油茶幼林间种大豆对土壤养分含量的影响

李 云，黄永芳，叶小萍，梁伟明

（华南农业大学 林学院，广东 广州 510642）

油茶Camellia oleifera，是山茶科山茶属植物中油脂含量较高且具有栽培经济价值的一类植物的总称。油茶是我国特有的食用油料树种，它与油棕、油橄榄、椰子并称为世界四大木本油料食用植物[1-2]。油茶主要分布于我国南方的湘、赣、桂、浙、闽、黔等18个省（区），其中，湖南、江西、广西等省（区）是主要产区[3]。近年来，广东省油茶种植面积逐步增加，因而有关油茶高产栽培方面的研究也不断增多，油茶林间种是其中的一个研究方向。油茶林间种一直被认为是合适的林地经营模式，短期间种经济作物可以使油茶幼林地获得早期收益，并能改善土壤状况，在一定程度上增加油茶的产量。目前，油茶林地间种的作物主要有花生、大豆、绿豆、山毛豆、红薯、鱼腥草等，现有文献的内容多为研究间种对油茶林地土壤养分的影响[4-7]。其中，陈永忠等人[8]在油茶幼林地间种花生和红薯，提高了土壤养分，促进了油茶的生长。此外，滕维超等人[9]应用盆栽试验方法，研究了油茶与大豆不同间作比例条件下土壤养分的差异性，为油茶幼林区推广农林复合经营模式作了一次新的尝试。而本文采用相关分析法，探讨了油茶幼林间种大豆后土壤各理化性质的动态变化，以期从土壤学的角度为油茶林地间种模式及间种经济作物品种的选择提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及试验材料

试验地设在华南农业大学增城教学科研基地，是一块林分生长情况基本一致的油茶林地。增城市位于 23°05′～ 23°37 ′N，113°29′～ 114°00 ′E，地处广东省中南部。属于热带与亚热带的过渡气候，全年平均温度22.2 ℃，冬季（1月）平均气温12 ℃，夏季（7月）平均气温28 ℃，寒暑温差不大，雨量充沛，年平均降雨量为1 870 mm，3～8月为雨季，平均无霜期346 d，地带性土壤类型为花岗岩发育而成的赤红壤[10]。

试验材料为基地内3年生的油茶幼林，林分株行距为2 m×3 m，树势良好，间种的大豆是从市场选购的适合广东种植的品种。

1.2 试验设计

试验设置林地间种大豆及不间种（对照）2种处理，每种处理设置3个重复试验，每个试验地面积为600 m2。在试验期间进行常规的林间管理，在播种大豆之前，先清除试验林地的杂草，对林地进行翻耕，耙碎，开流水沟并施基肥，每个试验处理区施有机肥300 kg，磷肥30 kg，磷酸二氢钾复合肥20 kg。用多菌灵拌种，大豆播种规格为15 cm×20 cm，与油茶植株的间距为50 cm，每穴播2 粒种子。

1.3 土壤各理化性质指标的测定

在间种前的2012年2月进行了第1次土壤取样，即随机选择多点取10～30 cm土层的土样，以后每隔1个月取样1次，直至大豆成熟采收完毕，共取样5次。土壤样品各理化指标的测定均用常规的理化方法进行：土壤pH的测定采用电位法，土壤有机质的测定采用重铬酸钾氧化—外加热法，土壤全氮的测定采用扩散法，土壤全磷的测定采用氢氧化钠碱熔—钼锑抗比色法，土壤全钾的测定采用氢氧化钠碱熔—火焰光度计法，土壤水解性氮的测定采用碱解—扩散法，土壤有效磷的测定采用盐酸和硫酸溶液漫提法，土壤有效钾的测定采用乙酸铵浸提—火焰光度计法[11]。

1.4 数据分析

使用Excel及SPSS统计软件进行数据分析和制图。

2 结果与分析

土壤改良是一个缓慢的过程，在油茶幼林地间种大豆后，定期对土壤的各个理化指标进行测定，结果表明：土壤的各项理化指标值与空白对照相比均有明显的改善。经过间种大豆后林地土壤质地由沙壤改良为轻壤，保水保肥能力增强，pH变化幅度相对于对照而言也有明显减小，其它指标如有机质和氮、磷、钾的含量也都有所提高。

2.1 土壤pH的变化

间种大豆后土壤pH的变化情况如图1所示。间种大豆的油茶林地pH呈现先下降后上升的变化趋势，而对照的pH的变化趋势则与之相反，即先升后降。2月、4月和5月间种林地的pH高于对照地，3月和6月间种林地的pH小于对照地。尤其是在6月，对照地的pH忽然增大，而间种大豆的林地则一直保持了适合油茶生长的酸碱度。

2.2 土壤有机质含量的变化

间种大豆后土壤有机质含量的变化情况如图2所示。间种大豆的油茶林地的有机质含量呈先下降后上升的变化趋势，对照地的有机质含量则先升后降再小幅增加。2月和4月间种地的有机质含量大于对照地，3月、5月和6月间种地的有机质含量则小于对照地。尤其是在3月，大豆刚种下后，吸收土壤有机质较多。4～6月间种大豆林地的有机质含量逐步增加，且其增幅明显大于对照地。这说明间种大豆可以缓解油茶林地有机质的降解水平，可让油茶持续均衡地得到有机质养分。

对间种大豆的油茶林地和对照地的土壤有机质含量进行了方差分析，结果如表1所示。测定时间（P＜0.05）、大豆间种处理（P＜0.05）、测定时间与间种处理的交互作用（P＜0.05）对土壤有机质含量的影响都达到了极显著差异水平。

图2 对照地和间种大豆的土壤其有机质含量的变化Fig.2 Changes of organic matter content in soil intercropping soybean and CK

表1 土壤有机质含量的方差分析结果Table 1 Result of variation analysis of organic matter content in soil

2.3 土壤氮含量的变化

2.3.1 土壤全氮含量的变化

间种大豆后土壤全氮含量的变化情况如图3所示。由图3可知，间种大豆油茶林地的全氮含量一直呈现上升的变化趋势，而对照油茶林地的全氮含量先升后降再上升。5月，间种地的全氮含量明显高于对照地。6月，对照地的全氮含量上升到与间种地相当的水平，但还是低于间种地。这说明间种大豆能有效提高油茶林地土壤的全氮含量。

对间种大豆油茶林地及对照油茶林地土壤的全氮含量进行了方差分析，结果如表2所示。表2表明，测定时间（P＜0.05）、大豆间种处理（P＜0.05）、测定时间与间种处理的交互作用（P＜0.05）对土壤全氮含量的影响都具有极显著差异。这说明间种大豆对土壤全氮含量的影响显著，是一种很好的固氮方法。

表2 土壤全氮含量的方差分析结果Table 2 Result of variation analysis of total N content in soil

2.3.2 土壤有效氮含量的变化

间种大豆后土壤有效氮含量的变化情况如图4所示。由图4可知，间种大豆油茶林地的有效氮含量呈现先上升后下降的变化趋势；而对照油茶林地的有效氮含量整体上呈下降趋势，5月上升达到峰值，但是到大豆采收的6月时又下降到低于间种大豆林地的水平。间种地有效氮的增幅基本大于对照地，说明间种大豆能有效提高油茶林地土壤的有效氮含量。

图4 对照地和间种大豆的土壤其有效氮含量的变化情况Fig.4 Changes of available N content in soil intercropping soybean and CK

对间种大豆油茶林地及对照土壤的有效氮含量进行了方差分析，结果如表3所示。表3表明，测定时间（P＜0.05）、大豆间种处理（P＜0.05）、测定时间与间种处理的交互作用（P＜0.05）对土壤有效氮含量都达到极显著差异水平。

表3 土壤有效氮含量的方差分析结果Table 3 Result of variation analysis of available N content in soil

2.4 土壤磷含量的变化

2.4.1 土壤全磷含量的变化

间种大豆后土壤全磷含量的变化情况如图5所示。由图5可知，间种大豆的油茶林地和对照地的全磷含量均呈现先上升后下降的变化趋势。5个月份里间种林地的全磷含量都大于对照地。间种林地土壤3月和4月的全磷含量比2月分别增加了259.88%和290.38%，对照林地的增幅则分别为133.96%和166.41%。间种林地全磷含量的增幅大于对照地的增幅。可见，间种大豆能有效提高油茶林地土壤全磷的含量。

图5 对照地和间种大豆的土壤其全磷含量的变化Fig.5 Changes of total P content in soil intercropping soybean and CK

对间种大豆油茶林地和对照土壤有效氮含量进行了方差分析，如表3所示。测定时间（P＜0.05）、大豆间种处理（P＜0.05）对土壤有效氮含量都达到极显著差异，测定时间与间种处理的交互作用（P＞0.05）差异不显著。

表4 土壤全磷含量的方差分析结果Table 4 Result of variation analysis of total P content in soil

2.4.2 土壤有效磷含量的变化

对照地和间种大豆的土壤其有效磷含量的变化情况如图6所示。由图6可知，间种大豆的油茶林地其有效磷含量基本呈现上升的变化趋势，5月有大幅下降，但6月又有回升，对照油茶林地的有效磷含量一直呈下降的变化趋势。对照地有效磷含量的初始水平高于间种大豆林地，但一直在减少，而间种林地却相反。这说明间种大豆能有效提高油茶林地土壤有效磷的含量。

图6 对照和间种大豆土壤有效磷含量的变化Fig.6 Changes of available P content in soil intercropping soybean and CK

对间种大豆油茶林地和对照油茶林地的土壤有效磷含量进行了方差分析，结果如表5所示。由表5可知，测定时间（P＜0.05）、大豆间种处理（P＜0.05）、测定时间与间种处理的交互作用（P＜0.05）对土壤有效磷含量的影响都达到了极显著的差异水平。

表5 土壤有效磷含量的方差分析结果Table 5 Result of variation analysis of o available P content in soil

2.5 土壤钾含量的变化

2.5.1 土壤全钾含量的变化

对照地和间种大豆的土壤其全钾含量的变化情况如图7所示。由图7可知，间种大豆油茶林地的全钾含量随着时间的推移整体呈现上升的变化趋势，而对照油茶林地的全钾含量则先下降后缓慢上升。间种地全钾含量开始就低于对照地的含量水平，最终却高于对照地。5月间种地的全钾含量达到了最高水平，为11.750 g·kg-1。到大豆采收后的6月，间种地的全钾含量相对2月而言增加了54.3%。这说明间种大豆能有效提高油茶林地土壤全钾含量。

对间种大豆的油茶林地和对照油茶林地的土壤有效磷含量进行了方差分析，结果如表6所示。由表6可知，测定时间（P＜0.05）、大豆间种处理（P＜0.05）、测定时间与间种处理的交互作用（P＜0.05）对土壤全钾含量的影响都达到了极显著的差异水平。

图7 对照和间种大豆的土壤全钾含量的变化Fig.7 Changes of total K content in soil intercropping soybean and CK

表6 土壤全钾含量的方差分析结果Table 6 Result of variation analysis of total K content in soil

2.5.2 土壤有效钾含量的变化

对照地和间种大豆的土壤有效钾含量的变化情况如图8所示。由图8可知，间种大豆的油茶林地其有效钾含量呈现先降后升的变化趋势，而对照油茶林地的有效钾含量却先升后降。间种大豆林地最终良好地保持了有效钾的含量水平，且还有所提高；而对照地的有效钾含量则相对降低了。这说明间种大豆可以提高油茶林地土壤有效钾含量。

图8 对照和间种大豆的土壤有效钾含量的变化Fig.8 Changes of available K content in soil intercropping soybean and CK

对间种大豆油茶林地和对照油茶林地的土壤有效钾含量进行了方差分析，结果如表7所示。由表7可知，大豆间种处理（P＞0.05）没有显著差异，测定时间（P＜0.05）、测定时间与间种处理的交互作用（P＜0.05）对土壤有效磷含量的影响都达到了极显著的差异水平。

表7 土壤有效钾含量的方差分析结果Table 7 Result of variation analysis of available K content in soil

3 结 论

间种大豆的油茶林地其土壤养分比对照地有明显的改善，且不同养分指标的差异性显著。单纯种植油茶不仅会造成林地土壤养分含量逐步下降，而且浪费大量的土地空间，同时油茶幼林林地空闲期过长，若林农对林地管理不到位则会使油茶产量降低。在油茶林间间种经济作物，有益于改善土壤环境，优化林地的空间结构[9-10]。

在华南农业大学增城基地油茶林地间种大豆能有效提高土壤养分，能较大幅度提高土壤有效氮、全钾、有效钾等养分的含量，使土壤环境更加适合于油茶幼林的生长。间种大豆很好地改善了油茶林地的全氮含量和土壤的pH、有机质、全磷、有效磷含量等理化指标，从各方面有效改良了油茶林地的土壤状况。

4 讨 论

许多关于林地间种的文献资料显示，通过间种能够提高土壤肥力，增加土壤全氮、全磷、碱解氮和有效磷等养分的含量[11-13]。本试验对同一地点、同一时间间种了大豆的油茶林地及不间种地进行了有关土壤肥力的各项指标的动态测定和分析，结果表明：土壤pH与立地条件有很大的关系，在5月以前两组试验地的pH变化都不大，6月对照油茶林地的pH突然增大，这可能与当时的天气有关；间种大豆的油茶林地有机质含量虽然没有得到高效提高，但其降解速度也得到缓解，甚至到试验后期间种大豆林地的有机质含量有小幅增加，使得油茶林地有机质含量水平始终保持均衡状态；土壤全氮含量与有效氮含量的变化趋势较为接近，土壤全氮含量不仅与土壤条件有关，还与气候变化相关；对照林地土壤氮含量的波动并不明显，而间种大豆林地土壤含氮量则持续低幅度增长，通过间种大豆等固氮类植物可有效提高土壤的氮含量；土壤全磷及有效磷的变化趋势比较一致，间种大豆林地土壤的两种含量基本呈上升的变化趋势，而对照林地的两种含量则均有降低。通过间种大豆能促使土壤全磷和有效磷的含量提高到较好水平；土壤钾和有效钾的变化趋势一致，间种大豆能显著提高两者的含量。

通过间种大豆在一定程度上改善了土壤的养分状况，促进了油茶幼林的生长，但并不能简单总结为主动提高土壤的肥力水平，促进油茶生长，对于间种作物的选择也只能提供一定依据[14]。因为测定结果显示，与土壤肥力相关的许多养分指标也出现了下降的情况，但是与对照地相比，下降幅度明显变小。

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