郑育桃 ，熊建平 ，叶 清 ，雷小林 ，吴红敏 ，肖金香

（1.江西省林业科学院，江西 南昌 330013；2.江西省森林公安局直属三分局，江西 分宜 336600；3.江西农业大学 林学院，江西 南昌 330045 ）

营林用火对油茶林地土壤养分的影响

郑育桃1，2，熊建平2，叶 清3，雷小林1，吴红敏3，肖金香3

（1.江西省林业科学院，江西 南昌 330013；2.江西省森林公安局直属三分局，江西 分宜 336600；3.江西农业大学 林学院，江西 南昌 330045 ）

营林用火可促使林地养分循环与再分配，维护森林土壤生态平衡。通过对比分析不同燃烧时间下的林地土壤养分、pH值及油茶产量，研究营林用火对油茶林土壤养分及其产量的影响。结果表明：（1）用火后，油茶林土壤中的氮、磷、钾、有机质和土壤pH值均有提高，土壤养分提高幅度较大的用火月份主要集中在3月、5月和9月；（2）用火时间对土壤养分的影响差异显著，其中不同用火时间土壤养分的增加幅度排序为90 min＞60 min＞30 min＞120 min；（3）用火对5～10 cm全氮、有机质和pH值影响最大，而对10～20 cm的有效磷和有效钾影响最大；（4）用火效果差异明显，不同用火时间下的油茶产量和产值排序为90 min＞60 min＞30 min＞120 min，其中用火时间90 min的油茶产量为2 423 kg/hm2，产值为44 098.6元/hm2。

油茶林；营林用火；燃烧时间； 土壤养分；江西

我国油茶种植面积很大，全国栽培面积巳超过400万hm2，年产茶油超过15万t，占全国木本食用油料作物的80%以上[1]。但产量一直很低，如何提高油茶的产量，是急需解决的问题。当前国内学者大都集中在对油茶的木本油料资源调查[2]、引种和育种栽培[3-4]、生物学特性[5]、营养成分和化学成分分析[6]、丰产栽培及造林技术[7]、油茶林健康经营技术[8]、综合开发利用和工艺流程[9]、油茶林种质资源[10]、套种对油茶幼林地土壤理化性状的影响[11]、油茶施肥配方技术[12]和无性系病虫害无公害防治技术[13]等方面进行了大量的研究，并取得了许多成果。营林用火作为经济林一种经营措施，不但能降低林内可燃物积累，减少病虫害发生，还可以改善林地土壤水热和养分条件，对林地肥力平衡、养分循环起到促进作用。但营林用火技术在油茶林中的应用国内还鲜有报道。因此，引进营林用火技术，通过实地试验和室内土壤化学性状测定分析，评价营林用火后对油茶产量的影响，探讨提高油茶产量新途径，对油茶林经营具有重要的现实意义。

1 试验设计与方法

1.1 试验区概况

试验地选择在江西丰城市袁渡镇泉田村油茶园基地，油茶林地海拔44 m，地势平坦。地理坐标为 28°13′55.35″N，116°02′29.65″E，总面积为88 km2。袁渡镇泉田村油茶基地为丰城福如泉三农服务有限公司集科研、教学、生产于一体，主要经营油茶为主的基地，油茶林于2005年始营建，主要品种有赣无系列和长林系列，其中赣无系列占80%，长林系列占20%。株高平均3 m以上。

1.2 试验设计

选择11月、来年1月、3月、5月、7月、9月阴天在油茶林内计划用火，每次用火面积667 m2，用火时间设为30、60、90、120 min，以CK（不用火）为对照，随机排列，3次重复。采用堆烧，辅以干柴燃烧材料，烧至设置时间熄火。

1.3 试验方法

1.3.1 外业样品的采集

在每次用火面积上设5个2 m×2 m小样方，营林用火前进行土壤取样，每隔2个月用一次火，用火6次结束后统一时间采样。用小铁锹分别在一个样地的5个点上按照0～5、5～10、10～20 cm层次进行采样，将土壤样品装入样品袋中，贴好标签，带回室内备用。5次重复。

1.3.2 室内化学成分的测定

土壤全氮采用凯氏消化、蒸馏滴定法测定；氮、磷、钾的测定分别采用碱解扩散法、0.5 molNaCO3法、1.0 molNH4OAC浸提火焰光度法测定；土壤有机质采用重铬酸钾氧化法测定；土壤pH值采用电位法测定。

1.3.3 数据处理

所有的实验数据借助Excel、DPS等软件进行处理，用方差分析统计方法进行分析。

2 结果与分析

氮、磷、钾是土壤的主要养分，肥力的高低是影响产量的主要因子。通过营林用火，提高油茶林地土壤养分，促进产量的提高和产值的增加。

2.1 油茶林地不同燃烧时间全氮含量的变化

由图1可知，不同燃烧时间，不同深度的土壤全氮含量均在增加。燃烧30 min， 5月份用火5～10 cm土壤全氮含量增加87.1%，10～20 cm增加62.1%，0～5 cm增加38.2%。燃烧60 min，5月份用火各层土壤全氮含量最高，5～10 cm土壤全氮含量与燃烧30 min一样，增加了87.1%，10～20 cm增加69.0%，0～5 cm增加29.1%。燃烧90 min，各层土壤全氮含量变化3月份出现了最高峰值，9月份出现了次高峰值；而且全氮含量大幅度增加，3月份5～10 cm土壤全氮含量增加161.3%，10～20 cm增加127.6%，0～5 cm增加41.8%；9月份0～5 cm增加29.8%，5～10 cm土壤全氮含量增加106.5%，10～20 cm增加58.6%。燃烧120 min，不同深度的土壤全氮含量增加最大值出现在5月份，5～10 cm土壤全氮含量增加122.6%，10～20 cm增加89.7%，0～5 cm增加58.1%。

对用火后土壤全氮作方差分析，因子A（间隔时间）与因子B（用火时间）的交互效应的P值=0.002 8＜0.05，存在显著差异，因子A（间隔时间）与因子C（不同土层）的交互效应的P值=0.736 6、因子B（火烧时间）与因子C（不同土层）的交互效应的P值=0.400 2均大于0.05，无显著差异（见表1）。

2.2 油茶林地不同燃烧时间有效磷含量的变化

提高土壤中有效磷含量有利于提高油茶林的产量。控制用火后，土壤中的有效磷增加，能明显改善磷的循环。从图2可知，用火燃烧30 min，0～5 cm和5～10 cm中的土壤有效磷几乎都在下降，但3月和9月用火后10～20 cm的有效磷大幅度提高，分别增加714.9%、602.9%。5月份用火，燃烧60 min，10～20 cm土壤有效磷增加537.3%；9月份用火，燃烧60 min，5～10 cm土壤有效磷增加290.0%，0～5 cm增加227.1%。

燃烧90 min，深度越深，土壤有效磷增加越多；与对照比较，5月份10～20 cm增加了644.8%，5～10 cm增加了222.9%，0～5 cm增加了83.1%。燃烧120 min，土层越深，土壤有效磷增加越多；5月份10～20 cm增加了376.1%，5～10 cm增加了137.1%，0～5 cm增加了98.1%。

对土壤有效磷含量作方差分析，其中因子A（间隔时间）与因子B（用火时间）的交互效应的P值=0.084 4、因子A（间隔时间）与因子C（不同土层）的交互效应的P值=0. 865 9、因子B（火烧时间）与因子C（不同土层）的交互效应的P值=0.922 2均大于0.05，无显著差异（见表2）。

图1 不同燃烧时间不同土壤深度全氮含量变化Fig.1 Total nitrogen content changes in different soil layers with different combustion time

表1 全氮含量变化的方差分析Table 1 Variance analysis on soil total nitrogen content change after combustion

2.3 油茶林地不同燃烧时间速效钾含量的变化

油茶林地用火后，燃烧30 min， 0～5 cm土层钾的含量比对照低。5～10 cm除7月份是降低外，其余各次用火钾的含量均增加。9月份用火钾含量增加最大，为27.5%。10～20 cm钾含量增加幅度小，3月份用火是所有用火次数中钾含量最高的，与对照比也只增加21.6%。用火60 min，钾的含量呈波浪式变化，有降有升。1月和5月用火，0～5 cm钾的含量是上升的，其他用火时间钾的含量是下降的。3月和5月用火，5～10 cm钾的含量是上升的，其他用火时间钾的含量也是下降的。10～20 cm除第一次和7月用火外，其他用火时间钾含量是增加的，其中5月份用火增加最大，为35.2%。不同用火月份燃烧90 min，钾的含量有升有降，也呈波浪式分布，但升高与降低的月份与燃烧60 min不一致。与对照比，0～5 cm钾的含量下降，5～10 cm和10～20 cm 7月份用火钾含量最高，分别增加36.9%和43.2%。燃烧120 min，0～5 cm和5～10 cm土壤中钾的含量与对照比没有增加，10～20 cm冬、夏两季有增加，1月份用火增加了49.7%，7月份用火增加了17.2%（见图3）。

对土壤速效钾含量作方差分析，因子A（间隔时间）与因子B（用火时间）的交互效应的P值=0.289 3、因子A（间隔时间）与因子C（不同土层）的交互效应的P值=0.744 1、因子B（火烧时间）与因子C（不同土层）的交互效应的P值=0.215 9均大于0.05，无显著差异（见表3）。

图2 不同燃烧时间不同土壤深度有效磷含量变化Fig.2 Available phosphorus changes in different soil layers with different combustion time

表2 有效磷含量变化的方差分析Table 2 Variance analysis on soil available phosphorus content changes after combustion

2.4 油茶林地不同燃烧时间土壤有机质含量的变化

高强度火烧土壤有机质几乎全部破坏，而低强度火烧虽然土壤表层有机质减少，但下层土壤有机质含量增加。因此，低强度用火使土壤有机质发生了再分配，而不是单纯地减少。土壤有机质是土壤的重要组成部分，是土壤养分的来源，是土壤形成的物质基础之一。土壤有机质有利于土壤团粒结构的形成，在土壤肥力发展过程中起着极其重要的作用，能改善植物土壤水分状况和营养状况。

本组资料中,观察组经过优质护理后,其皮肤反应舒适程度明显高于对照组,皮肤炎恢复时间较对照组明显缩短,护理满意率明显提高。与资料报道相似[4]。提示在鼻咽癌放疗所致皮肤炎患者中实施优质护理效果显著,可明显改善皮肤炎症状态,促进皮肤恢复,同时医患关系更加和谐,患者满意率明显提高,因此是一种有效的护理模式。

燃烧30 min，0～5 cm的土壤有机质含量除3月份偏低外，其他月份都在增加，增加最多的是5月份，增加了38.7%。5～10 cm也是5月份用火土壤有机质含量最高，增加了83.6%。

燃烧60 min，各层土壤有机质含量迅速增加。其中5月份各层增加最大，0～5 cm增加了27.6%，5～10 cm增加了99.7%，10～20 cm增加了91.6%。燃烧90 min，各层土壤有机质含量也在增加，其中3月份用火各层增加最大，0～5 cm增加了48.9%，5～10 cm增加了161.6%，10～20 cm增加了87.7%。燃烧120 min，除1月和3月增加得慢，其他月各层土壤有机质含量增加较快，尤其5月份用火，各层增加最大，0～5 cm增加了57.5 %，5～10 cm增加了 114.9%，10～20 cm增加了86.7%（见图4）。

对土壤有机质含量作方差分析，因子A（时间间隔）与因子B（用火时间）的交互效应的P值=0.001 2＜0.01，存在显著差异；因子A（时间间隔）与因子C（不同土层）的交互效应的P值=0.703 1，因子B（火烧时间）与因子C（不同土层）的交互效应的P值=0.406 0均大于0.05，无显著差异（见表4）。

图3 不同燃烧时间不同土壤深度速效钾含量变化Fig.3 Available K content changes in different soil layers with different combustion time

表3 速效钾含量变化的方差分析Table 3 Variance analysis on soil available K content after combustion

2.5 油茶林地不同燃烧时间土壤pH值的变化

pH值对土壤微生物有很大的影响，适宜的酸碱性有利于土壤微生物活动，加速枯落物分解，从而促进油茶生产。油茶林地用火后，能促进pH值增加和土壤微生物旺盛，增加地力。燃烧30 min，0～5 cm和10～20 cm的pH值分别增加23.2%、9.0%；燃烧60 min，0～5 cm和10～20 cm pH值分别增加85%、14.3%；燃烧90 min和120 min，5～10 cm pH值仍然没有多大变化，pH值的增加，仍然体现在0～5 cm和10～20 cm土层中，月份不同而已。1月份燃烧90 min，0～5 cm和10～20 cm分别增加7.2%、4.3%；9月份燃烧120 min，0～5 cm和10～20 cm分别增加11.3%、20.0%。

对pH值作方差分析，其中因子A（间隔时间）与因子B（用火时间）的交互效应的P值=0.132 1，因子A（间隔时间）与因子C（不同土层）的交互效应的P值=0.851 1，因子B（火烧时间）与因子C（不同土层）的交互效应的P值=0.176 5，均大于0.05，无显著差异（见表5）。

2.6 油茶林地不同燃烧时间对产量产值的影响

油茶林地不同用火时间，土壤全氮、有效磷、速效钾、有机质和pH值均在增加，其中增加的效果为燃烧90 min＞燃烧60 min＞燃烧30 min＞燃烧120 min。对应的产量也是这个顺序，燃烧90 min产量2 423 kg/hm2，燃烧60 min产量2 378 kg/hm2，燃烧30 min产量2 350 kg/hm2，燃烧120 min产量2 320 kg/hm2，CK产量 2 250 kg/hm2。产量的计算是根据实测单株产量，再按1 515株/hm2折算。

图4 不同燃烧时间不同土壤深度有机质含量变化Fig.4 Organic matter changes in different soil layers with different combustion time

表4 有机质含量变化的方差分析Table 4 Variance analysis on soil organic matter changes after combustion

通过油茶林地燃烧，有效地改变了土壤化学性状，使油茶林地土壤氮、磷、钾主要养分大幅度增加，在提高产量的同时也提高了产值，与产量对应的产值是燃烧90 min＞燃烧60 min＞燃烧30 min＞燃烧120 min，分别是44 098.6、43 279.6、42 770、42 224元/hm2，CK为 40 950元/hm2。产值是根据2012年江西茶油市场价格70元/kg计算。出油率按0.26计。

3 结论与讨论

3.1 结 论

磷的提高和循环也受火的影响，火烧后地表可燃物中的磷以细灰颗粒形式大量损失，而土壤下层中的磷却大量增加。由于燃烧地表温度在300℃以下，10～20 cm土温在40 ℃左右（实测资料），有利于磷的积累。燃烧30、60、90和120 min，10～20 cm有效磷大幅度提高，其中燃烧90 min较CK增加了644.8%。

图5 不同燃烧时间不同土壤深度有机质含量变化Fig.5 pH content changes in different soil layers with different combustion time

表5 pH值变化的方差分析Table 5 Variance analysis on soil pH value changes after combustion

燃烧30 min，土壤表层钾降低，深层增加。燃烧60、90和120 min，钾的变化呈波浪式，有升有降，这与前人研究是一致的[14]。钾的增加，出现的燃烧月份较复杂，7月份燃烧90 min，在10～20 cm土层钾的含量达到最大值，与CK比增加了43.2%，这与钾的低挥发性有关。

火烧对土壤上层的有机质会有破坏，但对下层破坏不大。3月份用火，不同燃烧时间，各层土壤有机质均迅速增加，燃烧90 min，5～10 cm增加161.6%。低强度火烧使土壤有机质发生了再分配，而不是单纯地增加或减少。

不同燃烧时间土壤上层pH值明显增加，11月份燃烧60 min，pH值增加85%。火烧对土壤pH值的影响一般只作用土壤表层，pH值的增加与减少因树种不同而不同。

全氮和有机质不同月份用火与燃烧时间有显著差异，其他土壤养分无显著差异，说明不同时间用火对土壤养分影响不大，影响土壤养分主要是燃烧时间。

在春、秋季燃烧90 min效果最好，由于各种土壤养分的增加，使林地肥力提高，油茶产量和产值均排在第一位。

3.2 讨 论

油茶林是可永续发展的经济林，经济效益高，尽管国内诸多学者在油茶中低产改造、栽培、育种、品种改良、生物特性、加工利用做了很多方面的研究，但在油茶林地引入营林用火技术作为提高产量的一种措施，在江西还是首次。随着科学技术的发展，人们对营林用火越来越深，对油茶的发展越来越关注，对品质的要求越来越高。营林用火是在一定条件下进行的，对植物不仅无害反而是有益的，有利于改善植物的生长环境，在一定程度上促进林内能量转换和养分循环，提高了油茶林生态系统的生产力和对病虫害的抵抗力。

本研究通过营林用火对油茶林地土壤养分的实验分析，得出了用火对油茶林地土壤养分的变化情况。今后应将理化性状结合分析，同时开展营林用火对油茶林地土壤微生物影响的研究。

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Effects of prescribed fi re on soil nutrients in Camellia oleifera forest

ZHENG Yu-tao1,2,XIONG Jian-ping2,YE Qing3,LEI Xiao-lin1,WU Hong-min3,XIAO Jin-xiang3
(1. Jiangxi Academy of Forestry,Nanchang 330013,Jiangxi,China; 2.Third-branch of Jiangxi Forest Public Security Bureau,Fenyi 336600,Jiangxi,China; 3.College of Forestry,Jiangxi Agricultural University,Nanchang 330045,Jiangxi,China)

The prescribed fi re in silviculture can enhance soil nutrient circulation and redistribution,maintain soil ecological balance.The treatments of prescribed burning have been performed every one month in Camellia oleifera forests in Quantian village,Yuandu town,Fengcheng county,Jiangxi province from November 2012 to September 2013. By comparing and analyzing the soil nutrients,pH and yields of C. oleifera forests under different burning lasting time,the effects of prescribed fi re on and soil nutrient contents and yields were investigated. The results show that (1) after prescribed fi re,the soil nutrient contents,nitrogen,phosphorus,potassium and soil pH in the forests were all increased,the prescribed fi re mouths that the soil nutrient levels increased greatly concentrated in March,May and September; (2) The duration time of prescribed burning had signi fi cant difference effects on the soil nutrient contents,the effecting amplitudes of fi re lasting time on soil nutrient contents increase ranked as follows; 90 min＞60 min＞30 min＞120 min; (3) The soil samples in depths of 0～5 cm,5～10 cm,10～20 cm were determined after a year,in 5～10 cm soils the effects with prescribed burning on total nitrogen,organic matter and pH were the greatest,while in 10～20 cm depth those with prescribed fi re on of soil available phosphorus and available potassium were the greatest; (4) The yield and output values of C. oleifera forest with different burning lasting time ordered as: 90 min＞60 min＞30 min＞120 min,of them the production of lasting time 90 min was 2 423 kg/hm2,the output value was 44 098.6 yuan/hm2.

Camellia oleifera forest; fi re use in forest management; burning time; soil nutrients; Jiangxi province

S794.4；S762.8

A

1673-923X(2016)01-0026-07

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.01.005

2014-05-14

国家林业公益性行业专项项目：红壤丘陵区经济林生态经营关键技术研究（201104052）

郑育桃，助理研究员，硕士 通讯作者：肖金香，教授；E-mail：xiaojinxiangjx@126.com

郑育桃，熊建平，叶 清，等. 营林用火对油茶林地土壤养分的影响[J].中南林业科技大学学报，2016,36(1): 26-32,39.

[本文编校：谢荣秀]