云南直干桉土壤养分的灰色关联度分析

蒋云东，周云，阚忠明，许林红，石忠强，王一新，杨忠丽，李思广

(1.云南省林业科学院，云南 昆明 650201;2.富民县林业局，云南 富民 650400)

云南最少有109个县(市)种植桉树，面积超过23.6×104hm2，居全国第4位[1]。选择直干桉(EucalyptusmaideniiF.V.Muell.)作为研究对象的原因是，直干桉干型较好，木材质优，叶子可以蒸桉油。目前市场桉油收购价高达80-90元/kg，因此，直干桉在云南的种植面积较大，是滇中地区最为重要的经济和用材树种之一。有研究认为，云南桉树人工林地的土壤肥力比云南松(Pinusyunnanensis)林地还低，有机质含量低、水解性N和速效P含量中等水平、速效K比较缺乏[2]。多年种植桉树的林地，土壤有机质和全N氮、水解性N、有效P、速效K含量均显著下降[3]。但上述研究因调查样本较少，而且不只针对直干桉，尚不能对桉树人工林尤其是直干桉人工林做出全面、完善的评价。本次土壤调查结合云南桉树种植现状，研究云南大面积推广种植的直干桉纸浆、纤维原料林的土壤养分状况，为了解云南直干桉生态环境状况以及未来的变化趋势，构建云南较为完善的桉树生态环境管理体系和桉树高效可持续经营技术体系，并将其应用于云南桉树人工林的经营管理中，为桉树人工林平衡施肥和退化林地的修复提供科学依据，也为将来建立云南桉树人工林的可持续经营认证体系打下基础。

1 材料与方法

1.1 直干桉林地基本情况

云南直干桉主要分布在滇中、滇南和滇西山区，土壤为红壤和紫色土，多数pH4.5-6.0。因蒸烤桉油，种植密度较大，3 300-5 000株/hm2，株行距多采用1m×2m、1.5m×1.5m、1m×3m，穴状整地40cm×40cm×40cm或叶子可以蒸桉油撩壕整地60cm×40cm，定植时间多在6-7月。施底肥(农家肥5-10kg/株)并追施尿素200-300g/株或施化肥(600kg/hm2复合肥、750kg/hm2钙镁磷、150kg/hm2尿素)，每年抚育1-2次。由于种植密度大，林下植物较少，主要植物有棠梨树(PyruscalleryanaDecne.)、厚皮香(TernstroemiagymnantheraWight et Arn.)、黄锁梅(RubusellipticusSmith var.obcordatusFocke)、三颗针(BerberispruinosaFranch.)、野坝子(ArtemisialavandulaefoliaDC.)、鬼针草(BidenspilosaLinn.)、紫茎泽兰(EupatoriumadenophoraSpreng.)、粘粘草(Cynoglossumwallichiivar.glochidiatum)、白蒿(ArteimiaisiasieuersianaEhrhart ex Willd.)、犁头筋(Violajaponicavar.stenopetalaFranch.ex H.Boissieu.)、马蹄金(DichondrarepensForst.)、酢浆草(OxaliscorniculataL.)、铁满蕨(Neottopterisnidus)、狼毒(StellerachamaejasmeLinn.)、翻白叶(PotentillagriffithiiHook.f.var .velutinaCard.)、地桃花(UrenalobataL.)、水锦树(WendlandiacavalerieiLévl.)等。

1.2 直干桉土壤养分调查方法

2017年1-3月对滇中、滇南重要桉树种植区昆明、曲靖、楚雄和红河等州(市)种植的主要品种——直干桉开展了标准地调查。选择30块20m×20m的标准地，其中5年生、6年生和7年生各10块。调查内容主要包括地理位置(经纬度、海拔)、地形因子(包括坡度、坡向、坡位)、林龄、品系、密度(株行距)、直干桉每木调查(树高、胸径、冠幅)。然后在标准地内依据土壤采样规则挖3个土壤剖面，均匀取0-40cm土层混合样和40-100cm土层混合样共计60个土样，送检测定土壤有机质、水解性N、有效P、速效K含量和有效B等。

土样由具备国家检测资质的云南悦分环境检测有限公司检测。土样检测方法为，有机质采用土壤检测第6部分，土壤有机质的测定NY/T 1121.6-2006；水解性N采用森林土壤氮的测定LY/T1228-2015中4水解性氮的测定；有效P采用土壤检测第7部分，土壤有效磷的测定NY/T1121.7-2014；速效K检测采用土壤速效钾和缓效钾含量的测定NY/T 889-2004；有效B检测采用土壤检测第8部分;土壤有效硼的测定NY/T1121.8-2006。

2 结果与分析

2.1 直干桉生长量和土壤养分含量调查结果

5-7年生直干桉生长量和土壤养分含量调查结果见表1。

表1 5-7年生直干桉生长量和重要土壤养分含量

由表1可以看出，云南直干桉年平均生长量树高1.76-2.12m，胸径1.48-1.73cm，基本正常，但生长量呈现逐年递减状态。主要是因为每年采集大量枝叶蒸烤桉油，降低了桉树的光合作用，而且种植桉树3年后基本不再施肥，后期养分跟不上，长势减缓。

云南直干桉0-40cm土层的土壤有机质含量为5.12-30.22g/kg，个体差异较大，5-7年生树龄平均17.27-18.42g/kg，属中等水平，但呈现逐年递减趋势，枯枝落叶被农户收走蒸烤桉油，归还土壤的有机物减少。40-100cm土层有机质含量2.99-23.09g/kg，个体差异亦较大，平均9.43-10.47g/kg，年度变化不大(图1)。

图1 直干桉土壤有机质含量

直干桉土壤水解性N含量0-40cm土层6.02-81.33mg/kg，个体差异较大，5-7年生树龄平均37.2-48.35g/kg。40-100cm土层水解性N含量9.04-75.3mg/kg，个体差异亦较大，平均24.25-39.16mg/kg，6年生树龄的样地含量最高(图2)。

图2 直干桉土壤水解性N含量

直干桉土壤有效P含量0-40cm土层3.09-70.48mg/kg，70.48mg/kg和67.01mg/kg量偏高，属于飞点，是因为桉油价格上涨，农户追施了复合肥的缘故。5-7年生树龄的平均有效P含量7.59-19.86mg/kg，亦是6年生树龄的样地含量最高(图3)。40-100cm土层0.86-12.98mg/kg，平均5.28-5.57mg/kg。

图3 直干桉土壤有效P含量

直干桉土壤速效K含量0-40cm土层20.95-237.65mg/kg，个体差异较大，5-7年生树龄平均54.81-92.08mg/kg，40-100cm土层12.55-147.95mg/kg，递减趋势明显(图4)。

图4 直干桉土壤速效K含量

直干桉土壤有效B含量普遍较低，0-40cm土层0.02-0.34mg/kg，个体差异较大，6年生地块的含量较高，5-7年生树龄的平均含量0.16-0.18mg/kg，变化不大。40-100cm土层0.03-0.26mg/kg，个体差异也较大，6年生地块的含量较高，平均有效B含量0.09-0.12mg/kg。

图5 直干桉土壤有效B含量

2.2 直干桉重要土壤养分灰色关联度分析

将5-7年生的云南直干桉生长量和重要土壤养分含量作比较，根据关联系数和关联度计算公式，求得养分数列各点与对应的树高、胸径数列间的关联系数以及各土壤养分指标对树高、胸径影响的土壤灰色关联度[4](表2)。土壤灰色关联度越大，说明与直干桉生长量的发展趋势就越接近，或者说养分指标对树高、胸径生长的影响就越大，土壤肥力就越高。

表2 直干桉重要土壤养分灰色关联度和指标权重

从表2可以看出，土壤有效养分指标0-40cm的影响较大，树高为0.561 0，胸径为0.637 8，而40-100cm土层的影响相对较小，因此，桉树施肥和地力恢复措施应重点考虑表层0-40cm的土层。土壤重要养分指标对直干桉树高生长的影响有机质最大，在0-40cm土层各养分指标对树高生长的影响力差异显著，影响力由大到小的排列顺序为有机质>水解性N>有效B>速效K>有效P，各指标对树高生长的权重为有机质0.237 1>水解性N 0.219 9>有效B 0.219 0>速效K 0.171 9>有效P 0.152 2。在40-100cm土层各养分指标对树高生长影响力在0.515 7-0.560 2之间，差异不显著。土壤重要养分指标对直干桉胸径生长的影响力0-40cm土层由大到小的排列顺序也为有机质>水解性N>有效B>速效K>有效P，各指标对胸径生长的权重为有机质0.227 8>水解性N 0.219 5>有效B 0.217 0>速效K 0.177 1>有效P 0.158 6。在40-100cm土层各养分指标对胸径生长影响力在0.557 8-0.589 9之间，差异不明显。

3 结论与讨论

土壤养分对直干桉生长的影响主要表现在0-40cm土层，40cm以下土层因为变化幅度不大，对直干桉树高、胸径的生长影响相对较小，因此，直干桉施肥和地力恢复措施应主要在40cm以上的表层土壤中进行。云南直干桉在0-40cm土层中土壤有机质含量5.12-30.22g/kg，平均17.27-18.42g/kg，属中等水平，但呈现逐年递减趋势，主要是因为枯枝落叶被农户收走蒸烤桉油，归还土壤的有机物较少，分解率大于积累；土壤水解性N含量6.02-81.33mg/kg，个体差异较大，平均37.2-48.35mg/kg；土壤有效P含量3.09-70.48mg/kg，平均有效P含量7.59-19.86mg/kg；土壤速效K含量20.95-237.65mg/kg，平均54.81-92.08mg/kg；土壤有效B含量普遍较低，仅0.02-0.34mg/kg，平均含量0.16-0.18mg/kg。6年生林地的水解性N、有效P、速效K、有效B含量普遍较高，因为标准地样地主要分布在经济和意识相对较发达的富民县和陆良县。近几年由于桉油价格上涨，为了获取更大效益，两县有钱的农户追施了复合肥。此外，很少有农户采用有机肥做追肥，所以，土壤有机质含量变化平稳并下降。

土壤重要养分指标对直干桉生长的影响有机质最大,在0-40cm土层中影响力由大到小的排列顺序为有机质>水解性N>有效B>速效K>有效P,各指标对直干桉树高生长影响力权重为有机质0.237 1、水解性N0.219 9、有效P0.152 2、速效K0.171 9、有效B0.219 0，各指标对直干桉胸径生长影响力权重为有机质0.227 8、水解性N 0.219 5、有效P 0.158 6、速效K 0.177 1、有效B 0.217 0。因此，直干桉施肥时应重点考虑有机肥，结合一定量的化肥和硼砂，化肥的N︰P︰K大约为1.4︰1︰1.1。

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参考文献：

[1] 石忠强，蒋云东，周志忠，等.云南桉树研究现状和存在的问题[J].西部林业科学，2015，44(1)：152-156.

[2] 黄新会,于福科.富民县6种桉树人工林地表土壤主要养分分析[J].现代农业科技，2013(8)：191-193.

[3] 赵筱青,丁宁,闫平.滇西南不同林龄桉树林土壤理化性质的变化规律分析(英文)[J].农业科学与技术(英文版)，2012，13(6)：1298-1302.

[4] 蒋云东,何蓉,陈娟.灰色关联分析在杉木人工林土壤肥力研究中的应用[J].云南林业科技，1998(2)：34-38.