纪家林场桉树LH1无性系人工林土壤养分研究*

李敖彬 潘松海 何普林

（1.中林集团有限公司，北京 100026；2.中林集团雷州林业局有限公司，广东 遂溪 524348）

桉树是我国主要造林树种之一，人工林种植面积达450 万hm2[1]，桉树产业在维护我国木材安全和推动地方经济发展过程中发挥着重要作用。广东雷州半岛是全国最大的桉树人工林生产基地[2]，桉树无性系LH1（Eucalyputs urophylla×E.tereticornis）具有生长快，抗风，抗病能力强的特点，成为该地区推广面积最大的无性系，在雷州林业局种植面积达2 万hm2。LH1 不耐贫瘠，因土壤肥力或施肥状况的差异所导致的生长表现差异现象在局各林场较为普遍。整地（裂土）方式对土壤肥力的显著影响，已经广泛得到证实并被应用于农林生产实践[3-6]。

为掌握雷州半岛LH1 无性系林的土壤养分情况，探索不同整地方式对土壤养分的影响效果，本研究在雷州林业局纪家林场草律林队2040小班，以挖坑、开沟和全垦三种整地方式营造了6.7 hm2LH1 无性系试验林，综合设置了土壤pH值、有机质等11 个养分指标因子开展相关研究，旨在为桉树合理施肥，科学经营提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地为湛江雷州半岛（北纬20°16′-21°55′，东经109°39′-110°36′）纪家林场，地属亚热带湿润性季风气候，土壤为玄武岩砖红壤。试验地位于林场草律林队2040 小班，面积6.7 hm2，坡度小于5°，造林前林地初始土壤养分状况以及地形地貌因子均一致。试验地采用轻基质营养袋桉树无性系LH1 组培苗，以挖穴（裂土最小）、开沟（裂土中等）、全垦（裂土最大）3 种整地方式造林；每年进行1 次抚育，造林4 年后进行土壤取样分析。

1.2 土壤采集与处理

分别按3 种整地方式，采用“5 穴综合法”来进行土壤取样，即每种裂土方式按对角线挖5 个土壤剖面，每个剖面按土层0-20 cm、20-40 cm 和40-60 cm 取3 个土样，室内将同点、同处理、同土层的样品混合均匀，成为一个检测样本。

为了尽可能全面地评价土壤综合肥力，本研究选用了pH 值、有机质、碱解氮（N）、速效磷（P）、有效钾（K）、交换性钙（Ca）、交换性镁（Mg）、有效铜（Cu）、有效锌（Zn）、有效锰（Mn）和有效硼（B）等11 个土壤肥力特征指标，包含了土壤中的大量元素和中、微量元素。各指标含量测定均参照鲍士旦《土壤农化分析》[7]中的方法来进行测定。即采用水浸提（水:土=2.5:1）电位法测定 pH 值，重铬酸钾浓硫酸外加热法测定有机质，采用碱解-扩散法测定碱解N，0.5 mol·L-1NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测定速效P，中性乙酸铵浸提-火焰光度法测定有效K，乙酸铵交换-原子吸收分光光度法测定交换性Ca、Mg，稀盐酸浸提-原子吸收分光光度法测定有效Cu、Zn，对苯二酚-醋酸铵浸提-原子吸收分光光度法测定有效锰Mn，沸水浸提-姜黄素比色法测定有效B。

1.3 数据分析

用Excel 2010 和SPSS19.0 对土壤肥力因子进行描述统计和相关性分析，使用Duncan’s 对不同处理进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 土壤养分含量等级分布

纪家林场LH1 无性系试验林各土层土壤pH值位于4.55-5.17 之间（表1），属酸性土壤。参照广东第二次土壤普查土壤分级标准[8]（表2、表3，表4）对土壤各养分进行分级，发现土壤有机质含量为3-4 级，属于中-中上水平。碱解 N 含量为 4-5 级，属缺乏-中等水平；速效P 含量为3-4 级，属中-中上水平、有效K 含量为1-4 级不等，差异较大，分布不均，属中-极丰水平。中量元素交换性Ca、交换性Mg 含量分别低于临界值400 mg/kg、60 mg/kg，如表4。微量元素有效Cu含量为3 级，较为适中；有效Zn 含量为4 级，较为丰富；有效Mn 含量为3 级，属适中水平；有效B 含量为1-2 级，属缺乏-很缺乏状态。

表1 纪家林场桉树LH1 无性系人工林各土层土壤养分含量Table 1 Contents of soil nutrients in each soil layer of Eucalyptus LH1 plantation in Jijia Forest Farm

表2 土壤养分分级标准[8]Table 2 Classification standard of soil nutrients

表3 土壤微量元素分级标准[8]Table 3 Classification standard of soil trace elements mg/kg

表4 中量元素养分临界值[8]Table 4 Critical value of soil medium elements mg/kg

综上，纪家林场LH1 无性系林土壤有机质和主要营养元素N 较为缺乏，P、K 的含量总体皆处于中-中上水平；中量元素交换性Ca、Mg 略缺，微量元素有效Zn 较为丰富，有效Cu 和有效Mn适中，有效B 较为缺乏。

2.2 不同整地方式对土壤养分的影响

不同整地方式对土壤pH 值影响不明显。

不同土层土壤的有机质含量差异显著；同一土层土壤有机质含量，均是开沟方式高于挖穴、全垦方式，说明开沟方式能增加土壤有机质含量。

0-20 cm 土层，在不同整地方式下土壤碱解N、速效P 和有效K 含量均存在显著差异，前者以全垦方式最高，开沟方式略低；后二者以开沟方式最高。在20-40 cm 土层后二者含量也皆是开沟方式最高；同一整地方式，不同土层土壤中3种指标的含量总体上皆差异显著，从上层到下层明显减少。综上可见，开沟方式有利于增加土壤中营养三元素N、P、K 的含量。

交换性Ca 在 不同土层土壤中的含量皆以开沟方式最高，不同整地方式的含量仅在0-20 cm 土层中存显著差异。交换性 Mg 在3 个土层土壤中的含量也皆以开沟方式最高，但不同整地方式的含量在0-20、20-40 和40-60cm 土层中都存显著差异。综合可见，开沟方式有利于增加土壤中Ca、Mg含量。

微量元素有效Cu、Zn、Mn、B，在3 个土层土壤中，不同整地方式下的含量总体上都存显著差异。在0-20 cm 土层，挖穴方式的土壤有效Cu和有效Zn 含量都高于其它两种整地方式，而有效Mn 含量以开沟方式最高，有效B 含量以全垦方式最高；在20-40 cm 土层，挖穴方式下土壤中有效Cu 含量略低于另外两种整地方式，有效Zn 含量以开沟方式略高，有效Mn 含量全垦方式明显高于其它两种整地方式，有效B 含量在不同整地方式下差异不显著；在40-60 cm 土层，有效Cu 和有效Zn 含量皆以开沟方式最高，有效Mn 和有效B 含量皆以全垦方式最高。相同整地方式下，总体上土层从上到下，有效Cu、有效Zn 和有效Mn含量皆呈显著减少趋势，而有效B 含量呈增加趋势。

2.3 土壤养分含量相关性

各土壤养分之间的相关性因土层深度和整地方式的不同而表现不同。由于在20-40 和40-60 cm土层，各土壤养分含量之间多无显著相关性，本研究仅就0-20cm 土层土壤养分含量进行相关性分析，总体上该土层各养分含量最高，对植物生长影响最大。

如表5，在0-20 cm 土层，挖穴方式下交换性Mg 与交换性Ca、有效Mn、有效B 呈显著负相关，有效Mn 与交换性Ca、有效B 呈显著正相关。开沟方式下有效Cu 与Mg 呈显著负相关，与有效Mn 呈显著正相关；速效P 与有效B 呈极显著负相关。全垦方式下交换性Ca 与碱解N 呈极显著负相关；交换性Mg 与有效Cu 呈显著负相关；pH 值与有效B 呈极显著正相关。

表5 纪家林场桉树LH1 无性系人工林土壤养分相关性分析Table.4 Correlation analysis of soil nutrients of Eucalyptus LH1 in Jijia Forest Farm

图1 纪家林场桉树LH1 无性系人工林土壤养分析Figure1 Soil nutrient analysis of Eucalyptus LH1 plantation in Jijia Forest Farm

3 结论与讨论

纪家林场LH1 桉树无性系试验林的土壤有机质，以及主要生长元素N、P、K 总体上都处于中等水平；中量元素交换性Ca、交换性Mg 含量皆低于临界值；微量元素Zn 丰富，Cu、Mn 适中，B 较缺乏，该结论与郭东强等[9]的研究结论基本一致。造成该现状的原因是对树皮、树枝的过度工业化利用，以及长期仅施用大量元素所造成，将桉树以凋落物形式归还林地能很大程度上解决问题[10-11]。

整地方式对土壤pH 值影响较小，但对其它10 种养分指标的影响显著。开沟方式土壤中有机质、主要营养元素N、P、K，以及中量元素Ca、Mg 的含量，都总体上要高于挖穴和全垦的整地方式。桉树经营上可以利用开沟的方式营林，以增加土壤养分。整地方式对土壤中不同微量元素影响作用也很显著，并且在不同土层上表现不同。0-20 cm 土层，挖穴方式的有效Cu、Zn 含量更高，而有效Mn、B 含量分别以开沟方式、全垦方式更高。20-40 cm 土层，整地方式对有效Cu、Zn、B含量影响作用减弱，但对有效Mn 影响显著，全垦方式下含量显著高于另外两种整地方式。40-60 cm土层，开沟方式有利于增加Cu、Zn 含量更高，而全垦方式则有利于增加有效Mn、B 含量。

在0-20 cm 土层，土壤养分指标之间既有促进作用，也有拮抗作用，与整地方式紧密相关。有效B 在挖穴方式下与交换性Mg 呈显著负相关，与有效Mn 呈极显著正相关；在全垦方式下与pH值呈极显著正相关。因此，生产上可以针对缺乏有效B 的现状，适当增加土壤中微量元素Mn 或降低中量元素Mg 来改善。