不同土壤培肥處理對(duì)桂南桉樹產(chǎn)量及土壤肥力的影響

國內(nèi)外研究表明，合理的土壤培肥是提高土壤質(zhì)量和林地生產(chǎn)力最有效的途徑之一，測土配方施肥、剩余物還林、添加有機(jī)物料或有機(jī)肥和林下套種等培肥措施受到廣泛關(guān)注。許彩洪等研究表明，施用總養(yǎng)分≥30%（15-6-9）桉樹專用配方肥，可促進(jìn)桉樹生長和改善土壤狀況。翁怡琳研究表明，采伐剩余物平鋪處理能提高林地有效養(yǎng)分含量，其微生物生物量氮、微生物生物量碳和蔗糖酶顯著高于帶狀堆放和剩余物移除處理，平鋪處理下1年生桉樹幼林的平均地徑、胸徑和樹高比移除處理分別高出3.63%、6.44%和12.16%。施用有機(jī)肥可提高桉樹林地土壤養(yǎng)分與有機(jī)質(zhì)含量，施用有機(jī)肥5年后的土壤容重比施用無機(jī)肥降低0.01%~0.22%，土壤總孔隙度提高0.1%~7.1%，可有效改良磚紅壤的物理特性，產(chǎn)生培肥效應(yīng)。高文杰等研究發(fā)現(xiàn)，桉樹套種烏綠豆（Phaseolusspp.）×印度豇豆（Vignasesquipedalis）能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，緩解土壤酸化。桉樹人工林間種山毛豆（Tephrosiacandida）可提供林木生長所需的養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)，促林木生長。本研究以廣西桂南地區(qū)桉樹種植面積最大、連栽代次高的廣西壯族自治區(qū)國有東門林場桉樹人工林為研究對(duì)象，進(jìn)行土壤培肥模式的篩選與評(píng)價(jià)，土壤培肥處理包括林下套種綠肥、剩余物還林、施用有機(jī)肥和測土配方施肥，以期為桂南地區(qū)及廣西桉樹人工林林地生產(chǎn)力的提升、土壤提質(zhì)增效及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。

（一）結(jié)果與分析

不同處理對(duì)桉樹生長的影響

T1~T4處理的平均樹高增量均大于CK處理，表現(xiàn)為T2>T1>T4>T3>CK>T5，T2、T1、T4和T3處理與CK處理差異顯著（P<0.05）；T1~T5處理的平均胸徑增量均顯著大于CK處理（P<0.05），表現(xiàn)為T1>T5>T2>T4>T3>CK；T1~T5處理的平均蓄積增量均大于CK處理，表現(xiàn)為T1>T5>T2>T4>T3>CK，其中T1、T5、T2和T4處理與CK處理差異顯著（P<0.05）（表２）。

不同處理對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響

有機(jī)質(zhì)含量增量表現(xiàn)為T2>T4>T1>T5>T3>CK（圖1）。T2、T4和T1處理試驗(yàn)后的有機(jī)質(zhì)含量分別比試驗(yàn)前高出22.62%、17.87%和14.22%，差異顯著（P<0.01）。T2、T4、T1和T5處理的有機(jī)質(zhì)含量增量顯著高于T3和CK處理（P<0.01），分別比CK處理高出378.67%、250.67%、205.33%和50.67%，說明這4種處理均能有效提高林地土壤有機(jī)質(zhì)含量。

不同處理桉樹人工林土壤肥力綜合評(píng)價(jià)

特征值大于1的主成分有5個(gè)，累計(jì)貢獻(xiàn)率為80.727%，說明這5個(gè)成分為試驗(yàn)地桉樹人工林土壤肥力質(zhì)量的主要影響因素（表3）。第1主成分包括有機(jī)質(zhì)、全N、有效P、速效K和有效Fe含量，貢獻(xiàn)率為24.016%；第2主成分包括堿解N、有效Cu、有效B和有效Mn含量，兩個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為45.116%。

為避免人為干擾及等距劃分等級(jí)帶來的誤差，采用歐氏距離聚類方法將土壤肥力綜合指數(shù)劃分為5個(gè)等級(jí)：Ⅰ級(jí)為優(yōu)（IFI>0.600），Ⅱ級(jí)為良（0.450<IFI≤0.600），Ⅲ級(jí)為中（0.390<IFI≤0.450），Ⅳ級(jí)為較差（0.320<IFI≤0.390），Ⅴ級(jí)為差（IFI≤0.320）。T1~T5處理，試驗(yàn)后土壤pH值（除T5處理）和土壤肥力均有不同程度的提高，土壤肥力等級(jí)均上升1~2個(gè)等級(jí)；CK處理的土壤肥力等級(jí)在試驗(yàn)前后不變，土壤pH值由試驗(yàn)前的4.35下降至4.30（表4）。T1~T5處理均能提升林地土壤肥力，有效緩解土壤酸化趨勢（除T5處理），CK處理則加劇了土壤酸化。通過歐氏最短距離法將不同處理的土壤肥力等級(jí)聚為4類：T1和CK處理聚為一類，分別為土壤肥力質(zhì)量提升效果最好（0.176）和最差（0.034）；T2、T4和T5處理聚為一類，土壤肥力質(zhì)量分別提升0.106、0.070和0.063；T3處理單獨(dú)聚為一類，土壤肥力質(zhì)量提升0.053。

（二）討論與結(jié)論

土壤肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法

客觀評(píng)價(jià)土壤肥力質(zhì)量是準(zhǔn)確了解土壤屬性和充分利用土壤資源的保障[28-30]。影響土壤肥力質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)很多，按土壤性質(zhì)和功能可分為化學(xué)指標(biāo)、物理指標(biāo)和生物學(xué)指標(biāo)。Schoenholtz等認(rèn)為土壤化學(xué)指標(biāo)包括營養(yǎng)指標(biāo)和土壤有機(jī)碳（有機(jī)質(zhì)）兩類，營養(yǎng)指標(biāo)包括pH值和全N、全P、全K、堿解N、有效P和速效K含量等指標(biāo)。劉世梁等認(rèn)為pH值、土壤有機(jī)質(zhì)、全N、全P、有效P、全K、速效K含量和耕層厚度等指標(biāo)能穩(wěn)定地評(píng)價(jià)耕作土壤肥力。近年來，在土壤肥力定量評(píng)價(jià)中應(yīng)用最廣泛的方法有聚類分析和主成分分析方法。本研究采取主成分、模糊數(shù)學(xué)和聚類分析相結(jié)合的方法，綜合評(píng)價(jià)不同培肥處理下的土壤化學(xué)性質(zhì)及肥力質(zhì)量，評(píng)價(jià)結(jié)果與產(chǎn)量規(guī)律吻合，說明該方法適用于桂南區(qū)土壤肥力的綜合評(píng)價(jià)。

不同處理促進(jìn)林分增產(chǎn)的潛力

除T5處理的平均樹高增量外，T1~T5處理桉樹的平均樹高、胸徑和蓄積增量較CK處理均有一定程度的提升。林下套種山毛豆（T1）處理的增產(chǎn)效果最好，其平均蓄積增量比CK處理高出26.78%，可能是因?yàn)樯矫股锪看螅寥栏采w度高，地表蒸發(fā)減少，同時(shí)以耕代撫，疏松了土壤，減少了雜草競爭，植物根系和凋落物有效地改良了土壤的化學(xué)性狀，促進(jìn)桉樹胸徑、樹高和蓄積量的增長。T1和T2處理均為林下套種綠肥處理，其平均胸徑、樹高和蓄積增量均表現(xiàn)較好，說明林下套種綠肥有利于促進(jìn)桉樹胸徑、樹高和蓄積量增長；T1、T2和T4處理的肥料輸入均為有機(jī)肥，其平均蓄積增量比CK處理高出19%以上，說明有機(jī)肥對(duì)桉樹蓄積量的促進(jìn)作用明顯。測土配方施肥（T5）處理的平均胸徑和蓄積量增量均顯著大于CK處理，但平均樹高增量僅為CK處理的96.12%，說明目前的配方肥雖能促進(jìn)胸徑和蓄積量生長，卻不利于樹高生長，需進(jìn)一步調(diào)整配方，實(shí)現(xiàn)樹高、胸徑和蓄積量同步增加。

不同處理土壤改培效果

不同處理下，桉樹林地土壤肥力發(fā)生了明顯變化，主要體現(xiàn)在土壤有機(jī)質(zhì)和綜合肥力上。林下套種綠肥（T1和T2）、施用有機(jī)肥（T4）和測土配方施肥（T5）處理下的林地土壤全N、堿解N、全K、速效K、全P、速效P和有效B含量均提升明顯；通過肥力指標(biāo)隸屬函數(shù)公式計(jì)算各指標(biāo)的隸屬度，隸屬度均值越大表示該項(xiàng)指標(biāo)的肥力水平越高，試驗(yàn)后的各項(xiàng)土壤指標(biāo)隸屬度較試驗(yàn)前更趨近1.0，土壤養(yǎng)分供給相對(duì)均衡，更有利于養(yǎng)分的協(xié)調(diào)吸收，促進(jìn)林木生長。土壤有機(jī)質(zhì)含量是反映土壤肥力的一個(gè)重要指標(biāo)。T1、T2和T4處理通過綠肥還林和添加有機(jī)肥，使林地土壤有機(jī)質(zhì)含量明顯提升；T3處理通過田間試驗(yàn)?zāi)M剩余物還林，與常規(guī)施肥對(duì)比，林地有機(jī)質(zhì)增量僅提升了0.81%，這與投入林地的剩余物成分組成及其分解速率有關(guān)，本試驗(yàn)所采用的采伐剩余物多為樹干鋸末，樹葉和樹皮占比較低，剩余物的碳氮比較高，表層木屑成塊板結(jié)，不利于剩余物還林分解，投入的木屑有機(jī)碳無法在短周期內(nèi)完全轉(zhuǎn)化為土壤有機(jī)質(zhì)。T4處理提升土壤有機(jī)質(zhì)含量的效果優(yōu)于T1處理，可能是由于山毛豆生長快速且旺盛，產(chǎn)生了較大的生物量，在未割刈犁翻還林的情況下，會(huì)出現(xiàn)綠肥與人工林林木“搶肥”的現(xiàn)象，降低了土壤有機(jī)質(zhì)含量。

不同處理提質(zhì)增效綜合評(píng)價(jià)

本研究未開展各處理營林經(jīng)濟(jì)成本核算，未能從經(jīng)濟(jì)效益和土壤改良效果等多方面綜合評(píng)價(jià)各處理。從各處理的土壤改良和豐產(chǎn)增效效果來看，林下套種山毛豆、林下套種田菁、剩余物還林、施用有機(jī)肥和測土配方施肥這5種處理均可在一定程度上促進(jìn)林木生長和產(chǎn)量提升，對(duì)桉樹人工林土壤養(yǎng)分狀況也有較好的改善作用，可有效緩解土壤酸化（除T5處理），促進(jìn)林地土壤肥力恢復(fù)。從可操作性和適應(yīng)性來看，林下套種綠肥處理對(duì)地勢和林地小氣候要求較嚴(yán)苛，僅適用于行間距大、地勢平緩、可機(jī)械作業(yè)和夏季降雨充沛的林地；剩余物還林處理以鋸末散鋪于林地來模擬剩余物還林，未考慮實(shí)際操作中采伐剩余物還林可能會(huì)造成的施工不便及病蟲害滋生等問題，需進(jìn)一步開展剩余物還林過程中的防蟲促腐研究。目前，施用有機(jī)肥和測土配方施肥技術(shù)的成熟度較高，可操作性強(qiáng)，可作為廣西林地可持續(xù)經(jīng)營的關(guān)鍵沃土技術(shù)進(jìn)行推廣。

文獻(xiàn)節(jié)選自：覃祚玉，石媛媛等. 不同土壤培肥處理對(duì)桂南桉樹產(chǎn)量及土壤肥力的影響［J］. 廣西林業(yè)科學(xué)，2021(10)：522-528.