雷竹笋用林覆盖措施对土壤养分的影响

2019-07-17高志勤江豹彪王新屯王剑勇戴尚雨

世界竹藤通讯 2019年3期

高志勤江豹彪王新屯王剑勇戴尚雨

(1 宁波城市职业技术学院景观生态学院浙江宁波 315100；2 浙江省宁波奉化区岳林街道办事处浙江奉化 315500；3 浙江省宁波市鄞州区农林局浙江宁波 315100；4 浙江省奉化永乐果园浙江奉化 315502；5 浙江省台州安倍科农资有限公司浙江天台 317200 )

土壤养分是经济林生产力形成的基础，也是对经济产量起决定作用的影响因子。土壤养分状况一方面受到施肥影响，另外也受到生物吸收利用和微生物分解有机质等多种因素作用。土壤酸碱度是土壤溶液中氢离子浓度的负对数，是表征土壤溶液化学性质的重要指标，土壤酸碱度pH值与土壤质地、母质矿物风化有关，更多受耕作措施和施肥状况的影响。前人已对土壤酸碱度与耕作制度的关系做了相关研究[1]，表明酸碱度与土壤养分之间存在密切的相关性，耕作土壤有机质补充量减少导致腐殖质矿化速度加快，有机质养分变化与种植制度和经营强度密切相关[2]。近年来，关于施用不同种类肥料对于植物生产效率影响的研究报道逐年增加，认为肥料性质的不同和投入量差异是引起土壤养分差异的重要原因，并且肥料种类对于土壤结构性具有直接影响[3-4]，也能显著改变土壤酸碱度和养分状况。

雷竹林是浙江省的重要经济笋用竹种，全省栽培面积达5.62万hm2，雷竹笋产量高且品质好，深受市场青睐。雷竹自然出笋时间为3月中下旬至4月上旬，近10年来，在实践探索的基础上，雷竹栽培方式和种植制度发生了根本性变革，主要是有机促成栽培应用逐年扩大，出笋时间提前至2月上中旬，林下种植也开始出现，优质雷笋市场占有份额逐年提高，种植经济效益较高，成为提高雷竹经济效益的主攻方向[5-6]。雷竹是宁波市的主要笋用竹种，产量、产值位居全省前列。多年的实践显示，高强度投入的雷竹林，其生产力水平和养分保持能力呈下降趋势，酸碱度出现显著变动，雷竹的产量效应直接影响种植效益。为此，迫切需要探究在有机促成栽培条件下，雷竹林土壤养分和酸碱度变化的规律，以及引起变化的主要因素。本研究以雷竹有机栽培林分为对象，探讨经营年限和施肥对于土壤养分状况和酸碱度的影响，以期为栽培方式优化和精准管理提供依据和参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在浙江省宁波奉化溪口康岭村，地处北纬29°24′12″、东经121°04′11″，属亚热带湿润季风气候区，年平均总日照1 839.52 h，>10 ℃的积温为4 751.3 ℃，年平均气温15.9～17.53 ℃，年平均降水量1 464.23 mm。土壤为紫砂泥田土及山地黄红壤土类。

1.2 试验林管理措施与样地设置

在雷竹林有机物料覆盖栽培试验期间，每年4月下旬至5月上旬，出笋结束后分次移除覆盖物砻糠，至5月底清理完毕；对竹林下灌木、草本植物进行刈割，在鞭根集中的浅层0～10 cm翻耕后，施入生物有机肥或有机复混肥。每年的施肥量为：农家腐熟猪栏肥用量17 120 kg/667 m2，商品有机肥260～310 kg/667 m2，复合肥140 kg/667 m2，尿素35 kg/667 m2。根据林地状况，以及天气条件于每年的8—9月份进行有效灌溉，土壤水分含量应保持在18%～32%。以砻糠作为覆盖材料，在覆盖年份一般在12月中下旬至元旦前后、不晚于1月下旬完成覆盖，覆盖厚度为33～35 cm，覆盖量为31 020～32 150 kg/667 m2。覆盖之前，对竹林密度进行调整，砍伐6年生以上的老竹，使2～4年生竹子占据林分主导地位，且单株分布均匀，及时清理风倒竹、枯梢、病害危害严重的竹子，维持良好的林地环境。

选择雷竹林分覆盖次数分别为1、2、3、4、5次的林分，以未经过砻糠覆盖的林分为试验对照(CK)。每种覆盖年限的林分设置3块样地，样地大小为10 m × 10 m，以3块样地数据的平均值作为统计数据。试验林分概况见表1。

表1 试验林分概况

1.3 土壤采样与分析

2018年9月21—25日，于雷竹笋芽分化阶段，选取耕作层0～10 cm采集土壤样品。方法是在每块样地按照“S”形随机布置5点采集土样，剔除树木枝条、石砾和动植物残体、新生体和侵入体等，均匀混合后装于布袋。当天于实验室采用烘干法测定土样自然含水率，重复3次。

样品于实验室风干半个月后，研磨过孔径2.0 mm和0.25 mm的土壤筛，装瓶用于测定土壤养分[7-8]。测定指标与测定方法为：土壤有机质含量采用浓硫酸—重铬酸钾氧化法测定[9]；土壤水解氮含量用NaOH碱解扩散法测定；土壤速效磷含量用Olsen法测定；土壤速效钾含量用1 mol/L NH4OAc浸提，原子吸收法测定；阳离子交换量用乙酸铵交换法测定[10]；酸碱度pH值用1∶2.5水浸提，以pH值为4.183的苯甲酸标准试剂校正，电位计测定，同时用KCl溶液浸提测定潜性酸[11]。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖次数林地土壤养分的变化

竹林覆盖后，对林地土壤生态系统产生了影响，主要表现为改变了土壤的水热状况、通气性能，从而影响土壤的理化性质。不同覆盖次数的林地，其土壤养分的测定分析结果见表2。

表2 不同覆盖次数的竹林土壤养分状况

氮素养分是雷竹生长过程中的最主要养分，而水解性氮需求量最高。覆盖栽培后土壤中水解氮含量减少，覆盖次数越多水解氮含量减少幅度越大，覆盖5次后土壤中水解氮含量减少49.03%，而覆盖1次的土壤水解氮仅减少9.31%。南方丘陵红壤缺乏磷素，是雷竹产量的限制因子，竹林覆盖后土壤速效磷含量有所减少；其中覆盖1次、2次减少的幅度最大，分别为36.82%和45.94%；覆盖4次减少幅度最小，为10.38%；表明覆盖栽培不利于磷素积累，微生物对于有机磷的分解能力增强。在竹林覆盖栽培后，速效钾呈现增加趋势，且随覆盖次数增加而增加，覆盖5次后增加幅度达到60.98%，覆盖2次增加28.93%。

林地土壤有机质含量也随着覆盖次数的增加而增加，增加幅度最高的是覆盖4次的林地土壤，达到35.86%；增加幅度最小的为覆盖1次的林地土壤，为4.53%。土壤有机质含量随着覆盖年限增加而增加的趋势，与有机物料输入、分解有关。阳离子交换量是反映土壤胶体保肥能力的指标，土粒胶体上吸附的阳离子越多，与土壤溶液发生离子交换的能力就越强，施肥后肥料养分离子参与土壤胶体的离子代换吸附过程。林地覆盖能够增加土壤的阳离子交换量，覆盖次数不同其增加的幅度也不同；其中，覆盖4次的林地土壤阳离子交换量增加最多，增加了38.63%；其他依次为覆盖5次(37.19%)>覆盖3次(18.14%)>覆盖1次(9.58%)>覆盖2次(3.74%)。

不同覆盖次数林地养分出现差异的原因为：一方面是各试验林地本底存在一定差异，同时每一林地施肥也不尽相同，但是在本次试验中，各个林地施肥用量、种类相差不大，差异主要是覆盖后的林地条件发生变化所致。

2.2 不同覆盖次数林地土壤容重和孔隙度的变化

在样地土壤质地基本一致的情况下，分析了不同覆盖次数的雷竹林土壤的容重和孔隙度(表3)。可以看出，林地覆盖后，土壤容重呈现出随覆盖次数增加而减小的趋势，且覆盖林地的土壤容重均小于对照样地。其中，覆盖5次的林地土壤容重最小，为1.07 g/cm3，减小幅度为22.46%；覆盖1次林地土壤容重为1.24 g/cm3，减小幅度为10.14%。林地覆盖后的土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度均大于对照样地，增加幅度分别为5.29%～11.7%、0.24%～5.62%和2.39%～6.35%。总体而言，经过雷竹林经过覆盖后，林地土壤孔隙状况得到改善，更加有利于保持水分，非毛管孔隙度也呈现一定程度的增加，改善了土壤的通气状况。

表3 不同覆盖次数的竹林土壤容重和孔隙度

2.3 不同覆盖次数林地土壤酸碱度的变化

土壤酸碱性与土壤养分存在的形态及其有效性密切相关，是反映土壤化学性质的重要指标，也是受到经营措施影响的主要养分指标。生产实践证明，中性至微酸性土壤(pH值5.3～7.6)适宜雷竹生长，过酸或过碱均不利于雷竹生长。测定分析结果显示(表4)，林地覆盖次数不同，土壤酸度亦不同，其中土壤活性酸度的变动范围为5.9～7.9，潜性酸度变化范围为4.6～6.2；相应土壤的自然含水率为18.64%～26.31%，容重为1.07～1.24 g/cm3，林地有机肥每年投入量为275～310 kg/667 m2。随着覆盖次数增加，雷竹林酸度呈现减小、pH值随之增高的趋势，经过5次覆盖的相同林地pH值增加2.1个单位，经过4次覆盖的林地pH值增加1.6个单位，说明了覆盖以后表层土壤出现劣化迹象，这与输入有机肥尤其酿热厩肥有直接关系，其原因有待于进一步研究。