广东省三种典型经济林地土壤性状和养分储量研究

裴向阳，钟凤娣，张 兵，陈颉颖，曾曙才

（华南农业大学 林学院，广东 广州 510642）

经济林是指以生产干鲜果品，食用油料、饮料、调料，工业原料和药材等为主要目的的林木，是工业、农业、医药、国防等领域所需原材料的重要来源。经济林不仅为社会提供直接产品，还具有巨大的生态与经济效益[1]。改革开放以来，随着我国农村产业结构的调整、多种经营形式的开展及退耕还林工程的实施，经济林对于我国国民经济发展的促进作用越来越明显，经济林产业已成为我国林业产业的主体[2]。

广东省是我国经济林的重要分布区，板栗Castanea mollissima林、油茶Camellia oleifera林和笋用麻竹Dendrocalamus laliflorus林是广东省具有代表性的经济林。目前，东源县是板栗的中心产区，2010年全县板栗种植面积1.26 万hm2，其中船塘镇的板栗种植面积就有6 400 hm2，占东源县板栗种植总面积的50.8%。油茶是南方重要的木本油料树种，具有很高的经济价值[3]，在广东省的栽培历史悠久，目前广东省的油茶栽植面积达到10 400 hm2，梅州是其重点产区，也是广东省目前油茶产业化发展最发达的地区[4]。麻竹在广东省的主要种植区有英德和揭阳市，其中揭阳市的麻竹种植面积约为6 700 hm2，年产竹笋25 万t。为了了解广东省内这三种典型经济林地的土壤性状，从而为此三种经济林地的土壤养分管理和林木的可持续经营提供科学依据，选取广东省内板栗、油茶和笋用竹最具代表性的产区，对林地土壤物理性质和养分含量进行了测定与计量分析，现将测定与计量分析的结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

研究的板栗林地位于广东省东源县船塘镇，油茶林地位于广东省平远县长田镇，笋用麻竹林地位于广东省揭东县曲溪街道。船塘镇是广东省最大的优质板栗种植基地和全省首个板栗专业镇；该镇地处东源县北部山区，其地理坐标为东经 114°39′5″、北纬 23°55′46″，属南亚热带和中亚热带过渡区，年平均气温21 ℃，平均降雨量1 968 mm。平远县长田镇地处粤东北部，位于东经 115°48′48″～ 116°52′57″、北纬 23°23′40″～24°56′54″，属亚热带季风气候区，气候温和，年平均气温 21.3 ℃，阳光充足，热量丰富，年平均日照时数 1 874.2 h，雨量充沛，常年平均降雨量为1 483～1 798.4 mm[5]，非常适宜种植油茶。揭东县以麻竹闻名，该县的麻竹种植面积约有6 667 hm2，是粤东地区唯一的大型竹笋生产基地；曲溪街道位于揭东县城的郊区，其地理坐标为东经 116°5′23″～ 116°37′39″、北纬 23°22′56″～23°46′27″，属亚热带季风海洋气候，年均气温21.5 ℃，年均降雨量1 722.6 mm。

1.2 样品的采集及其物理性质和养分含量的测定

每种林分类型各选3个有代表性的地段，每个地段挖掘1个土壤剖面，观察并记录剖面的形态特征，分层（0～20、20～40、40～60 cm）以布袋、环刀和小铝盒采集土壤样品，将土壤样品带回实验室以备分析之用。

采用酒精燃烧法测定土壤自然含水量；采用环刀法测定土壤容重、孔隙度和田间持水量；采用重铬酸钾容量法测定有机质含量；采用碱解扩散法测定土壤中的全氮和碱解氮的含量；分别采用氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法、氟化铵盐酸浸提-钼锑抗比色法、氢氧化钠熔融-火焰光度法、乙酸铵浸提-火焰光度法依次测定土壤中的全磷、速效磷、全钾、速效钾的含量[6]。

1.3 数据处理

采用Excel2003对数据进行整理，用SPSS13.0软件进行统计分析，采用单因素方差分析（One-way ANOVA）和Duncan多重极差检验法比较不同数据组间的差异。

2 结果与分析

2.1 三种经济林地土壤的物理性质

土壤物理性质是衡量林地质量的一个重要指标，对土壤的蓄水保肥能力及林木对土壤养分的吸收和利用有重要影响[7]。调查的广东省三种经济林地的土壤保水能力和孔隙情况如表1。

2.1.1 土壤容重

由表1可知，在0～60 cm的土层中，三种经济林地的土壤容重在1.23～1.58 g·cm-3之间变化，且均随着土层深度的增加而增加，说明植物与凋落物的作用改善了表层土壤的紧实状况[8]。同一林分林地的土壤容重，油茶、笋用竹林地各土层间的差异不显著。板栗林地的土壤容重，中层与表层、底层间差异不显著，而表层与底层间有显著差异。笋用竹林地的土壤容重，20～40 cm中层略小于表层，这可能因为所调查的笋用竹林生长年限较长，竹子扎根深，对土壤中层的作用较大。三种经济林林地的土壤容重，板栗林地的最大，0～20和20～40 cm土层的土壤容重，板栗林地与油茶林地的差异明显，而与笋用竹林地的差异不显著；40～60 cm土层的土壤容重，板栗林地与油茶林、笋用竹林地间均有显著差异。

表1 广东省三种经济林地的土壤保水能力和孔隙情况†Table 1 Water-holding capacity and porosity status of soils from three kinds of non-wood plantations

2.1.2 土壤孔隙性

三种经济林地土壤总孔隙度为40.30%～55.99%，变化范围不大，说明土壤蓄水能力较强、通气性较好，适宜植物生长。随着土层的加深，土壤总孔隙度呈下降的变化趋势，说明表层土壤的通气性最好。板栗林地表层土壤与底层土壤的总孔隙度有显著差异，而油茶和笋用竹林地各土层的总孔隙度均无显著差异。三种经济林地土壤各层总孔隙度均以油茶林为最大；0～20 cm土层的总孔隙度，油茶林与板栗林、笋用竹林间均有显著差异；20～40 和40～60 cm土层的总孔隙度，油茶林地和笋用竹林地间无显著差异，而其与板栗林地的差异显著（见表1）。

三种经济林地的毛管孔隙度和非毛管孔隙度均随土层加深而减少；相同林分林地的毛管孔隙度，三种经济林地的表层土壤均高于中层和底层。其中，油茶林地表层土壤的毛管孔隙度与中层、底层的差异显著；板栗林地表层和中层的非毛管孔隙度均达到11%以上，其他两种经济林地土壤的非毛管孔隙度均少于10%，说明板栗林地表层的通气性最好（见表1）。

2.1.3 田间持水量

在相同林分下，板栗林与油茶林地表层的田间持水量最大，而笋用竹林地中层的田间持水量最大。0～20 cm土层的田间持水量，油茶林（397.61 g·kg-1）＞笋用竹林（282.46 g·kg-1）＞板栗林（241.29 g·kg-1）；中层、底层土壤的田间持水量，三种林地的大小顺序与表层的一致。由此可见，油茶林地土壤的持水能力最强，其次是笋用竹林，最后是板栗林。

2.2 三种经济林地土壤中的有机质含量

三种经济林地土壤中的有机质含量如图1所示。由图1 可知，板栗、油茶、笋用竹林地土壤中的有机质含量分别为10.56～18.17、5.34～15.69、12.55～16.69 g·kg-1，参照土壤养分等级划分标准[9]来评价，三种经济林地土壤中的有机质含量均偏低。同一林分下，三种林地土壤中的有机质含量均随土层的加深而下降，表层土壤与20～40、40～60土层的有机质含量间有显著差异；三种林地0～20 cm表层土壤有机质含量间无显著差异，而20～40和40～60 cm土层的有机质含量间却差异显著。

2.3 三种经济林地土壤中的氮磷钾含量

图1 三种经济林地不同土层中的有机质含量Fig. 1 Organic contents in different soil layers of three kinds of non-wood plantations

三种经济林地土壤各养分元素含量如图2 所示。由图2可知，板栗林、油茶林、笋用竹林地土壤中的全氮含量分别为1.21～1.36、0.55～1.57、1.34～1.74 g·kg-1，其土壤养分等级分别处于中等、偏低至中等、中等至丰富水平。三种林地土壤中的全氮含量均随着土层的加深而降低。板栗林地土壤各层的全氮含量间差异不显著，油茶林与笋用竹林林地表层土壤的全氮含量与中层、底层的含量间有显著差异。0～20 cm土层的全氮含量，笋用竹林最高，其与油茶林的差异不显著，而与板栗林的差异显著；20～40 cm土层的全氮含量，笋用竹林＞板栗林＞油茶林，三种经济林地土壤全氮含量的差异显著；40～60 cm土层的全氮含量，笋用竹林最高，其与板栗林的差异不显著，而与油茶林的差异却显著。

三种经济林地土壤中的碱解氮含量均随着土层的加深而减少。0～20 cm土层的碱解氮含量，油茶林＞笋用竹林＞板栗林，板栗林与笋用竹林间无显著差异，而与油茶林有显著差异；20～40 cm土层的碱解氮含量，板栗林地高于其他两种经济林地，但三种经济林地的含量之间却无显著差异；40～60 cm土层的碱解氮含量，油茶林最高，与其他两种经济林地的含量之间差异显著（图2）。

图2 三种经济林地土壤各养分元素含量Fig. 2 Nutrient element contents in soils from three kinds of non-wood plantations

土壤中的全磷含量，除笋用竹林地表层缺乏外，其中层、底层和油茶、板栗林地土壤各层均极缺乏。板栗林和油茶林地土壤各层的全磷含量间差异均不显著，而笋用竹林地土壤各层的含量之间都有显著差异。0～20和20～40 cm土层的全磷含量，笋用竹林地明显高于油茶、板栗林地，而板栗林和油茶林地的含量差异却不显著；40～60 cm土层的全磷含量，板栗林地最高，其与油茶林地间无显著差异，而与笋用竹林地的差异显著（图2）。

土壤中的速效磷含量，三种经济林地的含量在1.78～2.20 mg·kg-1之间，均极缺乏。油茶林地和笋用竹林地土壤中的速效磷含量均随土层的加深而减少，板栗林地土壤中的速效磷含量随着土层的加深略微增大。0～20 cm土层的速效磷含量，油茶林地最高，其与板栗林地间差异显著，而与笋用竹林地的差异不显著；20～40和40～60 cm土层的速效磷含量，三种经济林地的含量差异均不显著（图2）。

土壤中的全钾含量，板栗林地处于中等水平，而油茶与笋用竹林地中的含量偏低。油茶林、笋用竹林地的全钾含量均随土层的加深而减少，板栗林地土壤底层的全钾含量显著高于表层、中层。0～20和20～40 cm土层的全钾含量，板栗林地的最高，其与油茶林地的含量间无显著差异，而与笋用竹林地的含量却有显著差异；40～60 cm土层的全钾含量，板栗林与油茶林、笋用竹林地的含量间均有显著差异（图2）。

土壤中的速效钾含量，除板栗林地表层偏低外，其中层、底层和油茶林、笋用竹林地土壤各层均处于缺乏状态。板栗林地、笋用竹林地的速效钾含量均随着土层的加深而减少，油茶林地底层土壤的速效钾含量略高于中层，但其差异不显著。0～20、20～40 cm土层的速效钾含量，板栗林地显著高于其他两种林地；40～60 cm土层的速效钾含量，板栗林地含量略高于油茶林地和笋用竹林地，三种林地的含量之间差异并不显著（图2）。

2.4 三种经济林地土壤中的有机碳和各种养分的储量

三种经济林地土壤中的有机碳和氮磷钾储量见表2。由表2可知，板栗林、油茶林、笋用竹林林地0～60 cm土层的碳储量分别为70.50、40.91、69.54 t·hm-2，但三种林地的碳储量均随着土层的加深而逐渐减少。板栗林地土壤各层的有机碳储量间无显著差异，油茶林地土壤表层的有机碳储量与其中层、底层的储量间有显著差异，笋用竹林地土壤表层的有机碳储量与底层储量的差异显著。0～20 cm土层的碳储量，板栗林地最高，但三种林地的储量差异并不显著；20～40及40～60 cm土层的碳储量，笋用竹林地最高，且其与板栗林地的差异不显著，而与油茶林地的差异显著。

表2 三种经济林地土壤中的有机碳和氮磷钾储量Table 2 Reserves of organic carbon, N, P and K in soils from three kinds of non-wood plantations

板栗林、油茶林、笋用竹林地0～60 cm土层的氮储量分别为11.25、7.13、12.68 t·hm-2。板栗林、笋用竹林地土壤各层氮储量的差异不显著；油茶林土壤表层的氮储量显著高于其中层、底层。三种林地0～20 cm土层的氮储量间无显著差异，从大到小依次为笋用竹林＞板栗林＞油茶林；20～40 cm土层的氮储量，笋用竹林地仍最高，其与板栗林地的储量间无显著差异，而与油茶林地的储量差异显著；40～60 cm土层的氮储量，板栗林地最高，三种林地的储量差异不显著（见表2）。

板栗林、油茶林、笋用竹林地0～60 cm土层的磷储量分别为2.70、1.94、2.93 t·hm-2。板栗林和油茶林地土壤各层的磷储量均无显著差异，笋用竹林地土壤表层的磷储量与中层、底层的储量差异显著。0～20 cm土层的磷储量，笋用竹林地显著高于其他两种林地；20～40 cm土层的磷储量，三种林地相近，其差异不显著；40～60 cm土层的磷储量，板栗林地显著高于油茶林地和笋用竹林地（见表2）。

板栗林、油茶林、笋用竹林地0～60 cm土层的钾储量分别为113.48、84.97、83.18 t·hm-2。三种林地土壤各层钾储量的差异均不显著。0～20 cm土层的钾储量，三种林地间无显著差异；20～40、40～60 cm土层的钾储量，板栗林地均显著高于其他两种林地（见表2）。

3 结论与讨论

三种经济林地的土壤容重在1.23～1.58 g·cm-3之间，其中板栗林地的土壤容重最大。总体而言，油茶林、笋用竹林地土壤的松紧情况良好，有利于植物扎根生长。板栗林地的土壤较紧，但板栗树作为深根性树种，因其扎根能力强故也能生长；土壤容重较大可能是由于大量活体根系的挤压而造成的[10]。

三种经济林地土壤的总孔隙度为40.30%～55.99%，说明土壤的蓄水能力较强，通气性较好，适宜根系生长。其中，油茶林地土壤的通气性最好，且其田间持水量也最大，说明油茶林地土壤的持水能力最强。

三种经济林地土壤中的有机碳储量，最高的是板栗林地（70.50 t·hm-2），最低的是油茶林地（40.91 t·hm-2）；且油茶林地土壤中的氮、磷储量在三种经济林地的储量中均是最低的，其钾储量也低于板栗林地，略高于笋用竹林地。因此，油茶林施肥计划的制定还应更合理，施肥管理措施亦有待于完善。

从土壤养分水平等级来看，三种林地土壤中的有机质含量都偏低，其中油茶林地的含量最低。板栗林地土壤中的有机质含量低，这可能与板栗林在栽培时常要去除林下杂草、翻耕土壤有关。三种经济林地土壤中的氮磷钾含量，也均有不同程度的缺乏。板栗林地土壤中的全氮、全钾含量处于中等水平，其碱解氮含量偏低，其速效磷、速效钾、全磷含量均缺乏或极缺乏。樊卫国等人[11]的研究结果表明，土壤中有效磷的含量低是板栗产量低的主要原因。因此，为了保证板栗的产量，在施肥时要适当多施磷肥；而氮肥过多不仅降低肥料的利用效率，还会污染环境，所以在施肥时氮肥不能过量。

油茶林地土壤中的碱解氮含量处于中等水平，而其全氮、全钾含量偏低，其余各养分指标的等级为缺乏或极缺乏。俞元春等人[12]的研究结果表明，在春夏季油茶营养生长时期，要多施钾肥，如果施用过多氮肥，虽然其营养生长旺盛，但病虫灾害严重，所以要控制氮肥的施用量。

笋用竹林地土壤中的全氮含量丰富，而其碱解氮、全钾含量偏低，其余各养分指标均为缺乏或极缺乏。邱尔发等人[13]研究指出，磷钾肥效与氮素含量有关，当氮素含量高时，施磷肥的效果最好，增施氮肥，可使竹笋提前出土。所以，笋用竹林的施肥最好以氮肥为主，同时配合施用含有其他元素的混合肥。

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