配方施肥對油茶林土壤性質(zhì)的影響及肥力質(zhì)量綜合評價

黃曉棠

(廣西壯族自治區(qū)國有高峰林場，廣西 南寧 530001)

1 引言

油茶(Camelliaoleifera)屬山茶科，常綠小喬木，是我國傳統(tǒng)的食用木本油料植物之一[1]，廣泛種植于亞熱帶酸性土壤中，茶油色清味香，營養(yǎng)豐富，耐貯藏，油中不飽和脂肪酸含量高達90%，含有大量易吸收的類黃酮等物質(zhì)，有預防高血壓、心血管疾病、抗衰老、提高機體免疫力等功效[2]。除了對健康的益處外，油茶還可用在工業(yè)上作為潤滑油、防銹油。油茶全身是寶，綜合開發(fā)利用前景十分廣闊[3]。同時，油茶素有“鐵桿莊稼”之稱，一次種植多年受益，其穩(wěn)產(chǎn)收獲期可達幾十年，對于促進山區(qū)林農(nóng)增收、助力鄉(xiāng)村振興、改善山區(qū)生態(tài)環(huán)境和維護國家糧油安全具有重大意義[4]。廣西地區(qū)作為國家主要油茶種植區(qū)域，

油茶種植面積位列全國第3，隨著2018年廣西啟動實施油茶“雙千”計劃(千萬畝油茶面積、千億元產(chǎn)值的發(fā)展目標)，油茶在廣西地區(qū)的地位與日俱增，截至2021年，全區(qū)油茶林面積達823萬畝，年產(chǎn)茶籽30萬t[5～8]。

然而，由于油茶種植過程中管理不當、不合理施肥等原因?qū)е聫V西部分區(qū)域油茶產(chǎn)量、出油率較低，土地利用效率有很大的提升空間[9]。油茶經(jīng)營管理不當?shù)闹饕蚴侨狈ν寥佬再|(zhì)的認識，部分經(jīng)營者采取單施有機肥、化肥或是不施肥的經(jīng)營管理模式，導致油茶生長發(fā)育緩慢、結果率低[10]。土壤在植物生長過程中起著重要的支撐作用，客觀、全面地認識土壤，并以此指導施肥和科學養(yǎng)分管理以實現(xiàn)油茶高產(chǎn)的必要條件?；谕寥蕾|(zhì)量的肥力評估，可以科學合理制定肥料配方，采取適當?shù)耐寥辣３执胧┖吞岣咦魑锂a(chǎn)量[11，12]。皮兵等[13]對湖南不同油茶林地開展調(diào)查研究，認為鉀素水平對油茶根際土壤堿解氮和速效鉀含量影響較大，同時會影響油茶的產(chǎn)量與品質(zhì)。杜凌等[14]以貴州5個縣的油茶林土壤為研究對象，應用主成分評價油茶林土壤肥力，分為優(yōu)、良、中等、較差等4個評價等級，指導了油茶的實際生產(chǎn)經(jīng)營。向武等[15]研究了湘南低山紅壤區(qū)油茶林土壤肥力指標并進行評價，確定了肥力評價最小數(shù)據(jù)集(土壤有機質(zhì)、速效鉀、堿解氮、全鉀和有效磷)，為油茶林土壤肥力的評價及油茶林復墾和施肥提供指導。

綜上所述，科學合理地評價油茶人工林土壤質(zhì)量對提高產(chǎn)量、保障國家油料安全等方面具有重要意義。常用的土壤肥力質(zhì)量評價的方法有內(nèi)梅羅指數(shù)法，由于其運算量小，評價結果準確，目前運用較為廣泛[16]。本研究以廣西國有高峰林場油茶林地為研究對象，采集并測定土壤肥力指標，采用內(nèi)梅羅指數(shù)法綜合評價土壤肥力質(zhì)量，分析不同施肥方式對土壤肥力質(zhì)量的影響，以期為油茶人工林經(jīng)營者制定科學合理的管理、施肥措施，指導油茶林的實際生產(chǎn)經(jīng)營，提高廣西油茶林的產(chǎn)量。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于廣西國有高峰林場界牌分場(108°28′E，23°05′N)，地處廣西南寧市，位于北回歸線南側(cè)，屬濕潤的亞熱帶季風氣候，陽光充足，雨量充沛，霜少無雪，氣候溫和，夏長冬短，年平均氣溫21.6 ℃左右。地貌類型以海拔100～400 m的丘陵地帶為主，土壤為偏酸性土壤(pH值4.8～6.3)。林下植被主要以草本為主，主要植被有鳳尾蕨(PteriscreticaL.var.nervosa)、鐵芒萁(Dicranopterislinearis)、飛機草(EupatoriumodoratumL.)、鬼針草(BidenspilosaL.)等。該地的氣候和土壤條件適合油茶栽培。

2.2 試驗材料與設計

于2013年造林，品種為岑軟3號，造林坑規(guī)格：50 cm×40 cm×40 cm。撫育情況：造林第1～7年每年撫育3次，第7年后每年撫育2次。施肥情況：設置油茶配方肥(PF)，氮磷鉀比例為10∶6∶8以及傳統(tǒng)復合肥處理(FH)，每年施肥1次，每次0.25 kg/株，另設不施肥的對照組(CK)。2019年進行了1次全面修枝整形，同時調(diào)查林木生長量，并采集0～20 cm的表層土壤，林分平均樹高3.45 m，優(yōu)勢樹高6.3 m，平均地徑6.5 cm，最大地徑10.8 cm。

2.3 土壤化學性質(zhì)測定

將土壤樣品進行風干、研磨、過篩等一系列前處理后，做好標記并裝入自封袋待測。實驗室土壤化學性質(zhì)檢測方法如下：土壤pH值采用電位法測定；土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱法測定；全氮和堿解氮含量采用半微量凱氏定氮法測定；采用全自動間斷分析儀測定全磷(P)含量；M3溶液浸提后測定速效磷含量；全鉀(K)含量采用堿溶-火焰光度法測定；速效鉀含量采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定[17，18]。

2.4 土壤肥力質(zhì)量評價

土壤肥力質(zhì)量中包含各類養(yǎng)分指標，且各指標實測值量綱不同，因此需要進行指標均一化處理，消除量綱差異，參評指標共有7個，分別為土壤有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀，均一化方法如公式(1)所示：

(1)

式(1)中，Pi為單質(zhì)量指數(shù)，Ci為某參數(shù)實測值，a、b、c、d為分級標準值，分級標準參考耕地質(zhì)量等級[19]。

內(nèi)梅羅指數(shù)法是目前土壤質(zhì)量評價中使用較為廣泛的方法，同時為避免平均值法和加權平均法等主觀因素的影響，本研究采用較為客觀的修正內(nèi)梅羅公式[20]：

(2)

3 結果與分析

3.1 土壤化學性質(zhì)

與不施肥處理相比，施用配方肥料、傳統(tǒng)復合肥的油茶林地土壤全氮、全磷等養(yǎng)分元素含量顯著高于不施肥處理。配方肥料處理的土壤有機質(zhì)、速效磷含量相比傳統(tǒng)復合肥有顯著提升(P<0.05)。土壤pH最大值為對照組CK(4.92)，各施肥處理土壤pH值相比對照組分別有不同程度的下降，配方肥pH值為4.68，顯著低于對照組(P<0.05)，與施用傳統(tǒng)復合肥并無顯著差異性(P>0.05)。土壤有機質(zhì)含量大小排序為配方肥(34.33 g/kg)>對照組(23.82 g/kg)>傳統(tǒng)復合肥(22.61 g/kg)，說明施用配方肥可以用顯著提升土壤有機質(zhì)含量(P<0.05)。

土壤全量元素含量中，兩種施肥處理的土壤全量指標含量均顯著高于對照組(P<0.05)，其中配方肥的全氮含量(1.62 g/kg)、全磷含量(0.34 g/kg)，均顯著高于對照組，全鉀含量僅為8.82 g/kg，相比施用傳統(tǒng)復合肥的10.18 g/kg，顯著降低了13.35%(P<0.05)。土壤速效養(yǎng)分可以直接被植物吸收利用，對于油茶生長過程中的養(yǎng)分供應保障起到了關鍵作用。配方肥的氮、磷、鉀速效養(yǎng)分含量分別為159.53 mg/kg、1.85 mg/kg、88.63 mg/kg，均為最大值，顯著高于對照組與傳統(tǒng)復合肥處理(P<0.05)，其中堿解氮含量相比對照組的91.25 mg/kg，提升幅度高達73.73%，說明配方肥處理促進油茶林地土壤速效養(yǎng)分含量供應具有較大的優(yōu)勢(表1)。

表1 不同施肥處理油茶林地土壤化學性質(zhì)

3.2 土壤肥力指標分級

土壤質(zhì)量評價指標由于檢測方法不同，指標含量不同，評價量綱不一致，需要歸一化公式將各指標進行無量化處理，其中公式(1)中的a、b、c、d參數(shù)取值根據(jù)耕地質(zhì)量等級確定(表2)，計算得到各施肥處理油茶林地土壤肥力質(zhì)量指數(shù)如圖1所示。

表2 土壤肥力質(zhì)量評價參數(shù)分級標準

3.3 土壤肥力質(zhì)量評價

土壤肥力指數(shù)評價結果可以反映各施肥處理下的土壤肥力水平，對于評估油茶林土壤供肥狀況及指導施肥有重要意義。采用改進的內(nèi)梅羅指數(shù)法對不同施肥處理的油茶人工林地開展土壤肥力質(zhì)量評價，結果如表3所示。評價結果表明，土壤肥力質(zhì)量指數(shù)大小排序為配方肥(0.71)>傳統(tǒng)復合肥(0.66)>對照組(0.54)，施用配方肥后，土壤肥力指數(shù)相比傳統(tǒng)復合肥有7.57%的提升，相比不施肥處理，土壤肥力質(zhì)量指數(shù)顯著提高了31.48%。

圖1 不同施肥處理油茶林地土壤肥力質(zhì)量指數(shù)

4 結論與討論

土壤肥力質(zhì)量是一個綜合概念，受成土母質(zhì)、經(jīng)營方式以及自然條件等多因素的影響[21]。由于林木自身的生理特性，在生長發(fā)育過程中對于土壤養(yǎng)分的吸收具有一定的選擇性，長期經(jīng)營條件下，不施肥的對照組土壤全氮、全磷含量顯著低于配方肥和傳統(tǒng)復合肥處理，說明油茶在生長發(fā)育過程中對于土壤氮、磷元素的需求量較大[22]，同時速效磷、堿解氮含量顯著降低也驗證了該觀點。而土壤有機質(zhì)作為養(yǎng)分循環(huán)是否高效的重要指標[23]，傳統(tǒng)復合肥處理由于缺乏有機質(zhì)的投入，導致其含量與對照組并無顯著差異，這對于土壤肥力的長期維持是不利的。土壤肥力質(zhì)量評價的結果表明，傳統(tǒng)復合肥處理肥力指數(shù)相比對照組提高了22.22%，但由于缺乏有機質(zhì)的投入，其肥力指數(shù)相比配方肥處理仍然較低，同時，由于有機質(zhì)含量的缺乏，導致其土壤養(yǎng)分循環(huán)效率較低，傳統(tǒng)復合肥處理的速效養(yǎng)分含量顯著低于配方肥處理也能側(cè)面證明該觀點。

本研究以高峰林場油茶人工林為研究對象，采用施肥對比試驗，研究了不同施肥處理對土壤肥力質(zhì)量的影響，結果表明：油茶作為重要的經(jīng)濟作物，其生長發(fā)育需要從土壤中吸收大量養(yǎng)分，施肥是保障油茶林可持續(xù)經(jīng)營的重要措施。在肥料品種選擇上，傳統(tǒng)復合肥、配方肥在短期肥效上差距不顯著，但長期來看，配方肥對于保障土壤養(yǎng)分的持續(xù)供給具有顯著優(yōu)勢。在實際生產(chǎn)經(jīng)營中，應盡量采用測土配方施肥技術對油茶林地開展土壤養(yǎng)分評估，同時設計配方肥料并制定施肥計劃，保障油茶人工林的高產(chǎn)高效、可持續(xù)經(jīng)營。