油茶套种土茯苓对土壤酶活性和养分含量的影响

康红霞，韦献习，黄建国

（广西壮族自治区国有维都林场 雅江分场，广西来宾 546100）

油茶（Camellia oleifera）为山茶科（Theaceae）山茶属常绿灌木[1]，在广西、贵州、湖南和云南等地种植较多。油茶林地里可套种的农作物和药材种类较多，玉米[2]（Zea mays）、土豆[3]（Solanum tuberosum）、艾草（Leonurus artemisia）、巴西人参（Pfaffia paniculata）、辣椒[4]（Capsicum annuum）、天门冬[3]（Asparagus cochinchinensis）和迷迭香[5]（Rosmarinus officinalis）等均可在油茶林下种植。

土壤酶是一种拥有催化活性功能的蛋白质，可称作生物催化剂，对有机体中的化学反应有显著的正向作用[6]，是土壤生物活性的总体现，参与土壤生物化学过程的所有物质循环[7]，在泥土生态系统的物质循环与能量流动中扮演至关重要的角色并参与其全过程，是衡量土壤肥力的风向标之一[8]。土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶与过氧化氢酶在土壤有机化合物和动植物残体的分解与转化方面有重要作用[9]。土壤养分是提供植物生长所需营养物质成分的蓄能池，也是评价植物生长和土壤肥力的关键指标之一[10]。有学者研究油茶林地套种不同农作物和药材对油茶长势和挂果率等及土壤理化性质的影响[11-13]，探讨油茶林地套种农作物或药材对土壤酶活性、土壤养分及其相互作用的影响[14-17]，结果显示，科学套种有利于油茶生长，可改善土壤理化性质并提高土壤酶活性及土壤微生物数量和多样性。

土茯苓（Smilax glabra）为百合科（Liliaceae）菝葜属藤蔓状灌木，是常绿多年生药用植物[18]，干燥后的根茎可入药，经济效益较好。本研究设置油茶纯林、土茯苓单种和油茶套种土茯苓3种栽培模式，探讨不同栽培模式下土壤酶活性和土壤养分的内在联系，研究不同栽培模式下土壤酶活性的变化，以期为综合利用油茶林下土地和油茶栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在广西壮族自治区国有维都林场油茶产业示范区，位于广西壮族自治区来宾市兴宾区大湾镇广西国有维都林场雅江分场（109°23′E，23°73′N）。该地为低山丘陵地区，海拔80 ～120 m；属亚热带季风气候，冬季平均气温10.1 ℃，夏季平均气温29.6 ℃，年均降水量1 400 mm，年均日照时长1 750 h，年均无霜期325天；土壤为酸性土壤。该地的气候和土壤条件适合油茶栽培。

1.2 试验材料

广西岑溪软枝油茶3号；广西钦州土茯苓。

1.3 试验设计

试验地的油茶林于2009年定植，株行距3.0 m×2.5 m；油茶长势基本相同，试验时的树高为2.5 m 左右。2021年3月，设置油茶纯林、土茯苓单种和油茶套种土茯苓3 种种植模式，各选取或种植3 个小区。选择长势一致的油茶，每行4 棵为1 小区，两行油茶间不种任何农作物，3 个重复；在油茶林旁边的林间空地上定植土茯苓（60 cm×60 cm），每小区面积45 m2，3个重复；按照油茶纯林模式选取3个小区，行距间套种土茯苓，土茯苓和油茶间的行距约为1.0 m，土茯苓株距约为45 cm。土茯苓均于2021年3月定植。2021年3月，按照4.2 t/hm2的施肥标准，每株施肥1 次；油茶纯林为根部穴施3.17 kg/株，土茯苓单种为施基肥0.15 kg/株，油茶套种土茯苓为油茶根部穴施1.50 kg/株、土茯苓施基肥0.10 kg/株；均使用复合微生物肥料（N+P2O5+K2O ≥24%，有效活菌数≥0.2 亿/g，有机质≥20%）；定植后，除草、浇水等管护措施均按相同标准进行。

1.4 指标测定

2021年8月，在9 个小区采集土壤样品，采样时避开施肥点；按“S”型设置5 个土壤样品采集点，采集上表土层（0 ～10 cm）和下表土层（10 ～20 cm）土壤；分别混合不同种植模式不同小区相同土层土壤，并搅匀。采用“四分法”留取土壤样品[9]；将约1.0 kg 样品用自封袋装好，在自封袋上贴上写有土层及种植模式的标签。剔除样品中的石子和枯枝等杂质，待样品自然风干后分别捣碎，过1.0 mm 筛。将过筛后的土样分为两袋，分别用于测定土壤酶活性和土壤养分含量。采用比色法测定土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性[19]。采用水合热重铬酸钾氧化法测定土壤有机质含量[20]；采用半微量凯氏定氮法测定全氮（N）含量[20]；采用王水酸溶钼-锑抗比色法测定全磷（P）含量[20]；采用王水酸溶火焰光度法测定全钾（K）含量[20]；采用碱解扩散法测定碱解N 含量[21]；采用双酸浸提分光度比色法测定速效P 含量[20]；采用乙酸铵浸提火焰光度法测定速效K含量[20]。

1.5 数据处理

采用WPS 2010 软件处理数据；采用DPS 数据处理系统9.01 版进行统计分析和差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同种植模式对土壤酶活性的影响

油茶纯林模式各土层酶活性均最低（表1）。在上表土层，土茯苓单种模式的脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均显著高于油茶纯林模式（P＜0.05），分别高出9.63%、48.00%和7.53%；脲酶和过氧化氢酶活性在3 种模式中均最高。在上表土层，油茶套种土茯苓模式的蔗糖酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性均显著高于油茶纯林模式（P＜0.05），分别高出53.76%、60.79%和5.12%；酸性磷酸酶活性显著高于土茯苓单种模式（P＜0.05），高出21.37%；蔗糖酶和酸性磷酸酶活性均在3种模式中最高。在下表土层，土茯苓单种模式的蔗糖酶和过氧化氢酶活性均显著高于油茶纯林模式（P＜0.05），分别高出80.03%和5.17%。在下表土层，油茶套种土茯苓模式的4 种酶活性均显著高于油茶纯林模式（P＜0.05），分别高出14.51%、104.35%、60.04%和17.58%；脲酶和酸性磷酸酶活性均显著高于土茯苓单种模式（P＜0.05），分别高出8.30%和40.94%；4 种酶活性均在3 种模式中最高。油茶套种土茯苓模式下，下表土层的脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均显著高于上表土层（P＜0.05），分别高出13.58%、14.81%和12.92%。

表1 不同种植模式的土壤酶活性Tab.1 Soil enzyme activities in different planting patterns

2.2 不同种植模式对土壤养分含量的影响

油茶纯林模式各土层养分含量均最低，均与土茯苓单种模式差异显著（P＜0.05）（表2）。在上表土层，土茯苓单种模式的有机质、全N、全P、全K、碱解N、速效P 和速效K 含量分别比油茶纯林模式高出35.22%、64.63%、46.15%、19.74%、29.16%、81.58%和17.29%；全N、全K 和速效P 含量均显著高于油茶套种土茯苓模式（P＜0.05），分别高出42.11%、17.12%和34.88%；有机质、全N、全K 和速效P 含量均在3 种模式中最高。在上表土层，油茶套种土茯苓模式的有机质、全P、碱解N 和速效P 含量均显著高于油茶纯林模式（P＜0.05），分别高出33.60%、58.46%、29.40%和20.99%；全P、碱解N 和速效K 含量均在3 种模式中最高。在下表土层，土茯苓单种和油茶套种土茯苓模式的各养分含量均显著高于油茶纯林（P＜0.05）；全N 和碱解N 含量均在土茯苓单种模式中最高；有机质、全P、全K、速效P 和速效K含量均在油茶套种土茯苓模式中最高。油茶套种土茯苓模式下，下表土层的全N、全K 和速效P 含量均显著高于上表土层（P＜0.05），分别高出47.37%、17.36%和43.09%。

表2 不同种植模式的土壤养分含量Tab.2 Soil nutrient contents in different planting patterns

2.3 土壤酶活性和土壤养分的相关性

4 种土壤酶活性与各土壤养分含量均呈正相关（表3）。脲酶活性与全N 和碱解N 含量、酸性磷酸酶活性与全P 含量均呈极显著正相关（P＜0.01）；蔗糖酶活性与有机质、全P、全K 和速效K 含量、酸性磷酸酶活性与有机质、碱解N、速效P 和速效K 含量及过氧化氢酶活性与全N和全K含量均呈显著正相关（P＜0.05）；脲酶活性与蔗糖酶活性呈显著负相关（P＜0.05）；土壤有机质与全P 和碱解N 含量、全N与全K 含量及全P 与速效P 含量均呈显著正相关（P＜0.05）。总的来看土壤酶活性与土壤养分含量存在着一定联系，彼此作用，呈现不同结果。

表3 土壤酶活性和土壤养分的相关性Tab.3 Correlations of soil enzyme activities and soil nutrients

3 讨论与结论

土壤酶直接参与土壤养分元素的有效转化过程，可在一定程度上反映土壤养分转化动态和土壤条件在短时间内的变化[22]。土茯苓单种模式下，不同土层的4 种酶活性均高于油茶纯林模式，其中蔗糖酶和过氧化氢酶活性差异显著；油茶套种土茯苓模式下，除上表土层脲酶活性，不同土层的4种酶活性均显著高于油茶纯林模式，说明油茶套种土茯苓模式对土壤的改良作用显著。油茶套种土茯苓模式下表土层的4 种酶活性均在3 种模式中最高，脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均显著高于上表土层，可能是因为土茯苓和油茶树根系主要集中在下表土层，根系在下表土层的相互作用较强，微生物数量增加，微生物相互作用增强[23]。

本研究中，油茶纯林模式的土壤各养分含量均最低；土茯苓单种模式的土壤养分状况在3 种模式中表现较好，各养分含量均显著高于油茶纯林模式，上表土层全氮和全钾含量均显著高于油茶套种土茯苓模式；油茶套种土茯苓模式下表土层的养分状况有明显提高，各养分含量均显著高于油茶纯林模式，全氮、全钾和速效磷含量均显著高于上表土层，可能是因为种植土茯苓能在一定程度提高土壤中有机质、氮、磷和钾的含量。

本研究结果显示，土壤酶活性与各土壤养分含量均呈正相关，部分指标呈极显著或显著相关，与黄天忠等[24]的研究结果基本一致。土壤酶活性间的相关性较弱。

油茶林地套种土茯苓能在一定程度上增强油茶林的土壤酶活性，增加土壤养分含量，说明油茶林套种土茯苓能改善土壤质量，增强土壤肥力，适宜在油茶种植区推广。本试验研究对象较单一，且未能揭示影响套种模式中土壤酶活性和养分含量的机制；在今后研究中，可增加套种作物种类，增加研究时间和深度，以期为油茶种植土壤改良提供更多参考。