配方施肥对凤庆红花油茶幼林林分土壤的影响*

李甜江，胡志芳，戴益源，唐恒，杨延峰

(1.云南省林业科学院，云南 昆明650201；2.昭通市农业局，云南 昭通657000)

凤庆红花油茶(Camelliareticulata‘Fengqing’)为山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)植物，属于腾冲红花油茶(CamelliareticulataLindl.)种群。其多为单瓣花类型，花成果率高、种仁含油率高、油质好[1]。2008年中国科学院昆明植物研究所及日本专家曾2次到凤庆，对凤庆野生红花油茶进行调查、采种，并选定50株油茶作为优质母树。检测数据显示，凤庆红花油茶与其它地方的油茶相比，具有粒大饱满、含油量高的特点。其适宜海拔为1 900-2 500m，主要分布在凤庆县洛党镇琼岳村、箐头村、鼎新村、万峰村以及诗礼乡、鲁史镇、大寺乡、勐佑镇、小湾镇等乡镇，分布面积约3 333.33hm2。除20世纪70年代在勐佑镇开展人工种植6.67hm2凤庆红花油茶外，其余均为野生自然生长型。2010年，凤庆县规划发展红花油茶2.99×104hm2，是云南省重点发展红花油茶的县之一，地块选择在海拔1 900-2 300m的中低产林地和宜林荒山。而多数中低产林地和宜林荒山的林分土壤养分不良，不能很好地为凤庆红花油茶供给所需营养。从而，土壤肥力状况成为了影响凤庆红花油茶发展的关键因子。

土壤养分是林木生长发育所必需的物质基础[2]。土壤有机质、土壤pH值以及土壤含水量、土壤容重、土壤孔隙度的多少均对提高土壤肥力具有重要的作用[2-3]。不同的施肥种类和施肥水平对土壤养分的影响效果大不相同[4-13]，而施肥是改变土壤肥力状况的最直接的方法，通过施肥可以有效改善贫瘠土壤的肥力状况，提高土壤养分有效性。

因此，本研究针对云南高山区凤庆红花油茶大面积产量低、质量差的现状，基于土壤养分肥力状况是影响油茶生长发育的主导因子之一，布设了NP、PK、NK、NPK和对照CK 5组施肥试验，研究凤庆红花油茶幼林林下耕作层土壤理化性质对配方施肥的响应，探讨提高凤庆红花油茶幼林林分土壤利用率的施肥种类和剂量，为凤庆大力发展红花油茶产业提供有力的理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于云南省临沧市凤庆县凤山镇安石村油茶基地。凤庆县地处临沧地区西北部，地理位置为24°13′-25°03′N、99°31′-100°13′E；位于滇西纵谷南部，境内群山连绵，山川相间；属中亚热带季风气候，具有雨热同季和干凉同季的特点，气候温和，日照充足，冬暖夏凉，雨量集中，干湿分明，年平均气温16.7℃；全县地表径流量20.22×108m3，平均年产地下水6.18×108m3，境内地热丰富；森林以针叶林和阔叶林为主[14]。

1.2 研究材料

以云南凤庆红花油茶为研究对象，其属于腾冲红花油茶品系。施肥试验于2012年2月底进行，施肥对象为4年的油茶幼林，均于2010年8月定植，定植时幼苗为2年生嫁接苗。

1.3 研究方法

1.3.1 试验设计

借鉴多位学者的油茶施肥数据[15-17]以及肥料所含的氮磷钾有效成分确定施肥水平范围为：尿素(含氮量46%)25g/株，过磷酸钙(含磷量12%)50g/株，硫酸钾(含钾量50%)25g/株。共设NP、PK、NK、NPK和对照CK 5组试验，施肥水平见表1。每组施肥处理小区凤庆红花油茶9株，每组处理设3个重复，另设1个对照组，共135株，各处理在田间随机排列。

表1 施肥试验方案

1.3.2 施肥方法

在进行施肥试验之前对林地进行清理和垦复。按照红花油茶的常规施肥方法，采用环状沟施，即沿树兜外侧10cm左右挖一条大约深15cm，宽15cm的环形沟，将肥料拌匀后均匀撒入沟内并盖土扒平。

1.3.3 取样与测定

考虑到施肥后肥效发挥作用需要一段时间和油茶营养生长会消耗土壤中养分，施肥试验分别于油茶幼林完成抽梢期5月底和营养生长缓慢期11月底各取土样1次。由于短周期内土壤养分对配方施肥的响应主要表现在耕作层，因此土壤样品在油茶幼林植株根部外侧10cm左右，15cm深度的土壤剖面采集，土样采取相同处理混合取样的方法。土壤样品带回实验室后各指标采用常规理化方法测定。

2 结果与分析

2.1 配方施肥后凤庆红花油茶林下土壤化学性质变化

2.1.1 土壤中有机质含量变化

配方施肥后凤庆红花油茶林下土壤中有机质含量变化见图1。

图1 不同处理耕作层土壤有机质的变化

由图1可知，随着凤庆红花油茶幼林营养生长过程中逐步吸收土壤中的养分，土壤中有机质的含量出现了不同程度的下降。其中对照组下降最快，下降了11.81%，施肥处理组NP、NK、PK、NPK分别下降5.84%、9.47%、8.46%、10.05%。

2.1.2 土壤pH值的变化

由图2可知，通过对试验地2012年5月和11月土壤pH值检测结果发现，各处理组的pH值均出现一定程度的上升。2012年11月NP、NK、PK、NPK处理组的pH值分别为4.84、4.89、4.88、4.87，对照组为4.78，比5月时的pH值分别上升了0.37、0.25、0.71、0.45和0.74，各处理组之间pH值变化差异不显著。

图2 不同处理耕作层土壤pH值的变化

2.1.3 土壤养分变化

5月各施肥处理组全氮含量为0.16%-0.28%，对照组为0.15%。全磷含量为0.03%-0.04%，对照组为0.03%。全钾含量为0.93%-1.98%，对照组为0.88%。11月各施肥处理组全氮含量为0.11%-0.21%，对照组为0.13%。全磷含量为0.02%-0.03%，对照组为0.03%。全钾含量为0.87%-1.66%，对照组为0.82%。对照组全量养分含量总体比施肥组的都低，11月与5月相比各处理组土壤养分均有所下降。从总体情况来看，全氮含量和全钾含量供应水平中等，而全磷含量供应不足。

2.2 配方施肥后凤庆红花油茶林下土壤物理性质变化

2.2.1 对土壤含水量的影响

由图3可知，5月份各处理组土壤含水量为31.09%-34.96%，11月各处理组土壤含水量为36.39%-39.64%，表明各处理组土壤的保水性和通气性都相对良好。凤庆红花油茶根部土壤的含水量随施肥处理的差异而发生变化，施肥处理组NP、NK、PK、NPK的土壤含水量的增加率均高于对照处理组(8.62%)，表明施肥后改善了土壤结构和增大渗透性的作用，使土壤接收更多的降水，增加了土壤蓄水量。其中NPK处理组的土壤含水量增加最多，达到17.06%，其次是NK处理组含水量增加了15.71%，NP和PK处理组土壤含水量增加率分别是11.67%和10.25%，说明在同等耕作条件下不同施肥配方对土壤物理性状的改善情况有所不同，以氮磷钾3种肥料配施最好。

图3 不同处理耕作层土壤含水量变化

2.2.2 对土壤容重的影响

配方施肥后凤庆红花油茶林下土壤中土壤容重变化见图4。

图4 不同处理耕作层土壤容重变化

由图4可知，5月份施肥处理组NP、NK、PK、NPK的土壤容重分别为0.98g/cm3、1.06g/cm3、0.98g/cm3、1.02g/cm3，11月份各个施肥处理组土壤容重分别下降为0.89g/cm3、0.92g/cm3、0.84g/cm3、0.95g/cm3，下降了0.07-0.14g/cm3。施肥处理组下降幅度都不大，相比之下对照处理组下降最小，仅0.04g/cm3。说明施肥可以改善土壤结构和土壤质地，会在一定程度上导致土壤容重下降。各处理组土壤容重5月份大致在0.84-1.06g/cm3，11月各处理组土壤容重大致在0.80-0.89g/cm3，表明耕作层的土壤容重都比较小，该层土壤比较疏松。

2.2.3 对土壤孔隙度的影响

由图5可知，不同处理组土壤的总孔隙度随着凤庆红花油茶的生长都出现了不同程度的增大，但各施肥处理组的总孔隙度增大幅度要大于对照组。施肥处理组NP、NK、PK、NPK总孔隙度分别增加了2.81%、5.59%、5.81%、7.46%，对照组仅增加了1.83%。表明通过施肥处理改善了土壤的结构，因而也就改善了土壤的孔隙状况，使土壤处于好气条件下，促进微生物分解有机质活动、促使养分释放，也促进了凤庆红花油茶根系生长，反过来又促使土壤总孔隙度也发生变化。

图5 不同处理耕作层土壤总孔隙度变化

3 结论与讨论

土壤有机质是土壤固相的一个重要组成部分，是林木营养的一个重要来源，土壤中有机质的多少影响着土壤一系列化学的、物理的、生物的性质，有机质对于提高土壤肥力具有重要的作用[18]。通过土壤检测结果发现本研究所选取的试验地有机质含量非常丰富，同时随着凤庆红花油茶的生长各处理组的有机质含量出现了不同程度的下降，但差异不明显。有机质含量下降一方面是由于植物生长消耗吸收了部分养分，另一方面是由于养分淋失、养分下移导致的。同时试验结果发现施肥处理组有机质含量总体比对照组下降幅度小，可能是因为施肥可促进土壤中微生物活动，而微生物活动加速有机质分解为腐殖质，腐殖质可以提高土壤的保肥能力，不致使土壤由于施肥原因而引起土壤环境的剧烈变化。土壤pH值对土壤养分有效性有较大的影响，是表征土壤基本性质的重要指标之一。本研究结果发现试验期间(2012年5-11月)，凤庆红花油茶幼林林下土壤pH值均出现上升趋势，对照组上升幅度相对最大，11月施肥处理组pH值为4.84-4.89，组别之间差异不大。

综合土壤全量养分和速效养分来看，本试验土壤中氮素、钾素供应水平较高或中等，而土壤中速效磷含量有时与全磷量并不相关。因为有机质具有活化磷的作用，所以在全磷量供应水平严重不足的情况下，各施肥处理组的速效磷在5月以前供应水平大于10mg/kg，没有施用磷肥的NK处理组除外，这个水平还能基本维持作物的正常生长。11月数据与5月相比，土壤各养分均有所下降，而速效磷的下降幅度最大，处理组之间又以NPK组的各种养分含量下降幅度最大，说明该组养分利用和转化效率较高。土壤速效磷含量是衡量土壤磷素供应状况的较好指标。当速效磷含量在10-15mg/kg时，一般林木均能正常生长，当速效磷含量低于2mg/kg时，林木常常会出现缺磷现象[2]。土壤速效钾是土壤钾素的现实供应指标。当速效钾含量在100mg/kg以上时，表示供应水平较高，低于50mg/kg表示速效钾供应水平较低[2]。

土壤水是土壤肥力因素中最活跃的部分，直接影响土壤通气状况、热量状况、微生物活动、养分转化等方面[2]。本试验施肥后凤庆红花油茶生长的土壤含水量和总孔隙度上升，土壤容重下降。2次土壤检测结果显示，土壤含水量出现上升，同时施肥处理组土壤含水量增加率均高于对照组，其中又以NPK组的增加率最高。土壤容重出现下降趋势，施肥处理组下降了0.07-0.14g/cm3，对照组仅下降0.04g/cm3，各处理组土壤容重为0.80-0.89g/cm3，表明耕作层土壤疏松。土壤总孔隙度也出现了不同程度的上升，施肥处理组的总孔隙度增大幅度均大于对照组，施肥处理组的总孔隙度在60%以上。一方面是因为对油茶根部土壤有人为松动影响，在进行施肥试验之前曾对林地进行过清理和垦复，而土壤样品都是取自油茶根部林下耕作层15cm处；另一方面是得益于土壤有机质含量较高，土层中腐殖质较多，使得耕作层土壤比较疏松。综合以上结果显示，凤庆红花油茶幼林耕作层土壤含水量、土壤容重、总孔隙度都在一个适中范围，表明土壤的保水性和通气性良好。

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