錢孝炎,黃堅欽,帥小白,吳家森*
(1. 浙江省嵊州市南山水庫管理局,浙江 嵊州 312467;2. 浙江農林大學 亞熱帶森林培育國家級重點實驗室培育基地,浙江 臨安311300;3. 浙江省臨安市農業技術推廣中心,浙江 臨安 311300)
山核桃(Carya cathayensis)為我國特有的高檔干果和木本油料植物,以往一直處于野生與半野生狀態。但20世紀80年代隨著人們生活水平的提高及對保健休閑產品需求的增加,山核桃價格穩中有升,農民種植山核桃積極性高漲,每年新增面積約0.2 hm2。據統計,目前山核桃種植面積達82 666.7 hm2,產量2.7×104t,年產值 8.1億元。山核桃主要分布于浙皖交界處天目山區的浙江臨安、淳安、桐廬、安吉及安徽的寧國、歙縣、績溪、旌德共8個縣,其中臨安昌化為重點產區[1]。
目前,對山核桃的研究多側重于山核桃林地土壤肥力、果實品質、葉果提取物的生理活性[2~9],同時對不同海拔、不同母巖等林地土壤肥力也進行了初步研究[10~11],但對于不同栽培區域的研究則未見報道。不同鄉鎮在地理位置上存在著一定的差異,林農對山核桃的經營方式、施肥習慣等也存在著不一致性,因此,本文在大量調查的基礎上,分析了臨安市不同鄉鎮土壤理化性質的差異,為山核桃林地土壤管理和可持續發展提供理論基礎。
山核桃主要分布于浙、皖兩省交界的天目山區(29 ~ 31o N,118 ~ 120o E),年平均溫度15 ~ 20℃,7月平均溫度25 ~ 30℃,年降水量1 000 ~ 2 000 mm,降雨集中在4-9月。山核桃分布在海拔50 ~ 1 200 m的丘陵山地,立地為震旦系—奧陶系不純碳酸鹽巖類,泥盆系砂礫巖類,侏羅系流紋質熔結凝灰巖、凝灰熔巖等組成的火山巖類。土壤類型主要為油黃泥、黃紅泥、鈣質頁巖土、黃泥土。
根據臨安市森林資源分布圖,按1 km×1 km網格布設山核桃林地土壤采樣點(即公里網格中有山核桃林分的點即為采樣點),共在8個鄉鎮設采樣點321個。于2008年7月中旬,根據室內布點情況,調查各采樣點的自然條件、土壤情況及農戶施肥、產量情況。在選定的典型樣地上,按“S”型布點,分別采集5個點的表層(0~ 30 cm)土樣,將其混合,然后采用四分法分取樣品1 kg左右,帶回實驗室。對每個典型樣地土壤的理化性質進行單獨分析。
土壤容重用環刀法;土壤孔隙組成采用浸水法;機械組成用比重計法;土壤pH用酸度計法(水土比為2.5:1.0);水解氮采用堿解擴散法;有效磷用鹽酸氟化銨浸提—分光光度法;速效鉀用乙酸銨浸提—火焰光度法;有機質用硫酸—重鉻酸鉀外加熱法;有效硫采用硫酸鋇比濁法;有效硼采用沸水浸提—甲亞胺比色法;有效鐵、錳、鋅、銅采用稀酸浸提—原子吸收分光光度計法[12]。
3.1.1 土壤容重和土壤孔隙 不同鄉鎮山核桃林地土壤容重在0.90 ~ 1.22 g/cm3(表1)。從表1可知,山核桃林地土壤疏松、透氣、土壤結構較好、土壤水、肥、氣、熱比較協調。8個鄉鎮中,以太湖源鎮山核桃林地土壤容重最小,僅為0.90 g/cm3,容重超過1.20 g/cm3的鄉鎮有島石、龍崗,其它鄉鎮土壤容重則在1.12 ~ 1.19 g/cm3。造成不同鄉鎮土壤容重差異的原因是人為經營活動引起的,太湖源地區林農對山核桃林地較少干擾,而島石、龍崗地區的林農主要以山核桃產業為主,人為經營強度大,引起土壤容重增大。

表1 不同鄉鎮山核桃林地土壤物理性質Table 1 Physiochemical l properties in different towns
對多數林木生長而言,土壤總孔隙度以稍大于50%為好。從表1可知,不同鄉鎮山核桃林地土壤總孔隙度、非毛管孔隙度和毛管孔隙度分別為53.80% ~ 65.86%,6.25% ~ 10.32%,45.35% ~ 57.04%。其中太湖源鎮林地土壤總孔隙度和毛管孔隙度均最大,分別達65.86%、57.04%,而其它鄉鎮土壤孔隙度差異不大,主要原因也是由于人為活動引起的。
3.1.2 土壤機械組成 從圖1中可看出,山核桃林地土壤石礫、砂粒、粉粒和粘粒含量存在著一定的差異。土壤石礫含量(>2 mm)以太湖源鎮為較高,達11.8%,主要原因是該區域的母質(巖)主要由巖漿巖(花崗巖、流紋巖、石英斑巖)組成,其發育的土壤石礫含量較高。昌化、河橋、龍崗3個鄉鎮土壤物理性砂粒(2 ~ 0.02 mm)含量較高,均大于30.0%,而物理性粉粒(0.002 ~ 0.02 mm)含量則較低。物理性粘粒(<0.002 mm)不同鄉鎮之間差異不大,含量在20.29% ~22.61%。

圖1 不同鄉鎮山核桃林地土壤機械組成Figure 1 Composition of the tested soil in different towns
3.2.1 土壤pH值 不同鄉鎮山核桃林地土壤pH值平
均為5.62(圖2)。其中以河橋鎮為最高,土壤pH值為6.17,而太湖源鎮最低,土壤pH僅為4.81。土壤pH值主要受成土母質(巖)的影響,河橋鎮山核桃林地土壤的成土母質(巖)主要以石灰質沉積巖為主,因而其pH值較高,而太湖源鎮土壤的成土母質(巖)主要以酸性巖漿巖為主,其pH值則較低。
3.2.2 土壤有機質 不同鄉鎮山核桃林地土壤有機質含量平均為30.67 g/kg(圖3),以島石鎮和太湖源鎮土壤有機質含量較高,分別達38.00、35.54 g/kg,而河橋鎮土壤有機質含量最低,僅為23.95g/kg。島石鎮海拔相對較高,而太湖源鎮山核桃經營相對比較粗放,因而土壤有機質含量相對較高,而河橋鎮山核桃經營強度較大,
人為的墾復、除草劑的使用,枯落物投入量的減少和水土流失,從而導致土壤有機質含量相對較低。

圖2 不同鄉鎮山核桃林地土壤pH值Figure 2 Soil pH value in different towns

圖3 不同鄉鎮山核桃林地土壤有機質Figure 3 The content of organic matter in different towns
3.2.3 土壤速效養分 不同鄉鎮山核桃林地土壤水解氮含量在158.55 ~ 277.06 mg/kg(圖4),平均198.57mg/kg,其中昌化、島石、太湖源3個鄉鎮土壤水解氮含量均大于200 mg/kg。說明土壤能很好地供應山核桃生長所需的氮素。
不同鄉鎮山核桃林地土壤速效鉀含量在81.89 ~ 146.65 mg/kg,平均101.68 mg/kg,從圖4可知,土壤速效鉀含量較高的鄉鎮有島石、太陽、大峽谷3個鄉鎮,而龍崗、清涼峰、湍口3個鄉鎮含量則較低。
土壤中的磷除靠母質提供外,還來源于枯枝落葉的分解還原,其含量與土壤質地、生物活動等密切相關[13]。不同鄉鎮山核桃林地土壤有效磷含量平均為5.86 mg/kg,從圖5可以看出,島石鎮林地土壤有效磷含量最大,達14.80 mg/kg,含量較低的有昌化、河橋、太陽、太湖源4個鄉鎮,其值分別為0.95、1.63、1.13、1.61 mg/kg。
不同鄉鎮山核桃林地土壤有效硫含量平均為18.07 mg/kg(圖5),以島石、太湖源2個鄉鎮含量為高,分別為24.90、31.89 mg/kg。

圖4 不同鄉鎮山核桃林地土壤水解氮、速效鉀含量Figure 4 The content of hydrolytic nitrogen and available potassium in different towns

圖5 不同鄉鎮山核桃林地土壤有效磷、有效硫含量Figure 5 The content of availability phosphorus and sulfur in different towns
3.2.4 土壤微量元素 土壤中的微量元素對植物的生長是很有必要的,從表2可以看出,不同鄉鎮山核桃林地土壤微量元素平均含量排序為錳 > 鐵 > 鋅 > 硼 > 銅。
土壤有效錳、鐵、銅含量以島石鎮山核桃林地較高,含量分別為62.46、26.88、1.30 mg/kg,而有效鋅、硼則以清涼峰鎮為高,含量分別為2.26、1.77mg/kg。有效硼、鋅、銅均以太湖源鎮林地土壤為最低,僅為0.78、0.97、0.38 mg/kg,而有效鐵則以河橋鎮林地為最低,僅為13.71 mg/kg,有效錳則以太陽鎮林地土壤為低,含量為36.63 mg/kg。

表2 不同鄉鎮山核桃林地土壤有效態微量元素含量Table 2 The content of trace elements in different towns
不同鄉鎮山核桃林地土壤容重為0.90 ~ 1.22 g/cm3,其中以太湖源鎮山核桃林地土壤容重最小,僅為0.90 g/cm3,容重超過1.20 g/cm3的鄉鎮有島石、龍崗,其它鄉鎮土壤容重則在1.12 ~ 1.19 g/cm3。不同鄉鎮山核桃林地土壤總孔隙度、非毛管孔隙度和毛管孔隙度分別為53.80% ~ 65.86%、6.25% ~ 10.32%和45.35% ~ 57.04%。其中太湖源鎮林地土壤總孔隙度和毛管孔隙度均最大,分別達65.86%、57.04%,而其它鄉鎮土壤孔隙度差異不大。
不同鄉鎮山核桃林地土壤pH值平均為5.62,其中以河橋鎮為最高,土壤pH值為6.17,太湖源鎮最低,土壤pH僅為4.81。不同鄉鎮山核桃林地土壤有機質含量平均為30.67 g/kg,其中以島石鎮和太湖源鎮土壤有機質含量較高,分別達38.00、35.54 g/kg,而河橋鎮土壤有機質含量最低,僅為23.95 g/kg。
不同鄉鎮山核桃林地土壤水解氮含量為158.55 ~ 277.06 mg/kg,平均198.57 mg/kg,其中昌化、島石、太湖源3個鄉鎮土壤水解氮含量均大于200 mg/kg;土壤速效鉀含量在81.89 ~ 146.65 mg/kg,平均101.68 mg/kg,含量較高的鄉鎮有島石、太陽、大峽谷3個鄉鎮,而龍崗、清涼峰、湍口3個鄉鎮含量則較低;土壤有效磷含量平均為5.86 mg/kg,其中以島石鎮林地土壤有效磷含量最大,達14.80 mg/kg,含量較低的有昌化、河橋、太陽、太湖源4個鄉鎮,其值分別為0.95、1.63、1.13、1.61 mg/kg;土壤有效硫含量平均為18.07 mg/kg,以島石、太湖源2個鄉鎮含量為高,分別為24.90、31.89 mg/kg。
不同鄉鎮山核桃林地土壤微量元素平均含量排序為錳> 鐵 > 鋅 > 硼 > 銅。土壤有效錳、鐵、銅含量以島石鎮山核桃林地較高,含量分別為 62.46、26.88、1.30 mg/kg ,而有效鋅、硼則以清涼峰鎮為高,含量分別為2.26、1.77 mg/kg。有效硼、鋅、銅均以太湖源鎮林地土壤為最低,僅為0.78、0.97、0.38 mg/kg,而有效鐵則以河橋鎮林地為最低,僅為13.71 mg/kg,有效錳則以太陽鎮林地土壤為低,含量為36.63 mg/kg。
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