肖慶來 ,葉曉明 ,吳恒祝 ,張深梅 ,李杰峰 ,吳林土 ,曹雯?

(1.松陽縣自然資源和規(guī)劃局 浙江,松陽 323400;2.松陽縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 浙江,松陽 323400)

茶 [Camelliasinensis(L.) O.Ktze.]、香榧(Torreyagrandis) 是松陽縣兩大農(nóng)林主導產(chǎn)業(yè)。作為浙江生態(tài)綠茶第一縣,松陽目前保有優(yōu)質(zhì)茶園8 000 hm2。自1987 年首次引種試種以來,松陽香榧歷經(jīng)30 a,種植面積也達到5 800 hm2,是浙江省香榧南擴的先行區(qū)和示范縣。香榧、茶葉成為了松陽林農(nóng)致富奔小康的農(nóng)林支柱產(chǎn)業(yè)。為推進茶葉、香榧兩大產(chǎn)業(yè)有機融合健康發(fā)展,松陽林農(nóng)及科研工作者付出了不懈努力,逐步掌握了茶榧生長習性,科學開展茶榧套種技術(shù)并全面推廣[1-2]。據(jù)不完全統(tǒng)計,松陽縣茶榧生態(tài)復(fù)合經(jīng)營面積已達1 300 hm2,涉及玉巖、象溪、西屏等全縣19 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道,受益農(nóng)戶達5 000 余戶,每年平均每667 m2增收節(jié)支5 000 余元,目前仍有1 300～1 500 hm2山區(qū)茶園適合套種香榧。隨著國家非糧化政策的推進,墾造耕地及農(nóng)田都不再適合發(fā)展香榧、茶葉種植,因此,推進茶葉上山,開展香榧林下套種是促進茶產(chǎn)業(yè)維持適當?shù)囊?guī)模實現(xiàn)良性發(fā)展的新出路,并有利于香榧林施肥撫育,實現(xiàn)松陽茶榧兩大主導產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展、提質(zhì)增效擴面。

林下套種是近年來較為經(jīng)濟的生態(tài)種植模式,具有保持水土、改善林下生態(tài)、充分利用林地空間、提高林農(nóng)收入等多種益處,其中對土壤生態(tài)的影響極為關(guān)鍵。陳崗等[3]對套種旱稻后香榧林地土壤生態(tài)因子的變化進行了研究,發(fā)現(xiàn)套種旱稻后香榧樹冠部分氣溫下降、空氣相對濕度升高,香榧基部地表和土壤溫度分別下降3.6 和2.4 ℃,土壤含水量升高6.8 百分點,認為可改善香榧林地土壤生態(tài),從而增加經(jīng)濟效益。本研究以香榧為研究對象,將香榧林下套種茶樹與同期香榧純林的生長情況進行對比,并對4 個不同套種年限香榧林地土壤元素變化進行分析,探索茶榧套種對香榧生長及林地土壤元素的影響,為推進茶榧生態(tài)復(fù)合經(jīng)營提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

試驗地點選擇松陽縣赤壽鄉(xiāng)黃山頭村香榧基地,該基地曾兩次列入浙江省林業(yè)廳 “一畝山萬元錢” 典型案例,主要套種茶樹。地理坐標為28°34′N,119°27′E,海拔474～769 m,中亞熱帶季風氣候,溫暖濕潤,四季分明,年平均氣溫在14.2～17.7 ℃,極端最高氣溫40.1 ℃,極端最低氣溫-9.7 ℃,≥10 ℃年積溫4 458～5 634 ℃,全年無霜期在206～236 d,多年平均降水量1 532 mm,年蒸發(fā)量1 294 mm,年相對濕度79%左右。成土母質(zhì)為花崗巖,以疏松透氣的砂壤土為主。

1.2 處理設(shè)計

選擇造林時間分別為2007 年、2012 年、2017年、2020 年春季造林的茶榧套種和香榧純林林地。林地造林前均為荒地,水平帶狀種植,其海拔、土壤、坡向、坡度大致相同,香榧撫育管理強度基本一致。采用隨機區(qū)組設(shè)計,茶榧套種,水平帶靠外側(cè)種植1 行香榧,樹盤1 m 外種植茶樹。香榧純林,林中空地有原生草本植物,香榧株間距均為5 m。以套種茶樹的各年份香榧作為處理組T,未套種茶樹的各年份香榧純林設(shè)為空白對照CK,從不同年份香榧林中各任意選擇5 株香榧樹為試驗對象,重復(fù)3 次。

1.3 試驗方法

于2022 年2 月,按照試驗設(shè)計分別對已種植2 a、5 a、10 a、15 a 的香榧樹生長性狀進行測量,測定每株香榧樹高、地徑、冠幅、新梢生長量、香榧產(chǎn)量共5 個生長性狀,測量樹高、冠幅、新梢生長量用750 cm 的鋼卷尺,新梢生長量沿樹冠4 個方位分別測量頂梢取平均值,地徑用游標卡尺測定,同一性狀數(shù)據(jù)在一天內(nèi)完成測量。土壤檢測取樣按五點取樣法沿香榧樹冠滴水線取地下20～40 cm 混合土樣1 kg,分別測定土壤pH、有機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量。土壤數(shù)據(jù)檢測均在松陽縣農(nóng)產(chǎn)品檢驗檢測中心完成。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007 軟件進行數(shù)據(jù)整理匯總,并用SPSS 18.0 軟件進行統(tǒng)計分析,采用單因素 (oneway ANOVA) 和LSD 法進行方差分析和多重比較(α=0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 種植年限對香榧林地土壤酸化的影響

由圖1 可知,香榧土壤pH 值隨著種植年限增加而不斷降低,土壤酸化逐年加重,茶榧套種(T) 與香榧純林 (CK) 間的差異并不顯著,表明香榧林下套種茶樹并不會加重香榧林地土壤酸化。茶榧套種與香榧純林種植土壤酸性下降幅度存在差異,種植5 a 內(nèi)土壤酸化均不明顯,但茶榧套種5～10 a 土壤pH 下降幅度較大,香榧純林土壤pH隨著種植時間不斷下降,在10～15 a 下降幅度更大,表明香榧林下套種茶樹會使香榧林地中期土壤酸化速度加快但后期酸化速度減緩。

圖1 香榧林地土壤pH 值隨種植年限的變化趨勢

2.2 套種茶樹對香榧林地土壤營養(yǎng)元素的影響

由圖2 可知,種植前期茶榧套種模式下香榧林地土壤全氮、有機質(zhì)、速效鉀、有效磷含量均顯著高于香榧純林,套種10 a 土壤全氮、有機質(zhì)分別比香榧純林高258.3%、177.5%,套種5 a 土壤速效鉀、有效磷分別比香榧純林高71.9%、184.0%,后期除香榧純林速效鉀含量顯著高于茶榧套種土壤的90.9%,其余各元素含量均趨于一致,表明茶榧套種可提高種植前期香榧林地土壤元素的含量,但種植后期與香榧純林基本一致。隨著種植年限的增加,茶榧套種下各元素含量均呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢,而香榧純林全氮和有機質(zhì)呈現(xiàn)上下波動狀態(tài),速效鉀、有效磷含量均呈顯著上升趨勢,表明茶榧套種會改變香榧林地土壤元素的變化趨勢,元素變化幅度相對較小。

圖2 香榧林地土壤營養(yǎng)元素隨種植年限的變化趨勢

2.3 套種茶樹對香榧生長的影響

隨著種植年份的增加,香榧樹高、地徑、冠幅、新梢生長量均呈上升趨勢,但茶榧套種的香榧生長性狀均高于香榧純林,香榧樹高、地徑在10 a達到顯著水平,新梢生長量自5 a 開始均顯著高于香榧純林,后期樹高、冠幅和新梢生長量仍有擴大趨勢,地徑長勢趨于一致,表明茶榧套種可促進香榧的生長 (圖3)。

圖3 香榧生長性狀隨種植年限的變化趨勢

2.4 套種茶樹對香榧產(chǎn)量的影響

由表1 可知,茶榧套種下香榧在5 a 即可初步投產(chǎn),10 a 進入豐產(chǎn)期,15 a 進入盛產(chǎn)期,產(chǎn)量顯著高于香榧純林種植模式,投產(chǎn)時間早2～3 a,茶榧套種10 a、15 a 香榧產(chǎn)量分別高于香榧純林的90.9%、41.1%,有效推進香榧早實豐產(chǎn)。

表1 套種茶樹對香榧產(chǎn)量的影響

3 小結(jié)與討論

3.1 茶榧套種對林地土壤酸化的影響

土壤是植物生長的基礎(chǔ),土壤理化性質(zhì)對香榧生長結(jié)實具有極顯著的影響,土壤元素含量及孔隙度、pH 值等都會影響香榧的生長[4]。茶葉與香榧都存在因過度施用化肥導致的土壤酸化問題,茶樹和香榧雖然都是喜酸作物,適宜生長酸度為4.5～6.0[5-6],但土壤pH 值過低會抑制茶葉和香榧的生長,對于茶榧套種是否會加重香榧林地土壤酸化問題一直未有定論。本研究結(jié)果顯示,香榧林下套種茶樹會使香榧林地土壤酸化速度加快,但不會加重香榧林地土壤酸化程度,反而能緩解后期土壤酸化速度。茶樹根圍存在大量的固氮和溶磷微生物,有益微生物可改良土壤和促進植物生長[7]。前期茶樹施肥量大,根系吸收慢、微生物群落不穩(wěn)定導致土壤酸性下降快,茶樹進入成熟期后對土壤有更強的調(diào)節(jié)能力。

由于茶樹是葉用作物,對氮肥又特別嗜好,茶園中施用的多為銨態(tài)氮肥,茶樹吸收銨態(tài)氮后,根系會釋放大量H+,從而造成土壤pH 值的持續(xù)下降[8]。目前,松陽縣茶園土壤酸化情況嚴重,pH<4.5 的土壤占96%以上,土壤速效鉀含量不足,其主要原因是化肥施用過量,施肥技術(shù)單一[9]。本研究結(jié)果顯示,茶榧套種林地土壤pH 值均在4.8以上,并且下降趨勢略有緩和,遠高于繆葉旻子等[9]于2015 年檢測的松陽茶園土壤pH 平均值3.43,表明茶榧套種可互相緩解林地土壤酸化問題。茶樹是聚鋁性、多年生常綠作物,根系代謝作用強烈[10],茶榧套種可利用香榧施肥、鋤草時的翻耕,部分解決茶園土壤翻耕條件差造成的茶樹根系分泌物積累,從而減緩?fù)寥浪峄?/p>

3.2 茶榧套種對林地土壤生態(tài)的影響

茶榧套種,能有效減少地表徑流,降低水土流失。盛夏高溫時降低地表溫度,干旱和冬季提升土壤濕度和溫度[11],促進香榧根系生長。林麗[12]研究表明,茶柿高效栽培改善了林地環(huán)境,茶柿復(fù)合模式與純茶園相比,夏季地表和近地30 cm 的濕度分別提高13.6%、18.6%,夏季地表和近地30 cm的溫度分別下降4 ℃、0.5 ℃。不同立地與經(jīng)營措施都會導致香榧林地土壤肥力存在明顯的差異[13]。本研究結(jié)果顯示,茶榧套種林地土壤全氮、有機質(zhì)、速效鉀、有效磷含量前期均顯著高于香榧純林,表明香榧林下套種茶樹能提升肥料吸收利用率,有效提高林地土壤肥力,促進香榧種植前期的生長發(fā)育,加快香榧進入結(jié)果期,實現(xiàn)早實豐產(chǎn)。這與陳崗等[3]研究的套種旱稻可改善香榧林地土壤肥力的結(jié)果基本一致,茶樹每年施肥撫育及枝葉修剪為香榧林地提供了大量有機養(yǎng)分。

鉀能提高茶葉中的茶氨酸含量,對茶葉中的茶多酚、水浸出物、兒茶素等也有影響,可調(diào)節(jié)茶樹體內(nèi)的碳氮平衡,提高施鉀水平,可減少部分由于含氮量過高引起的品質(zhì)惡化現(xiàn)象,茶葉在缺鉀同時也會發(fā)生氮過剩癥狀[14-15]?？娙~旻子等[9]研究表明,松陽縣茶園土壤速效鉀含量明顯不足,平均含量僅為73 mg·kg-1,難以達到I 級茶園 (>120 mg·kg-1) 和優(yōu)質(zhì)高效高產(chǎn)茶園土壤標準 (≥100 mg·kg-1)。本研究結(jié)果顯示,香榧能促進土壤速效鉀含量的積累,茶榧套種15 a 速效鉀含量仍有155 mg·kg-1,高于繆葉旻子等[9]所測的松陽縣茶園速效鉀平均含量的112.3%,可顯著緩解茶園速效鉀含量下降趨勢。

3.3 茶榧套種對香榧生長及產(chǎn)量的影響

自松陽縣制定全省首個山地茶園套種香榧地方標準以來,茶園套種香榧技術(shù)已逐漸成熟[2]。何樂芝等[16]在諸暨等香榧老產(chǎn)區(qū)展開了技術(shù)研究,加快實現(xiàn)農(nóng)林產(chǎn)業(yè) “一畝山萬元錢” 的效益目標。目前,香榧生長期長、結(jié)實晚、產(chǎn)量低是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素,以往僅認為茶榧套種可 “以短養(yǎng)長”,基地前期收益以采收茶葉為主[1]。本研究結(jié)果顯示,茶榧套種能促進香榧生長發(fā)育,可促進香榧結(jié)實、顯著提高香榧產(chǎn)量,同時對香榧樹高、地徑、新梢生長量均具有顯著影響,套種5 a 新梢生長量高于香榧純林的39.7%,套種10 a 地徑、樹高分別高于香榧純林的60.4%、44.8%。

4 小結(jié)

本研究對不同套種年限下香榧生長性狀及林地土壤元素變化情況進行分析,結(jié)果表明,茶榧套種不會加重香榧林地土壤酸化,并能降低后期土壤酸化速度,對抑制茶園土壤酸化也有一定效果;香榧樹能促進土壤速效鉀含量的積累,緩解茶園速效鉀含量下降問題;茶榧套種能有效提高種植前期香榧林地土壤肥力,促進香榧前中期的生長,有效推進香榧實現(xiàn)早實豐產(chǎn)。本研究結(jié)果為茶榧生態(tài)復(fù)合高效經(jīng)營模式提供了堅實的理論依據(jù),初步探索了茶榧套種對香榧長勢及林地土壤元素的影響,為松陽香榧、茶葉兩大農(nóng)業(yè)主導產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展提供了有力保障。