廣西壯族自治區(qū)國(guó)有高峰林場(chǎng)桉樹(shù)人工林土壤肥力調(diào)查研究

楊連春 莫鐘柏 曾戍秀

廣西壯族自治區(qū)國(guó)有高峰林場(chǎng)，廣西 南寧 530001

0 引言

廣西壯族自治區(qū)是我國(guó)主要林產(chǎn)品生產(chǎn)區(qū)之一，其森林資源豐富，為全國(guó)輸送了大量茶油、松香、八角、肉桂等林產(chǎn)品［1-4］。桉樹(shù)原產(chǎn)于澳大利亞，因其生長(zhǎng)速度快、萌芽更新能力強(qiáng)、木材質(zhì)量高，在世界范圍內(nèi)均有引種栽培［5］。桉樹(shù)是廣西壯族自治區(qū)主要用材樹(shù)種之一，栽培歷史悠久，目前已產(chǎn)生如無(wú)性系DH3229、無(wú)性系DH3228 等具有高產(chǎn)、抗病蟲(chóng)害、耐貧瘠等優(yōu)良特性的多個(gè)品系［6-7］。土壤條件是影響桉樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素之一，其與桉樹(shù)相互作用，在提供桉樹(shù)生長(zhǎng)所需養(yǎng)分的同時(shí)，其肥力也受桉樹(shù)人工林凋落物歸還養(yǎng)分影響［8-9］。

近年來(lái)，大量學(xué)者對(duì)我國(guó)不同地區(qū)的土壤肥力展開(kāi)了調(diào)查。孟博等［10］詳細(xì)調(diào)查了南寧市、百色市、來(lái)賓市、防城港市、玉林市等甘蔗種植區(qū)的土壤肥力情況，結(jié)果表明甘蔗種植區(qū)的土壤呈酸性，平均pH 值為5.2（40.91%為強(qiáng)酸性地塊），有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為24.43 g/kg、102.70 mg/kg、22.79 mg/kg、158.45 mg/kg、637.98 mg/kg、93.33 mg/kg。簡(jiǎn)尊吉等［11］通過(guò)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)、歷史調(diào)查數(shù)據(jù)和當(dāng)前調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)我國(guó)馬尾松林土壤肥力特征進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明0 ～20 cm 土層的土壤肥力指數(shù)為中等，20 ～40 cm 土層的土壤肥力指數(shù)為貧瘠；總體來(lái)看，人工林的土壤肥力高于天然林，混交林的土壤肥力高于純林。張輝等［12］研究了目標(biāo)樹(shù)經(jīng)營(yíng)模式對(duì)杉木人工林土壤肥力的短期影響，結(jié)果表明目標(biāo)樹(shù)經(jīng)營(yíng)模式可顯著影響0～10 cm 土層肥力指標(biāo)，目標(biāo)樹(shù)施肥經(jīng)營(yíng)模式的土壤肥力高于設(shè)計(jì)目標(biāo)樹(shù)經(jīng)營(yíng)模式高于傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)對(duì)照。崔誠(chéng)等［13］通過(guò)對(duì)廣東省廣州市南沙區(qū)森林公園、濕地公園、生態(tài)景觀林帶、河涌防護(hù)林等4 種典型城市林業(yè)土壤9 項(xiàng)理化指標(biāo)的測(cè)定，分析了該地區(qū)土壤理化性質(zhì)和綜合肥力。他的研究結(jié)果表明，該地區(qū)土壤整體綜合肥力水平較低，土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)土壤水解氮和有效磷含量的影響較大，而土壤整體容重偏低。黃芹花等［14］對(duì)上海市閔行區(qū)耕地的土壤肥力進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明不同利用方式土壤間肥力表現(xiàn)差異顯著，菜田的土壤肥力較高。筆者以廣西壯族自治區(qū)國(guó)有高峰林場(chǎng)桉樹(shù)人工林為研究對(duì)象，對(duì)5 個(gè)不同齡級(jí)的桉樹(shù)人工林的土壤肥力進(jìn)行了調(diào)查，旨在為該地區(qū)開(kāi)展的桉樹(shù)人工林的水肥管理工作提供參考。

1 研究區(qū)概況

廣西壯族自治區(qū)國(guó)有高峰林場(chǎng)始建于1953 年，位于南寧市，是廣西壯族自治區(qū)規(guī)模最大的林場(chǎng)。該地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫22.0 ℃，年平均降水量1 350 mm，年日照時(shí)間為1 700 h 左右，平均相對(duì)濕度79%［15］。廣西壯族自治區(qū)國(guó)有高峰林場(chǎng)森林資源豐富，擁有大片的珍貴樹(shù)種和大徑材林，人造板年產(chǎn)量120 萬(wàn)m3，桉樹(shù)作為當(dāng)?shù)刂饕偕S產(chǎn)樹(shù)種被廣泛種植［16］。

2 研究材料與方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

此次研究共設(shè)置1個(gè)因子（齡級(jí)）包括5個(gè)處理，分別為幼齡林（林齡1 a）、中齡林（林齡2～3 a）、近熟林（林齡4～5 a）、成熟林（林齡6～7 a）及過(guò)熟林（林齡8 a），每個(gè)水平設(shè)置3 個(gè)重復(fù)試驗(yàn)。

2.2 野外調(diào)查

2023年5月進(jìn)行野外調(diào)查。選取符合齡級(jí)條件的桉樹(shù)人工林作為調(diào)查樣地，在每個(gè)處理的桉樹(shù)人工林中隨機(jī)選取3 塊20 m×20 m 的調(diào)查樣地，并在調(diào)查樣地的對(duì)角線處設(shè)置3 塊2 m×2 m 采樣樣方，使用土鉆按五點(diǎn)采樣法采集0～10 cm、11～20 cm、21～30 cm、31～40 cm、41～50 cm土層的土樣（均為磚紅壤），將各層土樣混合形成混合樣品帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。

2.3 指標(biāo)測(cè)定

此次研究共設(shè)置土壤含水率和土壤容重2 個(gè)土壤物理性質(zhì)指標(biāo)，pH 值、全碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)、全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)、全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)、堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)、速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)、速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)、Si6+質(zhì)量分?jǐn)?shù)、Al3+質(zhì)量分?jǐn)?shù)、Fe3+質(zhì)量分?jǐn)?shù)、Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)、Mg2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)及Mn2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)共14 個(gè)土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，測(cè)定方法如表1所示。

表1 不同指標(biāo)的測(cè)定方法

2.4 統(tǒng)計(jì)分析

使用Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與預(yù)處理，使用SPSS 軟件進(jìn)行單因素方差分析和多重比較［最小顯著性差異法（Least Significant Difference，LSD）］。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 不同林齡桉樹(shù)人工林土壤物理性質(zhì)差異

由表2 可知，不同林齡桉樹(shù)人工林的土壤含水率和土壤容重之間存在顯著差異（P＜0.05）。其中，成熟林土壤含水率最高，為（16.589±0.664）%，且顯著高于其他4 個(gè)處理；其次為中齡林和過(guò)熟林，土壤含水率分別為（13.529±0.147）%和（14.438±0.602）%，二者之間不存在顯著差異，但顯著高于幼齡林和近熟林；幼齡林和近熟林的土壤含水率相對(duì)較低，且二者之間不存在顯著差異。中齡林的土壤容重最高，為（1.263±0.049）g/cm3，且顯著高于其他4 個(gè)處理；其次為近熟林和過(guò)熟林，土壤容重分別為（1.134±0.057）g/cm3和（1.187±0.059）g/cm3，二者之間不存在顯著差異；過(guò)熟林土壤容重顯著高于幼齡林和成熟林，近熟林土壤容重與幼齡林、成熟林之間均不存在顯著差異。

表2 不同林齡桉樹(shù)人工林土壤物理性質(zhì)指標(biāo)的多重比較

3.2 不同林齡桉樹(shù)人工林土壤化學(xué)性質(zhì)差異

由表3 可知，不同林齡桉樹(shù)人工林土壤pH 值、Fe3+質(zhì)量分?jǐn)?shù)均不存在顯著差異，土壤pH 值為4.052～4.264，土壤Fe3+質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.571～5.991。不同林齡桉樹(shù)人工林土壤除pH值和Fe3+質(zhì)量分?jǐn)?shù)外的其他化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)均存在顯著差異。從碳元素來(lái)看，近熟林和成熟林土壤全碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，分別為（30.611±0.519）g/kg和（30.691±0.653）g/kg，且顯著高于其他3個(gè)處理；其次為中齡林，土壤全碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（27.562±0.745）g/kg，顯著高于幼齡林和過(guò)熟林；幼齡林和過(guò)熟林的土壤全碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)較低，且二者之間不存在顯著差異。從氮元素來(lái)看，土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)從大到小排序?yàn)橹旋g林、成熟林、近熟林、過(guò)熟林、幼齡林，其中中齡林與成熟林之間不存在顯著差異（顯著高于其他3 個(gè)處理），近熟林和過(guò)熟林之間不存在顯著差異，過(guò)熟林與幼齡林不存在顯著差異；土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)從大到小排序?yàn)槌墒炝帧⒔炝?、中齡林、幼齡林、過(guò)熟林，其中成熟林顯著高于其他4 個(gè)處理，中齡林與近熟林之間不存在顯著差異，幼齡林和過(guò)熟林之間不存在顯著差異。從磷元素來(lái)看，過(guò)熟林的全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高（顯著高于其他4個(gè)處理），其次為中齡林，幼齡林、近熟林和成熟林土壤全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)不存在顯著差異；幼齡林速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高（顯著高于其他4 個(gè)處理），其次為過(guò)熟林和近熟林（二者之間不存在顯著差異），近熟林土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)則僅顯著高于中齡林。從鉀元素來(lái)看，土壤全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)從大到小排序?yàn)橹旋g林、近熟林、成熟林、過(guò)熟林、幼齡林，其中中齡林和近熟林土壤全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)不存在顯著差異，幼齡林和過(guò)熟林土壤全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)不存在顯著差異；土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)從大到小排序?yàn)橹旋g林、幼齡林、過(guò)熟林、成熟林、近熟林，其中中齡林土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于其他4 個(gè)處理，近齡林、成熟林、過(guò)熟林土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)不存在顯著差異。近熟林和成熟林土壤Si6+質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高（二者之間不存在顯著差異），且顯著高于幼齡林、中齡林、過(guò)熟林；幼齡林和近熟林土壤Al3+質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高（二者之間不存在顯著差異），且顯著高于其他處理，成熟林和過(guò)熟林土壤Al3+質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低且二者之間不存在顯著差異；中齡林、成熟林、過(guò)熟林土壤Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高（三者之間不存在顯著差異），且顯著高于近熟林和幼齡林，近熟林土壤Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于幼齡林；中齡林土壤Mg2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高且顯著高于其他處理，幼齡林、近熟林、成熟林、過(guò)熟林土壤Mg2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)不存在顯著差異；中齡林和成熟林土壤Mn2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)最較高且顯著高于其他處理，幼齡林、近熟林、過(guò)熟林土壤Mn2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間不存在顯著差異。

表3 不同林齡桉樹(shù)人工林土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的多重比較

4 結(jié)論

桉樹(shù)是廣西壯族自治區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)樹(shù)種之一，其生長(zhǎng)速率、木材質(zhì)量受土壤肥力影響顯著。此次研究以廣西壯族自治區(qū)國(guó)有高峰林場(chǎng)內(nèi)5 個(gè)不同齡級(jí)的桉樹(shù)人工林為研究對(duì)象，對(duì)林下的土壤肥力進(jìn)行了調(diào)查，得出以下結(jié)論。

①不同齡級(jí)的桉樹(shù)人工林土壤含水率、土壤容重、全碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)、全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)、全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)、堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)、速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)、速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)、Si6+質(zhì)量分?jǐn)?shù)、Al3+質(zhì)量分?jǐn)?shù)、Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)、Mg2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)、Mn2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間均存在顯著差異。②不同齡級(jí)的桉樹(shù)人工林土壤均偏酸性。其中，成熟林土壤含水率最高，且顯著高于其他4 個(gè)處理；中齡林土壤容重最高，且顯著高于其他4 個(gè)處理。③從碳元素來(lái)看，近熟林和成熟林的土壤全碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高；從氮元素來(lái)看，中齡林和成熟林土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，成熟林土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高；從磷元素來(lái)看，過(guò)熟林土壤全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，幼齡林土壤速效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高；從鉀元素來(lái)看，中齡林土壤全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，中齡林土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高。④近熟林和成熟林土壤Si6+質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，幼齡林和近熟林土壤Al3+質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，中齡林、成熟林、過(guò)熟林土壤Ca2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，中齡林土壤Mg2+質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，中齡林和成熟林土壤Mn2+質(zhì)量較高。綜合來(lái)看，桉樹(shù)人工林以成熟林土壤肥力最佳。