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毛竹林不同肥种施肥对土壤物理性状的影响

2018-09-05魏增庆

安徽农学通报 2018年16期
关键词:总孔隙度水稳性土壤结构

魏增庆

(三明市梅列区城区林业工作站,福建三明 365000)

毛竹林是福建省森林资源的重要组成部分,经营效益高[1-3]。毛竹林的生长、分布、演替以及竹笋、竹材产量等都受土壤因子的制约,而现代竹业中肥料的施用是提高竹林木产量的重要物质基础。随着竹产业的发展,广大毛竹经营管理者越来越重视肥料的使用[4-12]。施肥对土壤物理性状会产生积极或消极的影响,施肥要做到合理施肥和经济施肥,不给竹林生态系统带来负面影响,因此肥料的选择尤为重要。本试验在毛竹林丰产培育中分别使用精制有机肥、复合肥、尿素3种肥料,并以不施肥为对照,研究毛竹林不同肥料品种施肥对土壤物理性状的影响,以期为毛竹林施肥选择肥料品种、制定施肥技术措施提供理论依据,为毛竹林持续丰产培育提供生产实践经验。

1 试验地概况

试验设在福建省三明市梅列区(北纬26o14′~26o25′,东经117o30′~117o47′)洋溪镇新街村。梅列区域性气候属中亚热带大陆性兼海洋性季风气候,常年平均气温19.5℃,极端最高温40.2℃,极端最低温-5.8℃。年平均降水量1726mm,2—4月为春雨季节,降水量420~550mm,5—6月为梅雨季节,降水量320~475mm,水湿条件与毛竹出笋成竹规律基本同步;7—8月常受热带风暴的影响,多雷阵雨,降水量较大且集中,在此期间,水土流失较为严重。全年平均空气相对湿度79%。洋溪镇地带性土壤为红壤、黄红壤,海拔高度大多在500~800m,适宜毛竹林生长发育,是毛竹林最适宜区,也是毛竹最适宜分布带,毛竹林经营面积较大。试验林选择洋溪镇新街村5林班9大班5小班。该小班为毛竹纯林,经营方向为笋竹两用毛竹林,试验前立竹密度为3075~3375株/hm2,平均胸径8.4cm,林相较整齐。经常施用草甘膦进行化学除草。

2 试验方法

2014年1月在原有笋竹两用林中选择同一面坡、毛竹林生长状况和经营措施基本相似的竹林,进行施肥试验。共设4个施肥处理,分别为:(1)Y处理。施用精制有机肥900kg/hm2。有机肥选择福建省永安市智胜化工有限公司采用纯植物性原料,经发酵生产的精制有机肥。有效成分:有机质≥30%,氮N8%,P2O55%,K2O5%。折合纯氮72kg/hm2;(2)F处理。施用复合肥750kg/hm2。复合肥组成为含氮15%,P2O515%,K2O 15%。折合纯氮112.5kg/hm2;(3)N处理。施用尿素(含氮46%)245kg/hm2,折合纯氮112.7kg/hm2;(4)CK处理。不施肥,作为对照。

每小区面积25.8m×25.8m。田间试验设计为不完全随机区组设计,3次重复。2014年11月全面锄草后,在距母竹50cm,靠山坡上部挖半月形沟(深15cm),施肥后覆盖。施肥后每年在出笋盛期(因当年气候不同有所不同),一般在每年3月25日至4月1日间保留生长发育健康,笋体大于平均胸径的毛竹笋,其余前后笋全部采挖,现场称重,累计算出每年的产笋量。每年11月采伐同年留笋养竹相应的毛竹株数,间伐对象以砍老留嫩、砍小留大、砍密留稀、砍劣留优为原则,保持相对稳定的立竹数。测定每年砍伐毛竹的平均胸径(D)和数量(N),采用以下公式计算产材量(W)。

2017年11月测定保存立竹的平均胸径和立竹数,同样采用以上公式计算现存竹材量。2017年9月在各标准地按“S”形布点,多点(5点)分别在0~20cm、20~40cm土层采集土样,同时用环刀,饭盒取原状土,各处理土样带回室内按不同层次混合后供分析测定,每个样品重复5次。土壤容重用环刀法;土壤团聚体用机械筛分法;土壤水分物理性质用室内环刀法[13]。

3 结果与分析

3.1 土壤容重 土壤容重是土壤物理性状中最重要指标,表1是不同肥种施肥土壤物理性状的测定结果。从表1中可知:不同处理土壤容重大小不同。0~20cm土层土壤容重从大到小依序为:CK>N>F>Y处理。CK处理容重值最大,分别比Y、F和N处理增加14.8%、6.9%和6.0%,表明CK处理土壤较坚实、板结。Y处理的0~20cm土层土壤容重值最小,与F、N处理比分别降低6.9%和7.7%,土壤容重值大小取决于土壤结构和垒结状况,可以作为评价土壤坚实度的衡量指标,表明Y处理土壤较疏松、土壤结构和垒结状况已有改观,说明使用精制有机肥能够使得土壤疏松通气。Y处理施用的精制有机肥,含有较高的有机质,有机质胶结性能较好,有利于团粒结构形成,土壤变得疏松多孔。F、N处理土壤容重值也有不同程度的降低,说明施肥在一定程度上可以降低土壤容重。CK处理土壤容重值较高,与该毛竹林长期使用草甘膦进行化学除草有关。长期使用草甘膦,竹林内杂草尤其是许多1年生良性植物被杀死干枯,有机质没有回归林地,使得土壤酸化、板结。Y处理土壤容重值降低幅度明显大于F、N处理。为此,在长期使用草甘膦进行化学除草的毛竹林经营管理上,一方面应该不使用草甘膦进行化学除草,或控制化学除草的次数;另一方面大力提倡使用精制有机肥进行施肥,以降低土壤容重,促使土壤结构恢复,增强土壤肥力,有利于毛竹林的孕笋成竹。

从表1的20~40cm土层土壤容重值的比较也可知:20~40cm土层土壤容重值同样呈现0~20cm土层的变化趋势。CK处理容重值最大,分别比Y、F和N处理增加12.3%、8.5%和6.7%;Y处理20~40cm土层土壤容重值最小,与F、N处理比分别降低5%和5%。毛竹林鞭根系统多分布在20~40cm土层,20~40cm土层土壤容重值降低无疑对毛竹林竹鞭的行走、穿插有利。

表1 定向间伐对土壤结构影响

3.2 土壤水稳性团聚体 从表1可知,不同肥种施肥4年后毛竹林水稳性团聚体含量存在差异。0~20cm CK处理毛竹林中水稳性团聚体含量只有72.4%,这与毛竹林长期使用草甘膦进行化学除草有关,也与人为干扰较多,水土流失,造成土壤粘粒淋失有关。土壤水稳性团聚体含量从高到低依次为:Y>F>N>CK处理。表明Y处理0~20cm土层水稳性团聚体含量最高,比CK处理水稳性团聚体含量增加12.8%。水稳性团聚体是表征土壤结构的重要指标,对土壤抗蚀性和通气性具有明显影响,说明采用Y处理后腐殖质增加,其胶结起来的颗粒,不易崩解,这种土壤结构持水能力较强,透气性适中,具有良好的保水保肥能力。为此,在毛竹林,尤其是长期使用草甘膦进行化学除草的毛竹林,应该多施有机肥,以改善土壤结构。F、N处理水稳性团聚体也有不同程度趋好,但变化幅度明显低于Y处理,比CK处理水稳性团聚体含量分别增加10.8%和9.3%。

土壤结构体破坏率是表征土壤抗蚀性重要指标,从表1中可知,0~20cm土层土壤结构体破坏率,CK处理为18.5%,Y处理只有10.6%,Y处理比CK处理降低42.3%。从表1中也可以看出,不同处理20~40cm土层土壤水稳性团聚体含量和土壤结构体破坏率也有不同程度变化,Y处理与CK处理比水稳性团聚体含量增加16.8%,土壤结构体破坏率降低45.6%。

3.3 土壤孔隙状况 土壤孔隙状况是土壤物理性状的重要特性之一,对土壤持水能力和通气状况有重要影响。从表1可知:0~20cm土层土壤非毛管空隙、总孔隙度从大到小依次是Y>F>N>CK处理,Y处理非毛管空隙、总孔隙度分别为15.42%和65.84%,CK处理非毛管空隙、总孔隙度分别为10.81%和51.23%,Y处理比CK分别增加42.6%和28.5%;20~40cm土层土壤非毛管空隙、总孔隙度从大到小依次也都是Y>F>N>CK处理,Y处理非毛管空隙、总孔隙度分别为13.75%和64.17%,CK处理非毛管空隙、总孔隙度分别为10.31%和48.7%,Y处理比CK分别增加32.4%和31.8%,表明施用精制有机肥的Y处理有利于土壤非毛管空隙、总孔隙度增加,说明Y处理有利于改善土壤孔隙状况,提高了土壤持水性和容蓄能力,无疑有利于毛竹林的生长发育,这与毛竹林生长发育状况相吻合(见表2),Y处理毛竹林的主要生长因子和Y产量指标均高于CK处理,施用复合肥的F处理居其次。

表2 不同施肥处理毛竹林生长与产量测定结果

总之,无论从生长效应层面,还是改善土壤物理性状角度都以施用精制有机肥更为合宜。

4 结论与讨论

毛竹林施肥是提高竹林产量的重要技术措施,要达到合理施肥和经济施肥,同时兼顾生态系统功能提高,需要选择适宜的肥料品种。施用精制有机肥可以改善毛竹林土壤物理性质。试验结果表明:不同处理同一层次土壤容重从大到小依次为:CK>N>F>Y;土壤水稳性团聚体含量从高到低依次为:Y>F>N>CK;土壤非毛管空隙、总孔隙度从大到小依次是Y>F>N>CK,0~20cm土层Y处理比CK处理,水稳性团聚体含量增加12.8%,土壤结构体破坏率降低42.3%;20~40cm土层Y处理比CK处理水稳性团聚体含量增加16.8%,土壤结构体破坏率降低45.6%;施用精制有机肥土壤物理性质得到明显改善。土壤养分状况和土壤物理性状是土壤肥力重要组成部分,两者相互相成。有时候土壤物理性状对竹林生长、施肥效果发挥更大的作用,建议在有条件的地区大力推广应用精制有机肥。

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