黄艺　黄红燕　刘昔辉　区惠平玉小迷　黄承革　于永霞　商本庆

摘要：【目的】調查分析不同连作年限条件下桑园土壤肥力变化及其与桑叶产量的关系，为桑园土壤养分管理和健康可持续发展提供参考依据。【方法】以近15年未植桑的田块为对照（CK），测定连作5、10和15年桑园根际土壤的有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾和pH等土壤参数，并分析其与桑叶年产量的关系。【结果】与CK相比，连作5和15年的桑园土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾、pH和速效钾/速效氮、速效钾/速效磷显著提高（P<0.05，下同）；连作10年，桑园土壤全磷、全钾、速效磷、速效钾含量和速效磷/速效氮、速效钾/速效氮、速效钾/速效磷显著降低。桑园土壤养分整体以连作15年最高，连作5年次之，连作10年最低；桑叶年产量以连作10年最高，达40050 kg/ha，连作5年次之，连作15年最低。相关性分析结果表明，有机质含量与其他养分含量均呈显著或极显著（P<0.01，下同）正相关，pH与有机质、全氮、速效氮和速效钾呈极显著正相关；桑叶年产量与土壤养分含量呈显著或极显著负相关。【结论】长期植桑的桑园土壤养分含量与桑叶年产量密切相关。增施有机肥可提高桑园土壤有机质，也有助于均衡提高土壤养分及改善土壤pH。

关键词： 桑园；连作；土壤养分；桑叶产量

中图分类号： S888.5 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2017）04-0628-05

Abstract：【Objective】Effects of different continuous cropping years on soil fertility and relation between continuous cropping duration and mulberry leaf yield were studied，in order to provide references for soil nutrition improvement and sustainable development of mulberry fields. 【Method】The field of nearly 15 years without mulberry planting was chosen as control，and soil organic matter，total nitrogen，total phosphorus，total potassium，available nitrogen， available phosphorus， available potassium and pH in rhizosphere soil under different mulberry growing years（5，10 and 15 years） were determined and the relation between mulberry growing years and mulberry leaf yield was also analyzed. 【Result】Soil organic matter，total nitrogen，available nitrogen，available potassium，pH，available potassium/available nitrogen and available potassium/available phosphorus significantly increased（P<0.05， the same below） under both five years continuous cropping and 15 years continuous cropping treatments compared with CK. But soil total phosphorus，total potassium and available phosphorus，available potassium， available phosphorus/available nitrogen，available potassium/available nitrogen and available potassium/available phosphorus significantly decreased under ten years continuous cropping treatment. Overall soil fertility level was the highest under 15 years continuous cropping treatment，followed by five years continuous cropping， and that under ten years continuous cropping treatment was lowest. Annual yield of mulberry leaf was the largest under ten years continuous cropping， reaching 40050 kg/ha， followed by that of five years continuous cropping and 15 years continuous cropping. Correlation analysis showed that soil organic matter had a significant positive correlation（P<0.01， the same below） with other nutrients. There were also significant positive correlations between pH and soil organic matter， total nitrogen， available nitrogen as well as available potassium.There was significantly negative correlation between soil nutrient content and mulberry leaf yield. 【Conclusion】Soil nutrients in mulberry fields of continuous cropping are closely related to mulberry leaf yield. Supplement of organic matter can increase organic matter in the soil， and balance soil nutrients and pH.

Key words： mulberry field； continuous cropping； soil nutrition； mulberry leaf yield

0 引言

【目的】桑树属桑科（Moraceae）桑属（Morus L.），为多年生、深根性、阔叶型、落叶性小乔木或灌木，适应性强，在我国各省均有分布。随着国家“东桑西移”工程的不断推进，桑蚕业已成为广西特色优势产业之一。2014年广西桑园面积达19.26万ha，约占全国桑园总面积的1/4（祁广军等，2015）。由于桑树为多年生，且常年砍伐和一年多次摘叶养蚕，因此对土壤养分的消耗量大，故超量施用化肥问题非常突出。但过量施入化肥常导致土壤富营养化或养分非均衡化，进而出现因土壤障碍而造成作物产量下降等问题。因此，开展不同种植年限条件下桑园土壤养分变化和桑叶产量响应研究，对指导桑园土壤科学管理及保障桑园可持续发展具有重要意义。【前人研究进展】至今，有关不同作物、不同连作年限的土壤养分变化已有较多研究报道。刘建国等（2009）、马海燕等（2011）研究表明，长期连作棉花和连作非洲菊后，土壤含盐量会逐渐增加，有次生盐渍化倾向，土壤中氮、磷、钾比例失调，连作障碍效应明显。邓阳春和黄建国（2010）研究表明，短期连作（3季）烟叶后，土壤有效养分有不同程度的增加，有效磷增幅最大，有效钾次之，有效氮最低，但有机质未发生显著变化，pH呈缓慢降低趋势。薛亮等（2011）研究表明，砂田土壤连作西瓜5～10年后，其土壤微生物量碳、氮均有较大幅度下降，有机质和速效养分含量均不同程度降低，土壤肥力下降，连作年限超过20年 后不再适宜种植西瓜。凌宏文等（2015）研究指出，随着桑园经营年代的增加，土壤酸化的同时，容易流失营养元素钙、镁、钾而积累铝，引起土壤质量下降。张丽娜等（2016）研究表明，甜瓜连作5年后，钾肥缺失明显，氮肥出现富集现象，而磷肥保持相对稳定；土壤中过氧化氢酶活性随连作年限增加呈上升趋势，脲酶和磷酸酶则均下降超过30%，这种下降不利于作物对氮素和磷素的吸收利用。可见，通过研究作物不同连作年限的土壤养分变化可为当地作物栽培管理提供有效的土壤信息。【本研究切入点】广西是全国桑蚕主产区，且大部分桑园种植年限超过10年，而過量施肥对当地桑叶产量和土壤质量产生的负面影响尤为突出（祁广军等，2015），但目前对长期连作桑园的土壤理化性状和桑叶产量变化缺乏系统研究。【拟解决的关键问题】以近15年未种植过桑树的田块为对照，通过调查分析广西桑园连作5、10和15年后的土壤理化性质及桑叶产量，揭示连作桑园土壤质量演变规律及其与桑叶产量的关系，以期为桑园土壤养分管理和健康可持续发展提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验区概况

试验区位于广西玉林市福绵区樟木镇太平村桑园，该区气候属南亚热带季风气候区，年平均气温21 ℃，年均降雨量1650 mm，但分布不均，夏季降水多，冬季少，年均日照时数1795 h，无霜期长，年均无霜天数346 d。

1. 2 试验材料

供试桑树品种：桂桑优12（广西蚕业技术推广总站选育）。

供试土壤：赤红壤，其成土母质为第四纪红土。

供试肥料：鸡粪（当地农家肥）、尿素（N 46.4%）、复合肥（15-15-15）、过磷酸钙（P2O5 14%）。

1. 3 试验方法

试验设连作桑树5、10和15年3个处理，以近15年未种植作物的田块为对照（CK）。连作5、10和15年的桑园均在同一片桑树种植区域内，分别于2001年春、2006年春和2011年春种植，面积为2.67、3.33和4.00 ha。CK为紧靠桑树种植区旁且近15年未种植作物的荒草地，面积约333.33 m2。

桑树均采用单行种植，株行距30 cm×80 cm。桑园年施肥量均为鸡粪15000 kg/ha、尿素150 kg/ha、复合肥（15-15-15）2250 kg/ha、过磷酸钙1500 kg/ha，折合纯化肥N 407 kg/ha、P2O5 547.5 kg/ha、K2O 337.5 kg/ha。每年所需肥料分春肥和夏肥2次施入，采用条施方式，其中鸡粪、尿素和过磷酸钙作为春肥施用，复合肥按春肥∶夏肥为1∶3的比例施用。春夏肥分别于2月底和7月底施入；从3月中下旬开始摘叶养蚕，7月上旬进行夏伐，采用根刈，把地上的枝条齐地面剪去，待长出新枝后，从8月中下旬～11月下旬一直摘叶养蚕。12月中旬冬伐，采用低刈，在夏伐后长出的健壮枝条30～60 cm高度处剪伐，待翌年萌发新枝。病虫害按常规管理进行防治。

1. 4 测定项目及方法

1. 4. 1 桑叶产量调查 2015年在连作5、10和15年桑园分别随机布设3个面积为25 m2（5 m×5 m）的地块进行桑叶产量调查，春、秋两季桑叶产量的总和为桑叶年产量。

1. 4. 2 土壤养分测定 2016年1月，在CK和不同连作年限桑园分别随机布设的3个地块，采用S形5点混合法采集桑树根际0～20 cm土层土壤混合成1个样品。每个土壤样品自然风干、粉碎，分别过18目和100目筛，其中过18目筛土壤用于分析土壤pH、速效氮、速效磷和速效钾含量，过100目筛土壤用于分析土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量。土壤养分分析参照《土壤农业化学分析方法》（鲁如坤，2000），其中，pH按1.0∶2.5土水比，用pH计测定；速效氮采用碱解扩散法测定；速效磷采用钼兰比色法测定；速效钾采用1 mol/L NH4OAc浸提，火焰光度法测定；有机质采用K2Cr2O7 -

H2SO4消煮，FeSO4容量法测定；全氮含量采用凯氏定氮法测定；全磷含量采用NaOH熔融—钼锑抗比色法测定；全钾含量采用NaOH熔融—火焰光度法测定。

1. 5 统计分析

采用Excel 2007制图及DPS 7.50进行统计分析，用新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2. 1 不同连作年限桑园土壤养分含量变化

土壤养分测定结果（表1）表明，随着连作年限的延长，桑园土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾含量和土壤pH均表现为先升高后降低再升高的变化趋势。与CK相比，连作5年后，土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾含量和pH分别显著提高42.8%、65.0%、38.2%、75.9%和10.5%（P<0.05，下同）。连作10年后，土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾含量和pH较连作5年的分别显著下降33.0%、32.1%、17.3%、67.8%和8.6%，除速效钾含量外，其他养分含量与CK无显著差异（P>0.05，下同）。连作15年后，土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾含量和pH值又显著增加，其中，土壤有机质和全氮含量显著高于其他连作年份和CK处理，速效氮、速效钾和pH显著高于连作10年和CK处理，但与连作5年的无显著差异。可见，连作15年有利于提高土壤有机质和全氮含量，连作15年和连作5年均有利于提高土壤速效氮、速效钾和土壤pH。与CK处理相比，连作5年和连作10年处理土壤全磷、全钾和速效磷含量均有下降趋势，其中连作10年分别显著降低37.4%、39.3%和27.3%。对连作10年内的土壤全磷、全钾和速效磷进行线性拟合，结果显示连作10年内土壤全磷、全钾和速效磷以年0.0074 g/kg（y=-0.0074x+0.1953）、0.0894 g/kg（y=-0.0894x+2.332）和5.2667 mg/kg（y=-5.2667x+

196.7）的速度下降。连作15年，土壤全磷和速效磷含量显著高于其他处理，全钾含量仅显著高于连作10年处理。

由表1还可看出，由于不同连作年限桑园土壤速效氮、磷、钾的变幅不一，极大改变了土壤中有效养分的比例。与CK相比，连作5和15年显著提高了速效钾/速效氮和速效钾/速效磷，连作10年显著降低了速效磷/

速效氮、速效钾/速效氮和速效钾/速效磷。

2. 2 不同连作年限桑园土壤养分间的相关性分析结果

对不同连作年限桑园土壤各主要养分间的相关性进行分析，结果（表2）表明，除全氮、速效氮与全磷、全钾，速效氮与速效磷，pH与全磷、全钾和速效磷相关不显著外，其他土壤养分间的相关性均达显著或极显著水平（P<0.01，下同），其中土壤有机质含量与所有养分含量均呈显著或极显著正相关，pH与有机质、全氮、速效氮和速效钾呈极显著正相关。说明多施有机肥、增加桑园土壤有机质对均衡提高桑园土壤养分及改善土壤pH有积极作用。

2. 3 不同连作年限桑叶年产量变化

由图1桑叶产量调查结果可知，不同连作年限下桑叶年产量存在显著差异，其中，以连作10年的桑叶年产量最高，达40050 kg/ha，连作5年的次之，连作15年的桑叶年产量最低，各不同连作年限处理间桑叶产量差异均达显著水平。

2. 4 桑叶年产量与土壤养分间的相关性分析结果

连作5、10和15年桑园的桑叶年产量与土壤主要养分间的相关性分析结果（表3）表明，桑叶年产量与土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾和土壤pH均呈极显著负相关，与速效氮呈显著负相关。各土壤养分及pH与桑叶产量的相关系数绝对值排序为全钾>速效钾>全氮>有机质>pH>全磷=速效磷>速效氮。

3 讨论

土壤是桑树生长的主要环境，土壤肥力高低直接影响着桑树的生长与生物量累积。本研究结果表明，与CK相比，连作5和15年桑园的土壤有机质、全氮、速效氮、速效钾含量显著提高，可能与桑园连年增施鸡粪有机肥有关。沈国新等（1995）通过桑树固定比例长期定位施肥试验，认为桑树施肥量的N∶P2O5∶K2O适宜比例为10∶6∶8；曾艳（2007）通过在南宁良庆区开展的大田肥料试验，得出桑园适宜的氮、磷、钾肥用量为纯N 414 kg/ha、P2O5 300 kg/ha、K2O 337.5 kg/ha，即N∶P2O5∶K2O比例为10∶7∶8。参照沈国新等（1995）和曾艳（2007）的研究结果，本研究中桑园的氮、钾化肥施入量及比值均在适宜范围，已能够满足桑树生长所需要的氮、钾养分需求，因此通过鸡粪投入的养分为额外养分，从而有利于土壤有机质、全氮等养分含量的积累，与甘丽红等（2016）在桑園施用鸡粪有机肥可提高土壤有机质的研究结果一致。凌宏文等（2015）研究认为，由于桑叶被摘走养蚕，导致桑地残留物较少，可引起持续经营的桑园土壤pH下降。本研究结果与上述结果存在差异，即与CK相比，植桑土壤pH均呈上升趋势，可能与桑园土壤常年配施鸡粪有机肥有关，鸡粪可提高土壤交换性盐基离子含量和有机质含量，从而提高土壤pH（汪吉东等，2014；甘丽红等，2016）。可见，配施鸡粪有机肥不仅是保持和提高土壤肥力的一种可行策略，还对连作土壤酸碱度的重新分配具有重要意义。此外，本研究中桑园连续种植10年内全磷和速效磷含量随种植年限的延长而下降，可能一方面与鸡粪有机肥提高作物对磷的积累有关，另一方面，随种植年限延长，土壤磷最大吸附量、磷最大缓冲容量降低，土壤磷吸附饱和度和解吸率提高（高秀美等，2010），土壤磷淋失增加（杨苞梅等，2010），因此会出现土壤磷含量降低。连作15年后土壤磷含量较CK显著增加，但具体原因有待进一步探讨。

土壤养分间的关系研究对改良土壤、促进桑树对养分的吸收具有重要指导意义。鲁剑巍等（2004）对湖南省桑蚕主产区桑园土壤养分进行分析，得出桑园土壤pH与有机质、速效钾含量呈正相关，与速效氮、速效磷含量呈负相关；有机质含量与pH、速效氮、速效磷、速效钾均呈正相关，其中与速效氮和速效钾的相关达极显著水平。在本研究中，土壤有机质含量与其他养分含量均呈显著或极显著正相关，pH与有机质、全氮、速效氮和速效钾呈极显著正相关。说明多施有机肥、增加桑园土壤有机质对均衡提高桑园土壤养分，改善土壤酸碱度有重要意义。

桑树由于每年两次砍伐及多次摘叶养蚕，故树干养分低，树势较弱，桑叶产量低。目前，国内外针对不同连作年限下桑叶产量的研究报道不多，仅见濑户川等（1983）调查了连续20年采用标准肥培管理措施和夏伐方法的不同密度低干专用桑园的桑叶产量，发现桑叶年收获量随连作年限的增加而增加，至第13年开始缓慢下降， 15年以后急剧下降。本研究结果与上述结果类似，桑叶产量随种植年限的增加而增加，至第10年达最高值，15年显著下降，并显著低于连续种植5年的桑叶产量。

郇慧慧等（2014）通过桑树分枝数变化与桑葉生物量的关系研究，发现桑树对生物量的积累与分枝数无关，而主要取决于周围环境是否能提供充足的资源以保障生长发育的需要。考虑到土壤是桑树生长的主要环境，本研究将桑叶产量与土壤养分含量进行相关分析，发现两者间呈显著或极显著负相关。土壤养分的大幅度增加（减少）发生在桑园大幅度减产（增产）之后，连续植桑10年，桑叶产量显著增加，但施入土壤的养分持续不变，因此，各土壤养分含量明显减少；连作15年，桑叶产量显著下降，肥料未能被桑树充分吸收而滞留土壤，故土壤养分含量明显提高。

氮磷钾比例失调是连作障碍的主要原因之一（刘建国等，2009；马海燕等，2011）。在本研究中，连作15年桑园土壤养分含量整体高于CK、连作5年和连作10年处理，但桑叶产量却显著降低，其原因是否与土壤速效养分比例的改变有关有待进一步研究验证。

4 结论

桑园土壤养分及pH与连作年限密切相关，桑园连作5、10和15年，土壤养分整体呈现升高—降低—升高的趋势。桑叶年产量与土壤养分含量呈显著或极显著负相关。增施有机肥可提高桑园土壤有机质，也有助于均衡提高土壤养分及改善土壤pH。

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（责任编辑 王 晖）