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美丽胡枝子对油茶林地土壤肥力和水土保持作用的影响

2014-05-25柏明娥曾岳明刘跃钧陈秀娟洪利兴黄宏亮

浙江林业科技 2014年4期
关键词:长林速效油茶

柏明娥,曾岳明,刘跃钧,陈秀娟,洪利兴,黄宏亮

(1. 浙江省林业科学研究院 浙江省森林资源生物与化学利用重点实验室,浙江 杭州 310023;

2. 浙江省丽水市莲都区林业技术推广站,浙江 丽水 323000;3. 浙江省丽水市林业科学研究院,浙江 丽水 323000;4. 浙江省安吉县天荒坪镇人民政府,浙江 安吉 313302)

美丽胡枝子对油茶林地土壤肥力和水土保持作用的影响

柏明娥1,曾岳明2,刘跃钧3,陈秀娟1,洪利兴1,黄宏亮4

(1. 浙江省林业科学研究院 浙江省森林资源生物与化学利用重点实验室,浙江 杭州 310023;

2. 浙江省丽水市莲都区林业技术推广站,浙江 丽水 323000;3. 浙江省丽水市林业科学研究院,浙江 丽水 323000;4. 浙江省安吉县天荒坪镇人民政府,浙江 安吉 313302)

连续2 a在油茶林地内种植美丽胡枝子(Lespedeza formosa)的试验表明:种植美丽胡枝子后在短期内提高了土壤的有机质和全氮、速氮、全钾、速钾等的养分含量,且第一年的增幅比第二年增幅明显,土壤全磷和速效磷含量在种植美丽胡枝子后反而有所降低;同时提高了土壤的蓄水性能和抗冲刷能力,在强降雨条件下试验区的土壤被侵蚀厚度比对照区分别降低0.27 cm和0.25 cm,第1年和第2年土壤的含水率分别提高16.56%和20.92%。

美丽胡枝子;油茶;土壤肥力;水土保持

美丽胡枝子(Lespedeza formosa)为豆科胡枝子属落叶灌木,高1.5 ~ 2 m,生于向阳山坡、山谷、路边灌丛或林缘,在浙江省各地广泛分布[1]。该属植物大多具有耐干旱、耐瘠薄、耐刈割等优良特性,适应性强,是荒山绿化、水土保持和土壤改良的先锋树种[2~4],美丽胡枝子作为优良水土保持植物在矿山边坡等困难立地植被恢复中得到广泛应用[5]。为探讨油茶林地可持续经营技术,实现油茶高产稳产,笔者于2012年在油茶林地进行美丽胡枝子套种试验,连续两年观察和分析了美丽胡枝子的生长及对油茶林地土壤养分、水分和抗侵蚀性能的影响,研究美丽胡枝子对油茶林地土壤肥力和水土保持的生态效能,现报道如下。

1 试验材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于浙江省丽水市莲都区丽新畲族乡咸宜畲族村,119°45′E,28°30′N。试验区地貌以丘陵、低山为主,海拔500 m以下,土壤为山地红壤,土层厚50 ~ 100 cm;年平均气温18.1℃,绝对最高温41℃,绝对最低温-7.7℃,年无霜期243 d,年降水量1 560 ~ 1 660 mm,相对湿度76%,年平均日照时数1 820.5 h。试验地海拔120 ~ 155 m,地势平缓,土层深厚,土壤较肥沃,酸性至微酸性。试验地面积3.3 hm2,为2010年春营造的油茶良种采穗圃,共营造有长林3号、长林4号、长林18号、长林21号、长林23号、长林27号、长林40号、长林53号、长林55号共9个油茶良种。

1.2 试验设计

在种植有长林55号油茶良种的林地内选择地势、坡度基本一致的两块样地作为试验样地和对照样地,试验样地内于2012年4月在油茶林间并离油茶树1 m处采用条播法播种美丽胡枝子,条间距30 cm,播种量100粒/m左右,在水平带边缘采用点播法播种美丽胡枝子,点间距30 cm,每穴播7 ~ 8粒种子。试验面积约为2 000 m2。对照样地为油茶纯林。试验用美丽胡枝子种子于杭州明华种苗有限公司采购,播种前将种子于温水中浸种12 h,播种后覆细土1 cm。

1.3 指标测定

试验期间跟踪调查美丽胡枝子的生长情况和土壤养分、水分和侵蚀度的变化情况。土壤样品采用多点取样法对试验地 0 ~ 40 cm的土层进行取样,按土壤常规理化方法测定氮、磷、钾和有机质等养分指标。有机质以K2Cr2O7-H2SO4消煮、FeSO4滴定法测定;全氮以凯氏消化、蒸馏滴定法测定;全磷以NaOH熔融、钼蓝比色法测定;水解氮以扩散吸收滴定法测定;有效磷以NH4F-HCL浸提、钼蓝比色法测定;速效钾以中性NH4OAC浸提、火焰光度法测定。土壤水分以烘干法测定,土壤侵蚀度采用侵蚀针测定方法[6]。

2 结果与分析

2.1 美丽胡枝子生长情况

2.1.1 美丽胡枝子的物候观察 美丽胡枝子为直立灌木,多分枝,枝条软柔披散,呈丛状簇生。圆锥花序顶生,花冠紫红色,花期从9月初至10月下旬,整个花期表现出花开花落、幼果形成至果实逐渐成熟交叉进行的过程。2012、2013年在试验地美丽胡枝子的物候期观察,结果见表1。

表1 美丽胡枝子物候期Table 1 Phenological period of L. formosa

图1 美丽胡枝子在油茶林地上生长状况侧面示意图Figure 1 Side map of interplanting

2.1.2 美丽胡枝子的生长情况 2012年4月播种后10 ~ 15 d出苗,苗期生长较缓慢,至6月初观察苗高仅为20 cm左右,6月以后随着气温变暖和雨水增多,苗木生长进入一个快速生长期,至9月底调查时平均苗高为70 cm左右。9月底至10上旬进入开花期,花期持续1个多月,10月下旬开始结实,11月下旬开始逐渐落叶,12月上旬植株地上部分开始枯黄。第二年 3月下旬进入萌芽期,4月初进入展叶期,其后各个物候期均较前一年早半个月左右。至2013年的9月底调查时平均苗高为 80 cm左右,油茶林地表的美丽胡枝子盖度达到100%(图1)。同时调查发现播种于水平带边缘的美丽胡枝子第一年生长较弱,至第二年时生长良好,平均苗高达90 cm左右,超过油茶林地内条播的美丽胡枝子,可能是由于水平带边缘密度较稀,有利于生长。

2.2 美丽胡枝子对土壤养分和有机质的影响

通过连续两年的测试分析表明(表2、表3),油茶林地种植美丽胡枝子后,对土壤的全氮和速效氮都有所提高,特别是速效氮的增幅明显,试验地与对照样地相比,第一年提高3.79%,第二年提高9.76%;从对土壤的全磷和速效磷来看,种植美丽胡枝子后反而有所降低,这可能与美丽胡枝子为喜磷植物有关;第一年、第二年的速效钾分别比对照提高28.87%和28.45%,第二年的全钾提高10.76%。

从对土壤有机质的影响来看,第一年试验样地和对照样地的有机质含量分别为11.05 g/kg和11.06 g/kg,两者差异不明显,第二年试验地比对照样地的有机质含量提高了17.31%,增幅明显。

通过上述的综合分析认为,油茶林地种植美丽胡枝子后对土壤有机质含量和氮、钾的养分含量都有不同程度的提高,特别是第二年对有机质和速效氮、速效钾养分的提高较快,说明种植美丽胡枝子后能提高土壤有效养分的能力,原因可能是由于美丽胡枝子是豆科植物,具有较强的固氮作用,且其根系更新和茎叶枯落增加了土壤的有机质含量,从而改善了林地的土壤结构性能,提高了土壤的肥力。土壤的全磷和有效磷比对照低,可能由于美丽胡枝子为喜磷植物,增加了对土壤部分磷元素的吸收。杜国坚等[4]对马尾松林下栽植胡枝子的培肥效果试验结果表明,种植胡枝子5年后的马尾松林地比对照马尾松纯林有效磷高17.84% ~ 21.74%,因此认为,在油茶林地种植美丽胡枝子,随着时间的推移,并采取刈割抚育等配套措施[7],枝叶有机物的大量回归与分解[8],将会促进油茶林地有效磷的提高。

表2 美丽胡枝子对土壤全量养分的影响Table 2 Effect of interplanting on total nutrients in the soil g·kg-1

表3 美丽胡枝子对土壤速效养分的影响Table 3 Effect of interplanting on available nutrients in the soil

2.3 美丽胡枝子对土壤水土保持作用的影响

通过连续两年对土壤含水率的测试分析表明(表3),试验区土壤的平均含水率分别为21.05%和22.31%,比对照分别提高了16.56%和20.92%,说明种植美丽胡枝子能提高林地土壤的蓄水性能,从而为作物生长提供更多的水分需求。

土壤侵蚀试验结果表明(表4),在2013年10月菲特强台风期间,种植有美丽胡枝子的油茶林地内和水平带边缘其土壤被侵蚀厚度分别为0和0.02 cm,而未种植美丽胡枝子的油茶林地内和水平带边缘其土壤被侵蚀厚度平均为0.27 cm,高于试验区0.27 cm和0.25 cm。说明美丽胡枝子对提高土壤的抗冲刷能力和减少水土流失起到了较好的作用。

表4 土壤侵蚀试验结果Table 4 Determination of soil erosion in interplanting stand, edge and control cm

3 结论与讨论

土壤是林木生长之本,在油茶的生长发育过程中,土壤肥力是一个重要因素,在其它生态因子基本相近,立地条件、油茶品种、树龄、培育措施基本一致的条件下,土壤肥力不同,对油茶的树高和地径生长及对油茶产量都有明显的差异[9~10]。

长期以来,由于人们对油茶经营的科技意识淡薄,在很大程度上忽视了油茶的生产潜力,单位面积的油茶产量低,经济效益差。近年来,为获得油茶经济、生态效益的双赢,不少地方实施保水、保土、保肥等高效栽培措施,起到了较好的增产效果[11]。美丽胡枝子是一种较好的土壤改良和水土保持植物,试验表明,在油茶林地种植美丽胡枝子后可在短期内提高土壤的有机质和全氮、全钾和速效氮、速效钾等的养分含量,且第一年的增幅比第二年增幅明显;同时提高了土壤的蓄水性能和抗冲刷能力,对水土保持起到了较好的作用,可以推广应用。

[1] 中国植物志编写委员会. 中国植物志(第四十一卷)[M]. 北京:中国科学出版社,1999.

[2] 林明添,柳百操,任祖雄. 南岭黄檀和美丽胡枝子是治理矿区水土流失的好树种[J]. 福建水土保持,1994(1):27-30.

[3] 杨艳生,刘柏根. 水土资源恢复中的先锋豆科灌木—胡枝子的栽植研究[J]. 长江流域资源与环境,1994,3(4):330-336.

[4] 杜国坚,刘亚群,洪利兴,等. 马尾松林下栽植胡枝子对土壤肥力的影响[J]. 河北林果研究,1998,13(4):322-327.

[5] 徐高福,洪利兴,柏明娥. 美丽胡枝子栽培技术及其在困难立地植被恢复中的应用[J]. 防护林科技,2010(4):63-65, 69.

[6] 杨建英,祁有祥,赵廷宁,等. 基于侵蚀针和近景摄影测量的侵蚀速率测定方法试验研究[J]. 北京林业大学学报,2010,32(3):90-94.

[7] 柏明娥,何志华,高立旦,等. 美丽胡枝子植篱生长效应研究[J]. 林业科技开发,2012,26(2):26-28.

[8] 王意琨,方升佐,唐罗忠. 营林措施及环境与森林凋落物分解的相互关系研究进展[J]. 世界林业研究,2011,24(2):47-52.

[9] 覃其云,曹继钊,唐健,等. 油茶人工林土壤肥力及对树体生长的影响[J]. 福建林业科技,2013(1):33-39.

[10] 黄志松.油茶生长发育与生态环境关系剖析[J]. 安徽林业,2009(4):45-46.

[11] 王瑞,陈永忠,杨正华,等. 油茶林地水土保持经营技术措施[J]. 海南林业科技,2012,39(5):123-125.

Effect of Interplanting Lespedeza formosa in Camellia oleifera Forest on Soil Fertility and Water and Soil Conservation

BAI Ming-e1,ZENG Yue-ming2,LIU Yue-jun3,CHEN Xiu-juan1,HONG Li-xing1,HUANG Hong-liang4
(1. Key Laboratory of Biological and Chemical Utilization of Forest Resources, Zheji ang Forestry Academy, Hangzhou 310023, China; 2. Lishui Liandu Forestry Extension Station of Zhejiang, Lishui 323000, China; 3. Lishui Forestry Institute of Zhejiang, Lishui 32 3000, C hina; 4. Anji Tianhuangping Township Government of Zhejiang, Anji 313302, China)

Experiments were conducted on interplanting Lespedeza formosa in Camellia oleifera stand in the spring of 2012 in Lishui, Zhejiang province. Determinations demonstrated that content of organic matter, total N, available N, total K and available K in tested soil increased, and the first year’s increase was larger than the second year’s one. But content of total P and available P decreased. Interplanting of L. formosa in C. oleifera stand could improve water holding capacity and anti-erosion properties of the tested soil. Soil erosion thickness in interplanting stand and edge decreased 0.27cm and 0.25cm compared to that in the control ( pure C. oleifera stand ). Moisture content in the soil of interplanting stand increased 16.56% and 20.92% in the first and second year than that in the control.

Lespedeza formosa; Camellia oleifera; soil fertility; water and soil conservation

S714.8

A

1001-3776(2014)04-0068-04

2014-01-19;

2014-06-01

浙江省重大农业专项(2010C02005-1)

柏明娥(1966-),女,浙江嘉兴人,研究员,硕士,从事资源植物开发与生态环境治理技术研究。

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