胡冬南，劉亮英，張文元，萬曉敏，郭曉敏

（1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林與藝術(shù)學(xué)院，江西 南昌 330045；2.西南林業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650224）

油茶Camellia oleiferaAbel又叫茶子樹，是我國南方特有的木本食用油料樹種[1-2]。油茶在生長過程中需要從土壤中吸收各種養(yǎng)分并通過光合作用制造碳水化合物，土壤養(yǎng)分含量將直接影響油茶養(yǎng)分的供應(yīng)，并進(jìn)一步影響油茶的產(chǎn)量[3]。江西是油茶主產(chǎn)區(qū)，油茶林總面積達(dá)80余萬hm2，占江西全省林業(yè)用地面積的7.1%，經(jīng)濟(jì)林總面積的77%；圍繞著油茶的特性及其利用，人們開展了大量的研究工作[4-6]，有關(guān)油茶林地土壤肥力狀況的研究報(bào)道較為鮮見。目前，江西省絕大多數(shù)油茶林地土壤養(yǎng)分匱乏，且比例不協(xié)調(diào)，致使投入多，增產(chǎn)增收效果卻不明顯[7]。為了解江西省油茶林地養(yǎng)分狀況，本文中采用土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法進(jìn)行油茶林地土壤養(yǎng)分特征及限制因子研究。

1 試驗(yàn)地概況

江西省屬亞熱帶溫暖濕潤季風(fēng)氣候，具有四季分明、氣候溫和、雨量充沛、日照充裕、無霜期長的特點(diǎn)。年均溫17.4 ℃，無霜期280 d，年降水量1 350～2 100 mm，土壤類型為紅壤，適合油茶生長[8]。根據(jù)江西省油茶林分布情況，選擇贛東的弋陽縣、貴溪市，贛西的奉新縣、萍鄉(xiāng)市、宜春市（袁州區(qū)）、豐城市、新余市，贛南的上猶縣、遂川縣，贛中的吉安縣、永豐縣、泰和縣、安?？h、井岡山市和贛北的靖安縣、景德鎮(zhèn)、瑞昌市的油茶林地作為試驗(yàn)點(diǎn)，每試驗(yàn)點(diǎn)選取有代表性油茶林標(biāo)準(zhǔn)樣地5～8個(gè)。

2 材料與方法

2.1 土壤樣品的采集及處理

采用多點(diǎn)混合取樣法取土，每塊樣地的采樣點(diǎn)不少于20個(gè)，取土深度0～40 cm。土樣經(jīng)風(fēng)干后過2 mm篩，取0.5 kg干土壤樣品用于化學(xué)分析和吸附試驗(yàn)，剩余樣品用于溫室盆栽試驗(yàn)。土壤樣品采集的時(shí)間為每年的10月。

2.2 土壤樣品的分析方法

土壤樣品常規(guī)分析采用美國（佛羅里達(dá)）國際農(nóng)化服務(wù)中心（ASI）提供的方法[9-12]。ASI聯(lián)合浸提液為：0.25 mol ·L-1NaHCO3＋ 0.01 mol·L-1EDTA ＋0.01 mol·L-1NH4F。分析項(xiàng)目包括有機(jī)質(zhì)、pH值、代換性 Ca、Mg、N、P、K、Cu、Fe、Mn、Zn、B、S等11種元素。其中Ca、Mg、N用1 mol·L-1KCl提取。Ca和Mg含量用原子吸收法測定，N含量用堿性苯酚＋NaClO比色法測定。K、P、Cu、Fe、Mn和Zn用ASI溶液提取，P含量用鉬銻抗比色法測定，其它元素含量用原子吸收法測定。S和B用0.08 mol·L-1CaH4(PO4)2提取，S含量用BaCl2比濁法測定，B含量用姜黃素比色法測定。

2.3 土壤吸附試驗(yàn)

土壤對K、P、S、B、Zn、Cu和Mn的吸附測定均參照ASI方法進(jìn)行，吸附結(jié)果作為盆栽試驗(yàn)養(yǎng)分施用的依據(jù)。

2.4 盆栽試驗(yàn)

分別從各地區(qū)選一樣地土壤進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，依據(jù)土壤化學(xué)分析和吸附試驗(yàn)結(jié)果，將土壤中各營養(yǎng)元素的速效含量調(diào)整到該元素在林地條件下臨界值的3倍，以保證各營養(yǎng)元素的充足供應(yīng)，并將此處理作為最佳處理（OPT）；在最佳處理的基礎(chǔ)上，各土樣均針對大、中、微量元素設(shè)置缺素處理，用“﹣”表示，即從最佳處理中減去該養(yǎng)分元素；考慮到各地區(qū)的特殊性，針對個(gè)別金屬元素設(shè)置超量處理，用“﹢”表示，即在最佳處理中增加一定量的該養(yǎng)分元素；同時(shí)設(shè)置不加任何養(yǎng)分元素的CK作為空白對照，每處理重復(fù)3次，以高粱作為養(yǎng)分指示植物，生長35 d收獲地上部分烘干稱取質(zhì)量，以O(shè)PT植株干質(zhì)量為100%，并計(jì)算其它處理的相對產(chǎn)量。采用方差分析方法比較各處理與OPT處理的生物量差異。供試作物為高粱干物質(zhì)相對產(chǎn)量計(jì)算公式：

2.5 數(shù)據(jù)分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel、DPS軟件進(jìn)行分析[13]。

3 結(jié)果與分析

3.1 江西油茶林地土壤養(yǎng)分含量及評價(jià)

林地土壤中植物所需養(yǎng)分狀況的變化受土壤條件、環(huán)境因子、栽培管理等多種因素的影響，因此，盡可能多地了解林地土壤養(yǎng)分信息是實(shí)現(xiàn)油茶養(yǎng)分管理的先決條件。試驗(yàn)中對江西油茶主產(chǎn)區(qū)林地土壤養(yǎng)分進(jìn)行了測定，結(jié)果見表1。

從表1可看出，江西省各地區(qū)油茶林地土壤中N、P、K、Mg、B、Zn的含量均存在低于臨界值的現(xiàn)象，表明這些元素的缺乏十分普遍。Ca元素在贛東和贛中土樣中較為缺乏。贛東地區(qū)土壤中Cu元素含量低于臨界值，而贛南、贛西、贛北、贛中的Cu含量接近或高于臨界值。各地土壤中Fe元素含量豐富。Mn元素含量在贛西、贛北地區(qū)均高于于臨界值，含量豐富，而在贛東、南、中地區(qū)存在低于臨界值的現(xiàn)象。S元素含量在贛東、贛北、贛中地區(qū)均高于臨界值，含量豐富，而在贛南、贛西地區(qū)低于臨界值。

表1 各地區(qū)養(yǎng)分含量均值Table 1 Mean nutrient content in soil at each region mg/L

總體而言，江西省油茶林地養(yǎng)分含量低，土壤貧瘠，且各地養(yǎng)分水平不一，因此在油茶經(jīng)營過程中應(yīng)注重林地養(yǎng)分管理。

3.2 江西油茶林土壤的吸附固定特性

將土壤對營養(yǎng)元素的吸附固定作用作為土壤養(yǎng)分狀況綜合評價(jià)及施肥推薦的主要依據(jù)之一，是系統(tǒng)研究法的獨(dú)特創(chuàng)新之處。進(jìn)行土壤養(yǎng)分吸附研究，旨在明確養(yǎng)分元素加入土壤中的行為特征，估測施入一定的肥料后對土壤中可提取性有效養(yǎng)分的貢獻(xiàn)，從而大致明確土壤中某一養(yǎng)分元素達(dá)到作物最佳生長所需的濃度所要求加入的肥料量，可以為盆栽試驗(yàn)最佳處理中肥料用量的確定提供依據(jù)。根據(jù)各試驗(yàn)點(diǎn)土壤對養(yǎng)分元素的吸附試驗(yàn)結(jié)果，繪制吸附曲線見圖1～7。

圖1 K吸附曲線Fig.1 Adsorption curve of K

圖2 P吸附曲線Fig.2 Adsorption curve of P

圖3 S吸附曲線Fig.3 Adsorption curve of S

圖4 B吸附曲線Fig.4 Adsorption curve of B

圖5 Cu吸附曲線Fig.5 Adsorption curve of Cu

從吸附曲線圖可以看出，不同地區(qū)油茶林土壤對各養(yǎng)分元素吸附固定能力不同，總體表現(xiàn)為對K、P、S、B的吸附固定能力較強(qiáng)，平均固定率由大到小依次為B（60.12%）、S（56.98%）、P（48.67%）、K（37.18%）。就不同地區(qū)相比較，贛南地區(qū)油茶林土壤對以上7種營養(yǎng)元素的吸附固定能力均最強(qiáng)，并且土壤對P、K、B養(yǎng)分元素的吸附作用較大，均在40%以上，對Cu、Mn、Zn元素的吸附在20%左右，而且原始土樣中這些元素含量均不豐富，處于缺乏水平。因此贛南地區(qū)更應(yīng)重視這些養(yǎng)分的施入。

圖6 Mn吸附曲線Fig.6 Adsorption curve of Mn

圖7 Zn吸附曲線Fig.7 Adsorption curve of Zn

3.3 油茶林土壤溫室盆栽試驗(yàn)

土壤養(yǎng)分的理化分析只能大致判斷土壤養(yǎng)分限制因子存在的可能性，而在諸多障礙因子中，哪一種起主導(dǎo)作用，其虧缺程度如何，則需要通過生物盆栽試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。根據(jù)各地區(qū)土壤養(yǎng)分分析測定結(jié)果與吸附試驗(yàn)結(jié)果，各地試驗(yàn)點(diǎn)分別設(shè)置14個(gè)處理，3次重復(fù)。試驗(yàn)結(jié)果表明（見表2），各地區(qū)土壤不同處理間作物生長量差異均達(dá)到極顯著水平，相比于最佳處理（OPT），盆栽不施加任何養(yǎng)分元素的對照處理（CK）產(chǎn)量均極低。缺素處理在各地區(qū)土壤中表現(xiàn)不同，贛東（貴溪）油茶林地土壤的主要養(yǎng)分限制因子及虧缺順序依次為Ca＞P＞N＞Mg＞K＞Cu＞B＞Zn，相應(yīng)的缺素處理分別減產(chǎn)96.42%、93.46%、90.47%、63.91%、45.9%、45.37%、43.65%、29.12%；贛南（上猶）油茶林土壤主要養(yǎng)分限制因子及虧缺程度依次為：P＞N＞K＞Mg＞S＞B，相應(yīng)的缺素處理分別減產(chǎn)74.21%、42.80%、39.71%、25.55%、19.69%、15.22%；贛西（新余）油茶林土壤的養(yǎng)分限制因子是P、Mg、N、Ca；Cu、Zn、K為潛在性限制因子，相應(yīng)的缺素處理分 別 減 產(chǎn) 61.06%、33.29%、32.87%、30.91%、24.08%、23.66%、19.89%；贛北地區(qū)（景德鎮(zhèn)）油茶林地土壤的主要養(yǎng)分限制因子及虧缺順序依次為N＞P＞Mg＞Ca＞K＞Zn，相應(yīng)的缺素處理分別減產(chǎn)66.97%、61.32%、48.22%、40.93%、28.97%、27.53%；贛中地區(qū)（吉安）油茶林地土壤主要養(yǎng)分元素限制因子及其虧缺程度依次是P＞N＞Ca＞K＞Mn＞Mg＞Zn，B、S可能是潛在性限制因子，相應(yīng)的缺素處理分別減產(chǎn) 53.68%、52.45%、47.3%、46.32%、37.83%、36.52%、33.66%。

表2 土壤盆栽試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Results of soil pot experiment g/杯

根據(jù)盆栽試驗(yàn)結(jié)果，用Barry相對產(chǎn)量概念標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)相對產(chǎn)量可將土壤肥力分為5級（見表3），除肥力很高者可以不施肥外，其它視肥力等級適量施肥。

表3 土壤養(yǎng)分肥力分級Table 3 Fertility grade of soil nutrient

表3中結(jié)果顯示，贛東（貴溪）油茶林地土壤除S、Mn、Mo、Fe肥力較高外，其余土壤元素肥力均處于低或極低水平，油茶施肥時(shí)應(yīng)增施氮肥、磷肥與鉀肥，適當(dāng)增施鈣、鎂肥和微量元素硼、鋅、銅肥。贛南（上猶）油茶林土壤P、N、K、Mg水平較低，應(yīng)增施磷肥、氮肥與鉀肥，適當(dāng)增施鈣、鎂、磷肥；贛西（新余）油茶林地土壤養(yǎng)分主要限制因子為P、N、Ca、Mg，其它土壤元素肥力較高，施肥時(shí)應(yīng)增施磷肥、氮肥，適當(dāng)增施鉀、鈣、鎂肥。贛北（景德鎮(zhèn)）油茶林土壤中N、P、Mg、Ca、K、Zn是主要限制因子，土壤中B、S、Mo、Fe、Mn、Cu養(yǎng)分元素含量豐富，在田間施肥時(shí)應(yīng)增施氮肥、磷肥與鉀肥，適當(dāng)增施鈣鎂肥和微量元素鋅肥。贛中（吉安）油茶林土壤中P、N、Ca、K、Mn、Mg、Zn是主要限制因子，土壤中B、S是潛在性限制因子，F(xiàn)e、Cu、Mo養(yǎng)分元素含量豐富，在田間施肥時(shí)應(yīng)增施氮肥、磷肥及適當(dāng)增施鈣、鎂肥，控制施用鉀肥。

由此可見，油茶林地土壤的原始測定值與盆栽試驗(yàn)結(jié)果基本一致，總體而言，江西省油茶林土壤主要限制因子為P、N、K、Ca、Mg，而B、Zn、Cu為次要限制因子或潛在性限制因子，這與花崗巖母質(zhì)發(fā)育的紅壤本身成土過程中脫硅富鋁化作用造成的母質(zhì)和土壤中的原生硅酸鹽礦物受到徹底的分解，鹽基離子養(yǎng)分大量淋溶損失有本質(zhì)的聯(lián)系。因此，在施肥時(shí)應(yīng)增施磷、氮、鉀、鈣、鎂等大中量元素肥料以及硼、鋅、銅等微量元素肥料。否則，這些養(yǎng)分的虧缺或失衡將嚴(yán)重影響油茶林高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和可持續(xù)性經(jīng)營，造成土壤肥力的進(jìn)一步衰退。

4 結(jié)論與討論

原始土樣測定分析結(jié)果表明，江西省不同地區(qū)油茶林土壤pH范圍在3.9至5.6之間，平均值為4.6，為強(qiáng)酸性。全省紅壤油茶林土壤有機(jī)質(zhì)含量為0.41%～1.93%，平均含量為1.09%，各地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量差異較大。江西省各地區(qū)的油茶林地土壤中的N、P、K、Mg、B、Zn的含量均存在低于臨界值的現(xiàn)象，表明這些元素的缺乏最具有普遍性。其次是Ca、Cu。而S、Fe、Mn的含量普遍較為豐富。

各地區(qū)油茶林土壤對B、S、P、K的吸附固定能力均較強(qiáng)，平均固定率分別為60%、57%、49%、37%。而對Cu、Mn、Zn的吸附固定能力表現(xiàn)較弱。不同地區(qū)對各種元素的固定能力有較大差異，贛南地區(qū)對各種營養(yǎng)元素的吸附固定能力均表現(xiàn)最強(qiáng)。江西省油茶林養(yǎng)分管理和經(jīng)營過程中在普遍重視施用P、K肥的同時(shí)，不能忽視中微量元素平衡施用，特別是S、B肥料的因地施用。

各地區(qū)土壤養(yǎng)分限制因子順序不同：贛東地區(qū)為Ca＞P＞N＞Mg＞K＞Cu＞B＞Zn；贛南地區(qū)為P＞N＞K＞Mg＞B＞Ca；贛西地區(qū)為P＞Mg＞N ＞Ca＞Cu＞Zn＞K；贛北地區(qū)為N＞P＞Mg＞Ca＞K＞Zn；贛中地區(qū)為P＞N＞Ca＞K＞Mn＞Mg＞Zn＞B＞S。P、N、K、Ca、Mg為江西紅壤油茶林土壤主要養(yǎng)分限制因子，而B、Zn、Cu為次要限制因子或潛在性限制因子，這些結(jié)論與原始土壤養(yǎng)分測定結(jié)果是一致的。從地區(qū)來看，以贛東油茶林土壤養(yǎng)分缺乏程度最為嚴(yán)重，其次為贛中地區(qū)。因此，在施肥時(shí)應(yīng)增施磷、氮、鉀、鈣、鎂大中量元素肥料以及硼、鋅、銅等微量元素肥料，否則，這些養(yǎng)分的虧缺或失衡將嚴(yán)重影響油茶林高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和可持續(xù)性經(jīng)營，造成土壤肥力的嚴(yán)重衰退。

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