余玉珠，石國歡，蘇 強(qiáng)，劉資華，溫文照，葉祿友，劉忠鑫，鄧 力

（廣西壯族自治區(qū)國有欽廉林場(chǎng)，廣西欽州 535000）

土壤是人類生產(chǎn)的重要自然資源，可以維持和調(diào)節(jié)自然環(huán)境中的物質(zhì)能量循環(huán)及信息傳遞，是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在維持森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能方面發(fā)揮著重要作用[1-2]。開展森林土壤肥力研究，對(duì)于診斷林地土壤肥力狀況，防止林地土壤退化具有重要意義[2]。國內(nèi)學(xué)者們對(duì)森林土壤進(jìn)行大量研究，主要采用主成分分析法[3-4]、模糊綜合評(píng)價(jià)方法[2,5-7]、灰色關(guān)聯(lián)度法[8]和內(nèi)梅羅指數(shù)法（Nemerow 法）[9-12]等方法評(píng)價(jià)土壤肥力狀況。不同評(píng)價(jià)法采用的數(shù)學(xué)方法、評(píng)價(jià)側(cè)重點(diǎn)和指標(biāo)均不同，其結(jié)果反映的意義也有所不同[13]。近年來，改進(jìn)后的Nemerow法較常用，該方法主要考慮指標(biāo)最小值對(duì)土壤肥力的限制性，反映植物生長最小因子定律，能更好地指導(dǎo)土壤的改良和利用[14]。Nemerow 法評(píng)價(jià)土壤肥力狀況時(shí)，多選用土壤中的全氮（N）、全磷（P）、全鉀（K）、速效N、速效P 和速效K 等大量元素，及鈣（Ca）、鎂（Mg）、硼（B）、銅（Cu）、鐵（Fe）和鋅（Zn）等微量元素作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。鄧小軍等[10]利用改進(jìn)后的Nemerow 法對(duì)廣西國有大桂山林場(chǎng)林地進(jìn)行肥力綜合評(píng)價(jià)；杜超群等[12]利用改進(jìn)后的Nemerow 法對(duì)湖北省咸寧市賀勝橋鎮(zhèn)短周期杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林不同林齡土壤肥力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

桉樹（Eucalyptusspp．）為桃金娘科（Myrtaceae）桉屬喬木樹種[15]，是我國南方地區(qū)主要的速生造林樹種，具有生長快、經(jīng)營周期短及收益快的特點(diǎn)[16-17]。廣西是桉樹種植大省，截至2018年，廣西桉樹人工林面積達(dá)到266．67 萬hm2，占廣西人工林總面積的36．35%[18]。學(xué)者們對(duì)桉樹林地土壤肥力進(jìn)行很多研究。鄧小軍等[10]基于Nemerow 法分析廣西國有大桂山林場(chǎng)桉樹林地土壤分析；林武等[11]采用改進(jìn)后的Nemerow法對(duì)廣西國有博白林場(chǎng)桉樹人工林土壤肥力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；唐健等[19]研究1990 —2015年包括桉樹林在內(nèi)的廣西人工用材林土壤肥力演變特征；曹繼釗等[20]研究桉樹人工林沃土保育與可持續(xù)經(jīng)營；唐健等[21]研究1993 — 2018年廣西桉樹主產(chǎn)區(qū)土壤肥力演變特征；潘會(huì)彪等[22]采用空間分析法，分析桉樹人工林土壤肥力。廣西國有欽廉林場(chǎng)是廣西壯族自治區(qū)林業(yè)局直屬國有林場(chǎng)。根據(jù)廣西壯族自治區(qū)國有欽廉林場(chǎng)“十四五”發(fā)展規(guī)劃，“十三五”期間全場(chǎng)可經(jīng)營商品林面積達(dá)36．50萬畝，全場(chǎng)林種以短輪伐期工業(yè)原料林和一般用材林為主，全場(chǎng)樹種以桉樹和松類為主，其中桉樹占全場(chǎng)樹種面積的80．71%。桉樹人工林是欽廉林場(chǎng)營造林的主產(chǎn)業(yè)。本研究立足欽廉林場(chǎng)營造林產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際，采用Nemerow 法開展桉樹人工林土壤肥力研究，旨在了解林地土壤的肥力狀況，為桉樹人工林可持續(xù)經(jīng)營提供參考。

1 材料與方法

1．1 研究區(qū)概況

欽廉林場(chǎng)場(chǎng)部位于欽州市，林地跨北海、欽州兩地（108°10′～109°52′E，21°36′～22°41′N）。該地年均氣溫24 ℃，年均降水量1 660 mm，平均海拔70 m。土壤主要為赤紅壤，少數(shù)為磚紅壤。欽廉林場(chǎng)下設(shè)9 個(gè)場(chǎng)內(nèi)分場(chǎng)。選取經(jīng)營桉樹人工林的8 個(gè)分場(chǎng)作為研究點(diǎn)（表1）。

表1 研究點(diǎn)基本概況Tab.1 Basic situations of plots

1．2 采樣布設(shè)及土壤樣品采集

根據(jù)每個(gè)分場(chǎng)經(jīng)營桉樹人工林的情況，采用網(wǎng)格化布點(diǎn)，選取20個(gè)具有代表性的樣地，避開低洼積水處及施肥處設(shè)置取土樣點(diǎn)，每個(gè)樣地設(shè)置3 個(gè)重復(fù)。取樣時(shí)先取20 ～40 cm 土樣裝入樣品袋，再取0 ～20 cm 土樣裝入樣品袋，各取土500 g，并裝置一包混合樣品，樣品袋包裝好后做標(biāo)記，帶入室內(nèi)陰涼處晾干；全部土樣取完后，打包樣品送至檢測(cè)機(jī)構(gòu)。土壤pH值采用電位法測(cè)定，全N含量采用半微量凱氏法測(cè)定，全P含量采用酸溶—鉬銻抗比色法測(cè)定，全K含量采用氫氧化鈉堿熔—火焰光度法測(cè)定，有機(jī)質(zhì)、速效N、速效P、速效K、有效微量元素（Cu、Zn、B、Fe）含量測(cè)定及分析方法參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[23]。取樣地為1 代、2 代和3 代桉樹林，林分為幼林、中幼林和近成熟林，林分密度均為1 665 株/hm2。

1．3 土壤評(píng)價(jià)

選取12 個(gè)土壤養(yǎng)分作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別為pH值、有機(jī)質(zhì)、全N、全P、全K、速效N、速效P、速效K、有效B、有效Cu、有效Zn 和有效Fe。參照廣西林地土壤肥力指標(biāo)參考標(biāo)準(zhǔn)（表2）[24]，采用改進(jìn)后的Nemerow 法[10-11]對(duì)欽廉林場(chǎng)桉樹人工林土壤進(jìn)行單項(xiàng)及綜合肥力評(píng)價(jià)與分析。

表2 廣西林地土壤肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)參考標(biāo)準(zhǔn)值[24]Tab.2 Reference standard values of soil fertility evaluation indexes in Guangxi forests

單項(xiàng)肥力指數(shù)計(jì)算公式為[10-11]：

式中，Pi為指標(biāo)i的單項(xiàng)肥力指數(shù)，可直接反應(yīng)該指標(biāo)的豐富度，值越高，指標(biāo)越豐富，肥力越好；Ci為指標(biāo)i的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；Si為指標(biāo)i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)廣西林地土壤肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)建議的單項(xiàng)肥力指數(shù)[11]，pH ≤5．0 或pH ≥9．0 時(shí)，Pi取值1．0；pH 值為5．0 ～5．5 或8．5 ～9．0 時(shí)，Pi取值1．5；pH 值為5．5 ～6．0或8．0 ～8．5 時(shí)，Pi取值2．0；pH 值為6．0 ～6．5 或7．5 ～8．0時(shí)，Pi取值2．5；pH為6．5 ～7．5時(shí)，Pi取值3．0。

綜合肥力指數(shù)計(jì)算公式為[10-11]：

式中，P綜為土壤肥力綜合指數(shù)；Pave為土壤所有單項(xiàng)肥力指數(shù)的均值，Pi＞3時(shí)，Pi=3；Pmin為土壤所有單項(xiàng)肥力指數(shù)中最小值，Pi＞3時(shí)，Pi=3；n為參與評(píng)價(jià)的土壤肥力指標(biāo)個(gè)數(shù)（一般要求10項(xiàng)以上）。

1．4 肥力等級(jí)劃分

根據(jù)土壤肥力等級(jí)評(píng)價(jià)，將肥力劃分為3 個(gè)等級(jí)[25]。Ⅰ級(jí)為土壤肥沃，施肥增產(chǎn)的邊際效應(yīng)降低，P綜≥1．7；Ⅱ級(jí)為土壤肥力中等，施肥增產(chǎn)較明顯，0．9 ≤P綜＜1．7；Ⅲ級(jí)為土壤貧瘠，施肥增產(chǎn)顯著，P綜＜0．9?？赏ㄟ^分析綜合土壤肥力指數(shù)全面反映土壤肥力水平。

2 結(jié)果與分析

2．1 欽廉林場(chǎng)桉樹人工林土壤肥力總體狀況分析

土壤pH 值的變異系數(shù)最小（3．88%），其他土壤養(yǎng)分的變異系數(shù)均較大（表3）。變異系數(shù)大于50%的有7個(gè)指標(biāo)，分別為速效P、有效Fe、有效Cu、有機(jī)質(zhì)、速效N、全P 和速效K，速效P 的變異系數(shù)最大（98．42%）；大于30%、小于50%的有4 個(gè)指標(biāo)，分別為有效B、有效Zn、全N和全K。

表3 土壤肥力總體狀況Tab.3 Total soil fertility

土壤pH 值為4．07 ～4．95，平均值為4．47，屬于較強(qiáng)酸性土壤；有機(jī)質(zhì)平均含量為13．34 g/kg，處于貧水平。從大量元素平均含量來看，全N、全K、速效N、速效P 和速效K 處于貧水平，全P 處于極貧水平。從微量元素平均含量來看，有效Fe，處于富水平；有效B 和有效Zn 處于貧水平；有效Cu 處于極貧水平。整體來看，欽廉林場(chǎng)桉樹人工林土壤各養(yǎng)分含量較貧乏。

土壤各因子單項(xiàng)肥力指數(shù)的平均值為1．045，表現(xiàn)為有效Zn＞有效Fe＞有機(jī)質(zhì)＞全K＞pH＞全N＞速效K＞速效N＞全P＞有效Cu＞速效P＞有效B。土壤綜合肥力指數(shù)為0．63，肥力等級(jí)為Ⅲ級(jí)，土壤貧瘠。

2．2 欽廉林場(chǎng)桉樹人工林0 ～20 cm 土層土壤肥力狀況分析

0 ～20 cm 土層各土壤養(yǎng)分的變化比整體土壤養(yǎng)分的變化略??；pH 值變異系數(shù)最?。?．72%）（表4）。變異系數(shù)＞50%的有5 個(gè)指標(biāo)，分別為速效P、有效Fe、有效Cu、全P 和速效N，速效P 的變異系數(shù)最大（108．49%）；大于30%、小于50%的有6 個(gè)指標(biāo)，分別為有機(jī)質(zhì)、速效K、有效Zn、有效B、全N 和全K。

表4 0 ～20 cm土層土壤肥力狀況Tab.4 Soil fertility of 0 ～20 cm soil layer

0 ～20 cm 土層pH 值為4．07 ～4．95，平均值為4．47，與土壤總體pH 一樣，屬較強(qiáng)酸性土壤；有機(jī)質(zhì)平均含量為16．11 g/kg，處于貧水平。從大量元素平均含量來看，速效N、速效K 處于中下水平；全N、全K、速效N、速效P 和速效K 均處于貧水平，全P 處于極貧水平。從微量元素來看，有效Fe 處于富水平；有效B 和有效Zn 處于貧水平；有效Cu 處于極貧水平；與土壤總體微量元素的平均含量等級(jí)一樣。

0 ～20 cm 土層土壤各因子單項(xiàng)肥力指數(shù)的平均值為1．14，比總體土壤的平均值略高，表現(xiàn)為有效Zn＞有效Fe＞有機(jī)質(zhì)＞全K＞pH＞全N＞速效K＞速效N＞全P＞速效P＞有效Cu＞有效B，除速效P的單項(xiàng)肥力指數(shù)高于速效Cu 外，其他均未發(fā)生變化。0 ～20 cm 土層土壤綜合肥力指數(shù)為0．69，肥力等級(jí)屬于Ⅲ級(jí)，土壤貧瘠。

2．3 欽廉林場(chǎng)桉樹人工林20 ～40 cm 土層土壤肥力狀況分析

20 ～40 cm 土層各土壤養(yǎng)分變異系數(shù)較大；pH值變異系數(shù)最?。?．93%）（表5）。變異系數(shù)＞50%的有6 個(gè)指標(biāo)，分別為有效Fe、有機(jī)質(zhì)、有效Cu、速效P、速效K 和速效N；有效Fe 的變異系數(shù)最大（105．85%）；大于29%、小于50%的有5個(gè)指標(biāo)，分別為有效B、有效Zn、全K、全N和全P。

表5 20 ～40 cm土層土壤肥力狀況Tab.5 Soil fertility of 20 ～40 cm soil layer

20 ～40 cm 土 層pH 值 為4．21 ～4．75，平 均 值4．47，與土壤總體和0 ～20 cm 土層pH 一樣，屬較強(qiáng)酸性土壤；有機(jī)質(zhì)平均含量為10．56 g/kg，比總體有機(jī)質(zhì)低2．78 g/kg，處于貧水平。從大量元素平均含量來看，全N、全K、速效N、速效P 和速效B 處于貧水平，全P處于極貧水平，與土壤總體土壤養(yǎng)分平均含量等級(jí)均一樣。從微量元素平均含量來看，有效Fe 處于富有水平；有效B 和有效Zn 處于貧水平；有效Cu 處于極貧水平；與土壤總體和0 ～20 cm 土層微量元素平均含量等級(jí)一樣。

20 ～40 cm 土層土壤各因子單項(xiàng)肥力指數(shù)的平均值為0．94，表現(xiàn)為有效Zn＞有效Fe＞全K＞有機(jī)質(zhì)＞pH＞全N=速效K＞速效N＞全P＞有效Cu＞速效P＞有效B。20 ～40 cm 土層土壤綜合肥力指數(shù)為0．56，低于土壤總體和0 ～20 cm 土層土壤綜合肥力指數(shù)，肥力等級(jí)屬于Ⅲ級(jí)，土壤貧瘠。

2．4 欽廉林場(chǎng)桉樹人工林0 ～20 cm、20 ～40 cm 土層土壤肥力狀況對(duì)比分析

對(duì)欽廉林場(chǎng)桉樹人工林0 ～20 cm、20 ～40 cm土層的土壤養(yǎng)分進(jìn)行方差分析。結(jié)果表明，有機(jī)質(zhì)、全N含量在0 ～20 cm、20 ～40 cm土層間均差異顯著（P＜0．05），速效N在0 ～20 cm、20 ～40 cm土層差異極顯著（P＜0．01），其他土壤養(yǎng)分因子在0 ～20 cm、20 ～40 cm土層間均差異不顯著（表6）。

表6 0 ～20 cm、20 ～40 cm土層各土壤養(yǎng)分方差分析Tab.6 Analysis of variance on soil nutrients between 0 ～20 cm and 20 ～40 cm soil layers

3 討論與結(jié)論

廣西國有欽廉林場(chǎng)、廣西國有大桂山林場(chǎng)和廣西國有博白林場(chǎng)均屬廣西壯族自治區(qū)林業(yè)局直屬國有公益二類林場(chǎng)。本研究參照廣西國有大桂山林場(chǎng)人工林地土壤肥力評(píng)價(jià)方法[10]及廣西國有博白林場(chǎng)桉樹人工林土壤肥力評(píng)價(jià)方法[11]，結(jié)合廣西國有欽廉林場(chǎng)人工林經(jīng)營實(shí)際開展研究。結(jié)果表明，總體土壤、0 ～20 cm 土層、20 ～40 cm 土層的pH 值均為4．47，屬較強(qiáng)酸性土壤，與廣西國有博白林場(chǎng)桉樹人工林土壤酸堿性一樣，與唐健等[21]研究1993—2018年廣西桉樹主產(chǎn)區(qū)土壤肥力演變特征分析的結(jié)果一樣，土壤呈酸化。從土壤各養(yǎng)分變異系數(shù)來看，總體、0 ～20 cm、20 ～40 cm 土層中，除pH 值的變異系數(shù)均最小且相差不大外，其他各養(yǎng)分變異系數(shù)均較高，均在29%以上。從綜合肥力指數(shù)來看，0 ～20 cm 土層土壤（0．69）＞總體土壤（0．63）＞20 ～40 cm 土層土壤的（0．56），均低于0．9，肥力等級(jí)均屬于Ⅲ級(jí)，施肥增產(chǎn)效應(yīng)明顯?？傮w土壤綜合肥力指數(shù)低于廣西國有博白林場(chǎng)桉樹人工林（0．73），說明欽廉林場(chǎng)桉樹人工林土壤肥力比博白林場(chǎng)桉樹人工林土壤肥力低。從土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來看，總體、0 ～20 cm土層、20 ～40 cm土層中，有效Fe均處于富水平，除0 ～20 cm 土層的速效N 和速效K 處于中下水平外，其他土壤養(yǎng)分均為貧或極貧水平。為此，在實(shí)際營林撫育管護(hù)中，可以根據(jù)土壤養(yǎng)分的情況，通過配方施肥進(jìn)行補(bǔ)充，避免養(yǎng)分缺乏造成桉樹生長不良現(xiàn)象。