不同郁閉度橡膠林間作豆科植物對土壤肥力的影響

摘要：對不同郁閉度橡膠林下間作豆科綠肥植物與純作橡膠園土壤化學性質進行研究。結果表明，間作豆科綠肥植物的林下土壤pH、含水量、有機質、全氮和堿解氮、速效磷和速效鉀含量均明顯高于其對照純作林，間作豆科綠肥植物有利于提高膠園的土壤肥力水平。中郁閉度林土壤有機質、全氮和堿解氮含量高于高郁閉度林，但pH、速效鉀和速效磷含量低于高郁閉度林。

關鍵詞：郁閉度；橡膠林；豆科植物；間作；土壤肥力

中圖分類號：S151.9+3 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）15-3863-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.15.014

Abstract： Taking pure rubber plantation as control， soil chemical properties of different canopy density rubber plantation intercropping legumes were studied. The results showed that the soil pH， water content， organic matter， total N and alkali-hydrolysable N， available P and available K content of different canopy density rubber plantation intercropping leguminous green manure were significantly higher than control， and intercropping legume could improve soil fertility level. Soil organic matter， total N and alkali-hydrolysable N content in the middle canopy density of rubber plantation were higher than high canopy density of rubber plantation， but soil pH， available K and available P content were lower than high canopy density.

Key words： crown density； rubber plantation； legumes； intercropping； soil fertility

橡膠林是海南省主要的經濟林之一。據統計，海南省橡膠林地面積達53.3萬hm2，占全國橡膠林面積的50%左右[1]。橡膠的大面積種植會對當地的生態環境產生一定影響，如導致土壤容重增加、土壤酸化、土壤有機質及養分含量下降等問題[2，3]。中國自20世紀50年代大面積種植橡膠樹以來，對膠園的土壤肥力狀況做了大量的研究工作[4]。為解決單一橡膠林土地利用率低、土壤肥力下降及其對生態環境產生不良影響的問題，在膠園中橡膠樹行間種植覆蓋作物，以達到覆蓋地面、保持水土、培肥土壤、促進膠樹生長、提高膠樹產量和節約管理用工的目的[5]。開展橡膠林下間作豆科綠肥植物，不僅可以充分利用林下閑置空地，還可改善林中的光溫條件和土壤結構，同時減少肥料農藥等物資的投入，提高綜合經濟效益。本試驗對不同郁閉度橡膠林間作豆科綠肥植物的土壤化學性質變化進行了研究，以期為改善不同郁閉度膠園土壤肥力情況以及正確合理地利用林下空間等方面提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

試驗地設在中國熱帶農業科學院儋州院區三隊基地，距儋州市區約15 km， 東經109°28′，北緯19°32′，地勢起伏平緩。屬熱帶季風氣候區，夏秋季高溫多雨，冬春季低溫干旱，干濕季節明顯。年均溫24.0 ℃，年日照時間2 450.0 h，年降雨量2 135.9 mm，無霜期365 d。試驗區土壤為花崗巖磚紅壤，土層厚度約100 cm，多為沙質黏壤土。該地區主要林分類型為橡膠林，栽培品種為熱研7-33-97。

1.2 試驗儀器

冠層儀、紫外分光光度計、可見光分光光度計、恒溫培養箱、可調式恒溫水浴鍋、遠紅外消煮爐、恒溫振蕩器、pH計、離心機、火焰光度計、烘箱。

1.3 試驗設計

試驗地選擇橡膠樹種植密度比較均勻的高郁閉度（H）和中郁閉度（M）的林地，橡膠樹株行距3.0 m×7.0 m。高郁閉度林地栽植橡膠時間為2008年7月，郁閉度為0.8；中郁閉度林地栽植橡膠時間為2010年8月，郁閉度為0.3。試驗設置中、高郁閉度橡膠林間作豆科綠肥植物2個處理，并以未種植豆科綠肥的相同郁閉度純作膠林作為對照，分別以M、H、M-CK、H-CK表示。郁閉度的確定在試驗前由冠層儀測定。林下豆科綠肥植物品種為豆科距瓣豆屬蝴蝶豆（Centrosema pubescens Benth.），種植時間為2013年4月底，裝袋育苗移栽，以穴播方式播種，小區面積為30 m2，具體長寬按照實際情況確定，每區300株。至2014年年底基本覆蓋橡膠樹行間后進行取樣。

1.4 土樣采集和制備

在樣地中以“S”型曲線隨機10個點取樣，每個點用土鉆采集0～20 cm的土壤樣品充分混勻后用聚乙烯無菌塑料袋保存，將土壤樣品帶回實驗室，及時放在樣品盤上，置于室內通風處自然風干。將風干土樣反復碾碎，過1 mm尼龍網篩后備用。

1.5 土壤化學性質分析

土壤pH采用pH計測定，含水量采用烘干法，土壤有機質、全氮、堿解氮、速效鉀、速效磷含量的測定參照《土壤農業化學分析》中的方法[6]。

1.6 數據分析

用Excel進行數據分析和制圖處理，用SAS 9.0軟件進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同郁閉度林下種植豆科綠肥植物對土壤pH和含水量的影響

橡膠樹生長對土壤酸堿性有一定要求，正常生長的pH范圍是4.5～6.5。當pH>7.0或<4.0時，橡膠樹的根部會發霉、腐爛、甚至壞死，80%以上的樹干凋萎[7]。由圖1可知，不同郁閉度橡膠林下種植豆科綠肥植物有提高林下土壤pH的效應，但中郁閉度林種植效應沒有高郁閉度林明顯，但二者均顯著高于其對照純作林。間作豆科綠肥植物的橡膠林下土壤pH適合橡膠樹正常生長。

高郁閉度橡膠林下種植豆科綠肥植物有提高林下土壤含水量的效應，顯著高于其對照，但中郁閉度林種植效應與其對照差異不明顯（圖2）。

2.2 不同郁閉度林下種植豆科綠肥植物對土壤有機質和氮素含量的影響

土壤有機質是指存在于土壤中的所有含碳的有機化合物，它主要包括土壤中各種動植物殘體、微生物體及其分解和合成的各種有機化合物[8]，其含量可以反映土壤肥力水平的高低。由圖3可知，不同郁閉度橡膠林下種植豆科綠肥植物有提高林下土壤有機質含量的效應，主要是因為種植綠肥植物可以提高膠園林下生物量，豆科綠肥植物的凋落物大量回歸膠園土壤，致使膠園土壤有機質含量提高。中郁閉度林種植效應比高郁閉度林明顯，顯著高于其對照。

土壤中的全氮含量代表著土壤氮素的總貯量和供氮潛力，與有機質一樣是土壤肥力的主要指標之一。堿解氮又叫水解氮，它可供作物近期吸收利用，故又稱速效氮，能反映近期土壤的氮素供應能力[8]。從圖4和圖5可知，不同郁閉度膠林下種植豆科綠肥植物有提高膠園土壤全氮和堿解氮含量的效應，中郁閉度林種植效應顯著高于高郁閉度林，二者均顯著高于其對照。

2.3 不同郁閉度林下種植豆科綠肥植物對土壤速效磷和速效鉀含量的影響

磷是植物生長發育的主要營養元素之一，土壤中的速效磷能為植物吸收利用[8]。因此，速效磷的含量是土壤磷素供應的指標，了解速效磷的供應狀況對施肥有著直接的指導意義。從圖6可知，不同郁閉度膠林下種植豆科綠肥植物均有提高膠園土壤速效磷含量的效應，但中郁閉度林種植效應沒有高郁閉度林明顯，但二者均顯著高于其對照。

土壤中的水溶性鉀因能很快被植物吸收利用，被稱之為速效鉀[8]。從圖7可知，不同郁閉度膠林下種植豆科綠肥植物均有提高膠園土壤速效鉀含量的效應，但中郁閉度林種植效應沒有高郁閉度林明顯，但二者均顯著高于其對照純作林。

3 小結與討論

林下種植豆科綠肥能較好地解決林業生產中存在的有機肥源不足、土壤肥力下降、水土流失、林下資源利用水平低等問題。鄭定華等[9]總結出橡膠林下間作地膽草技術，研究表明間作地膽草既可提高橡膠林下土地利用率，增加割膠工人收入，也可作為林下覆蓋作物，減少水土流失。韓文斌等[10]對四川省西充縣納維林娜臍橙園進行了3年綠肥間作，結果表明間作豆科綠肥植物使得柑橘品質和土壤養分得到明顯改善。楊瑞青等[11]在桉樹林下種植豬屎豆能促進桉樹的生長，更能提高土壤養分含量。

在橡膠園間作一般經濟作物容易導致橡膠和間種作物之間的養分爭奪，過度消耗土壤養分，加劇土壤退化。賀軍軍等[12]分析間種甘蔗對膠園生態效益和經濟效益的影響，結果發現幼齡膠園間種甘蔗降低了土壤pH、有機質和土壤養分含量，其中速效鉀含量降低幅度最大，從而對橡膠樹增粗有一定的影響。而開展橡膠林下間作豆科綠肥植物有保肥保水作用，鄧錫武[13]在橡膠園種植豆科植物葛藤進行覆蓋應用，發現在橡膠小苗中種植葛藤能有效保持水土，改善土壤結構及增加肥力。楊春霞等[14]開展40種覆蓋綠肥在云南開割橡膠園的表現，除羽葉決明外，其余綠肥對雨水的最大截留率均高于對照，說明膠園間種豆科綠肥植物可以涵養水源、保持水土。王秀華等[15]研究發現在橡膠林內間作大葉千斤拔可以改變橡膠單一種植結構、提高土壤肥力，保持土壤水分，改善橡膠林生態環境。

本研究在橡膠林下種植豆科綠肥，目的是為了改變目前橡膠的單一種植格局，保持橡膠林的土壤水分和養分，從而改善橡膠林的生態環境。試驗結果表明，不同郁閉度橡膠林下種植豆科綠肥植物對林下土壤pH、含水量、有機質、全氮和堿解氮、速效磷和速效鉀含量的提高有明顯效應，這與吳志祥等[16]研究結果相同。且研究結果表明中郁閉度林土壤有機質、全氮和堿解氮含量高于高郁閉度林，其原因為林下間作豆科綠肥植物采光較好，枝葉生長繁茂，固氮作用增強，使土壤中的有機質和相應的氮含量升高。

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