覃其云，張 帥，貝榮趣，唐 健，莫大旺，王會(huì)利

（1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院 中南速生材繁育國家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣西優(yōu)良用材林資源培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧 530002；2.梧州市林業(yè)技術(shù)推廣站，廣西梧州 543002；3.梧州市林業(yè)科學(xué)研究所，廣西梧州 543100）

肉桂（Cinnamomumcassia）為樟科（Lauraceae）樟屬多年生常綠喬木，為我國南方特色經(jīng)濟(jì)林樹種，是廣西最具特色和資源優(yōu)勢(shì)的經(jīng)濟(jì)林木之一，具有速生、收益快和經(jīng)濟(jì)價(jià)值高等特點(diǎn)[1]。肉桂既是著名的香料也是傳統(tǒng)的名貴中藥，其各個(gè)部位均可入藥，具有暖脾胃、通血脈、治腹瀉和鎮(zhèn)定安神等功效[2]。廣西是全國最大的肉桂產(chǎn)區(qū)，目前肉桂種植面積已達(dá)14.9 萬公頃[3]，種植面積和產(chǎn)量占全國50%以上。肉桂在廣西分布廣泛，以人工栽培居多。近年來，肉桂需求大，且價(jià)格穩(wěn)定；企業(yè)和農(nóng)戶的經(jīng)營積極性較高，人工林種植規(guī)模逐步擴(kuò)大。長期以來，肉桂人工林的栽培管理存在管理不到位、施肥不科學(xué)等問題；許多地區(qū)種植肉桂后，不施肥或僅施少量農(nóng)家肥，土壤養(yǎng)分含量不均，肥力下降。土壤作為植物生長發(fā)育必需養(yǎng)分的主要來源，一直是森林培育和土壤肥力的重點(diǎn)研究內(nèi)容。了解土壤養(yǎng)分狀況對(duì)于促進(jìn)肉桂產(chǎn)業(yè)高產(chǎn)高效和可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。有學(xué)者對(duì)肉桂人工林土壤養(yǎng)分特征進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。何斌等[4]研究3 和6年生肉桂人工林土壤速效養(yǎng)分的季節(jié)性變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)施用氮磷鉀肥的適當(dāng)時(shí)期是在肉桂生長初期至第1個(gè)生長高峰期。關(guān)于肉桂人工林土壤中量和微量元素測(cè)定及土壤綜合肥力評(píng)價(jià)的研究未見報(bào)道。相對(duì)于其他分析方法，灰色關(guān)聯(lián)分析法具有可分析小樣本、不需要典型分布規(guī)律、計(jì)算量較小和方法簡便等優(yōu)點(diǎn)。近年來，灰色關(guān)聯(lián)分析法已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)林業(yè)的土壤肥力評(píng)價(jià)[5-11]。本研究通過分析不同林齡肉桂人工林的土壤養(yǎng)分狀況，采用灰色關(guān)聯(lián)分析法，綜合評(píng)價(jià)不同林齡肉桂人工林的土壤肥力，為肉桂人工林的土壤養(yǎng)分管理和合理配方施肥提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

調(diào)查區(qū)位于廣西梧州市藤縣（110°21′～111°11′E，23°02′～24°03′N），屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，夏長冬短，四季分明；年均氣溫21 ℃，年均無霜期332天；年均日照時(shí)長1 742.4 h，太陽輻射總量108 478卡/平方厘米；年均降水量1 472 mm，年均蒸發(fā)量1 057 mm，年均相對(duì)濕度81%，當(dāng)?shù)亟涤曛饕性?—9月。地形以低山丘陵為主，平原和盆地所占比例較小。土壤為成土母質(zhì)有砂頁巖、紫色砂頁巖、第四紀(jì)紅土、河流沖積物和洪積物。土層較深厚，一般達(dá)1 m 左右。地上植被主要有鐵芒萁（Dicranopterislinearis）、蔓生莠竹（Microstegiumvagans）、烏毛蕨（Blechnopsisorientalis）、鹽膚木（Rhus chinensis）和五節(jié)芒（Miscanthusfloridulus）等。

1.2 土壤樣品采集

2021年3月，分別選擇具有代表性的5、7、10、12 和15年生肉桂人工林，共計(jì)9 個(gè)樣點(diǎn)（因10年生肉桂人工林面積相對(duì)較少，只采集1個(gè)樣點(diǎn)）（表1）。每個(gè)樣點(diǎn)設(shè)置上、中和下3個(gè)樣地（20 m×20 m）；在每個(gè)樣點(diǎn)內(nèi)按照五點(diǎn)法進(jìn)行土壤取樣，去除土壤表層雜草，采集0～40 cm 土層土壤樣品，將同一樣地內(nèi)5 個(gè)采樣點(diǎn)采集的土壤樣品混勻，裝在同一個(gè)自封袋內(nèi)，編號(hào)；帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干、過篩，進(jìn)行土壤特性分析。

表1 肉桂人工林樣點(diǎn)基本情況Tab.1 Basic informations of sample points of C.cassia plantations

1.3 指標(biāo)測(cè)定

依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[12-23]，測(cè)定土壤pH 值及有機(jī)質(zhì)、全氮（N）、全磷（P）、全鉀（K）、堿解氮（N）、有效磷（P）、速效鉀、交換性鈣（Ca）、交換性鎂（Mg）、有效銅（Cu）、有效鋅（Zn）、有效鐵（Fe）、交換性錳（Mn）和有效硼（B）含量。

1.4 土壤肥力評(píng)價(jià)

采用灰色關(guān)聯(lián)度法進(jìn)行土壤肥力評(píng)價(jià)。關(guān)聯(lián)系數(shù)（ξi）的計(jì)算公式[24]為：

式中，ξi(k)為第k點(diǎn)時(shí)，xi對(duì)理想值x0的關(guān)聯(lián)系數(shù)；x0(k)為參考數(shù)列；xi(k)為比較數(shù)列，i=1，2，3，…，m（待評(píng)不同林齡綜合土壤肥力），k=1，2，3，…，n（待評(píng)土壤養(yǎng)分指標(biāo)）；一般來說，分辨系數(shù)為0～1，本研究取常規(guī)值0.5；minmin|x0(k) -xi(k)|和maxmax|x0(k)-xi(k)|分別為二級(jí)最小值和二級(jí)最大值。

灰色關(guān)聯(lián)度（ri）計(jì)算公式[25]為：

式中，a(k)為各指標(biāo)權(quán)重值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同林齡肉桂人工林土壤養(yǎng)分狀況

不同林齡肉桂人工林土壤pH 值為4.24～4.70，屬酸性至極強(qiáng)酸性土壤（表2）。土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂、有效銅、有效鋅、有效硼、有效鐵和交換性錳含量分別為17.10～36.37 g/kg、0.98～1.56 g/kg、0.26～0.45 g/kg、8.54～17.28 g/kg、103.43～249.60 mg/kg、1.60～4.45 mg/kg、32.52～82.02 mg/kg、23.40～98.43 mg/kg、2.50～4.03 mg/kg、0.11～0.85 mg/kg、0.81～2.00 mg/kg、0.12～0.17 mg/kg、51.49～112.30 mg/kg和1.40～3.12 mg/kg。按照全國土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[26]，全磷、有效磷、交換性鈣、交換性鎂和有效硼含量均處于極貧乏水平；速效鉀和交換性錳含量均處于貧乏水平；有機(jī)質(zhì)和全氮含量均處于中等水平；全鉀和有效銅含量均處于中等偏下水平；有效鋅含量處于中等偏上水平；堿解氮和有效鐵含量均處于富或極富水平。

表2 肉桂人工林土壤養(yǎng)分狀況Tab.2 Soil nutrient status of C.cassia plantations

2.2 肉桂人工林土壤養(yǎng)分相關(guān)性分析

有機(jī)質(zhì)與全氮、有效磷，全磷與交換性鈣，有效鋅與有效鐵，堿解氮與交換性錳均呈極顯著正相關(guān)（P<0.01）；有效硼與有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀和交換性鎂，有效鋅與堿解氮均呈顯著正相關(guān)（P<0.05）；pH值與有效鋅，全鉀與交換性鎂均呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）（表3）。

表3 肉桂人工林土壤養(yǎng)分相關(guān)性分析Tab.3 Correlation analysis among soil nutrients in C.cassia plantations

2.3 土壤肥力綜合評(píng)價(jià)

不同林齡肉桂人工林土壤肥力普遍較低，各樣點(diǎn)土壤肥力的關(guān)聯(lián)度表現(xiàn)為1 號(hào)＞5 號(hào)＞6 號(hào)＞3號(hào)＞4號(hào)＞8號(hào)＞9號(hào)＞7號(hào)＞2號(hào)（表4）。1號(hào)樣點(diǎn)關(guān)聯(lián)度最大（0.671），屬于Ⅲ級(jí)（一般）水平；2號(hào)樣點(diǎn)關(guān)聯(lián)度最?。?.395），屬于Ⅴ級(jí)（極差）水平。1、5和6 號(hào)樣點(diǎn)土壤肥力均屬于Ⅲ級(jí)（一般）水平，占全部樣點(diǎn)的33.33%；3、4、7、8 和9 號(hào)樣點(diǎn)土壤肥力屬于Ⅳ級(jí)（差）水平，占全部樣點(diǎn)的55.56%；2號(hào)樣點(diǎn)屬于Ⅴ級(jí)（極差）水平，占全部樣點(diǎn)的11.11%（表4～5）。

表4 肉桂人工林土壤養(yǎng)分含量關(guān)聯(lián)系數(shù)、關(guān)聯(lián)度及綜合評(píng)價(jià)Tab.4 Correlation coefficients,correlation degrees and comprehensive evaluation of soil nutrient contents of C.cassia plantations

3 結(jié)論與討論

土壤肥力是影響土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)，土壤養(yǎng)分含量與土壤肥力狀況密切相關(guān)。不同的種植模式、管理水平和土壤類型均會(huì)導(dǎo)致土壤養(yǎng)分含量產(chǎn)生差異，土壤養(yǎng)分含量直接影響肉桂的生長發(fā)育及產(chǎn)量、質(zhì)量。本研究中，肉桂人工林土壤養(yǎng)分大部分處于貧乏和極貧乏水平。1 號(hào)樣點(diǎn)土壤肥力最高，土壤質(zhì)量等級(jí)僅屬于Ⅲ級(jí)（一般）水平；2 號(hào)樣點(diǎn)土壤肥力最低，屬于Ⅴ級(jí)（極差）水平；9 個(gè)肉桂人工林樣點(diǎn)的土壤肥力普遍較低。建議通過科學(xué)造林、撫育經(jīng)營及采取配方施肥管理，提高肉桂人工林的土壤肥力。

肉桂屬半陰性經(jīng)濟(jì)林木，對(duì)土壤條件要求較高。從相關(guān)性綜合分析來看，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、有效硼和速效鉀是影響肉桂人工林土壤肥力的主要因素，與楊炳強(qiáng)等[27]的研究結(jié)果基本一致。在肉桂豐產(chǎn)栽培管理和科學(xué)施肥中，應(yīng)注意氮、磷和鉀元素配比，增加有機(jī)質(zhì)含量，適當(dāng)添加微量元素硼。

土壤肥力狀況受環(huán)境因子影響較大，本研究選取的指標(biāo)主要集中在土壤化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，土壤的物理性質(zhì)、生物性質(zhì)和微生態(tài)指標(biāo)未考慮，其對(duì)土壤肥力狀況的影響有待進(jìn)一步研究。選取的影響因素指標(biāo)越多，越能通過灰色關(guān)聯(lián)分析法體現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。在后續(xù)研究中，將適當(dāng)增加影響因素指標(biāo)，提高土壤肥力評(píng)價(jià)的嚴(yán)謹(jǐn)性、科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明：覃其云負(fù)責(zé)研究計(jì)劃制定、野外調(diào)查和論文撰寫；張帥和貝榮趣負(fù)責(zé)資料收集、野外調(diào)查；唐健負(fù)責(zé)研究計(jì)劃制定和論文修改；莫大旺負(fù)責(zé)研究計(jì)劃制定和野外調(diào)查；王會(huì)利負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分析和文獻(xiàn)檢索。