油茶幼林間種大豆對土壤養(yǎng)分含量的影響

李 云，黃永芳，葉小萍，梁偉明

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，廣東 廣州 510642）

油茶Camellia oleifera，是山茶科山茶屬植物中油脂含量較高且具有栽培經(jīng)濟價值的一類植物的總稱。油茶是我國特有的食用油料樹種，它與油棕、油橄欖、椰子并稱為世界四大木本油料食用植物[1-2]。油茶主要分布于我國南方的湘、贛、桂、浙、閩、黔等18個省（區(qū)），其中，湖南、江西、廣西等省（區(qū)）是主要產(chǎn)區(qū)[3]。近年來，廣東省油茶種植面積逐步增加，因而有關(guān)油茶高產(chǎn)栽培方面的研究也不斷增多，油茶林間種是其中的一個研究方向。油茶林間種一直被認為是合適的林地經(jīng)營模式，短期間種經(jīng)濟作物可以使油茶幼林地獲得早期收益，并能改善土壤狀況，在一定程度上增加油茶的產(chǎn)量。目前，油茶林地間種的作物主要有花生、大豆、綠豆、山毛豆、紅薯、魚腥草等，現(xiàn)有文獻的內(nèi)容多為研究間種對油茶林地土壤養(yǎng)分的影響[4-7]。其中，陳永忠等人[8]在油茶幼林地間種花生和紅薯，提高了土壤養(yǎng)分，促進了油茶的生長。此外，滕維超等人[9]應(yīng)用盆栽試驗方法，研究了油茶與大豆不同間作比例條件下土壤養(yǎng)分的差異性，為油茶幼林區(qū)推廣農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營模式作了一次新的嘗試。而本文采用相關(guān)分析法，探討了油茶幼林間種大豆后土壤各理化性質(zhì)的動態(tài)變化，以期從土壤學(xué)的角度為油茶林地間種模式及間種經(jīng)濟作物品種的選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及試驗材料

試驗地設(shè)在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)增城教學(xué)科研基地，是一塊林分生長情況基本一致的油茶林地。增城市位于 23°05′～ 23°37 ′N，113°29′～ 114°00 ′E，地處廣東省中南部。屬于熱帶與亞熱帶的過渡氣候，全年平均溫度22.2 ℃，冬季（1月）平均氣溫12 ℃，夏季（7月）平均氣溫28 ℃，寒暑溫差不大，雨量充沛，年平均降雨量為1 870 mm，3～8月為雨季，平均無霜期346 d，地帶性土壤類型為花崗巖發(fā)育而成的赤紅壤[10]。

試驗材料為基地內(nèi)3年生的油茶幼林，林分株行距為2 m×3 m，樹勢良好，間種的大豆是從市場選購的適合廣東種植的品種。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置林地間種大豆及不間種（對照）2種處理，每種處理設(shè)置3個重復(fù)試驗，每個試驗地面積為600 m2。在試驗期間進行常規(guī)的林間管理，在播種大豆之前，先清除試驗林地的雜草，對林地進行翻耕，耙碎，開流水溝并施基肥，每個試驗處理區(qū)施有機肥300 kg，磷肥30 kg，磷酸二氫鉀復(fù)合肥20 kg。用多菌靈拌種，大豆播種規(guī)格為15 cm×20 cm，與油茶植株的間距為50 cm，每穴播2 粒種子。

1.3 土壤各理化性質(zhì)指標的測定

在間種前的2012年2月進行了第1次土壤取樣，即隨機選擇多點取10～30 cm土層的土樣，以后每隔1個月取樣1次，直至大豆成熟采收完畢，共取樣5次。土壤樣品各理化指標的測定均用常規(guī)的理化方法進行：土壤pH的測定采用電位法，土壤有機質(zhì)的測定采用重鉻酸鉀氧化—外加熱法，土壤全氮的測定采用擴散法，土壤全磷的測定采用氫氧化鈉堿熔—鉬銻抗比色法，土壤全鉀的測定采用氫氧化鈉堿熔—火焰光度計法，土壤水解性氮的測定采用堿解—擴散法，土壤有效磷的測定采用鹽酸和硫酸溶液漫提法，土壤有效鉀的測定采用乙酸銨浸提—火焰光度計法[11]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel及SPSS統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析和制圖。

2 結(jié)果與分析

土壤改良是一個緩慢的過程，在油茶幼林地間種大豆后，定期對土壤的各個理化指標進行測定，結(jié)果表明：土壤的各項理化指標值與空白對照相比均有明顯的改善。經(jīng)過間種大豆后林地土壤質(zhì)地由沙壤改良為輕壤，保水保肥能力增強，pH變化幅度相對于對照而言也有明顯減小，其它指標如有機質(zhì)和氮、磷、鉀的含量也都有所提高。

2.1 土壤pH的變化

間種大豆后土壤pH的變化情況如圖1所示。間種大豆的油茶林地pH呈現(xiàn)先下降后上升的變化趨勢，而對照的pH的變化趨勢則與之相反，即先升后降。2月、4月和5月間種林地的pH高于對照地，3月和6月間種林地的pH小于對照地。尤其是在6月，對照地的pH忽然增大，而間種大豆的林地則一直保持了適合油茶生長的酸堿度。

2.2 土壤有機質(zhì)含量的變化

間種大豆后土壤有機質(zhì)含量的變化情況如圖2所示。間種大豆的油茶林地的有機質(zhì)含量呈先下降后上升的變化趨勢，對照地的有機質(zhì)含量則先升后降再小幅增加。2月和4月間種地的有機質(zhì)含量大于對照地，3月、5月和6月間種地的有機質(zhì)含量則小于對照地。尤其是在3月，大豆剛種下后，吸收土壤有機質(zhì)較多。4～6月間種大豆林地的有機質(zhì)含量逐步增加，且其增幅明顯大于對照地。這說明間種大豆可以緩解油茶林地有機質(zhì)的降解水平，可讓油茶持續(xù)均衡地得到有機質(zhì)養(yǎng)分。

對間種大豆的油茶林地和對照地的土壤有機質(zhì)含量進行了方差分析，結(jié)果如表1所示。測定時間（P＜0.05）、大豆間種處理（P＜0.05）、測定時間與間種處理的交互作用（P＜0.05）對土壤有機質(zhì)含量的影響都達到了極顯著差異水平。

圖2 對照地和間種大豆的土壤其有機質(zhì)含量的變化Fig.2 Changes of organic matter content in soil intercropping soybean and CK

表1 土壤有機質(zhì)含量的方差分析結(jié)果Table 1 Result of variation analysis of organic matter content in soil

2.3 土壤氮含量的變化

2.3.1 土壤全氮含量的變化

間種大豆后土壤全氮含量的變化情況如圖3所示。由圖3可知，間種大豆油茶林地的全氮含量一直呈現(xiàn)上升的變化趨勢，而對照油茶林地的全氮含量先升后降再上升。5月，間種地的全氮含量明顯高于對照地。6月，對照地的全氮含量上升到與間種地相當?shù)乃剑€是低于間種地。這說明間種大豆能有效提高油茶林地土壤的全氮含量。

對間種大豆油茶林地及對照油茶林地土壤的全氮含量進行了方差分析，結(jié)果如表2所示。表2表明，測定時間（P＜0.05）、大豆間種處理（P＜0.05）、測定時間與間種處理的交互作用（P＜0.05）對土壤全氮含量的影響都具有極顯著差異。這說明間種大豆對土壤全氮含量的影響顯著，是一種很好的固氮方法。

表2 土壤全氮含量的方差分析結(jié)果Table 2 Result of variation analysis of total N content in soil

2.3.2 土壤有效氮含量的變化

間種大豆后土壤有效氮含量的變化情況如圖4所示。由圖4可知，間種大豆油茶林地的有效氮含量呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢；而對照油茶林地的有效氮含量整體上呈下降趨勢，5月上升達到峰值，但是到大豆采收的6月時又下降到低于間種大豆林地的水平。間種地有效氮的增幅基本大于對照地，說明間種大豆能有效提高油茶林地土壤的有效氮含量。

圖4 對照地和間種大豆的土壤其有效氮含量的變化情況Fig.4 Changes of available N content in soil intercropping soybean and CK

對間種大豆油茶林地及對照土壤的有效氮含量進行了方差分析，結(jié)果如表3所示。表3表明，測定時間（P＜0.05）、大豆間種處理（P＜0.05）、測定時間與間種處理的交互作用（P＜0.05）對土壤有效氮含量都達到極顯著差異水平。

表3 土壤有效氮含量的方差分析結(jié)果Table 3 Result of variation analysis of available N content in soil

2.4 土壤磷含量的變化

2.4.1 土壤全磷含量的變化

間種大豆后土壤全磷含量的變化情況如圖5所示。由圖5可知，間種大豆的油茶林地和對照地的全磷含量均呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢。5個月份里間種林地的全磷含量都大于對照地。間種林地土壤3月和4月的全磷含量比2月分別增加了259.88%和290.38%，對照林地的增幅則分別為133.96%和166.41%。間種林地全磷含量的增幅大于對照地的增幅。可見，間種大豆能有效提高油茶林地土壤全磷的含量。

圖5 對照地和間種大豆的土壤其全磷含量的變化Fig.5 Changes of total P content in soil intercropping soybean and CK

對間種大豆油茶林地和對照土壤有效氮含量進行了方差分析，如表3所示。測定時間（P＜0.05）、大豆間種處理（P＜0.05）對土壤有效氮含量都達到極顯著差異，測定時間與間種處理的交互作用（P＞0.05）差異不顯著。

表4 土壤全磷含量的方差分析結(jié)果Table 4 Result of variation analysis of total P content in soil

2.4.2 土壤有效磷含量的變化

對照地和間種大豆的土壤其有效磷含量的變化情況如圖6所示。由圖6可知，間種大豆的油茶林地其有效磷含量基本呈現(xiàn)上升的變化趨勢，5月有大幅下降，但6月又有回升，對照油茶林地的有效磷含量一直呈下降的變化趨勢。對照地有效磷含量的初始水平高于間種大豆林地，但一直在減少，而間種林地卻相反。這說明間種大豆能有效提高油茶林地土壤有效磷的含量。

圖6 對照和間種大豆土壤有效磷含量的變化Fig.6 Changes of available P content in soil intercropping soybean and CK

對間種大豆油茶林地和對照油茶林地的土壤有效磷含量進行了方差分析，結(jié)果如表5所示。由表5可知，測定時間（P＜0.05）、大豆間種處理（P＜0.05）、測定時間與間種處理的交互作用（P＜0.05）對土壤有效磷含量的影響都達到了極顯著的差異水平。

表5 土壤有效磷含量的方差分析結(jié)果Table 5 Result of variation analysis of o available P content in soil

2.5 土壤鉀含量的變化

2.5.1 土壤全鉀含量的變化

對照地和間種大豆的土壤其全鉀含量的變化情況如圖7所示。由圖7可知，間種大豆油茶林地的全鉀含量隨著時間的推移整體呈現(xiàn)上升的變化趨勢，而對照油茶林地的全鉀含量則先下降后緩慢上升。間種地全鉀含量開始就低于對照地的含量水平，最終卻高于對照地。5月間種地的全鉀含量達到了最高水平，為11.750 g·kg-1。到大豆采收后的6月，間種地的全鉀含量相對2月而言增加了54.3%。這說明間種大豆能有效提高油茶林地土壤全鉀含量。

對間種大豆的油茶林地和對照油茶林地的土壤有效磷含量進行了方差分析，結(jié)果如表6所示。由表6可知，測定時間（P＜0.05）、大豆間種處理（P＜0.05）、測定時間與間種處理的交互作用（P＜0.05）對土壤全鉀含量的影響都達到了極顯著的差異水平。

圖7 對照和間種大豆的土壤全鉀含量的變化Fig.7 Changes of total K content in soil intercropping soybean and CK

表6 土壤全鉀含量的方差分析結(jié)果Table 6 Result of variation analysis of total K content in soil

2.5.2 土壤有效鉀含量的變化

對照地和間種大豆的土壤有效鉀含量的變化情況如圖8所示。由圖8可知，間種大豆的油茶林地其有效鉀含量呈現(xiàn)先降后升的變化趨勢，而對照油茶林地的有效鉀含量卻先升后降。間種大豆林地最終良好地保持了有效鉀的含量水平，且還有所提高；而對照地的有效鉀含量則相對降低了。這說明間種大豆可以提高油茶林地土壤有效鉀含量。

圖8 對照和間種大豆的土壤有效鉀含量的變化Fig.8 Changes of available K content in soil intercropping soybean and CK

對間種大豆油茶林地和對照油茶林地的土壤有效鉀含量進行了方差分析，結(jié)果如表7所示。由表7可知，大豆間種處理（P＞0.05）沒有顯著差異，測定時間（P＜0.05）、測定時間與間種處理的交互作用（P＜0.05）對土壤有效磷含量的影響都達到了極顯著的差異水平。

表7 土壤有效鉀含量的方差分析結(jié)果Table 7 Result of variation analysis of available K content in soil

3 結(jié) 論

間種大豆的油茶林地其土壤養(yǎng)分比對照地有明顯的改善，且不同養(yǎng)分指標的差異性顯著。單純種植油茶不僅會造成林地土壤養(yǎng)分含量逐步下降，而且浪費大量的土地空間，同時油茶幼林林地空閑期過長，若林農(nóng)對林地管理不到位則會使油茶產(chǎn)量降低。在油茶林間間種經(jīng)濟作物，有益于改善土壤環(huán)境，優(yōu)化林地的空間結(jié)構(gòu)[9-10]。

在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)增城基地油茶林地間種大豆能有效提高土壤養(yǎng)分，能較大幅度提高土壤有效氮、全鉀、有效鉀等養(yǎng)分的含量，使土壤環(huán)境更加適合于油茶幼林的生長。間種大豆很好地改善了油茶林地的全氮含量和土壤的pH、有機質(zhì)、全磷、有效磷含量等理化指標，從各方面有效改良了油茶林地的土壤狀況。

4 討 論

許多關(guān)于林地間種的文獻資料顯示，通過間種能夠提高土壤肥力，增加土壤全氮、全磷、堿解氮和有效磷等養(yǎng)分的含量[11-13]。本試驗對同一地點、同一時間間種了大豆的油茶林地及不間種地進行了有關(guān)土壤肥力的各項指標的動態(tài)測定和分析，結(jié)果表明：土壤pH與立地條件有很大的關(guān)系，在5月以前兩組試驗地的pH變化都不大，6月對照油茶林地的pH突然增大，這可能與當時的天氣有關(guān)；間種大豆的油茶林地有機質(zhì)含量雖然沒有得到高效提高，但其降解速度也得到緩解，甚至到試驗后期間種大豆林地的有機質(zhì)含量有小幅增加，使得油茶林地有機質(zhì)含量水平始終保持均衡狀態(tài)；土壤全氮含量與有效氮含量的變化趨勢較為接近，土壤全氮含量不僅與土壤條件有關(guān)，還與氣候變化相關(guān)；對照林地土壤氮含量的波動并不明顯，而間種大豆林地土壤含氮量則持續(xù)低幅度增長，通過間種大豆等固氮類植物可有效提高土壤的氮含量；土壤全磷及有效磷的變化趨勢比較一致，間種大豆林地土壤的兩種含量基本呈上升的變化趨勢，而對照林地的兩種含量則均有降低。通過間種大豆能促使土壤全磷和有效磷的含量提高到較好水平；土壤鉀和有效鉀的變化趨勢一致，間種大豆能顯著提高兩者的含量。

通過間種大豆在一定程度上改善了土壤的養(yǎng)分狀況，促進了油茶幼林的生長，但并不能簡單總結(jié)為主動提高土壤的肥力水平，促進油茶生長，對于間種作物的選擇也只能提供一定依據(jù)[14]。因為測定結(jié)果顯示，與土壤肥力相關(guān)的許多養(yǎng)分指標也出現(xiàn)了下降的情況，但是與對照地相比，下降幅度明顯變小。

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