岷江上游干旱河谷岷江柏木幼林地绿肥种植研究

吴宗兴，徐 惠，梁 颇，白 平，熊 量

(四川省林业科学研究院，四川 成都 610081)

岷江上游干旱河谷生态环境恶劣，水热严重失调，年降水量小，蒸发量大，土壤肥力较差，土层瘠薄，幼树生长缓慢。为了合理利用天然降水，在雨季种植绿肥充分利用有限的水分，将多余的水分通过绿肥贮存起来，在雨季结束前刈除压青，供给幼树有机肥料，从而促进幼树生长，提早郁闭，尽快发挥森林保持水土、涵养水源等综合效益是生产中迫切需要解决的问题，对当前实施的天然林保护和退耕还林工程有着十分重要的指导意义。

1 试验区概况及研究方法

1.1 试验区概况

试验区设置在汶川县龙溪乡三座磨村(北纬31°31'，东经 103°36')，阴坡，海拔1480 m，坡度 20°～25°，年均降水量516 mm，年均蒸发量1858 mm，蒸发量为降水量的3倍多，雨季5月～10月降水量占全年82.4%，旱季11月～翌年4月降水量占全年17.6%，平均相对湿度69%，年均风速2.9 m/s，年均温度12.7℃，极端最高气温34℃，最高气温≥30℃平均32.7 d，极端最低气温－8.6℃，最低气温≤0℃平均37.8 d，平均气温日较差9.9℃，平均日照时数1705.5 h，面积2.67 hm2;优势植被为白刺花(Sophora davidii)、羊蹄甲(Bauhinia brachycarpa)等，盖度30%;土壤为石砾质灰褐土，立地类型为阴坡潮润亚贫瘠——矮灌型;造林树种为岷江柏木(Cupressus chengiana S.y.Hu)，2005 年营造，初植密度为3300株·hm－2，幼林平均树高64.7 cm，平均地径13.45 mm。

1.2 研究方法

2008年～2011年连续4 a在岷江柏木幼林中每年5月初的雨季按150 kg·hm－2播种量种植以红豆草(Onobrychis viciaefolia)处理、草木樨(Melilotus offficonahs)处理、沙打旺(Astragalus adsurgens)处理和对照处理的绿肥品种试验，7月底8月初伏旱来临之前将绿肥翻入土中压青。每年年底对幼树高、径进行调查，分析其生长量。2011年11月采集土样分析其机械组成、养分含量、土壤容重变化。试验处理采用数理统计上的对比试验方法进行设计，每个处理采用小样本，即每个小区处理33株以上，按水平带从上至下设3次重复。数据收集采用定时定位观测，数据分析采用方差分析和q检验。

2 结果与分析

2.1 种植绿肥对土壤含水量的影响。

种植红豆草、草木樨、沙打旺和对照处理的岷江柏木幼林地土壤0～40 cm旱季4 a连续观察其平均含水量分别为 9.92 g·kg－1、11.18 g·kg－1、8.49 g·kg－1、5.86 g·kg－1，见表 1。

表1 种植绿肥压青岷江柏木幼林地土壤平均含水量Tab.1 Soil moisture in young arborvitae forest after planting of green manure

从表1可以看出种植红豆草的幼林地土壤0～40 cm平均含水量比对照增加4.06 g·kg－1，种植草木樨的土壤0～40 cm平均含水量比对照增加5.32 g·kg－1，种植沙打旺的土壤0～40 cm平均含水量比对照增加3.63 g·kg－1。试验表明，种植绿肥压青后土壤在2011年11月16日测定其含水量比对照显著增加，0～40 cm土壤含水量平均增加3.63 g·kg－1～5.32 g·kg－1。

2.2 种植绿肥对土壤容重的影响。

种植红豆草、草木樨、沙打旺和对照处理的岷江柏木幼林地4 a后0～20 cm土壤平均容重分别为1.11 g·cm－3、1.13 g·cm－3、1.01 g·cm－3、1.21 g·cm－3，如表2 所示。

从表2可以看出种植红豆草的幼林地4 a后土壤容重比对照减少0.10 g·cm－3，种植草木樨的幼林地土壤容重比对照减少0.08 g·cm－3，种植沙打旺的幼林地土壤容重比对照减少0.20 g·cm－3。试验表明，种植绿肥4 a后的土壤容重比对照显著降低，0～20 cm土壤容重比对照减少0.08 g·cm－3～0.20 g·cm－3。

表2 种植绿肥压青的岷江柏木幼林地平均土壤容重Table 2 Weight volume of soil in young arborvitae forest after planting of green manure

2.3 种植绿肥对土壤肥力的影响。

种植红豆草、草木樨、沙打旺和对照处理的岷江柏木幼林地4 a后土壤有机质含量分别为1.99 g·kg－1、1.96 g·kg－1、1.88 g·kg－1、1.43 g·kg－1，土壤碳酸钙含量，土壤氮、磷、钾有效养分，全量养分等如表3。

表3 种植绿肥压青的岷江柏木幼林地4 a后土壤平均肥力Table 3 Organic matter of soil in young arborvitae forest after planting of green manure for four years

从表3可以看出种植绿肥压青后土壤pH值有点变化，然而对土壤养分提高有显著的效果;土壤有机质比对照增加 0.45 mg·kg－1～0.56 mg·kg－1，土壤碳酸钙含量比对照减少0.68 mg·kg－1～1.35 mg·kg－1，土壤有效氮增5.1 mg·kg－1～19.0 mg·kg－1，土壤有效磷增加 1.01 ～ 1.41mg·kg－1，土壤有效钾减少 2.4 ～7.6mg·kg－1，土壤 CEC 含量比对照增加0.63 mg·kg－1～0.68 mg·100g－1。试验表明，种植绿肥压青对幼林地土壤养分含量有显著的增加作用。

2.4 种植绿肥对土壤机械组成的影响。

种植红豆草、草木樨、沙打旺和对照处理的土壤机械组成连续4 a观察砂粒、粗粉、中细粉、质地，如表4。

表4 种植绿肥压青的岷江柏木幼林地平均土壤机械组成Table 4 Physical components in young arborvitae forest after planting of green manure

从表4可以看出，种植绿肥压青对幼林地土壤机械组成的中细粉影响不大，对种植红豆草的粗粉、砂粒影响也不大，种植草木樨、沙打旺的粗粉仅减少2 g·kg－1，砂粒仅增加 2 g·kg－1。试验表明，种植绿肥压青对土壤机械组成影响不大。

2.5 种植绿肥对岷江柏木高、径生长的影响

种植红豆草、草木樨、沙打旺绿肥处理和对照处理的岷江柏木幼林4 a高生长总量平均为104.8 cm、102.6 cm、101.1 cm、60.5 cm，平均地径生长总量为16.12 mm、15.80 mm、14.65 mm、9.60 mm，如表5。种植绿肥压青的岷江柏木幼林树高、地径生长量方差分析如表6，树高、地径生长量差异性比较如表7。

表5 种植绿肥压青的岷江柏木幼林4 a树高、地径生长量Table 5 Four-year growth statistics of diameter and height of young arborvitae forest after planting green manure

表6 种植绿肥压青的岷江柏木幼林高、径生长量方差分析Table 6 A square difference ahalysis of the growth of diameter and height of young arborvitae forest after planting of green manure

从表6可以看出各处理差异极显著，说明岷江柏木幼林地种植绿肥压青对幼林高、径生长有极显著的影响。

从表7可以看出，红豆草处理比对照处理的岷江柏木幼林高生长量增加44.3 cm、地径生长量增加6.52 mm，草木樨处理比对照处理的幼林高生长增加42.1 cm、地径生长量增加6.20 mm，沙打旺处理比对照处理的幼林高生长增加40.6cm、地径生长量增加5.05 mm，红豆草处理比沙打旺处理的岷江柏木高生长量增加3.7 cm、地径生长量增加1.47 mm，草木樨处理比沙打旺处理的岷江柏木幼林高生长增加1.5 cm、地径生长量增加1.15 mm，红豆草处理比草木樨处理的岷江柏木幼林高生长量增加2.2 cm、地径生长量仅增加0.32 mm。红豆草、草木樨、沙打旺绿肥处理与对照处理之间差异极显著，绿肥品种之间差异不显著。试验表明，种植绿肥压青对岷江柏木幼林高、径生长量有极显著的促进作用，使高生长量提高40.6 cm～44.3 cm，地径生长量提高5.05 mm～6.52 mm。

表7 种植绿肥压青的岷江柏木幼林高、径生长量差异性比较Table 7 A comparable data of diameter and height of yound arborvitae forest after planting of green manure with CK

3 结论与讨论

3.1 结论

岷江柏木幼林地种植绿肥压青，土壤0～40 cm旱季平均含水量比对照增加3.63 g·kg－1～5.32 g·kg－1，0～20 cm 土壤容重比对照减少0.08 g·kg－1～ 0.20 g·cm－3，土壤有机质含量平均增加0.45 g·kg－1～0.56 g·kg－1，土壤 CaCO3含量平均下降0.68 g·kg－1～1.35 g·kg－1，土壤有效氮含量平均增加5.1 g·kg－1～19.0 mg·kg－1，土壤有效磷含量平均增加1.01 g·kg－1～1.41 mg·kg－1，土壤有效钾减少 2.4 g·kg－1～ 7.6 mg·kg－1，土壤CEC含量比对照平均增加0.63 g·kg－1～0.68 mg·100g－1。

岷江柏木幼林地种植红豆草、草木樨、沙打旺绿肥压青对幼树高、径生长有极显著的促进作用，使高生长量比对照处理平均提高38.8 cm～42.5 cm，为对照的1.6倍～1.7倍，地径生长量比对照平均提高4.66 mm～5.99 mm，为对照的1.5倍～1.6倍。

岷江柏木幼林地上种植绿肥压青，投资少，见效快，方法简便，效果显著，生产上推广容易。

3.2 讨论

种植沙打旺的幼林树高、地径生长量虽比对照要好，但不及种植红豆草和草木樨，其主要原因就是沙打旺对土壤水分消耗太大。沙打旺绿肥品种是深根性绿肥，它与幼树竞争水分，不利幼树生长。为促进岷江柏木幼林的生长，应进一步筛选浅根性以及生长快、长势好，有机质含量高，抗病虫、耐干旱瘠薄的绿肥品种。

目前在幼林地上种植绿肥，主要考虑供给幼树生长所需的有效养分，因此在植株幼嫩时期翻耕压青，并且埋得不深，好气菌分解旺盛，绿肥植株易腐烂和矿化供幼树吸收，因而促进幼树生长效果极显著。为了长远考虑且有利于土壤腐殖质的积累，奠定土壤肥力基础，以后可考虑在绿肥开花后植株较老化时压青，从而有利改善土壤结构、贮备肥力，为幼树生长创造持久的肥力基础。

干旱河谷的土壤富含钾，缺磷，而豆科绿肥又喜爱磷肥。为了促进绿肥生长，播种豆科(目前用的3个种均属豆科)绿肥时可考虑追施磷肥，一方面补充了土壤磷素不足，另一方面又增加了土壤氮素(通过绿肥)，从而实现以肥增肥的目的。

在岷江柏木幼林地上种植绿肥对土壤机械组成影响不大。主要原因是土壤机械组成是在化学和物理风化过程中逐渐变化的，4 a的种植试验影响土壤变化是短暂的。

瘠薄的干旱河谷土壤，肥是提高水分利用率的主要因子之一，在幼林地上种植绿肥，可以充分吸收有限的降水量，增加土壤覆盖，减少土壤水分蒸发，通过翻耕压青，有利于改良土壤结构，增加土壤孔隙度，减少土壤容重，促进土壤对降水的渗吸性，增加土壤有机质，改善土壤水、肥、气、热状况起着良性循环作用。它是干旱河谷土壤施化肥不能替代的生物技术措施，是符合土壤生物成土过程的。

岷江上游干旱河谷造林难度大的主要原因是水热失调，然而树木生长缓慢除干旱、水热失调之外，还受土壤瘠薄的影响。因此，在干旱河谷区经营幼林，要扬热之长，避旱之短，即利用生物措施把水热转化为绿肥，将绿肥压青转化为有机肥，在有机肥的作用下来提高干旱区有限水分的利用率，从而促进幼树的高、径生长。

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