中山市合果木生長(zhǎng)與土壤肥力關(guān)系

何秀云　修小娟　林俊新　賈　朋 　姜春寧　黃永芳

1　中山市國(guó)有森林資源保護(hù)中心　廣東中山　528400

2　華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院　廣州　510642

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中山市合果木生長(zhǎng)與土壤肥力關(guān)系

何秀云1修小娟1林俊新1賈朋2姜春寧2黃永芳2

1中山市國(guó)有森林資源保護(hù)中心廣東中山528400

2華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院廣州510642

摘要：為探討合果木在不同土壤情況下的生長(zhǎng)表現(xiàn)，選取中山市五桂山、三鄉(xiāng)、長(zhǎng)江水庫(kù)及中山樹(shù)木園4個(gè)造林地點(diǎn)對(duì)合果木的生長(zhǎng)情況進(jìn)行調(diào)查，同時(shí)選取土壤質(zhì)地、土壤容重、pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷和速效鉀10個(gè)土壤指標(biāo)作為評(píng)價(jià)系數(shù)，運(yùn)用修正的內(nèi)梅羅(Nemoro)綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)土壤肥力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，4個(gè)合果木造林地點(diǎn)土壤綜合肥力系數(shù)p為0.40～0.66，均屬于貧瘠土壤；4個(gè)造林地點(diǎn)綜合肥力系數(shù)排序?yàn)闃?shù)木園>五桂山>三鄉(xiāng)>長(zhǎng)江水庫(kù)，這與合果木樹(shù)高和胸徑的年生長(zhǎng)情況相一致；在土壤貧瘠的情況下，合果木仍能保持較快的生長(zhǎng)速度；樹(shù)高年生長(zhǎng)量與土壤綜合肥力系數(shù)相關(guān)性最高，相關(guān)系數(shù)為0.704，其次為枝下高和胸徑年生長(zhǎng)量。

關(guān)鍵詞：合果木，生長(zhǎng)狀況，土壤肥力評(píng)價(jià)，內(nèi)梅羅法，中山市

合果木(Paramicheliabaillonii)別名山桂花、山白蘭，屬木蘭科(Magnoliaceae)合果木屬常綠闊葉喬木[1]。合果木為云南省特產(chǎn)，是國(guó)家三級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生植物，生長(zhǎng)迅速，材性優(yōu)良，能耐短期低溫，近年來(lái)在廣西、廣東、海南等多地均有引種[2-4]。合果木樹(shù)干通直，樹(shù)形優(yōu)美，花朵淡黃色有香氣，為名貴稀有的觀賞樹(shù)種，近幾年在園林綠化中受到越來(lái)越多的重視[5-6]。

土壤是影響植物群落生存的重要環(huán)境因子之一，其中土壤肥力是土壤的本質(zhì)特征，直接影響植物的生長(zhǎng)狀況[2,7]。以往有關(guān)土壤肥力的評(píng)價(jià)多側(cè)重于土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)，較少涉及土壤物理性質(zhì)[8-10]。本研究以中山市五桂山、三鄉(xiāng)、長(zhǎng)江水庫(kù)及樹(shù)木園4個(gè)合果木造林地點(diǎn)為研究對(duì)象，選取化學(xué)和養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)、土壤物理性質(zhì)等方面的多個(gè)指標(biāo)，運(yùn)用修正的內(nèi)梅羅(Nemoro)綜合指數(shù)法對(duì)土壤肥力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并對(duì)合果木的生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行分析，旨在對(duì)中山市合果木造林點(diǎn)土壤進(jìn)行綜合定量評(píng)級(jí)并研究在不同土壤情況下合果木的生長(zhǎng)表現(xiàn)。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

廣東省中山市位于珠江三角中南部，北連廣州，毗鄰港澳。中山市全境均在北回歸線以南，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫暖，降水豐富。年平均氣溫為22.0 ℃。月平均氣溫以1月最低，為13.6 ℃；7月最高，達(dá)28.5 ℃。年平均降水量為1 791.3 mm，年平均日照時(shí)數(shù)為1843.4小時(shí)。水熱條件優(yōu)越，植物幾乎一年四季均可生長(zhǎng)。中山市地處南方丘陵和珠江沖積平原地帶，地形以低山丘陵和海灘為主，海拔10～200 m，最高峰位于中南部的五桂山，海拔531 m。土壤類型多為赤紅壤，肥力偏下。

中山樹(shù)木園位于中山市東區(qū)槎橋，為東區(qū)與南區(qū)交界處，占地約80 hm2，其中木蘭園種植木蘭科植物80多種；五桂山位于中山市南部，環(huán)境優(yōu)美，被稱為中山“綠肺”，五桂山主峰海拔約531 m；長(zhǎng)江水庫(kù)位于中山市區(qū)東南部，五桂山之北森林資源極其豐富；三鄉(xiāng)在中山市境南部，生態(tài)環(huán)境優(yōu)美，是全國(guó)知名的生態(tài)名鎮(zhèn)。

1.2 生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定

三鄉(xiāng)的合果木為2005年種植，林齡9年；中山市樹(shù)木園合果木為2003年種植，林齡11年；五桂山和長(zhǎng)江水庫(kù)的合果木為2001年種植，林齡13年。4個(gè)造林地點(diǎn)合果木造林株行距均為2 m×3 m，造林密度為111株/畝。于2013年12月對(duì)中山市五桂山、三鄉(xiāng)、長(zhǎng)江水庫(kù)及中山樹(shù)木園4個(gè)造林地點(diǎn)合果木的生長(zhǎng)狀況進(jìn)行野外調(diào)查。在每個(gè)造林地點(diǎn)選取1個(gè)20 m×20 m具有代表性的標(biāo)準(zhǔn)地，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)的合果木進(jìn)行每木檢尺。為了反映合果木地上部分縱向和橫向的生長(zhǎng)，對(duì)樣地合果木的樹(shù)高、胸徑、冠幅、枝下高4個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。

1.3 土壤的采集及分析

在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)選擇3處有代表性的地段挖掘土壤坡面，劃分層次(0～20 cm，20～40 cm，40～60 cm)，用密封袋、環(huán)刀和小鋁盒分層采集土壤樣品，帶回實(shí)驗(yàn)室分析。

用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重和孔隙度；土壤pH值用土水比1∶2.5提取，pH計(jì)測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化—外加熱法；用半微量凱氏法測(cè)定全氮；用氫氧化鈉堿熔法將土壤樣品溶融后提取待測(cè)液，用鉬藍(lán)比色法測(cè)全磷；用火焰光度計(jì)測(cè)全鉀；用堿解擴(kuò)散法測(cè)定堿解氮；用0.5 mol/L的碳酸氫鈉提取土壤樣品后，用鉬藍(lán)比色法測(cè)速效磷；用1 mol/L的中性醋酸鈉提取土壤樣品后，用火焰光度計(jì)測(cè)速效鉀[11]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差分析和Duncan分析比較不同數(shù)據(jù)組間的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同造林地點(diǎn)土壤的物化性質(zhì)

土壤質(zhì)地對(duì)土壤的水、肥、氣、熱有很大的影響[12]。五桂山、三鄉(xiāng)、長(zhǎng)江水庫(kù)土壤為壤土，樹(shù)木園為砂壤(見(jiàn)表1)。土壤容重可以反映土壤的松緊程度，影響土壤通氣及植物根系的生長(zhǎng)[13]。由表1可知，4個(gè)造林地點(diǎn)的土壤容重為1.21～1.45 g/cm3；樹(shù)木園土壤質(zhì)地為砂壤土，土壤容重顯著小于其他3個(gè)造林地點(diǎn)(P<0.05)；長(zhǎng)江水庫(kù)土壤緊實(shí)，容重最大。土壤孔隙可以容納水分和空氣，土壤中孔隙容積越多，水分和空氣的容量就越大[14]。4個(gè)造林地點(diǎn)土壤總孔隙度為45.17%～54.38%，均值為48.76%，變化范圍不大。4個(gè)造林地點(diǎn)土壤各層總孔隙度和非毛管孔隙均以樹(shù)木園為最大(P<0.05)，說(shuō)明樹(shù)木園土壤的通氣性最好。

由表1可知，4個(gè)造林地點(diǎn)的土壤養(yǎng)分含量差異較大。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中最活躍的成分，是土壤肥力的重要基礎(chǔ)[15]。五桂山土壤的有機(jī)質(zhì)含量最高(P<0.05)，分別是三鄉(xiāng)、長(zhǎng)江水庫(kù)及中山樹(shù)木園的2.27、3.5和10.9倍。氮磷鉀是植物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)植物生長(zhǎng)至關(guān)重要[16]。五桂山土壤的全氮、堿解氮、有效磷含量最高，其與三鄉(xiāng)、長(zhǎng)江水庫(kù)及中山樹(shù)木園存在顯著差異(P<0.05)。樹(shù)木園土壤的全鉀及速效鉀的含量最高，顯著(P<0.05)高于其他3個(gè)造林點(diǎn)，但有機(jī)質(zhì)含量最低。4個(gè)造林點(diǎn)的pH值為4～5，均呈酸性。

表1　中山市不同造林點(diǎn)土壤理化性質(zhì)分析比較

注：同行數(shù)據(jù)后標(biāo)不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

2.2 土壤肥力綜合評(píng)價(jià)

通過(guò)幾個(gè)獨(dú)立的土壤指標(biāo)很難客觀判定土壤的肥瘦，因此應(yīng)結(jié)合多因子綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)土壤肥力[17]。現(xiàn)有的幾種土壤綜合評(píng)價(jià)方法大多只考慮土壤的養(yǎng)分情況[8-10]，并未考慮到土壤的物理性質(zhì)及pH等因子對(duì)土壤肥力的影響。本文采用修正的內(nèi)梅羅(Nemoro)綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法[18]，選取土壤質(zhì)地(卡慶斯基質(zhì))、土壤容重、pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷和速效鉀10個(gè)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)系數(shù)。對(duì)選定的土壤參數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以消除各參數(shù)之間的量綱差別。標(biāo)準(zhǔn)化處理方法如下：

當(dāng)Ci≤Xa：

當(dāng)Xa

(2)

當(dāng)Xb

(3)

當(dāng)Ci>Xc：

(4)

式(1)～(4)中，Pi為分肥力系數(shù)，Ci為第i個(gè)屬性測(cè)定值，Xa，Xb，Xc為分級(jí)指標(biāo)。質(zhì)地(卡慶斯基質(zhì))為非連續(xù)定性指標(biāo)。分肥力系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)為：中壤土、重壤土Pi=3，輕(砂)壤土、輕(砂)黏土Pi=2，砂土、黏土Pi=1。各土壤屬性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)主要參考第2次全國(guó)土壤普查標(biāo)準(zhǔn)(表2)。

表2　土壤各屬性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值

注：Xa為差，Xb為中等，Xc為好。

采用修正的內(nèi)梅羅(Nemoro)公式計(jì)算綜合肥力系數(shù)：

(5)

式(5)中，p為土壤綜合肥力系數(shù)，pave為土壤各屬性分肥力系數(shù)的平均值，pmin為土壤各屬性分肥力系數(shù)的最小值，n為參評(píng)土壤評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)。假設(shè)土壤各分肥力系數(shù)分別為3，2和1，再根據(jù)公式(5)得出對(duì)應(yīng)的p1，p2和p3分別為0.9，1.8和2.7，即肥力系數(shù)p<0.9時(shí)土壤貧瘠，0.9≤p<1.8時(shí)土壤肥力一般，1.8≤p<2.7時(shí)土壤肥沃，p≥2.7時(shí)土壤很肥沃。運(yùn)用上述方法對(duì)4個(gè)合果木造林地點(diǎn)的土壤肥力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，4個(gè)造林地點(diǎn)土壤肥力綜合系數(shù)為0.40～0.66，均小于0.9，屬于貧瘠土壤；4個(gè)造林地點(diǎn)綜合肥力系數(shù)排序?yàn)闃?shù)木園>五桂山>三鄉(xiāng)>長(zhǎng)江水庫(kù)；4個(gè)造林地點(diǎn)土壤養(yǎng)分均十分貧瘠，尤其是磷，是4個(gè)造林地點(diǎn)分肥力系數(shù)的最小值。根據(jù)Lieberg最小因子定律，要提高造林地點(diǎn)的土壤肥力，首先必須補(bǔ)充土壤中的磷元素，其次是氮和鉀。

表3　土壤肥力綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

2.3 不同造林地點(diǎn)合果木生長(zhǎng)情況比較

4個(gè)造林地點(diǎn)合果木的生長(zhǎng)情況見(jiàn)表4，樹(shù)木園合果木的樹(shù)高、胸徑顯著(P<0.05)大于其他3個(gè)造林地點(diǎn)，樹(shù)木園和五桂山合果木的枝下高顯著(P<0.05)高于三鄉(xiāng)，4個(gè)造林地點(diǎn)的平均冠幅無(wú)顯著性差異(P>0.05)。由于4個(gè)造林地點(diǎn)合果木的林齡有所差異，年均生長(zhǎng)量能較好地反應(yīng)不同造林地點(diǎn)合果木的生長(zhǎng)情況。不同造林地點(diǎn)合果木的樹(shù)高年均生長(zhǎng)量、胸徑年均生長(zhǎng)量分布呈現(xiàn)出一致的規(guī)律，均表現(xiàn)為樹(shù)木園>五桂山>三鄉(xiāng)>長(zhǎng)江水庫(kù)(表4)。方差分析表明，樹(shù)木園合果木的樹(shù)高年均生長(zhǎng)量和胸徑年均生長(zhǎng)量顯著(P<0.05)大于其他3個(gè)造林地點(diǎn)，三鄉(xiāng)和五桂山的合果木的樹(shù)高年均生長(zhǎng)量顯著(P<0.05)大于長(zhǎng)江水庫(kù)，三鄉(xiāng)合果木的冠幅年均生長(zhǎng)量顯著(P<0.05)大于五桂山和樹(shù)木園。樹(shù)木園的合果木樹(shù)高年均生長(zhǎng)量分別是五桂山、三鄉(xiāng)、長(zhǎng)江水庫(kù)的1.30倍、1.34倍、1.61倍，胸徑均生長(zhǎng)量分別比五桂山、三鄉(xiāng)、長(zhǎng)江水庫(kù)高50%、50%和70%。

表4　不同造林地點(diǎn)合果木的生長(zhǎng)狀況

2.4 肥力系數(shù)與合果木年生長(zhǎng)指標(biāo)相關(guān)性

研究結(jié)果表明，合果木樹(shù)高年生長(zhǎng)量、胸徑年生長(zhǎng)量以及枝下高同土壤綜合肥力系數(shù)呈線性正相關(guān)。樹(shù)高年生長(zhǎng)量與土壤綜合肥力系數(shù)相關(guān)性最高，相關(guān)系數(shù)為0.704；胸徑年生長(zhǎng)量和枝下高同土壤綜合肥力系數(shù)的相關(guān)性一般，為0.5以上。4個(gè)造林地點(diǎn)土壤均比較貧瘠，在土壤肥力不夠的情況下，合果木可能優(yōu)先進(jìn)行高生長(zhǎng)，其次是橫向生長(zhǎng)。另外，枝下高隨著土壤肥力的增高而增高，說(shuō)明提高土壤綜合肥力能夠?qū)瞎緲?shù)形起到一定的調(diào)節(jié)作用。

3 討論與結(jié)論

本研究采用修正的內(nèi)梅羅(Nemoro)綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)中山市4個(gè)合果木造林地點(diǎn)土壤肥力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，4個(gè)造林地點(diǎn)均屬于貧瘠土壤，綜合肥力系數(shù)排序?yàn)闃?shù)木園>五桂山>三鄉(xiāng)>長(zhǎng)江水庫(kù)，這與合果木樹(shù)高和胸徑的年生長(zhǎng)情況相一致。曾曙才[18]等對(duì)火力楠苗圃研究表明，綜合肥力系數(shù)p與苗高成顯著正相關(guān)(P<0.05)，與地徑相關(guān)性不明顯。在本研究中，合果木樹(shù)高年生長(zhǎng)量與土壤綜合肥力系數(shù)相關(guān)性最高，相關(guān)系數(shù)為0.704，其次為枝下高和胸徑年生長(zhǎng)量。

本研究中，樹(shù)木園的合果木生長(zhǎng)情況最好，年樹(shù)高生長(zhǎng)量為0.79 m，胸徑生長(zhǎng)量達(dá)到0.73 cm，略低于黃丹[2]等在廣西的引種試驗(yàn)。在土壤肥力貧瘠的情況下，生長(zhǎng)仍然十分迅速，可見(jiàn)合果木對(duì)土壤具有良好的適應(yīng)性，對(duì)土壤肥力要求不高。4個(gè)造林地點(diǎn)相比較，樹(shù)木園為砂壤土，土壤較為疏松，土壤孔隙度較好，可見(jiàn)良好的土壤物理性質(zhì)對(duì)合果木生長(zhǎng)有顯著的影響。在土壤養(yǎng)分貧瘠的情況下，保持土壤通透對(duì)植物生長(zhǎng)十分必要。在目前的園林植物管理中，幾乎所有園林植物的落葉、殘枝常作為垃圾被消除運(yùn)走，難以回到土壤中，使土壤營(yíng)養(yǎng)循環(huán)中斷，土壤營(yíng)養(yǎng)不足[19-20]。因此，在進(jìn)行園林樹(shù)種選擇時(shí)，對(duì)貧瘠土壤的抗逆性也應(yīng)作為重要的篩選條件之一。

我國(guó)是木蘭科植物資源最豐富的國(guó)家，然而只有木蘭屬、含笑屬、木蓮屬中的部分樹(shù)種廣泛應(yīng)用于園林中，開(kāi)發(fā)利用程度仍然較低[21-22]。合果木在土壤肥力較為貧瘠的情況下依然能保持較快的生長(zhǎng)速度，有很好的園林開(kāi)發(fā)利用前景。

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Correlation between Growth Condition ofParamicheliabailloniiand Soil Fertility in Zhongshan City

He Xiuyun1Xiu Xiaojuan1Lin Junxin1Jia Peng2Jiang Chunning2Huang Yongfang2

(1.Zhongshan Institute of Forestry Science, Zhongshan 528400, Guangdong, China;2.College of Forestry and Landscape Architecture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China)

Abstract:In order to understand the growth condition of Paramichelia baillonii under different soils, four sites at Wugui Mountain, Sanxiang, Changjiang Reservoir and Zhongshan Arboretum inZhongshan City, Guangdong Province were selected for an investigation of the growth condition of P. Baillonii by using modified Nemoro formula for integrated quantitative evaluation of the soil fertility with 10 soil indicators including soil texture, bulk density, pH value, organic matter, total N, P and K, available N, P and K. The results showed that the integrated coefficient p of the four planting sites was between 0.40 and 0.66, which meant that the soil was infertile;the integrated coefficient p of the four sites was ordered by Zhongshan Arboretum>Wugui Mountain>Sanxiang>Changjiang Reservoir, which was consistent with the annual growth of height and DBH; P. baillonii still could maintain a rapid growth when the soil was infertile; and the annual height growth and the integrated coefficient pwere best correlated with the correlation coefficient at 0.704, which was followed by the annual growth of under branch height andthe DBH.

Key words:Paramicheliabaillonii, growth condition,soil fertility evaluation, Nemoro formula, Zhongshan City

DOI：10.3969/j.issn.1672-4925.2016.01.008

作者簡(jiǎn)介：何秀云，工程師，主要從事林業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)研究，E-mail：55919308@qq.com通信作者：賈朋，碩士，主要從事森林培育及森林生態(tài)方向的研究，E-mail：jiapeng@163.com

*基金項(xiàng)目：含笑屬鄉(xiāng)土樹(shù)種良種選育與示范(2012KJCX001-07)

收稿日期：2015-09-19