不同覆盖材料对幼龄胶园土壤温度的影响

陈青 周珺 姚行成 陈先红 林位夫 王军

摘 要 研究比较5种不同覆盖物（薄膜覆盖，秸秆覆盖，1 cm、2 cm、3 cm生物材料覆盖）与裸地（CK）在每个季节3个不同土层深度（5、20、40 cm）的土壤温度。结果表明：5 cm土（四个季节）以及20 cm土层（春季和夏季）的土壤温度，薄膜覆盖与裸地无明显差异，均明显高于秸秆覆盖，1 cm、2 cm和3 cm生物材料覆盖；40 cm（春季）、20 cm（秋季、冬季）和40 cm（秋季、冬季），5个处理的土壤温度与裸地无明显差异；40 cm（夏季），薄膜覆盖，1 cm、2 cm和3 cm生物材料覆盖，土壤温度与裸地无明显差异，均显著高于秸秆覆盖。

关键词 幼苗胶园 ；地表覆盖 ；土壤温度

中图分类号 S794.1 文献标志码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.06.001

Effects of Different Mulching Methods on Ground Temperature

in Soil Rubber Plantation

CHEN Qing ZHOU Jun YAO Xingcheng CHEN Xianhong LIN Weifu WANG Jun

（Rubber Research Institute， CATAS， Danzhou， Hainan 571737）

Abstract This paper analysis the differences among five mulching methods（（plastic film mulch， straw mulch， 1 cm biological material mulch， 2 cm biological material mulch， 3 cm biological material mulch） and bare land with three different depth （5 cm， 20 cm， 40 cm） in every season. The results showed that plastic film mulch and bare lands soil temperature are not significantly different with 5 cm in every season and 20 cm in spring and summer. Moreover， they are higher than straw mulch， 1 cm， 2 cm and 3 cm biological material mulch.There is no significantly differences between five mulching methods and bare land with 40 cm in spring and 20 cm， 40 cm in winter and autumn. There is no significantly differences between Plastic film mulch， 1 cm， 2 cm and 3 cm biological material mulch and bare land with 40 cm in summer. They are higher than straw mulch.

Keywords young rubber plantation ； surface mulching ； soil temperature

地表覆盖是一项土壤管理调控技术，越来越受到重视，有学者对该技术进行过大量研究。研究发现，地表覆盖可以提高生物量、调节土壤温度、增加土壤含水量、抑制杂草、增加土壤养分，从而改善根系环境，促进植物生长等[1-5]。橡胶树非生产期地面覆盖可起到隔热、保墒、防草和改土的作用，是一项重要的橡胶幼树抚管措施。根据覆盖物的性质不同，可分为活覆盖和死覆盖，活覆盖是通过种植覆盖物所形成的覆盖；死覆盖是用植物枝叶、作物秸秆等材料铺设于胶园地上形成的地面覆盖。

早期的胶园覆盖是通过在橡胶树行间种植豆科作物作为覆盖物，但覆盖作物生长前期与幼龄树对土壤水分、养分有竞争作用，有时，生长旺盛的覆盖作物对橡胶幼苗的生长有抑制作用。因此，许多研究者进行大量的覆盖物实验，广泛应用覆盖材料为薄膜及秸秆[6-7]。秸秆覆盖可以增加土壤养分、含水量，还可以调温调湿[8]，但由于农田秸杆的综合利用、收集秸秆费用上涨等原因，目前，这些生物覆盖材料越来越少，加上人工费用的大幅上升，同时因秸秆易腐烂、覆盖时效短，且铺设用工多等原因，秸秆地面覆盖的成本越来越高。我国各地土壤差异、地理气候差异大，薄膜覆盖在高寒地区能够起到保温的作用，有利于植物的生长；在干旱高温地区，薄膜内部温度过高，反而会抑制植物的生长[9]，在低温季节保温作用也不理想。

橡胶树非生产期的抚管措施亟需转型升级，亟需省工高效的覆盖替代技术。研究橡胶树非生产期的免耕技术，如筛选适宜橡胶树生物材料的覆盖替代材料（不易腐烂、不灼伤苗木、保温保水保肥等），节省人力物力、不破坏胶园生态环境的橡胶树非生产期覆盖替代技术迫在眉睫。本研究通过对生物材料的覆盖、地膜覆盖、秸秆覆盖与裸地土壤温度的比较，探讨覆盖物对土壤温度的影响，以期为发展新型的橡胶树非生产期覆盖材料提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验地

本研究试验地位于海南省儋州市中国热带农业科学院试验场二队，该地区为典型的热带海洋季风气候，根据气象网统计资料，海南省儋州市2014年9月至2015年8月四个季节的最低和最高平均气温，见表1。

1.1.2 试验材料

不同厚度的橡塑发泡板（生物材料）。土壤温度计18套：每个小区3套，每套含5、20、40 cm深土壤温度计各1支。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

试验采取地表覆盖方式，设计6种处理：3 cm生物材料覆盖、2 cm生物材料覆盖、1 cm生物材料覆盖、秸秆覆盖、薄膜覆盖和裸地（CK）。共18个区，每个小区随机排列。

替代覆盖物由2块凹字形橡塑板组成，面积约2 m2。定植后，对根盘地表略作整理，使之成为浅锅底状，将2块凹字形板套在橡胶树根颈处（离树干约15 cm）铺于根盘上，用土块等将其四周压住。常规覆盖用作物秸秆铺设，离橡胶树约25 cm处放置40、20、5 cm土壤温度计，第1个月每3天观测1次，之后每周1次，每次在约下午3时观测。

1.2.2 数据处理

数据处理和统计分析采用Excel 2003和Dps 6.5软件。统计分析采用LSD法，统计水平为P<0.05，分别对每个季节不同土层深度5、20、40 cm的土壤温度差异进行方差分析，同时比较不同土层深度的土壤温度；并分析不同土层深度5、20、40 cm土壤温度的年变化。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖材料土壤温度季节性变化

由表2～4可以看出，5 cm土层，秋季（2014-09～2014-11），薄膜覆盖的土壤温度与裸地无明显差异，二者明显高于3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆盖和秸秆覆盖；3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆盖，秸秆覆盖之间，土壤温度无明显差异。3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆盖，薄膜覆盖，秸秆覆盖和裸地6种处理的土壤温度均值分别为30.74、30.08、31.04、35.42、30.57和35.43℃；20和40 cm土层，5种覆盖物处理与裸地之间，土壤温度均无明显差异，其中，20 cm土层，土壤温度均值分别为27.73、27.95、28.08、29.30、28.20和29.50℃；40 cm土层，土壤温度分别为：27.16、27.04、27.34、27.69、27.39和27.87℃。

冬季是四季中气温最低的季节，同样会影响到土壤温度，5 cm土层，冬季（2014-12～2015-02），薄膜覆盖与裸地之间，土壤温度无明显差异，且二者明显高于3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆盖和秸秆覆盖；而3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆盖和秸秆覆盖之间，土壤温度无明显差异。其中，3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆盖，薄膜覆盖，秸秆覆盖和裸地6个处理的土壤温度均值分别为23.76、24.14、25.32、29.76、24.48和30.55℃；20 和40 cm土层，5种覆盖物处理与裸地之间，土壤温度均无明显差异，其中，20 cm土层，土壤温度均值分别为20.87、21.38、21.63、22.33、21.09和22.65℃；40 cm土层，土壤温度分别为20.61、20.75、20.94、20.80、20.67和21.15℃。

5 cm土层，春季（2015-03～2015-05），薄膜覆盖与裸地之间，土壤温度无明显差异，二者均明显高于3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆盖和秸秆覆盖；2 cm、1 cm生物材料覆盖，秸秆覆盖之间，土壤温度无明显差异，均明显高于3 cm生物覆盖。3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆盖和秸秆覆盖之间，土壤温度无明显差异。其中，3 cm、2 cm和1 cm生物材料覆盖、薄膜覆盖、秸秆覆盖、裸地土壤温度均值分别为32.19、33.29、34.85、41.48、33.60和41.04℃；20 cm土层，薄膜覆盖的土壤温度与裸地无明显差异，且明显高于3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆盖和秸秆覆盖；1 cm生物材料覆盖的土壤温度明显高于3 cm、2 cm生物材料覆盖和秸秆覆盖；土壤温度均值分别为30.43、30.74、31.37、32.76、30.42和33.28℃；40 cm处，5种覆盖物处理与裸地之间，土壤温度均无明显差异，土壤温度均值分别为27.73、28.00、28.24、29.06、27.91和28.73℃。

夏季（2015-6～2015-8），5 cm土层，薄膜覆盖与裸地之间，土壤温度无明显差异，而二者均明显高于3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆盖和秸秆覆盖；3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆盖和秸秆覆盖之间，土壤温度无明显差异。其中，3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆盖，薄膜覆盖，秸秆覆盖，裸地的土壤温度均值分别为33.98、34.54、36.53、41.69、33.46和42.11℃；20 cm土层，薄膜覆盖与裸地之间，土壤温度无明显差异，且二者均明显高于3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆盖和秸秆覆盖；1 cm生物材料覆盖的土壤温度明显高于3 cm、2 cm生物材料覆盖和秸秆覆盖。6种处理土壤温度均值分别为30.43、30.74、31.37、32.76、30.42和33.28℃；40 cm土层，3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆盖，薄膜覆盖，裸地之间，土壤温度无明显差异，但均明显高于秸秆覆盖。其中，6种处理的土壤温度均值分别为29.75、29.66、30.24、30.22、28.69和30.09℃。

2.2 不同土层深度土壤温度比较

由表5可见，各土层深度处理5、20、40 cm土壤温度变化趋势相似，总体上，四个季节都呈现随着土层深度增加，土壤温度随之减小的趋势。5 cm土层，土壤温度显著高于20和40 cm，2015-03～2015-05（春季），裸地20 cm土层深度的土壤温度显著高于40 cm，此外，四个季节中，各个处理的土壤温度，20 cm土层都比40 cm略高，但无显著差异。

2.3 平均土壤温度年变化特征

由图1～3可见，5、20、40 cm土层，每个处理的平均土壤温度年变化规律基本一致，土壤温度最低在1月和12月，最高在5月和6月。

3 讨论与结论

土壤温度的季节性变化受到地表覆盖、太阳辐射、降水、土壤类型等多方面的影响[10-11]。增加土壤覆盖物能有效降低土壤温度，从而促进橡胶树生长。由表5可知，土壤一般最高温出现在地表，土壤深度越深，受到外界的影响越小，土壤温度相对比较稳定。夏季太阳辐射是一年中最强季节，土壤温度变化最为明显，冬季各个深度的土壤温度变化相对不明显。统计水平P<0.05，5 cm土层在每个季节的土壤温度变化最明显，其中裸地和薄膜覆盖都明显高于生物材料和秸秆覆盖，生物材料和秸秆覆盖之间无明显差异；20 cm土层，秋、冬季节各个覆盖物之间无明显差异，春季裸地和薄膜覆盖均显著高于生物材料和秸秆覆盖，夏季裸地显著高于生物材料和秸秆覆盖，与薄膜覆盖无明显差异，40 cm土层，每个处理之间土壤温度无明显变化。

橡胶树光合作用的温度指标<10℃时，苗木的新陈代谢产生有害影响，20℃以下，橡胶树光合作用停止；25～30℃为光合作用最适宜温度；>40℃时，橡胶树呼吸作用超过光合作用，生长受到抑制。许成文等[12]研究表明，幼苗橡胶树主根一般深扎到150 cm以下，侧根主要分布在0～40 cm的上层土样中，尤其是30 cm以上的土层较为密集，占总根数的66%～99%，房秋兰等[13]对橡胶人工林0～20 cm土层根系生物量研究结果表明，0～10 cm土层，橡胶树根系生物量比10～20 cm土层生物量要大。在5 cm土层，秋季裸地、薄膜覆盖土壤温度分别为35.43和35.42℃；春季裸地和薄膜覆盖的土壤温度分别为41.04和41.48℃；秋季裸地和薄膜覆盖的土壤温度分别为41.41和41.07℃，这不仅影响橡胶树的光合作用，而且影响橡胶树根系，不利于橡胶树的生长，特别是春季和夏季，土壤温度超过橡胶树生长的上限温度，已经抑制橡胶树的正常生长。

秸秆覆盖是一种传统的覆盖方法，在高温季节，能有效降低土壤温度，但秸秆材料需要人工定期进行覆盖，比较费时和费工。生物材料1、2、3 cm覆盖都能有效降低土壤温度，而且开始实验时只需要把材料覆盖上即可，材料成本低。实验表明，生物材料覆盖1 cm春季和夏季5 cm土层温度较高，分别为34.84和36.23℃，生物材料2 和3 cm为覆盖最佳。综上所述，生物材料覆盖降温保墒效果比薄膜覆盖好；而秸秆覆盖费时费工，成本高，因此，生物材料覆盖是非生产期橡胶树的最佳选择。

参考文献

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