不同覆蓋材料對幼齡膠園土壤養分及溫度的調節作用

陳 青，姚行成，周 珺，陳先紅，王 軍，林位夫

（中國熱帶農業科學院橡膠研究所/農業部儋州熱帶作物科學觀測試驗站，海南 儋州　571737）

不同覆蓋材料對幼齡膠園土壤養分及溫度的調節作用

陳 青，姚行成，周 珺，陳先紅，王 軍，林位夫

（中國熱帶農業科學院橡膠研究所/農業部儋州熱帶作物科學觀測試驗站，海南 儋州571737）

為篩選最適宜幼齡膠園覆蓋材料，通過3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆蓋和地膜覆蓋、秸稈覆蓋，以裸地為對照，研究不同覆蓋材料對土壤養分及溫度的影響。結果表明，生物材料3 cm、1 cm處理硝態氮含量顯著高于其他4個處理；薄膜覆蓋處理速效磷和全磷含量顯著高于其他5個處理；秸稈覆蓋處理速效鉀含量顯著高于其他5個處理；銨態氮、全氮和全鉀含量6個處理間沒有顯著差異。薄膜覆蓋和裸地的土壤溫度沒有顯著差異，生物材料3 cm、2 cm、1 cm和秸稈覆蓋的土壤溫度顯著低于裸地。

生物材料覆蓋；薄膜覆蓋；秸稈覆蓋；幼齡膠園；土壤養分；土壤溫度

陳青，姚行成，周珺，等. 不同覆蓋材料對幼齡膠園土壤養分及溫度的調節作用［J］.廣東農業科學，2016，43（9）：72-76.

農田、林段進行地表覆蓋可以改善小氣候，具有保護土壤結構、調節溫度、抑制雜草、土壤培肥等作用［1］。有許多研究者進行覆蓋材料的研究，廣泛被利用的為薄膜覆蓋、秸稈覆蓋［2-3］。橡膠樹非生產期地面覆蓋是一項重要的橡膠幼樹撫管措施，比較常用的覆蓋材料為秸稈覆蓋和地膜覆蓋，還有一種是膠園行間間種豆科植物作為經濟綠肥作為覆蓋。楊春霞等對不同覆蓋綠肥養分對橡膠園土壤養分的影響中表明綠肥覆蓋后對膠園的有機質、全氮、速效磷和速效鉀不同程度的提高［4］，梁玉斯研究認為覆蓋綠肥，土壤速效磷提高了，但是土壤有機質、全氮、有效鉀均有所降低［5］。綠肥在幼齡膠園覆蓋，土壤養分含量增加或減少不穩定，而且覆蓋植物一樣需要吸收土壤中的養分，這對橡膠苗生長帶來不利的影響。各種作物的秸稈進行地面覆蓋，在夏、秋干旱季節可以有效的降低溫度，在冬季覆蓋可以保墑，以及對土壤有培肥的作用［6-10］。由于秸稈覆蓋的勞動力費用提高，在幼齡膠園需要經常進行覆蓋，因而橡膠苗期沒有得到相應的管理。張建斌等研究表明有機肥具有改善結構和提高養分含量的功能，而薄膜覆蓋可以調節水熱作用，有機肥與薄膜組合措施顯著提高玉米的生物量、產量等［11］。在海南炎熱季節較長，輻射強度大，薄膜覆蓋反而提高土壤溫度。

本研究以不同厚度的新型生物材料、薄膜、秸稈進行地表覆蓋，探討不同覆蓋材料對幼齡膠園土壤養分及溫度的影響。幼齡膠園撫管措施急需省工高效的覆蓋替代技術，研究幼齡膠園的地表覆蓋技術，期望篩選適宜橡膠樹生長，節省人力物力，不易腐爛、不灼傷苗木、保溫保水保肥的生物替代材料，為發展新型的橡膠樹幼齡時期覆蓋材料提供理論依據。

1　材料與方法

1.1試驗材料

不同厚度的橡塑發泡板（生物材料）、地膜、秸稈。

土壤溫度計18套，每套含5、20、40 cm土層土壤溫度計各一支。其中，5 cm的溫度計為溫度計的感溫探針插入土層5 cm處，測定5 cm土層的土壤溫度，以此類推，20 cm和40 cm土壤溫度計是測定20 cm和40 cm土層的土壤溫度。

1.2試驗方法

試驗時間為2014年9月至2015年9月。試驗采取地表覆蓋方式，設3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆蓋和薄膜覆蓋、秸稈覆蓋及裸地對照6個處理（分別用A～F表示），3次重復，隨機區組排列。

土壤溫度：離橡膠樹干約25 cm處40 cm、20 cm、5 cm土層放置土壤溫度計，第1個月每隔3 d觀測1次，之后每周觀測1次，每次在下午15：00觀測，測定時長為1年。

土壤養分：連續1年，每個月在覆蓋點采取0～20 cm、20～40 cm土層土樣，分析土壤速效和全量養分狀況，具體方法參照魯如坤［12］的方法。

1.3數據處理

數據處理和統計分析采用Excel和DPS 6.5軟件。統計分析采用LSD法，5、20、40 cm土壤溫度差異進行方差分析。

2　結果與分析

2.1試驗基地土壤養分基礎含量

從表1可以看出，硝態氮、銨態氮、全氮、全鉀含量6個處理間沒有顯著差異，0～20 cm土層薄膜覆蓋處理速效磷含量顯著高于其他覆蓋材料的含量，20～40 cm土層，1cm生物材料覆蓋和薄膜覆蓋處理速效磷含量顯著高于3 cm生物材料覆蓋、2 cm生物材料覆蓋、秸稈覆蓋處理和裸地對照，裸地對照速效磷含量顯著高于3 cm生物材料覆蓋、2 cm生物材料覆蓋、秸稈覆蓋處理；秸稈覆蓋處理速效鉀含量顯著高于3 cm生物材料覆蓋、2 cm生物材料覆蓋、1 cm生物材料覆蓋、薄膜覆蓋處理和裸地對照；0～20 cm土層全磷含量6個處理間沒有顯著差異，20～40 cm土層中，薄膜覆蓋處理全磷含量顯著高于3 cm生物材料覆蓋處理。

2.2不同覆蓋處理土壤速效養分狀況

從表2可以看出，在0～20 cm土層，3 cm生物材料覆蓋和1 cm生物材料覆蓋處理硝態氮含量顯著高于2 cm生物材料覆蓋、薄膜覆蓋處理和裸地對照，秸稈覆蓋處理與1 cm生物材料覆蓋處理硝態氮含量沒有顯著差異，3 cm生物材料覆蓋和秸稈覆蓋處理銨態氮含量顯著高于2 cm生物材料覆蓋、1 cm生物材料覆蓋、薄膜覆蓋處理和裸地對照；速效磷和速效鉀養分狀況規律相似，都是秸稈覆蓋顯著高于3 cm生物材料覆蓋、2 cm生物材料覆蓋、1 cm生物材料覆蓋、薄膜覆蓋、裸地，3 cm生物材料覆蓋、2 cm生物材料覆蓋、1 cm生物材料覆蓋、薄膜覆蓋、裸地之間沒有顯著差異。20～40 cm土層中，3 cm生物材料覆蓋、1 cm生物材料覆蓋、薄膜覆蓋處理硝態氮含量顯著高于2 cm生物材料覆蓋、秸稈覆蓋和裸地，5個覆蓋處理銨態氮含量與裸地對照沒有顯著差異，但是裸地銨態氮含量比5個覆蓋處理含量低，薄膜覆蓋和秸稈覆蓋處理速效磷含量顯著高于3 cm生物材料覆蓋、2 cm生物材料覆蓋、1 cm生物材料覆蓋和裸地，秸稈覆蓋處理速效鉀含量顯著高于其他5個處理，3 cm生物材料覆蓋、2 cm生物材料覆蓋、1 cm生物材料覆蓋、薄膜覆蓋、裸地之間沒有顯著差異。

表1　試驗基地土壤養分基礎含量狀況

表2　不同覆蓋處理1年土壤養分含量狀況

2.3不同覆蓋處理土壤全量養分狀況

由表2可知，全氮和全鉀含量6個處理間沒有顯著差異，0～20 cm土層薄膜覆蓋處理全磷含量顯著高于其他5個處理，這5個處理間沒有顯著差異，20～40 cm土層中，2 cm生物材料覆蓋、1 cm生物材料覆蓋、薄膜覆蓋、秸稈覆蓋處理全磷含量沒有顯著差異，但顯著高于3 cm生物材料覆蓋處理和裸地對照，3 cm生物材料覆蓋處理和裸地對照全磷含量沒有顯著差異。

2.4不同覆蓋處理土壤溫度狀況

從圖1可以看出，在觀察1年不同覆蓋材料的土壤溫度中，5個覆蓋處理與裸地的土壤年均溫度規律為5 cm＞20 cm＞40 cm土層，40 cm土層土壤溫度中，不同覆蓋材料之間沒有顯著差異，與裸地對照的溫度也沒有顯著差異，均在25℃左右；20 cm土層土壤溫度中，5個覆蓋處理的土壤溫度與裸地沒有顯著差異，薄膜覆蓋和裸地略顯高于3 cm生物材料覆蓋、2 cm生物材料覆蓋、1 cm生物材料覆蓋和秸稈覆蓋；5 cm土層土壤溫度薄膜覆蓋和裸地顯著高于3 cm生物材料覆蓋、2 cm生物材料覆蓋、1 cm生物材料覆蓋和秸稈覆蓋，3 cm生物材料覆蓋、2 cm生物材料覆蓋、1 cm生物材料覆蓋和秸稈覆蓋處理之間沒有顯著差異，薄膜覆蓋和裸地的土壤溫度將近40℃，對橡膠樹根系生長有不利影響。

圖1　不同覆蓋處理40、20、5 cm土層土壤溫度狀況

從圖2可以看出，在5 cm土層，薄膜覆蓋與裸地土壤溫度變化基本一致，兩者沒有顯著差異，且3 cm生物材料覆蓋、2 cm生物材料覆蓋、1 cm生物材料覆蓋和秸稈覆蓋處理土壤溫度顯著低于裸地對照。2～10月薄膜覆蓋每個月的平均土壤溫度都在40℃左右，特別是3、5、6月，土壤月平均溫度達到44℃，會灼傷幼齡橡膠樹地表根系或抑制地表根系生長等副作用。1 cm生物材料覆蓋的土壤溫度略高于3 cm生物材料覆蓋、2 cm生物材料覆蓋，秸稈覆蓋2、3、9月的土壤溫度高于3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆蓋，但是其他月份均略低于3 cm、2 cm、1 cm生物材料覆蓋，說明秸稈覆蓋可能是在增加秸稈時，旱季覆蓋土壤溫度會降低，但是當秸稈腐爛后，沒有及時進行增加秸稈覆蓋，秸稈厚度明顯減少，所以沒有起到降低土壤溫度的作用。

圖2　5cm土層不同覆蓋處理土壤溫度

3　結論與討論

經過1年的不同材料地面覆蓋試驗，不同程度提高了各處理養分含量。3 cm生物材料覆蓋和1 cm生物材料覆蓋處理硝態氮含量顯著高于其他4個處理，薄膜覆蓋處理速效磷和全磷含量顯著高于其他5個處理，秸稈覆蓋處理速效鉀含量顯著高于其他5個處理。銨態氮、全氮和全鉀6個處理間沒有顯著差異。陳火君等［13］研究表明薄膜覆蓋處理有利于提高玉米對氮、鉀肥的利用率，房秋蘭等［14］對橡膠人工林0～20 cm土層根系生物量研究表明，0～10 cm土層橡膠樹細根生物量比10～20 cm土層生物量要大。彭超等［15］對薄膜覆蓋和秸稈覆蓋等研究表明，在高溫天氣下，薄膜覆蓋平均溫度47.6℃，比不覆蓋的對照還高出6.7℃，薄膜覆蓋地表溫度高出外界溫度，而秸稈覆蓋可以降低地表溫度。本試驗薄膜覆蓋處理速效磷和全磷的基礎含量顯著高于其他處理，在5 cm土層，薄膜覆蓋和裸地土壤年均溫度達到將近40℃，顯著高于3 cm生物材料覆蓋、2 cm生物材料覆蓋、1 cm生物材料覆蓋和秸稈覆蓋，薄膜覆蓋并沒有起到降溫的作用，溫度＞40℃時，橡膠樹的根系受到嚴重影響，呼吸作用超過光合作用，生長受到抑制，因此薄膜不是最理想的覆蓋材料。

孫立濤等［16］在地表覆蓋對茶園土壤養分的研究中得出秸稈覆蓋比秸稈覆蓋+地膜的土壤有機質、堿解氮、硝態氮、銨態氮的含量明顯增加。高茂盛等［17］對蘋果園的耕作與秸稈覆蓋研究表明，耕作與秸稈覆蓋相結合顯著提高有機質和速效養分含量。本研究秸稈覆蓋全氮和全鉀含量與裸地沒有顯著差異，硝態氮、銨態氮、速效磷、速效鉀和全磷的含量都高于裸地，而且土壤年均溫度在5 cm土層為30.78℃，溫度在25～30℃之間為橡膠樹光合作用最適宜溫度，適宜橡膠樹生長。3 cm生物材料覆蓋和1 cm生物材料覆蓋處理硝態氮含量顯著高于裸地，其他養分中，3 cm生物材料覆蓋、2 cm生物材料覆蓋、1 cm生物材料覆蓋的養分與裸地的養分含量沒有顯著差異。5 cm土層中，3 cm生物材料覆蓋、2 cm生物材料覆蓋、1 cm生物材料覆蓋土壤年均溫度為30.32℃、30.66℃、32.11℃，20 cm和40 cm土層土壤年均溫度在25～30℃間。生物材料覆蓋與裸地的養分含量相比，硝態氮和銨態氮在3 cm生物材料覆蓋、2 cm生物材料覆蓋、1 cm生物材料覆蓋土壤中比裸地高，其他指標沒有顯著低于裸地含量。本試驗結果表明，生物材料和秸稈覆蓋具有調節土壤溫度有利于植物生長的作用。

相對較適合幼齡膠園覆蓋的是生物材料覆蓋和秸稈覆蓋，經過1年的試驗，由于秸稈容易腐爛，1個月至少進行一次秸稈覆蓋，需要較多人力物力，人工費用較高，薄膜沒有腐爛的跡象，生物材料不易腐爛。生物材料成本費用低，且只需要進行一次覆蓋即可，減少許多人工費用。因此，生物材料替代其他材料進行覆蓋具有一定的可利用意義。

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（責任編輯 楊賢智）

Regulating effects of different mulching materials on soil nutrient and temperature in immature rubber plantation

CHEN Qing，YAO Xing-cheng，ZHOU Jun，CHEN Xian-hong，WANG Jun，LIN Wei-fu
（Rubber Research Institute，Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences/Danzhou Investigation & Experiment Station of Tropical Crops，Ministry of Agriculture，Danzhou 571737，China）

In order to screen optimum cover material in immature rubber plantation，different mulching material treatments of pot experiment were carried out，which included 3 cm biological material，2 cm biological material，1 cm biological material，plastic film mulch，straw mulch. A flat plot without mulch was used as a control. The results showed that the nitrate nitrogen contents on 3 cm biological material mulch and 1 cm biological material mulch were significantly higher than that of four others，the contents of rapid available phosphorus and total phosphorus on plastic film mulch were significantly higher than those of five others，rapid available potassium content on straw mulch was significantly higher than those of five others，the contents of ammonium nitrogen，total nitrogen and total potassium were not significantly different on 3 cm biological material，2 cm biological material，1 cm biological material，plastic film mulch，straw mulch. In plastic film mulch and bare land ground，temperature was not significantly different，in 3 cm biological material，2 cm biological material，1 cm biological material，straw mulch，temperature was significantly lower than that in bare land.

biological material mulch；plastic film mulch；straw mulch；immature rubber plantation；soil nutrient；soil temperature

S158.3

A

1004-874X（2016）09-0072-05

2016-06-15

國家現代農業產業技術體系建設專項（CARS-34-GW4）

陳青（1986-），女，碩士，E-mail：chenqing2375@163.com

王軍（1976-），男，碩士，副研究員，E-mail：wangjuncatas@163.com