不同土壤培肥處理對桂南桉樹產(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、添加有機物料或有機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%。施用有機肥可提高桉樹林地土壤養(yǎng)分與有機質(zhì)含量，施用有機肥5年后的土壤容重比施用無機肥降低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象，進行土壤培肥模式的篩選與評價，土壤培肥處理包括林下套種綠肥、剩余物還林、施用有機肥和測土配方施肥，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)境的保護提供科學(xué)依據(jù)。

（一）結(jié)果與分析

不同處理對桉樹生長的影響

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）。

不同處理對土壤有機質(zhì)的影響

有機質(zhì)含量增量表現(xiàn)為T2>T4>T1>T5>T3>CK（圖1）。T2、T4和T1處理試驗后的有機質(zhì)含量分別比試驗前高出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質(zhì)含量。

不同處理桉樹人工林土壤肥力綜合評價

特征值大于1的主成分有5個，累計貢獻(xiàn)率為80.727%，說明這5個成分為試驗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，兩個主成分的累計貢獻(xiàn)率為45.116%。

為避免人為干擾及等距劃分等級帶來的誤差，采用歐氏距離聚類方法將土壤肥力綜合指數(shù)劃分為5個等級：Ⅰ級為優(yōu)（IFI>0.600），Ⅱ級為良（0.450<IFI≤0.600），Ⅲ級為中（0.390<IFI≤0.450），Ⅳ級為較差（0.320<IFI≤0.390），Ⅴ級為差（IFI≤0.320）。T1~T5處理，試驗后土壤pH值（除T5處理）和土壤肥力均有不同程度的提高，土壤肥力等級均上升1~2個等級；CK處理的土壤肥力等級在試驗前后不變，土壤pH值由試驗前的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

土壤肥力評價指標(biāo)與評價方法

客觀評價土壤肥力質(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)量的評價指標(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)和土壤有機碳（有機質(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)定地評價耕作土壤肥力。近年來，在土壤肥力定量評價中應(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，綜合評價不同培肥處理下的土壤化學(xué)性質(zhì)及肥力質(zhì)量，評價結(jié)果與產(chǎn)量規(guī)律吻合，說明該方法適用于桂南區(qū)土壤肥力的綜合評價。

不同處理促進林分增產(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%，可能是因為山毛豆生物量大，土壤覆蓋度高，地表蒸發(fā)減少，同時以耕代撫，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肥，其平均蓄積增量比CK處理高出19%以上，說明有機肥對桉樹蓄積量的促進作用明顯。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胸徑和蓄積量生長，卻不利于樹高生長，需進一步調(diào)整配方，實現(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)在土壤有機質(zhì)和綜合肥力上。林下套種綠肥（T1和T2）、施用有機肥（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)公式計算各指標(biāo)的隸屬度，隸屬度均值越大表示該項指標(biāo)的肥力水平越高，試驗后的各項土壤指標(biāo)隸屬度較試驗前更趨近1.0，土壤養(yǎng)分供給相對均衡，更有利于養(yǎng)分的協(xié)調(diào)吸收，促進林木生長。土壤有機質(zhì)含量是反映土壤肥力的一個重要指標(biāo)。T1、T2和T4處理通過綠肥還林和添加有機肥，使林地土壤有機質(zhì)含量明顯提升；T3處理通過田間試驗?zāi)M剩余物還林，與常規(guī)施肥對比，林地有機質(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，投入的木屑有機碳無法在短周期內(nèi)完全轉(zhuǎn)化為土壤有機質(zhì)。T4處理提升土壤有機質(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，會出現(xiàn)綠肥與人工林林木“搶肥”的現(xiàn)象，降低了土壤有機質(zhì)含量。

不同處理提質(zhì)增效綜合評價

本研究未開展各處理營林經(jīng)濟成本核算，未能從經(jīng)濟效益和土壤改良效果等多方面綜合評價各處理。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、施用有機肥和測土配方施肥這5種處理均可在一定程度上促進林木生長和產(chǎn)量提升，對桉樹人工林土壤養(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，未考慮實際操作中采伐剩余物還林可能會造成的施工不便及病蟲害滋生等問題，需進一步開展剩余物還林過程中的防蟲促腐研究。目前，施用有機肥和測土配方施肥技術(shù)的成熟度較高，可操作性強，可作為廣西林地可持續(xù)經(jīng)營的關(guān)鍵沃土技術(shù)進行推廣。

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.