配方施肥对油茶林土壤性质的影响及肥力质量综合评价

黄晓棠

(广西壮族自治区国有高峰林场，广西 南宁 530001)

1 引言

油茶(Camelliaoleifera)属山茶科，常绿小乔木，是我国传统的食用木本油料植物之一[1]，广泛种植于亚热带酸性土壤中，茶油色清味香，营养丰富，耐贮藏，油中不饱和脂肪酸含量高达90%，含有大量易吸收的类黄酮等物质，有预防高血压、心血管疾病、抗衰老、提高机体免疫力等功效[2]。除了对健康的益处外，油茶还可用在工业上作为润滑油、防锈油。油茶全身是宝，综合开发利用前景十分广阔[3]。同时，油茶素有“铁杆庄稼”之称，一次种植多年受益，其稳产收获期可达几十年，对于促进山区林农增收、助力乡村振兴、改善山区生态环境和维护国家粮油安全具有重大意义[4]。广西地区作为国家主要油茶种植区域，

油茶种植面积位列全国第3，随着2018年广西启动实施油茶“双千”计划(千万亩油茶面积、千亿元产值的发展目标)，油茶在广西地区的地位与日俱增，截至2021年，全区油茶林面积达823万亩，年产茶籽30万t[5～8]。

然而，由于油茶种植过程中管理不当、不合理施肥等原因导致广西部分区域油茶产量、出油率较低，土地利用效率有很大的提升空间[9]。油茶经营管理不当的主要原因是缺乏对土壤性质的认识，部分经营者采取单施有机肥、化肥或是不施肥的经营管理模式，导致油茶生长发育缓慢、结果率低[10]。土壤在植物生长过程中起着重要的支撑作用，客观、全面地认识土壤，并以此指导施肥和科学养分管理以实现油茶高产的必要条件。基于土壤质量的肥力评估，可以科学合理制定肥料配方，采取适当的土壤保持措施和提高作物产量[11，12]。皮兵等[13]对湖南不同油茶林地开展调查研究，认为钾素水平对油茶根际土壤碱解氮和速效钾含量影响较大，同时会影响油茶的产量与品质。杜凌等[14]以贵州5个县的油茶林土壤为研究对象，应用主成分评价油茶林土壤肥力，分为优、良、中等、较差等4个评价等级，指导了油茶的实际生产经营。向武等[15]研究了湘南低山红壤区油茶林土壤肥力指标并进行评价，确定了肥力评价最小数据集(土壤有机质、速效钾、碱解氮、全钾和有效磷)，为油茶林土壤肥力的评价及油茶林复垦和施肥提供指导。

综上所述，科学合理地评价油茶人工林土壤质量对提高产量、保障国家油料安全等方面具有重要意义。常用的土壤肥力质量评价的方法有内梅罗指数法，由于其运算量小，评价结果准确，目前运用较为广泛[16]。本研究以广西国有高峰林场油茶林地为研究对象，采集并测定土壤肥力指标，采用内梅罗指数法综合评价土壤肥力质量，分析不同施肥方式对土壤肥力质量的影响，以期为油茶人工林经营者制定科学合理的管理、施肥措施，指导油茶林的实际生产经营，提高广西油茶林的产量。

2 材料与方法

2.1 研究区概况

研究区位于广西国有高峰林场界牌分场(108°28′E，23°05′N)，地处广西南宁市，位于北回归线南侧，属湿润的亚热带季风气候，阳光充足，雨量充沛，霜少无雪，气候温和，夏长冬短，年平均气温21.6 ℃左右。地貌类型以海拔100～400 m的丘陵地带为主，土壤为偏酸性土壤(pH值4.8～6.3)。林下植被主要以草本为主，主要植被有凤尾蕨(PteriscreticaL.var.nervosa)、铁芒萁(Dicranopterislinearis)、飞机草(EupatoriumodoratumL.)、鬼针草(BidenspilosaL.)等。该地的气候和土壤条件适合油茶栽培。

2.2 试验材料与设计

于2013年造林，品种为岑软3号，造林坑规格：50 cm×40 cm×40 cm。抚育情况：造林第1～7年每年抚育3次，第7年后每年抚育2次。施肥情况：设置油茶配方肥(PF)，氮磷钾比例为10∶6∶8以及传统复合肥处理(FH)，每年施肥1次，每次0.25 kg/株，另设不施肥的对照组(CK)。2019年进行了1次全面修枝整形，同时调查林木生长量，并采集0～20 cm的表层土壤，林分平均树高3.45 m，优势树高6.3 m，平均地径6.5 cm，最大地径10.8 cm。

2.3 土壤化学性质测定

将土壤样品进行风干、研磨、过筛等一系列前处理后，做好标记并装入自封袋待测。实验室土壤化学性质检测方法如下：土壤pH值采用电位法测定；土壤有机质采用重铬酸钾外加热法测定；全氮和碱解氮含量采用半微量凯氏定氮法测定；采用全自动间断分析仪测定全磷(P)含量；M3溶液浸提后测定速效磷含量；全钾(K)含量采用碱溶-火焰光度法测定；速效钾含量采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定[17，18]。

2.4 土壤肥力质量评价

土壤肥力质量中包含各类养分指标，且各指标实测值量纲不同，因此需要进行指标均一化处理，消除量纲差异，参评指标共有7个，分别为土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾，均一化方法如公式(1)所示：

(1)

式(1)中，Pi为单质量指数，Ci为某参数实测值，a、b、c、d为分级标准值，分级标准参考耕地质量等级[19]。

内梅罗指数法是目前土壤质量评价中使用较为广泛的方法，同时为避免平均值法和加权平均法等主观因素的影响，本研究采用较为客观的修正内梅罗公式[20]：

(2)

3 结果与分析

3.1 土壤化学性质

与不施肥处理相比，施用配方肥料、传统复合肥的油茶林地土壤全氮、全磷等养分元素含量显著高于不施肥处理。配方肥料处理的土壤有机质、速效磷含量相比传统复合肥有显著提升(P<0.05)。土壤pH最大值为对照组CK(4.92)，各施肥处理土壤pH值相比对照组分别有不同程度的下降，配方肥pH值为4.68，显著低于对照组(P<0.05)，与施用传统复合肥并无显著差异性(P>0.05)。土壤有机质含量大小排序为配方肥(34.33 g/kg)>对照组(23.82 g/kg)>传统复合肥(22.61 g/kg)，说明施用配方肥可以用显著提升土壤有机质含量(P<0.05)。

土壤全量元素含量中，两种施肥处理的土壤全量指标含量均显著高于对照组(P<0.05)，其中配方肥的全氮含量(1.62 g/kg)、全磷含量(0.34 g/kg)，均显著高于对照组，全钾含量仅为8.82 g/kg，相比施用传统复合肥的10.18 g/kg，显著降低了13.35%(P<0.05)。土壤速效养分可以直接被植物吸收利用，对于油茶生长过程中的养分供应保障起到了关键作用。配方肥的氮、磷、钾速效养分含量分别为159.53 mg/kg、1.85 mg/kg、88.63 mg/kg，均为最大值，显著高于对照组与传统复合肥处理(P<0.05)，其中碱解氮含量相比对照组的91.25 mg/kg，提升幅度高达73.73%，说明配方肥处理促进油茶林地土壤速效养分含量供应具有较大的优势(表1)。

表1 不同施肥处理油茶林地土壤化学性质

3.2 土壤肥力指标分级

土壤质量评价指标由于检测方法不同，指标含量不同，评价量纲不一致，需要归一化公式将各指标进行无量化处理，其中公式(1)中的a、b、c、d参数取值根据耕地质量等级确定(表2)，计算得到各施肥处理油茶林地土壤肥力质量指数如图1所示。

表2 土壤肥力质量评价参数分级标准

3.3 土壤肥力质量评价

土壤肥力指数评价结果可以反映各施肥处理下的土壤肥力水平，对于评估油茶林土壤供肥状况及指导施肥有重要意义。采用改进的内梅罗指数法对不同施肥处理的油茶人工林地开展土壤肥力质量评价，结果如表3所示。评价结果表明，土壤肥力质量指数大小排序为配方肥(0.71)>传统复合肥(0.66)>对照组(0.54)，施用配方肥后，土壤肥力指数相比传统复合肥有7.57%的提升，相比不施肥处理，土壤肥力质量指数显著提高了31.48%。

图1 不同施肥处理油茶林地土壤肥力质量指数

4 结论与讨论

土壤肥力质量是一个综合概念，受成土母质、经营方式以及自然条件等多因素的影响[21]。由于林木自身的生理特性，在生长发育过程中对于土壤养分的吸收具有一定的选择性，长期经营条件下，不施肥的对照组土壤全氮、全磷含量显著低于配方肥和传统复合肥处理，说明油茶在生长发育过程中对于土壤氮、磷元素的需求量较大[22]，同时速效磷、碱解氮含量显著降低也验证了该观点。而土壤有机质作为养分循环是否高效的重要指标[23]，传统复合肥处理由于缺乏有机质的投入，导致其含量与对照组并无显著差异，这对于土壤肥力的长期维持是不利的。土壤肥力质量评价的结果表明，传统复合肥处理肥力指数相比对照组提高了22.22%，但由于缺乏有机质的投入，其肥力指数相比配方肥处理仍然较低，同时，由于有机质含量的缺乏，导致其土壤养分循环效率较低，传统复合肥处理的速效养分含量显著低于配方肥处理也能侧面证明该观点。

本研究以高峰林场油茶人工林为研究对象，采用施肥对比试验，研究了不同施肥处理对土壤肥力质量的影响，结果表明：油茶作为重要的经济作物，其生长发育需要从土壤中吸收大量养分，施肥是保障油茶林可持续经营的重要措施。在肥料品种选择上，传统复合肥、配方肥在短期肥效上差距不显著，但长期来看，配方肥对于保障土壤养分的持续供给具有显著优势。在实际生产经营中，应尽量采用测土配方施肥技术对油茶林地开展土壤养分评估，同时设计配方肥料并制定施肥计划，保障油茶人工林的高产高效、可持续经营。