不同地表覆盖方式对油茶幼林土壤理化性质的影响

陈国敏，唐绍平，田 丹，胡岑龙，石春发，杨东红

黔东南州林业科学研究所，贵州凯里 556000

油茶产业是黔东南重点发展的、有巩固黔东南州脱贫攻坚成果与乡村振兴有效衔接作用的特色林业产业[1]。黔东南州地处中亚热带轴心线（26.5°N）两侧，是云贵高原向东南丘陵过渡地段，多为800 m以下的低山群山地貌。利用山地种植油茶是黔东南油茶的一大特点，油茶大部分种植在斜坡和陡坡上[2]。目前油茶种植密度一般为（2~3）m×（3~4）m，油茶林郁闭之前，油茶林间空隙空间比较丰富，再加上气候适宜，林间杂草生长旺盛。地表覆盖作为油茶林土壤管理技术之一，具有抑制杂草，蓄水保墒、减少水土流失、调节土壤生物微环境等功能[3-5]。

黔东南的气候、土壤、植物条件具有较为明显的地域性、过渡性，找出适合本区域的地表覆盖方式促使油茶幼林土壤不断改善促进油茶茁壮生长很有必要。为此，拟在贵州油茶优先发展区之一的榕江[6]设置7个不同地表覆盖方式进行试验，研究其对油茶幼林土壤理化性质的影响，以期为幼龄油茶的茁壮生长创造优良的土壤环境。

1 试验地概况

试验地位于黔东南州榕江县国有林场平江工区岭雄坡高效油茶产业示范基地内，地处108°23′13″E、25°58′32″N，海拔357 m。年均气温18℃，年降水量1 300 mm。试验地土壤类型为黄红壤，土壤物理化学性质为：pH值5.20、有机质44.34 mg/kg、全氮2.22 mg/kg、全磷0.63 mg/kg、全钾19.97 mg/kg、水解性氮165.82 mg/kg、有效磷26.93 mg/kg、速效钾163.54 mg/kg。

2 材料与方法

2.1 试验材料

供试油茶：试验地内种植长势一致的2年生优质油茶嫁接容器油茶苗，种植密度为80株/667 m2，株行距2.8 m×3 m，呈梯带状整地种植。

供试的地表覆盖材料均来源于市场购买。绿豆[Vigna radiata (Linn.)Wilczek]为一年生直立草本，纯净度/发芽率（%）：98/99。毛叶苕子（Vicia villosa Roth.）为一年生直立草本，纯净度/发 芽 率（%）：98/88。饭 豆[Lablab purpureus (Linn.) Sweet]为一年生直立草本，纯净度/发芽率（%）：98/85；一般防草布，规格为一卷100 m、布宽2 m，黑色，可使用年限为4年。可降解防草布，规格为1 m×1 m（长×宽）/张，黑色，可使用年限为4年。

2.2 试验时间

2020年的春季至冬季（5月播种，7月观测，11月观测）。

2.3 试验设计

试 验 设 计7个 处 理。K1：CK（清耕），K2：毛叶苕子，K3：绿豆，K4：饭豆，K5：半覆盖一般防草布，K6：全覆盖一般防草布，K7：可降解防草布（图1）。

图1 油茶幼林不同地表覆盖方式随机区组 试验设计图

试验采用随机区组设计，每个处理5个梯带，每个梯带5株，共25株，每个处理3次重复；每个处理小区面积为667 m2，整个试验区面积为7×667 m2。

2.4 土样采集

采集土样时间安排在11月下旬。油茶幼林地内每个处理随机选取10株油茶植株，采取五点混合取样法采集每株油茶地表覆盖范围内的0~20 cm土层样，充分混匀后装入塑料自封袋。每个样品取20 g自然湿土样测定土壤质量含水量,剩余土样经自然风干、研磨过筛开展化学分析。

2.5 测定数据及方法

用烘干法测定土壤质量含水量[7]；用电位法测定pH值[8]；用重铬酸钾氧化-外加热法测定有机质[9]；用半微量开氏法测定全氮[10]；用碱解扩散法测定碱解氮[10]；用氢氧化钠熔融—钼锑抗比色法测定全磷[11]；用NaHCO3法测定有效磷[11]；用氢氧化钠熔融－火焰分光光度法测定全钾[12]；用乙酸铵浸提—火焰分光光度法测定速效钾[12]。

试验数据采用WPS软件表格录入数据、制表和统计分析。

3 结果与分析

3.1 不同地表覆盖方式对土壤含水量的影响

K2（毛叶苕子）生长状况不好，已全部死亡，说明毛叶苕子不适合在夏季生长，应从本试验剔除，不进行排序比较。

不同地表覆盖方式对油茶幼林土壤含水量产生的影响见表1。试验结果表明，相对于K1，除K3外，其他的覆盖方式均能够提升油茶幼林土壤的含水量，土壤含水量变化范围在0.62%~21.58%之间，由大到小排序为K5＞K4＞K7＞K6＞K1＞K3。

表1 不同地表覆盖方式的土壤含水量统计表及排序

3.2 不同地表覆盖方式对土壤pH值的影响

不同地表覆盖方式对油茶幼林土壤pH值产生的影响见表2。试验结果表明，相对于K1，只有K4均能够提升油茶幼林土壤的pH值，土壤pH值变化范围在4.81%~5.26%，由大到小排序为K4＞K3＞K5＞K7＞K1＞K6。

表2 不同地表覆盖方式的土壤pH值统计表及排序

3.3 不同地表覆盖方式对土壤养分的影响

不同地表覆盖方式对油茶幼林土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷及速效钾产生的影响见表3~表9。试验结果表明，相对于CK，所有的地表覆盖方式均能不同程度地提高土壤中有机质的含量，土壤有机质变化范围在3.95%～30.31%，由大到小排序为K5＞K6＞K7＞K4＞K3＞K1；所有的覆盖方式均能不同程度提升土壤全氮含量，土壤全氮变化范围在0.66%~21.89%之间，由大到小排序为K5＞K7＞K3＞K6＞K4＞K1；除K6无变化外，其他的覆盖方式均能够不同程度提高土壤全磷含量，土壤全磷变化范围在0.07%~0.38%之间，由大到小排序为K4＞K3＞K5＞K7＞K6＞K1；所有的覆盖方式均不同程度降低了土壤全钾含量，土壤全钾变化范围在-0.09%～-0.01%之间，由大到小排序为K6＞K3＞K5＞K7＞K4＞K1；所有的覆盖方式均能不同程度提升土壤碱解氮含量，土壤碱解氮含量变化范围在11%～17%之间，由大到小排序为K6＞K3＞K5＞K7＞K4＞K1； 除K6有效磷降低外，其他的覆盖方式均能够不同程度提高土壤有效磷含量，土壤有效磷变化范围在24%～190%之间，由大到小排序为K4＞K3＞K5＞K7＞K6＞K1；除K6速效钾提高外，其他的覆盖方式均不同程度降低了土壤速效钾含量，土壤速效钾变化范围在-41%～-6%之间，由大到小排序为K5＞K1＞K7＞K4＞K6＞K3。

表3 不同地表覆盖方式对土壤有机质的影响及排序

表4 不同地表覆盖方式对土壤全氮的影响及排序

表5 不同地表覆盖方式对土壤全磷的影响及排序

表6 不同地表覆盖方式对土壤全钾的影响及排序

表7 不同地表覆盖方式对土壤碱解氮的影响及排序

表9 不同地表覆盖方式对土壤速效钾的影响及排序

4 讨论

不同覆盖方式对油茶幼林土壤含水量的影响，除K3外均是正向的。原因为：一是通过油茶植株间栽种绿肥的方式进行地表覆盖，绿肥植物具有强而有力穿透力的根系作用于土壤，改善了土壤的团聚体结构，提升了土壤保墒性能，从而提高了土壤含水量[13]。二是物理覆盖通过减弱表层土壤的水分蒸发，从而提高土壤含水量[14]。K3降低水含量的原因则可能是该种绿肥水分利用效率和蒸腾作用较强，加重了土壤水的蒸发。

不同覆盖方式对油茶幼林土壤pH值的影响不是特别明显，但可以看出均是栽种绿肥的覆盖方式的作用均是正向的，主要原因是绿肥植物的根系分泌物和死亡脱落的根系进入土壤，并被土壤微生物所利用，增加了土壤中有机物质的含量，土壤缓冲性能提升[15]，再加上微生物腐解根系对有机氮进行矿化产生了氨等物质，土壤中H+含量逐步降低，OH-含量逐步升高[26]；变化幅度小，可能与绿肥植物改变土壤pH值的效果与时间有较大的关系，作用时间越长，提高土壤pH值的效果越明显。物理覆盖方式没有增加任何物质，所以pH值无变化或变化幅度非常小。

不同覆盖方式对油茶幼林土壤全氮、磷的影响差异较大，但作用均为正向的，原因是栽种绿肥的覆盖方式增加了土壤氮、磷的来源，提高了土壤全氮的含量[16-17]。物理覆盖方式因为提高了土壤含水量和减少了地表高温的时间，促进了土壤生物在表层土壤的活动，通过间接的方式提高了土壤全氮、磷的含量。土壤碱解氮与全氮、有效磷与全磷含量呈现正相关的关系，所以土壤碱解氮、有效磷含量有所提升[18-27]。

不同覆盖方式对油茶幼林土壤钾的影响不明显，但增强了土壤中钾元素的活性，可能的原因是栽种的绿肥植物处在生长季节，会吸收大量的钾，降低了土壤中的速效钾的含量，从而增加了土壤缓效性钾的释放，全钾的含量也就发生了降低。

综上所述，不同覆盖方式均对油茶幼林土壤产生积极的影响。通过各因素的排序分值相加计算综合分值并进行排序，筛选出最优的覆盖方式，数值越小，排名越靠前（表10）。通过比较，最优的覆盖方式是K5（一般防草布半覆盖）。

表10 不同覆盖方式对油茶幼林土壤影响分值及排序

5 结论

由本次试验可知，在6个备选方案中，一般防草布半覆盖为促进油茶幼林土壤改善的最优方案；而从自然生态的角度考虑，可以选择饭豆覆盖的方案。

表8 不同地表覆盖方式对土壤有效磷的影响及排序