丁 卉，李朋飛，孫維紅，吳玲嬌，袁雪艷，鄒雙全

(福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院/自然生物資源保育利用福建省高校工程研究中心，福建福州 350002)

茶花(Camelliajaponica)別稱山茶、耐冬等，屬山茶科，因植株形姿優(yōu)美，花形艷麗繽紛，具有重要的園林觀賞價(jià)值，是我國(guó)傳統(tǒng)觀賞花卉。為了充分體現(xiàn)觀賞價(jià)值，在園林應(yīng)用以及苗木繁育中茶花常常與其他樹種搭配種植。但目前關(guān)于茶花的研究多集中于茶花品種分類、園林觀賞應(yīng)用以及引種種植等，關(guān)于茶花與其他樹種混合種植對(duì)其生長(zhǎng)和土壤理化性質(zhì)影響的研究尚未見報(bào)道。

土壤理化性質(zhì)對(duì)植物生長(zhǎng)具有重要影響。土壤有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等化學(xué)物質(zhì)含量是土壤肥力的表征，容重、孔隙組成、水文性能等是反映土壤物理性質(zhì)的重要指標(biāo)，二者受植被類型及經(jīng)營(yíng)方式等影響，共同決定了土壤的水、肥、氣、熱等狀況[1-5]。研究表明，植物復(fù)合種植能夠顯著改善土壤理化性質(zhì)，桉樹間種牧草能夠顯著提高土壤物理性質(zhì)和養(yǎng)分含量[6-7]，黃土丘陵溝壑區(qū)杏樹間作黃芪能夠顯著改善土壤空隙度和土壤養(yǎng)分[8]，林茶間作對(duì)土壤酶、養(yǎng)分、微生物群落和有機(jī)物礦化速率及其季節(jié)變化等有顯著影響，對(duì)土壤肥力質(zhì)量提高具有重要意義，并且茶樹對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收和分配也發(fā)生變化[9-10]。因此，本研究以茶花為供試植物，通過研究茶花與常見園林樹種紅葉石楠、竹柏混合種植模式下茶花的生長(zhǎng)及其土壤理化性質(zhì)的變化情況，初步探究不同種植模式中樹種搭配對(duì)其生長(zhǎng)的影響，以期從茶花生長(zhǎng)的角度，為茶花在苗圃育苗和園林應(yīng)用中樹種的搭配提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)于2016年11月在福建省清流縣益晟園林苗圃地進(jìn)行，選用的茶花品種為福建大紅花，所用供試植物均為10年生植株。試驗(yàn)地位于福建省西北部，武夷山脈中段東南側(cè)、九龍溪上游(25°48′～26°21′N、116°38′～117°10′E)，該區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫和，雨量充沛，冬少嚴(yán)寒，夏無酷暑，日照充沛，四季分明，年平均氣溫17.9 ℃，年平均無霜期 256 d，年平均降水量1 771.3 mm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取生長(zhǎng)良好的茶花林地為試驗(yàn)地，試驗(yàn)地初始土壤含全鉀含量 8.48 g/kg，速效鉀含量36.83 mg/kg，全磷含量0.03 g/kg，有效磷含量1.18 mg/kg，全氮含量3%，水解氮含量33.95 mg/kg，全碳含量36%，C/N 12.00。在林地內(nèi)選擇茶花-竹柏復(fù)合種植林分(C1)、茶花-紅葉石楠復(fù)合種植林分(C2)和茶花純林對(duì)照林分(CK)，各667 m2；種植方式為茶花與竹柏、茶花與石楠相間種植，各林分每株樹間距為 1.5 m×1.5 m。各樣地生長(zhǎng)期間除樹種搭配種植不同外，均統(tǒng)一管理，定時(shí)澆水、施肥。

1.3 樣品的采集

在每塊樣地隨機(jī)打3個(gè)半徑為5 m的樣圓進(jìn)行土壤采集和植物生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定。在樣圓內(nèi)的茶花根系周圍取土，每個(gè)樣圓取1次土樣，所取土層深度分別為0～20、20～40、40～60 cm，同時(shí)每個(gè)土層用體積為100 cm3的環(huán)刀取3個(gè)環(huán)刀土樣和1個(gè)土壤袋土樣，環(huán)刀土用于測(cè)定土壤物理性質(zhì)；土壤袋土壤帶回實(shí)驗(yàn)室于陰涼通風(fēng)處自然風(fēng)干，粉碎過篩后測(cè)定其化學(xué)性質(zhì)。植物生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)量樣圓內(nèi)茶花樹高、胸徑、南北冠幅和東西冠幅。

1.4 土壤指標(biāo)測(cè)定方法

土壤物理性質(zhì)包括土壤容重、最大持水量、自然含水率、田間持水量、毛管持水量、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、總孔隙度和土壤通氣度等。土壤pH值測(cè)定采用電位法；水解氮含量用堿解-擴(kuò)散法測(cè)定；全磷含量采用酸溶-鉬銻抗比色法測(cè)定；有效磷含量采用鹽酸-氟化銨法測(cè)定；全鉀含量采用氫氧化鈉熔融-火焰光度計(jì)法測(cè)定；速效鉀含量采用1 mol/L乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法測(cè)定。用碳氮元素分析儀測(cè)定茶花根系土壤中的全碳、全氮含量和碳氮比[11]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2010軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、繪圖，用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析、多重比較(LSD法，α=0.05)和相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植模式下茶花土壤物理性質(zhì)的變化

不同種植模式土壤物理性質(zhì)分析結(jié)果如表1所示。在 0～20 cm土層中，C1、C2種植模式土壤容重均顯著高于CK。土壤毛管孔隙度、土壤總孔隙度、土壤通氣度、最大持水量、毛管持水率均表現(xiàn)為CK>C2>C1，CK分別比C1、C2高6.69、4.62，12.91、11.61，12.92、11.61，6.29、5.52，6.46、4.65百分點(diǎn)；其中C1、C2差異不顯著，CK與C1、C2多數(shù)指標(biāo)差異達(dá)顯著水平。非毛管孔隙度表現(xiàn)為CK>C1>C2，C1、C2差異不顯著但均顯著低于CK，比CK分別低6.22、6.98百分點(diǎn)。自然含水率和田間持水量各組差異均不顯著。

在20～40 cm土層，土壤容重、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、總孔隙度、土壤通氣度、最大持水量和毛管持水率各組之間差異均不顯著。而土壤自然含水率和田間持水量均為CK>C1>C2；其中各組自然含水率之間達(dá)顯著差異；田間持水量表現(xiàn)為CK顯著高于C2，其他組差異不顯著。

在40～60 cm土層，混合種植對(duì)土壤容重具有一定影響，C2土壤容重顯著大于CK；而不同種植模式其他土壤物質(zhì)指標(biāo)差異不顯著，說明混合種植對(duì)40～60 cm土層的土壤物理性質(zhì)的影響，除了提高土壤容重外，對(duì)其他物理性質(zhì)基本沒有影響。另外，隨著土層深度的增加，各種植模式土壤非毛管孔隙度、毛管孔隙度、總孔隙度、土壤通氣度等逐漸降低。

通過以上分析可知，茶花與紅葉石楠或者竹柏混合種植不利于茶花表層土壤物理性質(zhì)的改善，甚至在一定程度上會(huì)降低土壤的通透性和貯水能力，在20～60 cm土層混合種植對(duì)土壤物理性質(zhì)基本無影響。說明混合種植對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響主要集中于土壤表層，這或許與表層土壤植物凋落物和植物根系發(fā)展不同有關(guān)系。

表1 不同種植模式土壤的物理性質(zhì)

注：n=3；同列數(shù)據(jù)后不同的小寫字母表示同一土層不同種植模式間差異顯著(P<0.05)。下表同。

2.2 不同種植模式下茶花土壤化學(xué)性質(zhì)的變化

不同種植模式土壤的pH值均小于7(表2)，土壤呈現(xiàn)酸性化，可能是南方土壤普遍偏酸性的緣故。在不同土層中，茶花與紅葉石楠復(fù)合種植比茶花與竹柏復(fù)合種植較茶花純林的土壤pH值差異大，土壤pH值大小為C1>CK>C2。

綜合分析不同模式，土壤養(yǎng)分均表現(xiàn)出表聚性現(xiàn)象。不同種植模式全鉀含量變幅在14.63～36.26 g/kg之間，0～20、40～60 cm土層大小排序?yàn)镃1>CK>C2，20～40 cm 土層為CK>C1>C2，各組差異均達(dá)顯著水平。不同種植模式0～20、40～60 cm土層速效鉀含量變化情況為C2>C1>CK，20～40 cm土層為C2>CK>C1，其中C2均顯著高于CK。速效鉀與全鉀含量的變化相反，可能是與兩者之間鉀元素的相互轉(zhuǎn)化有關(guān)。

不同種植模式全磷含量變幅在0.01～0.24 g/kg之間，0～40 cm大小排序?yàn)镃2>CK>C1，40～60 cm土層為CK>C1>C2，各組差異均達(dá)顯著水平。不同種植模式有效磷含量變化情況為：0～20 cm土層，CK>C2>C1(C2顯著大于C1，C2與CK差異不顯著)；20～40 cm，C2>C1>CK(C1與C2差異不顯著，C1顯著大于CK)；40～60 cm土層各處理差異不顯著。

不同種植模式全氮含量變幅在0.02%～0.06%之間，其大小排序?yàn)镃2>CK>C1，各組差異不顯著。不同種植模式水解氮含量變化情況為：0～20 cm，C2>CK>C1；20～40 cm，C1>C2>CK；40～60 cm，C1>CK>C2，每個(gè)土層不同處理間差異均達(dá)顯著水平。不同種植模式全碳含量和碳氮比差異均不顯著。

綜合以上分析可知，C2模式(茶花與紅葉石楠混合種植)在土壤速效鉀、有效磷以及水解氮含量的增加方面表現(xiàn)均較為突出，在一定程度上更有利于土壤中能被植物直接吸收利用的化學(xué)元素的轉(zhuǎn)換，相對(duì)而言更有利于土壤有效肥力的增加。

2.3 不同種植模式對(duì)茶花生長(zhǎng)的影響

由圖1可見，不同種植模式對(duì)茶花樹高和冠幅生長(zhǎng)有顯著影響，但對(duì)胸徑生長(zhǎng)影響不明顯。樹高大小為C2>CK>C1，C2分別比C1、CK高29.56%、15.88%；東西冠幅按大小排序?yàn)镃2>CK>C1，C2分別比C1、CK高27.12%、16.11%；南北冠幅按大小排序?yàn)镃2>CK>C1，C2分別比C1、CK高23.42%、19.14%；其中C2與CK以及C2與C1之間的差異達(dá)顯著水平，其他組之間差異不顯著。由此可以說明，茶花和紅葉石楠復(fù)合種植(C2)能夠顯著促進(jìn)茶花樹高和冠幅的生長(zhǎng)，而茶花和竹柏復(fù)合種植模式不利于茶花的生長(zhǎng)。

2.4 茶花生長(zhǎng)與土壤的理化性質(zhì)的相關(guān)性分析

從表3可見，0～20 cm土層土壤物理性質(zhì)僅土壤質(zhì)量含水量、毛管孔隙度與茶花生長(zhǎng)顯著相關(guān)，其中土壤毛管孔隙度僅與胸徑生長(zhǎng)呈顯著相關(guān)；土壤質(zhì)量含水率與樹高、冠幅生長(zhǎng)呈顯著相關(guān)性，與胸徑生長(zhǎng)呈極顯著相關(guān)性。

表2 不同種植模式土壤的化學(xué)性質(zhì)

由表3還可以看出，茶花生長(zhǎng)性狀與土壤化學(xué)性質(zhì)存在較強(qiáng)的相關(guān)性。樹高與pH值、全鉀含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與全磷含量、堿解氮含量和全氮含量呈極顯著正相關(guān)，與速效鉀含量呈顯著正相關(guān)。胸徑僅與全碳含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。冠幅與pH值、全鉀含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與全磷含量、堿解氮含量呈極顯著正相關(guān)，與速效鉀含量、全氮含量呈顯著正相關(guān)。

表3 0～20 cm土壤理化性質(zhì)與茶花生長(zhǎng)的相關(guān)性

注：*、**分別表示在0.05、0.01水平上差異顯著。下表同。

20～40 cm土層土壤物理性質(zhì)與茶花生長(zhǎng)之間均無顯著相關(guān)性(表4)。茶花生長(zhǎng)與土壤化學(xué)性質(zhì)之間的相關(guān)性與 0～20 cm 土層略有不同，胸徑生長(zhǎng)與土壤化學(xué)性質(zhì)均無顯顯著相關(guān)性；而樹高與速效鉀、全碳含量呈極顯著相關(guān)性，與碳氮比呈顯著相關(guān)性，與堿解氮含量無相關(guān)性；而冠幅生長(zhǎng)與堿解氮含量無相關(guān)性，而與全碳含量顯著相關(guān)，并且東西冠幅生長(zhǎng)與碳氮比顯著相關(guān)。

40～60 cm土層土壤理化性質(zhì)與茶花生長(zhǎng)的相關(guān)性分析結(jié)果如表5，茶花生長(zhǎng)與土壤物理性質(zhì)相關(guān)性不強(qiáng)，僅茶花胸徑與土壤非毛管孔隙度、土壤質(zhì)量含水量、土壤毛管持水率呈顯著正相關(guān)。茶花生長(zhǎng)與土壤化學(xué)性質(zhì)之間的相關(guān)性同樣與其它土層不同，茶花生長(zhǎng)與土壤速效鉀含量無相關(guān)性；樹高和冠幅生長(zhǎng)與堿解氮含量、碳氮比呈極顯著相關(guān)性。

通過以上分析可知，茶花生長(zhǎng)受土壤物理性質(zhì)影響較小，與土壤化學(xué)性質(zhì)相關(guān)性較強(qiáng)，土壤偏酸性，全鉀含量越低，速效鉀、全磷、堿解氮和全氮含量越高越有利于茶花生長(zhǎng)。

3 結(jié)論與討論

土壤是植物生長(zhǎng)發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤的發(fā)生又受到植被的影響，土壤性質(zhì)因植物凋落物、樹根以及微生物群落的不同而發(fā)生改變。茶花分別與紅葉石楠、竹柏混合種植能夠顯著改變土壤的理化性質(zhì)，顯著降低土壤通透性和貯水性，對(duì)土壤的改良不利；但是研究表明，當(dāng)土壤中的土壤總孔隙度達(dá)到50%左右、非毛管孔隙度占比為1/5～2/5時(shí)，基本可以保持土壤通氣、透水和持水的協(xié)調(diào)[12]，而混合種植模式的表層土壤基本可以達(dá)到這一要求。在20～60 cm土層混合種植對(duì)土壤物理性質(zhì)基本無影響。另外，隨著土層深度的增加，各種植模式土壤非毛管孔隙度、毛管孔隙度、總孔隙度、土壤通氣度等逐漸降低，這與田大倫等關(guān)于樟樹人工林土壤物理性質(zhì)的研究[13]基本一致。說明混合種植對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響主要集中于土壤表層，這或許與表層土壤植物凋落物或者植物遮陰不同而導(dǎo)致土壤腐殖質(zhì)和礦質(zhì)化程度不同有關(guān)。

表4 20～40 cm土壤理化性質(zhì)與茶花生長(zhǎng)的相關(guān)性

表5 40～60 cm土壤理化性質(zhì)與茶花生長(zhǎng)的相關(guān)性

不同混合種植模式對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)影響不同。茶花與紅葉石楠混合種植和茶花與竹柏混合種植均會(huì)在一定程度上提高或者降低某一土層土壤化學(xué)元素的含量。但是綜合對(duì)比之下，茶花與紅葉石楠混合種植對(duì)于茶花土壤養(yǎng)分含量的提高更有意義，能夠顯著提高土壤速效鉀、有效磷以及水解氮含量，在一定程度上更有利于土壤中化學(xué)元素由固定態(tài)向可以被植物直接吸收利用的元素轉(zhuǎn)換，所以更有利于土壤有效肥力的提高。說明不同植物搭配種植對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響不同，有時(shí)會(huì)對(duì)土壤肥力起促進(jìn)作用，但有時(shí)也會(huì)降低土壤肥力，這與聞晨晨的研究結(jié)果[14]相一致。

另外，研究發(fā)現(xiàn)與純茶花種植相比，茶花與紅葉石楠混合種植，能夠顯著提高茶花樹高和冠幅生長(zhǎng)，其中樹高提高 15.88%，東西冠幅提高16.11%，南北冠幅提高19.14%；而茶花與竹柏混合種植不利于茶花生長(zhǎng)。這與茶花與紅葉石楠混合種植有利于土壤肥力的提高相吻合。

通過對(duì)茶花生長(zhǎng)與土壤理化性質(zhì)相關(guān)性分析進(jìn)一步驗(yàn)證了茶花生長(zhǎng)受土壤物理性質(zhì)影響較小，而與土壤中礦質(zhì)元素含量呈顯著相關(guān)性。研究表明，土壤偏酸性有利于茶花生長(zhǎng)，這與李菊雯提出的茶花喜酸性土壤，不宜堿性土壤，最佳土壤pH值為5.5～6.5的研究結(jié)果[15]一致。此外，本研究中茶花生長(zhǎng)與全鉀含量呈負(fù)相關(guān)，與速效鉀含量呈正相關(guān)，這或許是因?yàn)楫?dāng)土壤中全鉀含量高時(shí)受某些因素的影響，土壤中鉀元素多以不能被植物直接吸收的固定態(tài)存在，而不利于向速效鉀轉(zhuǎn)換，進(jìn)而影響植物的正常生長(zhǎng)。氮素是植物生長(zhǎng)的必需元素，是植物細(xì)胞的重要組成成分，研究發(fā)現(xiàn)土壤中氮元素含量對(duì)茶花生長(zhǎng)影響顯著，堿解氮和全氮含量越高越有利于茶花生長(zhǎng)。磷在植物體中的含量?jī)H次于氮和鉀元素，對(duì)于增強(qiáng)植物抗逆性和促進(jìn)果實(shí)成熟具有積極意義，但本研究中全磷含量與茶花生長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)，而有效磷含量對(duì)茶花生長(zhǎng)的影響不明顯。土壤pH值和氮磷鉀含量與茶花生長(zhǎng)相關(guān)性研究結(jié)果對(duì)于苗圃茶花育苗和施肥具有重要的指導(dǎo)意義。

總之，茶花與紅葉石楠混合種植能夠顯著提高土壤肥力，促進(jìn)茶花生長(zhǎng)，而茶花與竹柏混合種植會(huì)影響茶花的正常生長(zhǎng)；所以在茶花苗圃育苗或者園林應(yīng)用中茶花與其他園林植物搭配種植時(shí)除了考慮觀賞價(jià)值外，還應(yīng)該考慮對(duì)茶花生長(zhǎng)的影響，樹種選擇合理與否能夠直接影響土壤肥力的提升和茶花正常生長(zhǎng)。