要有土壤芽胞桿菌、膠質(zhì)芽抱桿菌和環(huán)狀芽抱桿菌三種[32]。茍志輝[30]分離到73株解鉀細(xì)菌。另外，將固氮細(xì)菌、溶磷細(xì)菌和解鉀細(xì)菌以1∶1∶1進(jìn)行組合發(fā)酵，初步制成的功能菌復(fù)合菌肥提高土壤有機質(zhì)、速效氮、速效磷和速效鉀含量分別平均提高了10.5%、8.7%、13.3%和11.6%。

5總結(jié)與展望

土壤的理化性質(zhì)是限制油茶產(chǎn)量的重要因素，因此加強土壤管理是促進(jìn)油茶生長的主要手段之一。通過墾復(fù)、合理施肥、微生物接種等手段調(diào)節(jié)水、肥、氣，能改油茶善根系的生長環(huán)境，進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)量提高；油茶與豆科或綠肥間作有效提高土地和光能利用率，同時可有效改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力。