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        毛竹林不同肥種施肥對土壤物理性狀的影響

        2018-09-05 09:32:18魏增慶
        安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2018年16期
        關(guān)鍵詞:總孔隙度水穩(wěn)性土壤結(jié)構(gòu)

        魏增慶

        (三明市梅列區(qū)城區(qū)林業(yè)工作站,福建三明 365000)

        毛竹林是福建省森林資源的重要組成部分,經(jīng)營效益高[1-3]。毛竹林的生長、分布、演替以及竹筍、竹材產(chǎn)量等都受土壤因子的制約,而現(xiàn)代竹業(yè)中肥料的施用是提高竹林木產(chǎn)量的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著竹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,廣大毛竹經(jīng)營管理者越來越重視肥料的使用[4-12]。施肥對土壤物理性狀會產(chǎn)生積極或消極的影響,施肥要做到合理施肥和經(jīng)濟(jì)施肥,不給竹林生態(tài)系統(tǒng)帶來負(fù)面影響,因此肥料的選擇尤為重要。本試驗(yàn)在毛竹林豐產(chǎn)培育中分別使用精制有機(jī)肥、復(fù)合肥、尿素3種肥料,并以不施肥為對照,研究毛竹林不同肥料品種施肥對土壤物理性狀的影響,以期為毛竹林施肥選擇肥料品種、制定施肥技術(shù)措施提供理論依據(jù),為毛竹林持續(xù)豐產(chǎn)培育提供生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

        1 試驗(yàn)地概況

        試驗(yàn)設(shè)在福建省三明市梅列區(qū)(北緯26o14′~26o25′,東經(jīng)117o30′~117o47′)洋溪鎮(zhèn)新街村。梅列區(qū)域性氣候?qū)僦衼啛釒Т箨懶约婧Q笮约撅L(fēng)氣候,常年平均氣溫19.5℃,極端最高溫40.2℃,極端最低溫-5.8℃。年平均降水量1726mm,2—4月為春雨季節(jié),降水量420~550mm,5—6月為梅雨季節(jié),降水量320~475mm,水濕條件與毛竹出筍成竹規(guī)律基本同步;7—8月常受熱帶風(fēng)暴的影響,多雷陣雨,降水量較大且集中,在此期間,水土流失較為嚴(yán)重。全年平均空氣相對濕度79%。洋溪鎮(zhèn)地帶性土壤為紅壤、黃紅壤,海拔高度大多在500~800m,適宜毛竹林生長發(fā)育,是毛竹林最適宜區(qū),也是毛竹最適宜分布帶,毛竹林經(jīng)營面積較大。試驗(yàn)林選擇洋溪鎮(zhèn)新街村5林班9大班5小班。該小班為毛竹純林,經(jīng)營方向?yàn)楣S竹兩用毛竹林,試驗(yàn)前立竹密度為3075~3375株/hm2,平均胸徑8.4cm,林相較整齊。經(jīng)常施用草甘膦進(jìn)行化學(xué)除草。

        2 試驗(yàn)方法

        2014年1月在原有筍竹兩用林中選擇同一面坡、毛竹林生長狀況和經(jīng)營措施基本相似的竹林,進(jìn)行施肥試驗(yàn)。共設(shè)4個施肥處理,分別為:(1)Y處理。施用精制有機(jī)肥900kg/hm2。有機(jī)肥選擇福建省永安市智勝化工有限公司采用純植物性原料,經(jīng)發(fā)酵生產(chǎn)的精制有機(jī)肥。有效成分:有機(jī)質(zhì)≥30%,氮N8%,P2O55%,K2O5%。折合純氮72kg/hm2;(2)F處理。施用復(fù)合肥750kg/hm2。復(fù)合肥組成為含氮15%,P2O515%,K2O 15%。折合純氮112.5kg/hm2;(3)N處理。施用尿素(含氮46%)245kg/hm2,折合純氮112.7kg/hm2;(4)CK處理。不施肥,作為對照。

        每小區(qū)面積25.8m×25.8m。田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)為不完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),3次重復(fù)。2014年11月全面鋤草后,在距母竹50cm,靠山坡上部挖半月形溝(深15cm),施肥后覆蓋。施肥后每年在出筍盛期(因當(dāng)年氣候不同有所不同),一般在每年3月25日至4月1日間保留生長發(fā)育健康,筍體大于平均胸徑的毛竹筍,其余前后筍全部采挖,現(xiàn)場稱重,累計(jì)算出每年的產(chǎn)筍量。每年11月采伐同年留筍養(yǎng)竹相應(yīng)的毛竹株數(shù),間伐對象以砍老留嫩、砍小留大、砍密留稀、砍劣留優(yōu)為原則,保持相對穩(wěn)定的立竹數(shù)。測定每年砍伐毛竹的平均胸徑(D)和數(shù)量(N),采用以下公式計(jì)算產(chǎn)材量(W)。

        2017年11月測定保存立竹的平均胸徑和立竹數(shù),同樣采用以上公式計(jì)算現(xiàn)存竹材量。2017年9月在各標(biāo)準(zhǔn)地按“S”形布點(diǎn),多點(diǎn)(5點(diǎn))分別在0~20cm、20~40cm土層采集土樣,同時用環(huán)刀,飯盒取原狀土,各處理土樣帶回室內(nèi)按不同層次混合后供分析測定,每個樣品重復(fù)5次。土壤容重用環(huán)刀法;土壤團(tuán)聚體用機(jī)械篩分法;土壤水分物理性質(zhì)用室內(nèi)環(huán)刀法[13]。

        3 結(jié)果與分析

        3.1 土壤容重 土壤容重是土壤物理性狀中最重要指標(biāo),表1是不同肥種施肥土壤物理性狀的測定結(jié)果。從表1中可知:不同處理土壤容重大小不同。0~20cm土層土壤容重從大到小依序?yàn)椋篊K>N>F>Y處理。CK處理容重值最大,分別比Y、F和N處理增加14.8%、6.9%和6.0%,表明CK處理土壤較堅(jiān)實(shí)、板結(jié)。Y處理的0~20cm土層土壤容重值最小,與F、N處理比分別降低6.9%和7.7%,土壤容重值大小取決于土壤結(jié)構(gòu)和壘結(jié)狀況,可以作為評價(jià)土壤堅(jiān)實(shí)度的衡量指標(biāo),表明Y處理土壤較疏松、土壤結(jié)構(gòu)和壘結(jié)狀況已有改觀,說明使用精制有機(jī)肥能夠使得土壤疏松通氣。Y處理施用的精制有機(jī)肥,含有較高的有機(jī)質(zhì),有機(jī)質(zhì)膠結(jié)性能較好,有利于團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成,土壤變得疏松多孔。F、N處理土壤容重值也有不同程度的降低,說明施肥在一定程度上可以降低土壤容重。CK處理土壤容重值較高,與該毛竹林長期使用草甘膦進(jìn)行化學(xué)除草有關(guān)。長期使用草甘膦,竹林內(nèi)雜草尤其是許多1年生良性植物被殺死干枯,有機(jī)質(zhì)沒有回歸林地,使得土壤酸化、板結(jié)。Y處理土壤容重值降低幅度明顯大于F、N處理。為此,在長期使用草甘膦進(jìn)行化學(xué)除草的毛竹林經(jīng)營管理上,一方面應(yīng)該不使用草甘膦進(jìn)行化學(xué)除草,或控制化學(xué)除草的次數(shù);另一方面大力提倡使用精制有機(jī)肥進(jìn)行施肥,以降低土壤容重,促使土壤結(jié)構(gòu)恢復(fù),增強(qiáng)土壤肥力,有利于毛竹林的孕筍成竹。

        從表1的20~40cm土層土壤容重值的比較也可知:20~40cm土層土壤容重值同樣呈現(xiàn)0~20cm土層的變化趨勢。CK處理容重值最大,分別比Y、F和N處理增加12.3%、8.5%和6.7%;Y處理20~40cm土層土壤容重值最小,與F、N處理比分別降低5%和5%。毛竹林鞭根系統(tǒng)多分布在20~40cm土層,20~40cm土層土壤容重值降低無疑對毛竹林竹鞭的行走、穿插有利。

        表1 定向間伐對土壤結(jié)構(gòu)影響

        3.2 土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體 從表1可知,不同肥種施肥4年后毛竹林水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量存在差異。0~20cm CK處理毛竹林中水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量只有72.4%,這與毛竹林長期使用草甘膦進(jìn)行化學(xué)除草有關(guān),也與人為干擾較多,水土流失,造成土壤粘粒淋失有關(guān)。土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量從高到低依次為:Y>F>N>CK處理。表明Y處理0~20cm土層水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量最高,比CK處理水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量增加12.8%。水穩(wěn)性團(tuán)聚體是表征土壤結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo),對土壤抗蝕性和通氣性具有明顯影響,說明采用Y處理后腐殖質(zhì)增加,其膠結(jié)起來的顆粒,不易崩解,這種土壤結(jié)構(gòu)持水能力較強(qiáng),透氣性適中,具有良好的保水保肥能力。為此,在毛竹林,尤其是長期使用草甘膦進(jìn)行化學(xué)除草的毛竹林,應(yīng)該多施有機(jī)肥,以改善土壤結(jié)構(gòu)。F、N處理水穩(wěn)性團(tuán)聚體也有不同程度趨好,但變化幅度明顯低于Y處理,比CK處理水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量分別增加10.8%和9.3%。

        土壤結(jié)構(gòu)體破壞率是表征土壤抗蝕性重要指標(biāo),從表1中可知,0~20cm土層土壤結(jié)構(gòu)體破壞率,CK處理為18.5%,Y處理只有10.6%,Y處理比CK處理降低42.3%。從表1中也可以看出,不同處理20~40cm土層土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量和土壤結(jié)構(gòu)體破壞率也有不同程度變化,Y處理與CK處理比水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量增加16.8%,土壤結(jié)構(gòu)體破壞率降低45.6%。

        3.3 土壤孔隙狀況 土壤孔隙狀況是土壤物理性狀的重要特性之一,對土壤持水能力和通氣狀況有重要影響。從表1可知:0~20cm土層土壤非毛管空隙、總孔隙度從大到小依次是Y>F>N>CK處理,Y處理非毛管空隙、總孔隙度分別為15.42%和65.84%,CK處理非毛管空隙、總孔隙度分別為10.81%和51.23%,Y處理比CK分別增加42.6%和28.5%;20~40cm土層土壤非毛管空隙、總孔隙度從大到小依次也都是Y>F>N>CK處理,Y處理非毛管空隙、總孔隙度分別為13.75%和64.17%,CK處理非毛管空隙、總孔隙度分別為10.31%和48.7%,Y處理比CK分別增加32.4%和31.8%,表明施用精制有機(jī)肥的Y處理有利于土壤非毛管空隙、總孔隙度增加,說明Y處理有利于改善土壤孔隙狀況,提高了土壤持水性和容蓄能力,無疑有利于毛竹林的生長發(fā)育,這與毛竹林生長發(fā)育狀況相吻合(見表2),Y處理毛竹林的主要生長因子和Y產(chǎn)量指標(biāo)均高于CK處理,施用復(fù)合肥的F處理居其次。

        表2 不同施肥處理毛竹林生長與產(chǎn)量測定結(jié)果

        總之,無論從生長效應(yīng)層面,還是改善土壤物理性狀角度都以施用精制有機(jī)肥更為合宜。

        4 結(jié)論與討論

        毛竹林施肥是提高竹林產(chǎn)量的重要技術(shù)措施,要達(dá)到合理施肥和經(jīng)濟(jì)施肥,同時兼顧生態(tài)系統(tǒng)功能提高,需要選擇適宜的肥料品種。施用精制有機(jī)肥可以改善毛竹林土壤物理性質(zhì)。試驗(yàn)結(jié)果表明:不同處理同一層次土壤容重從大到小依次為:CK>N>F>Y;土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量從高到低依次為:Y>F>N>CK;土壤非毛管空隙、總孔隙度從大到小依次是Y>F>N>CK,0~20cm土層Y處理比CK處理,水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量增加12.8%,土壤結(jié)構(gòu)體破壞率降低42.3%;20~40cm土層Y處理比CK處理水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量增加16.8%,土壤結(jié)構(gòu)體破壞率降低45.6%;施用精制有機(jī)肥土壤物理性質(zhì)得到明顯改善。土壤養(yǎng)分狀況和土壤物理性狀是土壤肥力重要組成部分,兩者相互相成。有時候土壤物理性狀對竹林生長、施肥效果發(fā)揮更大的作用,建議在有條件的地區(qū)大力推廣應(yīng)用精制有機(jī)肥。

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