云南山地膠園土壤肥力空間變化特征

楊春霞，許木果，劉忠妹，李春麗

（云南省熱帶作物科學(xué)研究所，云南 景洪 666100）

云南是我國第一大天然橡膠基地，種植面積達(dá)60 萬hm2。天然橡膠作為一種戰(zhàn)略約束性資源，具有不可替代性。橡膠樹是多年生經(jīng)濟(jì)作物，要獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，離不開科學(xué)合理的施肥，膠園土壤肥力含量是制定膠園土壤管理和施肥措施的重要參考依據(jù)之一［1］，由于施肥水平、管理措施上的差異，膠園土壤肥力狀況在不斷變化［2］，一般每3 ～5年就須對(duì)其做一次普查。特別是隨著乙烯利刺激割膠的大規(guī)模推廣，干膠產(chǎn)量大幅度增加，加速了土壤養(yǎng)分流失［3］，土壤肥力狀況對(duì)橡膠樹產(chǎn)量的影響越顯突出［4-5］。

橡膠樹營養(yǎng)除部分來源于施肥外，大部分來自土壤。因此，膠園土壤肥力高低顯著地影響著橡膠樹的生長和產(chǎn)膠，是反映膠園生產(chǎn)力水平的重要特征［6］。近年來，在橡膠園土壤肥力方面開展了大量的研究，主要集中在施肥措施、樹齡、割膠制度、時(shí)空演變等對(duì)土壤肥力狀況的影響［1，7-22］。然而以往的研究僅對(duì)橡膠園土壤肥力狀況進(jìn)行小尺度、小范圍的普查，導(dǎo)致對(duì)云南山地膠園土壤肥力特征缺乏系統(tǒng)、全面的了解，在制定大尺度、大區(qū)域施肥方案時(shí)不能很好地配合橡膠樹營養(yǎng)診斷技術(shù)，增加了推廣應(yīng)用橡膠樹配方施肥技術(shù)的難度。本研究針對(duì)云南植膠區(qū)大規(guī)模推廣乙烯利刺激割膠后，對(duì)16 個(gè)橡膠種植農(nóng)場85000 hm2的橡膠園進(jìn)行大規(guī)模的系統(tǒng)普查，以全面了解土壤肥力狀況，為制定科學(xué)合理的區(qū)域施肥方案以及提升土壤質(zhì)量提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

2011 ～2014 年對(duì)西雙版納植膠區(qū)的10 個(gè)橡膠種植農(nóng)場、普洱植膠區(qū)的3 個(gè)橡膠種植農(nóng)場、紅河植膠區(qū)的2 個(gè)橡膠種植農(nóng)場、臨滄植膠區(qū)的1 個(gè)橡膠種植農(nóng)場，共85288 hm2的開割膠園土壤肥力狀況進(jìn)行系統(tǒng)普查，同時(shí)調(diào)查每個(gè)植膠農(nóng)場的面積、土壤類型等基本情況，詳見表1。土壤類型主要為磚紅壤，成土母質(zhì)以花崗巖、千枚巖、砂頁巖、老沖積物為主。各橡膠種植農(nóng)場的施肥量為每株橡膠樹0.14 kg 尿素、0.20 kg 過磷酸鈣、0.15 kg 的氯化鉀、0.05 kg 硫酸鎂。

1.2 方法

1.2.1 診斷單位的劃分

診斷單位根據(jù)土壤類型、膠樹類型（品種、樹齡）、割膠制度和施肥管理等劃分，在一個(gè)診斷單位內(nèi)，要求土壤類型、坡向、植膠品種、定植年限、割膠制度、施肥管理等條件基本一致，面積大小控制在13.3 ～20 hm2之間。一般以生產(chǎn)隊(duì)為單位，把相鄰的相同類型的林段、山頭、樹位劃成一個(gè)診斷單位。

表1 各植膠區(qū)土壤樣品采集情況

1.2.2 土壤樣品的采集

每年7 ～9 月，于晴天采集土壤樣品。在每一個(gè)土壤采樣區(qū)域的橡膠保護(hù)帶上，均勻隨機(jī)地選10 個(gè)采樣點(diǎn)，取表土層（0 ～20 cm）土壤混合，用四分法縮分，保留500 g 土壤風(fēng)干，備用。

1.2.3 土壤樣品養(yǎng)分測(cè)定方法

凱氏定氮法測(cè)定全氮；硫酸-重鉻酸鉀法消化-硫酸亞鐵容量法測(cè)定有機(jī)質(zhì)；鹽酸-氟化銨浸提-鉬藍(lán)比色法測(cè)定有效磷；EDTA-氨鹽法浸提-原子吸收儀測(cè)定速效鉀［23］。

2 結(jié)果與分析

2.1 云南植膠區(qū)不同農(nóng)場的土壤肥力特征

云南不同橡膠種植農(nóng)場土壤全氮、有機(jī)質(zhì)含量見表2。適于橡膠樹正常生長的土壤（0 ～20 cm 土層）肥力狀況：有機(jī)質(zhì)2.0%～2.5%，全氮0.08%～0.14%，速效鉀40 ～60 mg/kg，有效磷5 ～8 mg/kg；低于該范圍為缺乏，高于該范圍為豐富［24］。在這16 個(gè)橡膠種植農(nóng)場中，土壤全氮含量均值最高的是勐醒農(nóng)場，最低的是大渡崗農(nóng)場；變異系數(shù)最大的是勐捧農(nóng)場，最小的是河口農(nóng)場。勐醒、孟連、西盟、孟定4 個(gè)農(nóng)場的土壤全氮含量均達(dá)正常水平，甚至60%以上的達(dá)豐富水平；土壤全氮含量缺乏比率超出10%的農(nóng)場有勐臘、勐滿、勐養(yǎng)、大渡崗農(nóng)場。土壤有機(jī)質(zhì)含量均值最高的是西盟農(nóng)場，最低的是金平農(nóng)場；變異系數(shù)最大的是景洪農(nóng)場，最小的是金平農(nóng)場。16 個(gè)農(nóng)場的膠園土壤普遍缺乏有機(jī)質(zhì)，有機(jī)質(zhì)缺乏比率最低的是西盟農(nóng)場，為13.0%，最高的是勐養(yǎng)農(nóng)場，高達(dá)90.0%。

云南不同橡膠種植農(nóng)場土壤有效磷、速效鉀含量見表3。在這16 個(gè)橡膠種植農(nóng)場中，土壤有效磷含量均值最高的是大渡崗農(nóng)場，最低的是孟定農(nóng)場；變異系數(shù)最大的是江城農(nóng)場，最小的是勐醒農(nóng)場。除大渡崗農(nóng)場外，其他15 個(gè)農(nóng)場的膠園土壤均嚴(yán)重缺乏有效磷，缺乏比率為64.3%～95.6%，土壤有效磷含量缺乏比率超出80%的有東風(fēng)、景洪、勐捧、勐醒、勐滿、橄欖壩、黎明、江城、孟連、西盟、金平、孟定12 個(gè)農(nóng)場，占總采樣農(nóng)場的75%。土壤速效鉀含量均值最高的是孟連農(nóng)場，最低的是河口農(nóng)場；變異系數(shù)最大的是東風(fēng)農(nóng)場，最小的是勐養(yǎng)農(nóng)場。大渡崗、西盟、孟定3 個(gè)農(nóng)場的土壤速效鉀含量幾乎均達(dá)正常水平，甚至78%以上的達(dá)豐富水平；土壤速效鉀含量缺乏比率超出20%的有東風(fēng)、勐滿、黎明、河口、金平5 個(gè)農(nóng)場，缺乏比率在10%～20%之間的有勐醒、勐臘農(nóng)場，河口農(nóng)場缺乏比率最高，達(dá)30.1%。

表2 各植膠農(nóng)場土壤全氮、有機(jī)質(zhì)含量

表3 各植膠農(nóng)場土壤有效磷、速效鉀養(yǎng)分含量

總體來說，16 個(gè)農(nóng)場膠園土壤有效磷含量變異系數(shù)最大，為55.88%～144.71%；其次是速效鉀含量，變異系數(shù)為36.53%～75.92%，最小的是全氮、有機(jī)質(zhì)含量，變異系數(shù)分別為17.51%～28.88%、18.69% ～33.06%。16 個(gè)農(nóng)場的膠園土壤普遍缺磷和有機(jī)質(zhì)，有效磷養(yǎng)分缺乏比率最高，為12.6%～95.6%，其次是有機(jī)質(zhì)，為13.0%～90.0%；部分農(nóng)場缺氮和鉀，其中4 個(gè)農(nóng)場缺氮，全氮養(yǎng)分缺乏比率為10.0%～31.1%，7 個(gè)農(nóng)場缺鉀，速效鉀養(yǎng)分缺乏比率為14.7%～30.1%。

2.2 云南不同植膠區(qū)的土壤肥力狀況

西雙版納、普洱、紅河、臨滄4 個(gè)植膠區(qū)的土壤肥力狀況見表4。膠園土壤全氮含量均值最高的是臨滄植膠區(qū)，最低的是西雙版納植膠區(qū)；有機(jī)質(zhì)含量均值最高的是紅河植膠區(qū)，最低的是臨滄植膠區(qū)；有效磷含量均值最高的是普洱植膠區(qū)，最低的是臨滄植膠區(qū)；速效鉀含量均值最高的是臨滄植膠區(qū)，最低的是普洱植膠區(qū)。土壤全氮、速效鉀含量變異系數(shù)最大的均是西雙版納植膠區(qū)，最小的分別是紅河、臨滄植膠區(qū)；土壤有機(jī)質(zhì)含量變異系數(shù)最大的是臨滄植膠區(qū)，最小的是紅河植膠區(qū)；土壤速效磷含量變異系數(shù)最大的是臨滄植膠區(qū)，最小的是普洱植膠區(qū)。

表4 各植膠區(qū)土壤肥力狀況

云南不同植膠區(qū)土壤肥力狀況見圖1。4 個(gè)植膠區(qū)的土壤全氮含量基本正?；蜻_(dá)豐富水平，土壤全氮豐富比率為普洱植膠區(qū)＞臨滄植膠區(qū)＞西雙版納植膠區(qū)＞紅河植膠區(qū)；土壤有機(jī)質(zhì)缺乏比率為紅河植膠區(qū)＞臨滄植膠區(qū)＞西雙版納植膠區(qū)＞普洱植膠區(qū)；土壤有效磷缺乏比率為臨滄植膠區(qū)＞普洱植膠區(qū)＞西雙版納植膠區(qū)＞紅河植膠區(qū)；土壤速效鉀含量普洱、臨滄植膠區(qū)較豐富，西雙版納、紅河植膠區(qū)則較缺乏。

2.3 云南山地膠園的土壤肥力特征

云南山地膠園的土壤全氮含量0.13 ～3.30 g/kg，平均1.42 g/kg；有機(jī)質(zhì)含量4.42 ～55.55 g/kg，平均21.09 g/kg；有效磷含量0.31 ～235.00 mg/kg， 平 均11.74 mg/kg； 速 效 鉀 含 量0.65 ～427.70 mg/kg，平均59.46 mg/kg。土壤有效磷含量變異系數(shù)最大，為88.50%；其次是速效鉀，變異系數(shù)為69.95%，全氮、有機(jī)質(zhì)含量變異系數(shù)最小，分別為24.15 %、25.99 %［15］（表4）。

云南山地膠園土壤肥力情況見圖2。云南膠園土壤普遍缺磷和有機(jī)質(zhì)，有效磷含量缺乏比率最高，達(dá)82.13%，有機(jī)質(zhì)含量缺乏比率次之，為46.10%；95%以上的土壤樣品全氮含量達(dá)正?；蜇S富水平，72.65%以上的土壤樣品速效鉀達(dá)正?；蜇S富水平。

圖1 云南不同植膠區(qū)土壤肥力狀況

圖2 云南山地膠園土壤肥力狀況

3 結(jié)論與討論

土壤肥力在時(shí)間和空間上存在較大的變異性，空間變異性是土壤的一種自然屬性［25］。云南山地膠園土壤肥力空間變異較大，不同植膠區(qū)橡膠園土壤營養(yǎng)狀況不盡相同，土壤有機(jī)質(zhì)含量缺乏比率為紅河植膠區(qū)＞臨滄植膠區(qū)＞西雙版納植膠區(qū)＞普洱植膠區(qū)，土壤有效磷含量缺乏比率為臨滄植膠區(qū)＞普洱植膠區(qū)＞西雙版納植膠區(qū)＞紅河植膠區(qū)。同一植膠區(qū)不同農(nóng)場橡膠樹營養(yǎng)狀況亦有差異，16 個(gè)農(nóng)場的膠園土壤普遍缺磷和有機(jī)質(zhì)，有效磷養(yǎng)分缺乏比率最高，為12.6%～95.6%，其次是有機(jī)質(zhì)，為13.0%～90.0%；部分農(nóng)場缺氮和鉀，其中4 個(gè)農(nóng)場缺氮，全氮養(yǎng)分缺乏比率為10.0%～31.1%，7 個(gè)農(nóng)場缺鉀，速效鉀養(yǎng)分缺乏比率為14.7%～30.1%?？赡苁且?yàn)樵颇现材z區(qū)的土壤成土母質(zhì)豐富，包含花崗巖、千枚巖、砂頁巖、片麻巖、石灰?guī)r和老沖積物等，地形地貌復(fù)雜，林間小氣候多變。種植橡膠的一個(gè)生產(chǎn)隊(duì)，其膠園土壤可能都有幾種成土母質(zhì)，地形地貌可能涉及坡地、平地，陰坡、陽坡等，而農(nóng)場或植膠區(qū)的情況就更復(fù)雜多變了。

云南植膠土壤類型主要為磚紅壤及少量的磚紅壤性紅壤，土壤風(fēng)化和成土作用深，脫硅與富鋁化過程強(qiáng)烈。除大渡崗農(nóng)場外，其他15 個(gè)農(nóng)場的膠園土壤均缺乏有效磷，缺乏比率為64.3%～95.6%?？赡苁怯捎谕寥罏樗嵝?，強(qiáng)烈的富鐵鋁化作用，對(duì)磷產(chǎn)生固定，磷含量低［7］。而大渡崗農(nóng)場的膠園土壤有效磷缺乏率不足13%，甚至80%以上的土壤有效磷含量達(dá)豐富水平?？赡苁且?yàn)榇蠖蓫忁r(nóng)場位于瀾滄江上游沿岸一帶，植膠土壤主要由近代河流沉積物發(fā)育而成。云南山地膠園土壤普遍缺磷，而橡膠樹葉片基本不缺磷［26］，故需對(duì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因以及橡膠樹對(duì)土壤中磷素的活化、吸收、轉(zhuǎn)化機(jī)理做進(jìn)一步研究。

16 個(gè)農(nóng)場的膠園土壤均不同程度的缺乏有機(jī)質(zhì)，有機(jī)質(zhì)缺乏比率為13.0%～90.0%，可能是因?yàn)榇舜纹詹榈暮芏嘞鹉z園為二代膠園，長期植膠后土壤退化嚴(yán)重，有機(jī)質(zhì)下降嚴(yán)重［2，27-29］。各橡膠種植農(nóng)場應(yīng)給予足夠的重視，大力積造有機(jī)肥，對(duì)于山高坡陡無法運(yùn)輸有機(jī)肥的，可以在橡膠樹萌生帶種植綠肥，以及合理利用控蔭刈割物進(jìn)行壓青［30］。整個(gè)云南植膠區(qū)的土壤全氮含量基本正?；蜇S富，其中只有4 個(gè)農(nóng)場出現(xiàn)缺氮情況，全氮養(yǎng)分缺乏比率為10.0%～31.1%，可能與膠農(nóng)長期以來習(xí)慣偏施氮肥有關(guān)，今后應(yīng)注意補(bǔ)充磷鉀肥，促進(jìn)橡膠樹養(yǎng)分均衡。