孫 曉,莊舜堯*,桂仁意
(1.土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210008;2.中國科學(xué)院南京土壤研究所,江蘇 南京 210008;3.浙江省現(xiàn)代森林培育技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 臨安 311300;)
毛竹(Phyllostachys heterocyclacv.pubescens),為禾本科(Gramineae)竹亞科(Bambusoideae)剛竹屬竹種,是我國栽培面積最大的筍材兩用散生竹種[1],具有生長快、成材早、產(chǎn)量高、再生能力強(qiáng)、用途廣、價(jià)值高等特點(diǎn)[2~3]。福建省建甌市是福建省面積最大、閩北人口最多的縣級市,素有“綠色金庫、竹海糧倉”之稱。建甌是全國重點(diǎn)林區(qū)和杉木(Cunninghamia lanceolata)中心產(chǎn)區(qū),是中國十大竹子之鄉(xiāng),目前共有毛竹林面積8.31萬hm2,其種植面積、立竹總數(shù)和鮮筍產(chǎn)量均居全國縣級首位,竹業(yè)經(jīng)濟(jì)是當(dāng)?shù)氐闹匾еa(chǎn)業(yè)之一[4]。鑒于毛竹生產(chǎn)的需要,毛竹林地的土壤質(zhì)量普查顯得極為迫切與重要,同時(shí),大量的研究及實(shí)踐結(jié)果表明,只有合理高效的施肥措施才能提高竹林的生產(chǎn)效益,而只有在全面了解毛竹林地土壤質(zhì)量狀況及演變過程,才能更好地實(shí)施竹林的高效施肥,實(shí)現(xiàn)生態(tài)與環(huán)境的雙重保障,滿足現(xiàn)代農(nóng)林業(yè)的發(fā)展。本文采集了建甌市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的毛竹林土壤樣品,對其土壤養(yǎng)分含量狀況加以分析,以期能夠初步了解建甌市毛竹林土壤的基本肥力狀況,從而為因地制宜地推廣毛竹林合理施肥技術(shù)及毛竹產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。
2009年8月對建甌市15個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道的毛竹林土壤進(jìn)行了系統(tǒng)采樣。平均每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)采集10個(gè)代表性土樣,計(jì)150個(gè),在毛竹主產(chǎn)區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)再增采50個(gè),共200個(gè),加上補(bǔ)采的樣點(diǎn),共計(jì)212個(gè)樣點(diǎn),每個(gè)樣點(diǎn)隨機(jī)取3個(gè)土樣。毛竹林土壤樣品盡可能做到地理位置和產(chǎn)量水平均衡并具有代表性。
采集土樣時(shí),記錄采樣點(diǎn)經(jīng)緯度、海拔高度、坡度、坡向及毛竹種植歷史,在選定的采樣點(diǎn),清理表層后取土,相鄰3個(gè)土樣混合組成一個(gè)樣品。
土壤樣品采集后,風(fēng)干研磨過篩,用于測定土壤肥力性狀。pH值由電位法測得;有機(jī)質(zhì)由高溫外熱重鉻酸鉀氧化—容量法測定;全氮由開氏消解法測得;堿解氮由堿解擴(kuò)散法測得;有效磷由鹽酸—氟化銨法測得;速效鉀由乙酸銨法測得;交換性鈣鎂由乙酸銨浸提—原子吸收分光光度法測得。
毛竹林土壤養(yǎng)分分級指標(biāo)以福建省農(nóng)業(yè)廳公布的園地土壤養(yǎng)分分級指標(biāo)為基礎(chǔ),并參考文獻(xiàn)報(bào)道[5]加以修改,結(jié)果如表1所示。
表1 毛竹林土壤養(yǎng)分分級指標(biāo)Table1 Criteria for grading soil nutrients in bamboo stands
表2為建甌市毛竹林表層土壤養(yǎng)分含量。由表2可知,建甌市毛竹林土壤平均pH值為4.96,變化幅度為3.85 ~ 6.02。全市土壤pH值均低于6.00,整體為酸性土壤,土壤pH有從西到東降低的趨勢。
建甌市土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)普遍較高,平均值為3.98 %,變化幅度為0.72% ~ 11.2%,在全市15個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中,有機(jī)質(zhì)含量最高的為川石鄉(xiāng),平均為8.18%,芝城街道有機(jī)質(zhì)含量最低,平均為2.66%,兩者相差兩倍多。從全市來看,有機(jī)質(zhì)含量呈現(xiàn)從中部向西南及東北方向逐漸升高的趨勢。
全市土壤全氮含量在0.22 ~ 3.48 g/kg,平均含量為1.48 g/kg。不同的鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間存在一定差異,但是除小橋鎮(zhèn)土壤全氮含量較低為1.18 g/kg,吉陽鎮(zhèn)全氮含量較高為1.73 g/kg外,其他各鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間差異均不顯著。同時(shí),全市堿解氮平均含量為167 mg/kg,變化幅度為23.3 ~ 322 mg/kg,不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)間堿解氮含量存在一定的差異但不顯著。從整體來看,建甌市土壤氮含量較高,供氮水平較高。
盡管有的毛竹林土壤有效磷含量高于50.0 mg/kg,但仍有部分林地有效磷含量低于2.00 mg/kg,甚至有低于0.50 mg/kg的林地,全市毛竹林土壤有效磷含量偏低,平均只有9.93 mg/kg,即使是含量最高的東峰鎮(zhèn),其有效磷平均含量也僅為26.2mg/kg,小橋鎮(zhèn)與南雅鎮(zhèn)的有效磷平均含量甚至低于1.50 mg/kg。不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)間的毛竹林土壤有效磷含量差異較大,西北及南部有效磷含量相對較高,中部地區(qū)則含量較低。
全市毛竹林土壤速效鉀平均含量為55.4 mg/kg,含量范圍為0.4 ~ 297.0 mg/kg,最高的為南雅鎮(zhèn),高達(dá)114.0mg/kg,含量最低的為吉陽鎮(zhèn),僅為11.5 mg/kg,兩者相差近十倍,說明毛竹林速效鉀含量存在明顯的地域性差別。同時(shí),同一鄉(xiāng)鎮(zhèn)的毛竹林土壤速效鉀含量變化幅度也很大,說明毛竹林養(yǎng)分管理明顯影響土壤速效鉀含量水平。
表2 建甌市毛竹林土壤養(yǎng)分含量Table2 Nutrient contents in bamboo stands soils in Jian’ou city
毛竹林交換性鈣和鎂的平均含量分別為184.0 mg/kg和30.7 mg/kg,其含量范圍分別為0.3 ~ 1 840.0 mg/kg和0.31 ~ 241.9 mg/kg,與土壤鉀含量變化相類似,不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)間交換性鈣鎂含量差異很大,同時(shí),即使同一鄉(xiāng)鎮(zhèn)間變化幅度也很大,說明管理措施對交換性鈣鎂存在明顯的影響。
2.2.1 pH值與有機(jī)質(zhì) 土壤pH值反映的是土壤酸堿度,多數(shù)植物喜歡在土壤 pH值為中性范圍或稍低一點(diǎn)的環(huán)境中生長。毛竹適宜的pH為4.5 ~ 7.0[5],但不同地區(qū)的豐產(chǎn)林土壤 pH值可能會(huì)有所不同。建甌毛竹林表層土壤pH值為4.96±0.23,所有樣地土壤pH值均不高于6.00,9.6%的土樣屬于強(qiáng)酸性土壤(pH = 0 ~ 4.5),4.3%的土樣屬于弱酸性土壤(pH = 5.5~ 6.5),大部分土樣屬于中等酸性土壤(pH = 4.5 ~ 5.5)。90.4%的土壤樣品pH值都在適宜毛竹生長的范圍內(nèi),因此pH值目前不是影響建甌毛竹生產(chǎn)的土壤因子。
全市土壤有機(jī)質(zhì)含量變化幅度為 0.72% ~ 11.2%,平均為 3.98%,較高于建甌市耕地土壤(有機(jī)質(zhì)含量為2.85%[6])。有機(jī)質(zhì)含量低于2.0%的毛竹林僅占7.7%,其他均在偏高的范圍內(nèi)。一般南方紅壤有機(jī)質(zhì)含量在1.0%~ 1.5%,因此毛竹林土壤有機(jī)質(zhì)含量相對于農(nóng)田土壤來說是比較高的,有機(jī)質(zhì)含量屬于中等偏上水平。
2.2.2 大量元素養(yǎng)分 建甌全市全氮含量變幅為0.22 ~ 3.48 g/kg,平均含量為1.48 g/kg。在所有樣地中,僅有10.5%的土壤樣地全氮含量低于1.0 g/kg屬于N缺乏的土壤,其余樣地均不缺氮。速效氮通常用堿解氮來表示[7],直接反映了土壤供氮能力的大小,因此評價(jià)土壤供氮能力通常要綜合考慮全氮與堿解氮的含量。全市毛竹林表層土壤速效氮含量為167 mg/kg,高于建甌市耕地的平均值130 mg/kg[6]。所有樣地的測定結(jié)果中,僅有8.1%的土壤屬于N缺乏土壤,53.6%的土壤屬于N豐富土壤,因此整體來說建甌市毛竹林土壤速效氮含量充足,供氮水平較高,土壤不缺氮。
土壤速效磷是土壤膠體表面能夠被交換下來的磷,這部分磷容易被植物吸收利用,因此,速效磷含量能反映土壤的供磷能力。建甌市毛竹林土壤速效磷含量相對較低,平均為僅9.93 mg/kg,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于建甌市耕地速效磷含量21.1 mg/kg[6]。一般認(rèn)為土壤速效磷含量在25 mg/kg時(shí)土壤供磷充足,而對建甌市毛竹林土壤來說,除東峰和吉陽外其他各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤速效磷含量均低于該值,甚至有7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)速效磷含量還不足5 mg/kg,在所有樣地中,僅有5.7 %的土壤屬于富磷土壤,超過七成的土壤屬于缺磷土壤。毛竹是喜磷作物[8],豐產(chǎn)毛竹林土壤速效磷含量一般在30 mg/kg以上[9],此次采樣中僅有5.74 %的樣地速效磷含量超過30 mg/kg。可見整個(gè)建甌市毛竹林土壤普遍低磷或缺磷,多數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的毛竹林土壤需要補(bǔ)充磷素以滿足強(qiáng)度經(jīng)營的毛竹生長需要。
速效鉀是土壤養(yǎng)分的重要指標(biāo)之一,對于植物生長及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)有著重要影響,素有“品質(zhì)元素”之稱。建甌毛竹林表層土壤中速效鉀含量平均為55.4 mg/kg,變化幅度為0.4 ~ 297.0 mg/kg。建甌市毛竹林缺鉀是一個(gè)普遍的現(xiàn)象。除了南雅、水源、東峰三個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的表層土壤速效鉀含量超過了80 mg/kg外,其它各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均為缺鉀土壤,有7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的速效鉀含量低于50 mg/kg,屬于供鉀匱乏的土壤,速效鉀含量最低的吉陽鎮(zhèn)僅為11.5 mg/kg。所有樣地中僅有8.1 %的土壤屬于富鉀土壤,76.6%的土壤屬于缺鉀的土壤。研究表明,當(dāng)土壤中的速效鉀低于71 mg/kg時(shí)即需要補(bǔ)充鉀素以供應(yīng)毛竹的正常生長需要[10],因此有74.2%的樣地需要施用鉀肥。建甌多數(shù)毛竹土壤中速效鉀的含量偏低,不利于毛竹林的高效生產(chǎn)。補(bǔ)充鉀素將可以提高毛竹產(chǎn)量及筍的品質(zhì)。
2.2.3 中量元素養(yǎng)分 全市交換性鈣的含量為0.3 ~ 1 841 mg/kg,平均含量為184 mg/kg,毛竹林交換性鈣含量變幅非常大。全市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)交換性鈣平均含量低于500 mg/kg,土壤鈣缺乏現(xiàn)象普遍,在所有的測試樣品中僅有不到一成的土壤交換性鈣含量超過500 mg/kg,其他土樣均為缺鈣土壤,因此在毛竹生產(chǎn)實(shí)踐中施用鈣肥顯得尤為重要。
全市交換性鎂含量變化幅度為0.31 ~ 242 mg/kg,平均含量為30.7 mg/kg,遠(yuǎn)低于60 mg/kg,全市土壤普遍缺乏鎂元素。在所有的測試樣品中,僅有13.3 %的土樣交換性鎂含量高于60 mg/kg,其他樣地鎂含量均偏低,因此在毛竹生產(chǎn)實(shí)踐中需要追加鎂肥。
從全市毛竹林土壤肥力狀況測定分析結(jié)果可以看出,建甌市毛竹林土壤相對較為肥沃,土壤pH值在5.0左右,酸堿性適宜毛竹生產(chǎn);有機(jī)質(zhì)含量較高,氮供應(yīng)能力較強(qiáng);但有效磷含量僅為9.93 mg/kg,遠(yuǎn)低于毛竹生長所需;速效鉀含量為55.4 mg/kg,稍低于毛竹正常生長所需;同時(shí)缺乏交換性鈣、鎂元素養(yǎng)分的供應(yīng)能力,因此在今后的生產(chǎn)實(shí)踐中需要重視磷肥、鉀肥及鈣鎂肥的施用。
[1]丁新新,吳承禎,洪偉,等.毛竹林豐產(chǎn)施肥技術(shù)研究[J].防護(hù)林科技,2009(2):54-56.
[2]賴小紅.福建省毛竹林產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營策略[J].防護(hù)林科技,2009(1):61-62.
[3]趙忠保.毛竹豐產(chǎn)栽培技術(shù)[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,16(3):185-186.
[4]林振清.建甌市毛竹林土壤有機(jī)質(zhì)及氮磷鉀含量的空間分布[J].竹子研究匯刊,2010,29(4):21-26.
[5]姜永密.毛竹林豐產(chǎn)技術(shù)措施[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2006,12(8):142.
[6]傅平.建甌市耕地土壤養(yǎng)分狀況與施肥建議[J].福建農(nóng)業(yè)科技,2008,(5):80-81.
[7]夏棟,潘家榮,張博,等.土壤速效氮兩種測定方法的測定值相關(guān)性研究[J].三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,32(2):95-97,102.
[8]曹永慧,蕭江華,陳雙林,等.竹闊混交林闊葉樹下土壤養(yǎng)分對毛竹生長的影響[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,31(6):43-47.
[9]金愛武,黃寶龍,方偉,等.浙南毛竹筍用林參與式技術(shù)發(fā)展的問題與技術(shù)方案[J].浙江林業(yè)科技, 2005,25(3):46-50.
[10]陳德會(huì),徐柏忠,沈湘林,等.湖州市毛竹筍用林土壤氮磷鉀供應(yīng)水平及對策[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào), 1992,9(3):350-353.