不同覆盖处理对胶园土壤环境和橡胶树生长的影响

原慧芳，岩香甩，魏丽萍，田耀华

（云南省热带作物科学研究所，云南景洪 666100）

地表覆盖作为一种土壤调控技术，不仅能调节土壤温度，改善土壤环境，提高水分利用效率，对季节性土壤水分亏缺可进行有效调节，发挥防旱保墒作用，而且有抑制杂草等作用［1-5］。近年来，为解决农业资源浪费和缓解化肥过量施用带来的土壤退化及农业面源污染问题，利用有机材料和秸秆等农业废弃物腐解释放养分，减少化肥施用量，已成为国内外学者关注的热点之一［6-7］。研究结果发现，这些措施可以提高土壤的持水性、改善土壤结构和增加土壤养分等。生产上常用的塑料地膜覆盖也能明显改善耕层土壤水、热条件，协同提高作物产量［8-9］。

胶园内覆盖有机物材料的研究也有相关报道，如陈青等学者研究了不同厚度的新型生物材料、薄膜、秸秆对幼龄胶园土壤养分及温度的影响，最后筛选出生物材料可替代其它材料进行覆盖［10-14］。基于云南植胶区温度偏高、地表蒸发强烈、废弃物资源丰富和生物降解迅速的优势，可利用当地可资源化利用的废弃物，在胶园土壤表面进行交错分层覆盖以最大限度地发挥防旱保墒作用，且持续供给植株充足养分。为此，本研究利用当地澳洲坚果果皮果壳、食用菌培养基质废渣、椰子壳、香蕉叶、报纸、油粕、废木屑等，设置了有机覆盖Ⅰ、有机覆盖Ⅱ、防草席覆盖，以不覆盖的常规管理为对照，通过定期观测不同覆盖处理对土壤环境和橡胶树年生长量的影响，以期为云南热区多途径绿色农业的可持续发展提供理论依据和技术指导。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

研究地点位于云南省景洪市云南省热带作物科学研究所环境友好型生态胶园示范基地，海拔590～760 m，属于南亚热带西南季风气候，一年中有明显的干季（11 月至次年4 月）和雨季（5-10月）之分，年平均气温21.5℃，年蒸发量1 310.6 mm，≥10℃的年积温8 100.4℃，年降雨量1 161.8 mm，平均相对湿度85%。试验小区面积约1.60 hm2，橡胶树株行距2 m×12 m，种植密度25株/667m2。保护带间作2 m×2 m 的香蕉。土壤为砖红壤［15］，具体土壤理化性质见表1。

表1 试验地土壤基础理化性状

1.2 试验设计

试验材料为2015 年定植的2 个品种‘热垦628’和‘热垦879’。

试验采取随机区组设计，共设2 个区组，每个区组包括对照有4 个覆盖处理。4 处理×2 样地×20 株×3 次重复=480 株，每次重复长60 m×宽2 m=120 m2（20 株），每处理360 m2（60 株），需要每块样地1 440 m2（240 株），实际每块样地长750 m×宽2 m=1 500 m2。

试验于2017 年3 月28 日布置完成，覆盖材料统一铺设在整个植胶带面上。设置了3 种覆盖处理：1）有机覆盖Ⅰ，见表2；2）有机覆盖Ⅱ，见表3；3）防草席覆盖，将防草席直接覆盖在整个植胶带。不覆盖（常规对照），每年4 月、6 月、8 月对植胶带除草，7 月、12 月对保护带进行砍草；每年5月将有机肥施入压青沟内后并压青，1～3 年幼树施有机肥5 kg/株，共施1 次；每年5 月和10 月分别按0.5 kg/株和0.3 kg/株交替施复合肥（N∶P∶K=15∶10∶12）。

表2 有机覆盖Ⅰ处理说明

表3 有机覆盖Ⅱ处理说明

1.3 观测内容及方法

（1）土壤含水量、土壤电导率和土壤温度：采用型号为WET 的野外便携式速测仪（英国Technologica 公司）对土壤含水量（SWC）、土壤电导率（SC）和土壤温度（ST）共3 个参数进行测定，2017-2018 年持续2 年于每年的干季和雨季定期每月月底测定1 次，干、雨季各测定5 次，每次重复取值3 次。

（2）土壤养分：2017-2020 年于每年10 月份后采集各覆盖处理土壤进行土壤养分测定［16］，采用多点采样法，分别采集0—20 cm 和20—40 cm 土层土壤，同层混合装袋带回实验室，样品风干后测定土壤全量碳、氮、磷、钾、钙、镁，碱解氮、速效磷、速效钾、交换性钙、有机质含量和pH。

（3）橡胶树生长量：2017-2020 年于每年12 月份定期测定各覆盖处理橡胶树干1.3 m 处茎围。

1.4 数据处理

采用SPSS 19.0 软件对试验数据进行统计分析。以单双因素方差（ANOVA）分析季节、年份和不同处理的各项参数，以Duncan 法进行多重比较（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖处理对胶园土壤含水量、土壤电导率和土壤温度的影响

比较不同覆盖处理土壤含水量（SWC）、土壤电导率（SC）、土壤温度（ST）的变化情况（表4），在干季，除2017 年和2018 年第4 次监测时（下同）处理间的SWC 无显著差异外，其它次监测各覆盖处理间的SWC 基本都明显高于对照。两年各处理的SC 变化趋势不一，如2017 年第1 次两种有机覆盖处理、第2 次有机覆盖Ⅱ和第3 次防草席覆盖处理的SC 高于对照，其它次数各覆盖处理的SC 基本都低于对照，但其间显著差异不明显。2018 年第1 和第2 次因土壤太干，测不出SC 数据，而其它3 次各处理间的SC 变化无规律，但其间有显著差异。各覆盖处理的ST 会随着外界水热因子变化而调节的变化，2017 年各覆盖处理的ST 基本都明显低于对照，2018 年各覆盖处理的ST为无规律上下变幅，其间显著差异不明显。在雨季，2017 年和2018 年的SWC 变化趋势基本一致，均为2 种有机覆盖的SWC 高于防草席覆盖和对照。两年各覆盖处理的SC 变化趋势不一，2017 年第1 和2 次有机覆盖Ⅱ和第2 次防草席覆盖处理的SC 高于对照；2018 年第4 和5 次各处理的SC 均低于对照，而其它3 次的SC 基本都高于对照。两年的ST 变化趋势不同，除2017 年第5 次各处理的ST 无显著差异外，其余次数各覆盖处理的ST 均明显高于对照；而2018 年各覆盖处理的ST 基本都低于对照。从两季比较来看，各覆盖处理的SWC和ST 均显著高于干季；各处理的SC 变化趋势不规律，除2017 年对照处理第3 次至第5 次干季的SC 低于雨季外，其它处理和2018 年所有处理的SC 干季基本都高于雨季。

2.2 不同覆盖处理对胶园土壤养分的影响

2.2.1 对土壤全量养分含量的影响

比较2 个土层（0—20 cm 和20—40 cm）不同覆盖处理间全量养分含量（T.C、T.N、T.P、T.K、T.Ca、T.Mg）的变化情况（表5），有机覆盖Ⅰ处理的全量养分变化幅度最大，其次是有机覆盖Ⅱ处理，其间存在有显著差异。防草席覆盖处理与对照相比呈不规律的上下变幅，如2020 年防草席覆盖处理的T.C 和T.N 高于对照，2017-2019 年都低于对照；2020 年防草席覆盖处理的T.P 和T.K 低于对照，而2017-2019 年基本都高于对照，且其间存在有显著差异。随着时间推移，不同年份间各处理的全量养分存在有显著差异，除同一处理下不同年份的T.N 随着时间递增稳定升高外，其它全量养分含量高低变化不规律。总体比较来看，4年各覆盖处理的土壤养分高低顺序大致表现为：有机覆盖Ⅰ＞有机覆盖Ⅱ＞防草席覆盖＞常规对照。

表5 不同覆盖处理对土壤全量养分含量的影响

2.2.2 对土壤速效养分含量、土壤有机质和pH 的影响

比较2 个土层不同覆盖处理间速效养分（Hy.N、A.P、A.K、Ex.Ca、Ex.Mg、O.M）和pH 的变化情况（表6），同样是两种有机覆盖处理的速效养分和pH 变化幅度最大，防草席覆盖处理与对照相比呈不规律的上下变幅。除两个有机覆盖处理的A.P低于对照外，两个有机覆盖处理的其它速效养分含量（Hy.N、A.K、Ex.Ca、Ex.Mg）基本都高于对照。防草席覆盖的Hy.N 均低于对照，而防草席覆盖的A.P 和A.K 均高于对照，且其间存在有显著差异。随着年份的推移，各覆盖处理的O.M 和pH 呈不规律上下变幅，两个有机覆盖处理的O.M 和pH 均最高，防草席覆盖处理的O.M 基本都低于对照，而pH 基本都高于对照，其间显著差异不明显。总体比较来看，4 年各覆盖处理的土壤速效养分高低顺序大致表现为：有机覆盖Ⅰ＞有机覆盖Ⅱ＞防草席覆盖＞常规对照。

表6 不同覆盖处理对土壤速效养分含量、土壤有机质和pH的影响

2.3 不同覆盖处理对橡胶树生长状况的影响

比较4 年不同覆盖处理橡胶树生长量（茎围）的变化情况（表7），不同覆盖处理橡胶树茎围生长量较对照均高出2%以上，除热垦879 的茎围在2017 年和2018 年间有显著差异外，其它年份和热垦628 的茎围在各处理间无显著差异；对橡胶树品种热垦628 来说，各处理下茎围增长量高低顺序基本均表现为：有机覆盖Ⅰ＞有机覆盖Ⅱ＞防草席覆盖＞常规对照；对橡胶树品种热垦879 来说，大多数年份（2017 年除外）各处理下橡胶树茎围增长量高低顺序表现为：防草席覆盖＞有机覆盖Ⅰ＞有机覆盖Ⅱ＞常规对照。从不同年份比较2 个品种增长量的变化情况来看，2 个品种均为2018 年显著最高，其次为2020 年，2017 年和2019 年的值相对低，其间无显著差异。

表7 不同覆盖处理对橡胶树生长量（茎围）的影响 cm

3 小结与讨论

研究结果发现，干季3 种覆盖处理的SWC 均高于对照，这表明覆盖物使土壤水分蒸发量减少，进而提高了土壤含水量；干、雨季3 种覆盖处理的SC 变化不规律，这暗示着不同覆盖处理对SC 的调节作用需要一个长期的影响过程，短期内难以稳定反映覆盖物对土壤中盐类离子的调节作用；干季3 种覆盖处理的ST 变化趋势不一，2017 年各覆盖处理的ST 基本都低于对照，而2018年变化为高于对照，这表明不同覆盖处理可以调节土壤温度的变化，改变了地表热量传导和光辐射吸收转化的过程。可见，不同覆盖处理在地表形成了土壤与大气热交换的障碍层，不仅可以阻

止太阳的直接辐射，而且还减少土壤向大气中散发热量，致使覆盖层下面土壤的温度上升缓慢且没有出现明显峰值，进而维持较高的土壤最低温度，有利于植株根系的生长发育。本研究结果与多个研究［17-18］结果相似，同为有机地表覆盖物能明显发挥防旱保墒和改善土壤结构的作用。

研究结果发现，没有施任何化肥的有机覆盖Ⅰ和有机覆盖Ⅱ处理改善土壤养分的效果最明显，2 个土层下的土壤养分含量均高于对照。比较4 年各覆盖处理在2 个土层下土壤养分含量和pH 的变化情况，其高低顺序基本表现为：有机覆盖Ⅰ＞有机覆盖Ⅱ＞防草席覆盖＞常规对照。这表明各有机覆盖材料在土壤中分解、矿化，形成腐殖质等，使土壤肥力不断提高。单从各覆盖处理的O.M 来看，防草席覆盖处理的O.M 低于对照，改善土壤有机质作用不明显，但明显减少了水分蒸发和抑制了杂草生长。总之，不同覆盖处理均不同程度地改善了胶园土壤环境，从而促进了橡胶树的生长。因此，生产上可根据不同种植对象因地制宜推广应用各种覆盖措施，这也为今后山地胶园绿色种植和循环经济提供新的思路。