吳海勇,劉利忠,李明德,谷 雨,周峻宇,劉瓊峰
(1. 湖南省土壤肥料研究所,湖南 長(zhǎng)沙 410125;2. 桂東縣力源生態(tài)農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)有限公司,湖南 桂東 423500)
油茶(Camellia oleiferaAbel)是我國(guó)南方特有的重要木本食用油料樹種,又名茶子樹,是世界四大名優(yōu)食用油料樹種之一[1]。長(zhǎng)期以來(lái),主要油茶產(chǎn)區(qū)一直沿襲傳統(tǒng)的粗放經(jīng)營(yíng)方式,重氮肥輕磷鉀肥、重大量元素肥輕中微量元素肥等不合理的施肥方式導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡、土壤質(zhì)量退化嚴(yán)重[2];許多研究表明,土壤肥力是油茶生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中一個(gè)重要的因素,土壤養(yǎng)分缺乏直接影響油茶樹高、地徑及產(chǎn)量等[3-4]。山區(qū)水土養(yǎng)分流失嚴(yán)重,土壤貧瘠,油茶的生產(chǎn)潛力沒有得到充分發(fā)揮。筆者以湖南省桂東縣山地油茶產(chǎn)區(qū)為研究區(qū)域,調(diào)查施肥和產(chǎn)量現(xiàn)狀,分析和評(píng)價(jià)土壤養(yǎng)分的豐缺情況,旨在為山區(qū)油茶林地平衡施肥、提高油茶產(chǎn)質(zhì)量、提升農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)效益及維持油茶林土壤可持續(xù)生產(chǎn)能力提供參考。
桂東縣位于湖南省東南邊陲,地理位置為東經(jīng)113°37′~114°14′,北緯25°44′~26°13′,處羅霄山脈南端,海拔高,山地多,植被好,屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū),多年平均日照時(shí)數(shù)為1 372.6 h,境內(nèi)多年平均氣溫為15.8℃,多年平均降水量為1 883.5 mm,適合亞熱帶各種動(dòng)植物的生活生長(zhǎng)和繁衍。全縣總面積1 451.56 km2,山地面積1 344.81 km2,種植油茶土壤主要為第四紀(jì)紅土發(fā)育的紅壤,油茶籽年產(chǎn)量約9 500 t。
1.2.1 油茶林基本情況調(diào)查通過(guò)走訪油茶種植農(nóng)戶,記錄當(dāng)?shù)厥┓柿?xí)慣、用量和茶油產(chǎn)量等情況。
1.2.2 土壤采集采樣點(diǎn)位于桂東縣主要油茶種植區(qū)普樂(lè)鄉(xiāng)(土壤母巖為第四紀(jì)紅土),按照“S”型布點(diǎn)取樣法,每1 500 m2采集一個(gè)混合樣品,共采集土壤耕層樣品30 個(gè)。采用多點(diǎn)混合取樣法,用取土器在每塊標(biāo)準(zhǔn)地中取土,每塊樣地的采樣點(diǎn)不少于20 個(gè),取土深度0~20 cm。每樣地取土1~2 kg 裝入土壤袋中混合均勻,并在土壤袋、記錄本上作好取樣記錄。在實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干后過(guò)2 mm 篩,取0.5 kg 干土壤樣品用于土壤pH 值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣鎂、有效鋅、有效鐵、有效錳、有效銅、有效硼、全硒等指標(biāo)的分析測(cè)定。
1.2.3 土壤指標(biāo)分析土壤樣品常規(guī)分析參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[5]標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。
1.2.4 土壤評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)參考全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及湖南省土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo),詳見表1。
表1 土壤肥力指標(biāo)豐缺標(biāo)準(zhǔn)
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016、SPSS 18.0 等軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。
桂東縣普樂(lè)鄉(xiāng)3 個(gè)油茶種植村的調(diào)查結(jié)果表明,該區(qū)油茶林大部分屬于粗放管理,主要以單施尿素、碳酸氫銨等氮肥為主(每年約300.0 kg/hm2),磷、鉀肥施入量較少;另有部分農(nóng)戶撒施少量復(fù)合肥(每年150.0~300.0 kg/hm2不等),其他中、微量元素肥料和有機(jī)肥基本不施用。此外,出于對(duì)節(jié)約勞動(dòng)力成本等因素的考慮,肥料均撒施于林地表土,導(dǎo)致了養(yǎng)分流失嚴(yán)重。另有少部分區(qū)域從不施肥,處于半野生狀態(tài)。大部分油茶林屬于低產(chǎn)油茶林,油茶球產(chǎn)量1 800 kg/hm2以下,茶油產(chǎn)量在150 kg/hm2以下。隨著時(shí)間的推移,這種不合理的施肥方式必然擺脫不了“多投入,少增產(chǎn)”的現(xiàn)象。
2.2.1 土壤pH 值和有機(jī)質(zhì)土壤pH 值能夠影響土壤養(yǎng)分的有效性,進(jìn)而影響植物的吸收利用,它是土壤肥力的重要指標(biāo)之一[6]。該研究區(qū)域的油茶林地土壤pH 值和養(yǎng)分狀況見表2。
土壤pH 值處于4.59~4.93,平均值為4.74,呈酸性。對(duì)照參考標(biāo)準(zhǔn),屬于pH 值極低水平。調(diào)查結(jié)果顯示,土壤有機(jī)質(zhì)含量在23.0~38.2 g/kg,變異系數(shù)較大。這說(shuō)明各取樣點(diǎn)的差異較大,平均值為28.2 g/kg,屬于中等水平。
2.2.2 土壤大量元素氮是構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要成分,是植物的生命元素。表2 結(jié)果表明,油茶林地土壤全氮含量在1.15~1.48 g/kg,平均值為1.34 g/kg,屬于中等水平;堿解氮在79~124 mg/kg,平均值為94.6 mg/kg,處于中等水平。
磷是作物營(yíng)養(yǎng)的三要素之一,也是人和動(dòng)物的必需營(yíng)養(yǎng)元素。在缺磷土壤上,磷素常成為作物生長(zhǎng)的限制因子。由表2 可知,油茶林地土壤全磷含量為0.30~0.57 g/kg,平均值為0.47 g/kg,處于極低水平;有效磷含量為8.6~42.1 g/kg,平均值為16.0 g/kg,處于中等水平;有效磷含量的點(diǎn)位差異較大,這可能是由于施肥不均勻所導(dǎo)致的,
表2 桂東山區(qū)油茶林地土壤養(yǎng)分含量
鉀能提高農(nóng)作物產(chǎn)量和改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),還能顯著提高植物適應(yīng)外界不良環(huán)境的能力,因此它有“品質(zhì)元素”和“抗逆元素”之稱。油茶林地土壤全鉀在11.4~16.7 g/kg,平均值為13.3 g/kg,處于中等水平;土壤速效鉀在31~91 mg/kg,點(diǎn)位差異較大,與有效磷結(jié)果一致,主要原因是鉀在土壤中分布的異質(zhì)性較大,平均值為60 mg/kg,總體處于低水平(詳見表2)。
2.2.3 土壤中微量元素植物體內(nèi)的必需營(yíng)養(yǎng)元素包括17 種,每種營(yíng)養(yǎng)元素的特殊功能通常情況下不能完全被其他元素所代替,因此任何一種營(yíng)養(yǎng)元素不論數(shù)量多少都是同等重要的。本次調(diào)查的中量元素包括鈣和鎂,微量元素包括鐵、錳、銅、鋅、硼、硒等,它們?cè)谕寥乐械暮康?,但是?duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育相當(dāng)重要,均是土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)[7]。表2 結(jié)果顯示,土壤交換性鈣含量在0.25~1.27 cmol/kg,平均值為0.59 cmol/kg;交換性鎂含量在0.04~0.30 cmol/kg,平均值為0.20 cmol/kg;土壤有效錳在1.00~2.30 mg/kg,平均值為1.77 mg/kg;有效銅在0.10~0.33 mg/kg,平均值為0.25 mg/kg;以上4 種元素均處于極低水平。土壤有效鐵在13.8~21.9 mg/kg,平均值為17.23 mg/kg,處于高水平;土壤有效鋅在0.40~0.90 mg/kg,平均值為0.65 mg/kg,處于低水平;土壤有效硼在0.067~0.120 mg/kg,平均值為0.09 mg/kg,處于極低水平;而全硒含量在0.678~0.856 mg/kg,平均值為0.777 mg/kg,屬于富硒土壤。
土壤養(yǎng)分狀況調(diào)查和評(píng)價(jià)是進(jìn)行科學(xué)施肥的重要依據(jù),研究結(jié)果表明,湘南山區(qū)油茶林地土壤呈酸性,土壤有效鐵屬于高水平,有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮,有效磷含量均處于中等水平,速效鉀和有效鋅處于低水平,全磷、交換性鈣鎂、有效錳、有效銅、有效硼等屬于極低水平,土壤符合富硒標(biāo)準(zhǔn)。
油茶喜光溫,適宜于在溫暖、濕潤(rùn)的氣候環(huán)境以及深厚、疏松、肥沃、排水良好的酸性土壤上栽培。總體上講,該研究區(qū)域的土壤pH 值較適宜油茶的生長(zhǎng),但是土壤酸度對(duì)油茶生長(zhǎng)的影響程度目前還尚不明晰,即土壤太酸是否會(huì)影響其生長(zhǎng)發(fā)育,程度如何等有待進(jìn)一步研究確定。相關(guān)性研究表明,施用適當(dāng)濃度的微量元素,如鉬、硼、錳和銅,對(duì)防止油茶落花、促進(jìn)坐果有一定效果;而葉面噴施0.1%硼的處理能夠提高種子的含油量[8]。硒是人體必需的微量元素之一,我國(guó)是世界上缺硒較為嚴(yán)重的國(guó)家,形成了從植物到動(dòng)物,乃至人類的缺硒鏈,已威脅到國(guó)民的身體健康[9]。隨著生活水平的提高,各種富硒技術(shù)、富硒產(chǎn)品的研究與開發(fā)越來(lái)越受到人們的關(guān)注和重視,研究區(qū)域?qū)儆诟晃寥?,茶油中是否達(dá)富硒水平,有待進(jìn)一步分析明確。
因此,作者建議當(dāng)?shù)亻_展平衡施肥,重視磷肥施用,尤其補(bǔ)充適量的微量元素肥。另外,調(diào)查發(fā)現(xiàn),撒施肥料浪費(fèi)大,利用率低,取樣點(diǎn)位土壤養(yǎng)分差異較大,建議當(dāng)?shù)赜筒枇值夭捎酶H挖圍溝施入的施肥方式。