临安市不同乡镇山核桃林地土壤理化性质比较
2013-09-09钱孝炎黄坚钦帅小白吴家森
钱孝炎,黄坚钦,帅小白,吴家森*
(1. 浙江省嵊州市南山水库管理局,浙江 嵊州 312467;2. 浙江农林大学 亚热带森林培育国家级重点实验室培育基地,浙江 临安311300;3. 浙江省临安市农业技术推广中心,浙江 临安 311300)
山核桃(Carya cathayensis)为我国特有的高档干果和木本油料植物,以往一直处于野生与半野生状态。但20世纪80年代随着人们生活水平的提高及对保健休闲产品需求的增加,山核桃价格稳中有升,农民种植山核桃积极性高涨,每年新增面积约0.2 hm2。据统计,目前山核桃种植面积达82 666.7 hm2,产量2.7×104t,年产值 8.1亿元。山核桃主要分布于浙皖交界处天目山区的浙江临安、淳安、桐庐、安吉及安徽的宁国、歙县、绩溪、旌德共8个县,其中临安昌化为重点产区[1]。
目前,对山核桃的研究多侧重于山核桃林地土壤肥力、果实品质、叶果提取物的生理活性[2~9],同时对不同海拔、不同母岩等林地土壤肥力也进行了初步研究[10~11],但对于不同栽培区域的研究则未见报道。不同乡镇在地理位置上存在着一定的差异,林农对山核桃的经营方式、施肥习惯等也存在着不一致性,因此,本文在大量调查的基础上,分析了临安市不同乡镇土壤理化性质的差异,为山核桃林地土壤管理和可持续发展提供理论基础。
1 研究区概况
山核桃主要分布于浙、皖两省交界的天目山区(29 ~ 31º N,118 ~ 120º E),年平均温度15 ~ 20℃,7月平均温度25 ~ 30℃,年降水量1 000 ~ 2 000 mm,降雨集中在4-9月。山核桃分布在海拔50 ~ 1 200 m的丘陵山地,立地为震旦系—奥陶系不纯碳酸盐岩类,泥盆系砂砾岩类,侏罗系流纹质熔结凝灰岩、凝灰熔岩等组成的火山岩类。土壤类型主要为油黄泥、黄红泥、钙质页岩土、黄泥土。
2 研究方法
2.1 样品采集
根据临安市森林资源分布图,按1 km×1 km网格布设山核桃林地土壤采样点(即公里网格中有山核桃林分的点即为采样点),共在8个乡镇设采样点321个。于2008年7月中旬,根据室内布点情况,调查各采样点的自然条件、土壤情况及农户施肥、产量情况。在选定的典型样地上,按“S”型布点,分别采集5个点的表层(0~ 30 cm)土样,将其混合,然后采用四分法分取样品1 kg左右,带回实验室。对每个典型样地土壤的理化性质进行单独分析。
2.2 分析方法
土壤容重用环刀法;土壤孔隙组成采用浸水法;机械组成用比重计法;土壤pH用酸度计法(水土比为2.5:1.0);水解氮采用碱解扩散法;有效磷用盐酸氟化铵浸提—分光光度法;速效钾用乙酸铵浸提—火焰光度法;有机质用硫酸—重铬酸钾外加热法;有效硫采用硫酸钡比浊法;有效硼采用沸水浸提—甲亚胺比色法;有效铁、锰、锌、铜采用稀酸浸提—原子吸收分光光度计法[12]。
3 结果与分析
3.1 不同乡镇山核桃林地土壤物理性质的比较
3.1.1 土壤容重和土壤孔隙 不同乡镇山核桃林地土壤容重在0.90 ~ 1.22 g/cm3(表1)。从表1可知,山核桃林地土壤疏松、透气、土壤结构较好、土壤水、肥、气、热比较协调。8个乡镇中,以太湖源镇山核桃林地土壤容重最小,仅为0.90 g/cm3,容重超过1.20 g/cm3的乡镇有岛石、龙岗,其它乡镇土壤容重则在1.12 ~ 1.19 g/cm3。造成不同乡镇土壤容重差异的原因是人为经营活动引起的,太湖源地区林农对山核桃林地较少干扰,而岛石、龙岗地区的林农主要以山核桃产业为主,人为经营强度大,引起土壤容重增大。
表1 不同乡镇山核桃林地土壤物理性质Table 1 Physiochemical l properties in different towns
对多数林木生长而言,土壤总孔隙度以稍大于50%为好。从表1可知,不同乡镇山核桃林地土壤总孔隙度、非毛管孔隙度和毛管孔隙度分别为53.80% ~ 65.86%,6.25% ~ 10.32%,45.35% ~ 57.04%。其中太湖源镇林地土壤总孔隙度和毛管孔隙度均最大,分别达65.86%、57.04%,而其它乡镇土壤孔隙度差异不大,主要原因也是由于人为活动引起的。
3.1.2 土壤机械组成 从图1中可看出,山核桃林地土壤石砾、砂粒、粉粒和粘粒含量存在着一定的差异。土壤石砾含量(>2 mm)以太湖源镇为较高,达11.8%,主要原因是该区域的母质(岩)主要由岩浆岩(花岗岩、流纹岩、石英斑岩)组成,其发育的土壤石砾含量较高。昌化、河桥、龙岗3个乡镇土壤物理性砂粒(2 ~ 0.02 mm)含量较高,均大于30.0%,而物理性粉粒(0.002 ~ 0.02 mm)含量则较低。物理性粘粒(<0.002 mm)不同乡镇之间差异不大,含量在20.29% ~22.61%。
图1 不同乡镇山核桃林地土壤机械组成Figure 1 Composition of the tested soil in different towns
3.2 不同乡镇山核桃林地土壤化学性质的比较
3.2.1 土壤pH值 不同乡镇山核桃林地土壤pH值平
均为5.62(图2)。其中以河桥镇为最高,土壤pH值为6.17,而太湖源镇最低,土壤pH仅为4.81。土壤pH值主要受成土母质(岩)的影响,河桥镇山核桃林地土壤的成土母质(岩)主要以石灰质沉积岩为主,因而其pH值较高,而太湖源镇土壤的成土母质(岩)主要以酸性岩浆岩为主,其pH值则较低。
3.2.2 土壤有机质 不同乡镇山核桃林地土壤有机质含量平均为30.67 g/kg(图3),以岛石镇和太湖源镇土壤有机质含量较高,分别达38.00、35.54 g/kg,而河桥镇土壤有机质含量最低,仅为23.95g/kg。岛石镇海拔相对较高,而太湖源镇山核桃经营相对比较粗放,因而土壤有机质含量相对较高,而河桥镇山核桃经营强度较大,
人为的垦复、除草剂的使用,枯落物投入量的减少和水土流失,从而导致土壤有机质含量相对较低。
图2 不同乡镇山核桃林地土壤pH值Figure 2 Soil pH value in different towns
图3 不同乡镇山核桃林地土壤有机质Figure 3 The content of organic matter in different towns
3.2.3 土壤速效养分 不同乡镇山核桃林地土壤水解氮含量在158.55 ~ 277.06 mg/kg(图4),平均198.57mg/kg,其中昌化、岛石、太湖源3个乡镇土壤水解氮含量均大于200 mg/kg。说明土壤能很好地供应山核桃生长所需的氮素。
不同乡镇山核桃林地土壤速效钾含量在81.89 ~ 146.65 mg/kg,平均101.68 mg/kg,从图4可知,土壤速效钾含量较高的乡镇有岛石、太阳、大峡谷3个乡镇,而龙岗、清凉峰、湍口3个乡镇含量则较低。
土壤中的磷除靠母质提供外,还来源于枯枝落叶的分解还原,其含量与土壤质地、生物活动等密切相关[13]。不同乡镇山核桃林地土壤有效磷含量平均为5.86 mg/kg,从图5可以看出,岛石镇林地土壤有效磷含量最大,达14.80 mg/kg,含量较低的有昌化、河桥、太阳、太湖源4个乡镇,其值分别为0.95、1.63、1.13、1.61 mg/kg。
不同乡镇山核桃林地土壤有效硫含量平均为18.07 mg/kg(图5),以岛石、太湖源2个乡镇含量为高,分别为24.90、31.89 mg/kg。
图4 不同乡镇山核桃林地土壤水解氮、速效钾含量Figure 4 The content of hydrolytic nitrogen and available potassium in different towns
图5 不同乡镇山核桃林地土壤有效磷、有效硫含量Figure 5 The content of availability phosphorus and sulfur in different towns
3.2.4 土壤微量元素 土壤中的微量元素对植物的生长是很有必要的,从表2可以看出,不同乡镇山核桃林地土壤微量元素平均含量排序为锰 > 铁 > 锌 > 硼 > 铜。
土壤有效锰、铁、铜含量以岛石镇山核桃林地较高,含量分别为62.46、26.88、1.30 mg/kg,而有效锌、硼则以清凉峰镇为高,含量分别为2.26、1.77mg/kg。有效硼、锌、铜均以太湖源镇林地土壤为最低,仅为0.78、0.97、0.38 mg/kg,而有效铁则以河桥镇林地为最低,仅为13.71 mg/kg,有效锰则以太阳镇林地土壤为低,含量为36.63 mg/kg。
表2 不同乡镇山核桃林地土壤有效态微量元素含量Table 2 The content of trace elements in different towns
4 结论
不同乡镇山核桃林地土壤容重为0.90 ~ 1.22 g/cm3,其中以太湖源镇山核桃林地土壤容重最小,仅为0.90 g/cm3,容重超过1.20 g/cm3的乡镇有岛石、龙岗,其它乡镇土壤容重则在1.12 ~ 1.19 g/cm3。不同乡镇山核桃林地土壤总孔隙度、非毛管孔隙度和毛管孔隙度分别为53.80% ~ 65.86%、6.25% ~ 10.32%和45.35% ~ 57.04%。其中太湖源镇林地土壤总孔隙度和毛管孔隙度均最大,分别达65.86%、57.04%,而其它乡镇土壤孔隙度差异不大。
不同乡镇山核桃林地土壤pH值平均为5.62,其中以河桥镇为最高,土壤pH值为6.17,太湖源镇最低,土壤pH仅为4.81。不同乡镇山核桃林地土壤有机质含量平均为30.67 g/kg,其中以岛石镇和太湖源镇土壤有机质含量较高,分别达38.00、35.54 g/kg,而河桥镇土壤有机质含量最低,仅为23.95 g/kg。
不同乡镇山核桃林地土壤水解氮含量为158.55 ~ 277.06 mg/kg,平均198.57 mg/kg,其中昌化、岛石、太湖源3个乡镇土壤水解氮含量均大于200 mg/kg;土壤速效钾含量在81.89 ~ 146.65 mg/kg,平均101.68 mg/kg,含量较高的乡镇有岛石、太阳、大峡谷3个乡镇,而龙岗、清凉峰、湍口3个乡镇含量则较低;土壤有效磷含量平均为5.86 mg/kg,其中以岛石镇林地土壤有效磷含量最大,达14.80 mg/kg,含量较低的有昌化、河桥、太阳、太湖源4个乡镇,其值分别为0.95、1.63、1.13、1.61 mg/kg;土壤有效硫含量平均为18.07 mg/kg,以岛石、太湖源2个乡镇含量为高,分别为24.90、31.89 mg/kg。
不同乡镇山核桃林地土壤微量元素平均含量排序为锰> 铁 > 锌 > 硼 > 铜。土壤有效锰、铁、铜含量以岛石镇山核桃林地较高,含量分别为 62.46、26.88、1.30 mg/kg ,而有效锌、硼则以清凉峰镇为高,含量分别为2.26、1.77 mg/kg。有效硼、锌、铜均以太湖源镇林地土壤为最低,仅为0.78、0.97、0.38 mg/kg,而有效铁则以河桥镇林地为最低,仅为13.71 mg/kg,有效锰则以太阳镇林地土壤为低,含量为36.63 mg/kg。
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