宜春市袁州區油茶林地土壤養分限制因子研究

劉俊萍 喻蘇琴 孟凡虎 連魯楠 彭小強 胡冬南

摘要：為了解宜春市袁州區油茶（Camellia oleifera Abel）林地土壤養分狀況，確定限制油茶生長的養分因素及最佳施肥技術，以高粱作為指示植物，采用土壤養分狀況系統研究法，對該區油茶林地土壤養分限制因子進行研究。結果表明，宜春袁州區油茶林土壤有機質含量較豐裕，P、K、Ca、Mg及硝態氮養分元素含量低下，S元素最為豐富；該土壤對P的吸附固定能力最強，對Mn的吸附最弱；N、P、Ca是該油茶林地的主要限制因子，Fe、Cu、K、Mo是潛在的養分限制因子。為實現該油茶林平衡施肥，在施足N、P、Ca肥的同時應配合施用一定量的Fe、Cu、K、Mo肥。

關鍵詞：油茶（Camellia oleifera Abel）林地；土壤養分；限制因子；袁州區

中圖分類號：S794.4 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）10-0045-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.10.011

Study On the Soil Nutrient Limiting Factors of Camellia oleifera Abel Forest Land in Yuanzhou Area of Yichun

LIU Jun-ping，YU Su-qin，MENG Fan-hu，LIAN Lu-nan，PENG Xiao-qiang，HU Dong-nan

（College of Forestry，Jiangxi Agricultural University/Key Laboratory of Forest Cultivation，Nanchang 330045，China）

Abstract： In order to know the soil nurtrient status of the Camellia oleifera Abel forest land in Yuanzhou area of Yichun， and confirm the nurtrient factors which limiting the growth of the C. Oleifera Abel and the optimum fertilization technique， sorghum as the plant indicator，the soil nutrient limiting factors of the C. oleifera Abel land in Yuanzhou area of Yichun were studied by adopting the system diagnosis of soil nutrient status. The results showed that the content of organic matter was relative abundant in the C. Oleifera Abel land in Yuanzhou area of Yichun， while the content of P，K，Ca，Mg and nitrate nitrogen were on low level，S element was most plentiful； And the soil adsorption capacity for P was most strong，while as for Mn， it was the lowest； N，P，Ca were the main soil nutrient limiting factors， and the latent soil nutrient limiting factors were Fe，Cu，K，Mo. In order to achieve balanced fertilizer，Fe，Cu，K，Mo fertilizer ought to be feeded appropriately when the N，P，Ca fertilizer were applied amply.

Key words： Camellia oleifera Abel forest land； soil nutrients； limiting factors； Yuanzhou area

油茶（Camellia oleifera Abel）是山茶科山茶屬植物，其種子油脂含量較高，集經濟、生態、社會效益于一身。江西省是油茶主產區之一，在中國油茶產業發展建設中發揮了極其重要的作用[1]。為了提高油茶林生產能力，需加強集約化經營管理。而養分是林木生長發育的基礎，科學施肥是提高油茶產量、改善油茶質量的有效措施。全面、準確地了解土壤各種養分狀況、養分吸附特性、養分限制因子及其虧缺程度是科學施肥的前提條件。土壤養分狀況系統研究法簡稱ASI法，將土壤化學分析與植株營養效應緊密結合是比較科學、系統和準確的土壤養分狀況分析法[2]。江西省絕大多數油茶林地土壤養分匱乏，且比例不協調，從而出現投入多，收獲卻不明顯的問題。江西省宜春市地處亞熱帶，水、氣、熱條件優越，是發展油茶產業的優勢區域。為探明宜春市油茶林地土壤養分限制因子，從而指導油茶平衡施肥、提高油茶的產量與質量，指導和促進江西省油茶產業的科技進步，本研究選取江西省宜春市袁州區油茶林土壤為研究對象，通過常規理化分析、吸附試驗和盆栽試驗測定與分析，確定土壤養分限制因子，為優化施肥指標奠定理論基礎。該研究對油茶產業的發展，以及提高肥料的利用率，避免肥料的使用不當和肥料資源的浪費，降低對生態環境構成的潛在威脅，實現油茶的安全環保生產起著一定的指導作用。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品的采集與處理

供試土壤樣品為江西省宜春市袁州區油茶林地紅壤。為保證土壤樣品有較好的代表性，遵循“隨機、等量、多點混合”的采樣原則，分別在上、中、下3個高度選擇有代表性的地塊，采用多點隨機取樣法于0～40 cm深處取70 kg土樣。將土樣帶回至實驗室，經自然風干后去雜磨細，過2 mm篩后將土壤充分混合均勻。用四分法取1.5 kg風干的土樣用于土壤常規分析和吸附試驗，余下土壤樣品用于溫室盆栽試驗。

1.2 土壤有效養分含量測定

將待測樣品送至中國農業科學院土壤肥料研究所測土配方實驗室，采用美國國際農化（ASI）服務中心所提供的方法，委托其對供試土壤的有效養分含量進行測定與分析。測定項目主要包括交換性酸、pH、土壤有機質含量、有效Mn、K、P、S、Zn、Fe和Cu等指標。

1.3 土壤養分吸附試驗

根據土壤有效養分分析結果，對含量低于臨界值或者在臨界值附近的主要養分元素進行土壤吸附試驗[3]。將配好的不同濃度待測元素的溶液加入一定量的土壤中，使其充分混勻。土壤于無塵室靜置3～6 d，經風干后，采用與原始土樣的常規化學分析方法相同的浸提液浸提土壤，測定土壤中各營養元素的可浸提量[4]。以加入量為橫坐標，提取量為縱坐標，繪制加入量與提取量的關系曲線。吸附研究的元素包括Cu、Mn、Zn、P、K、S、B，吸附結果用來評價土壤的吸附固定能力，并為盆栽試驗提供一定的依據。

1.4 盆栽試驗

在土壤的常規測定及土壤養分吸附試驗的基礎上，以高粱作為指示植物，于江西農業大學溫室內進行盆栽試驗。選14個底部穿孔的塑料杯，并插入吸水濾棒。待土壤風干后，往每個塑料杯裝土樣400 mL。設置0PT、CK、-N、-P、-K、-Ca、-Zn、-Cu、-Fe、-Mo、-Mg、-B、-Mn、+S 14個處理，每處理重復3次。OPT為最佳處理，CK為空白對照處理。在最佳處理的基礎上針對大、中、微量元素設置缺素處理，用“-”表示，而“+”表示對某元素的超量處理[5]。除-N和CK處理的植物灌溉液為去離子水外，其余處理的植物盆栽均用0.3 g/L的NH4NO3溶液灌溉。植株通過吸水濾棒從塑料杯中吸收灌溉液。播種前將高粱種子放置試驗室催芽處理，24 h后選12粒出芽情況相近的種子播至約1 cm深處的土壤中，待種子出苗一周后將其定苗至8株。45 d后收獲高粱地上部分，然后烘干稱重。以最佳處理的植株干重質量為100%計算各處理植株的相對產量，并進行方差分析，評價土壤養分元素的缺乏情況[6]。

干物質相對產量=每處理平均干重/OPT平均干重×100%。

1.5 數據統計與分析

采用Excel對試驗數據進行統計分析和圖表制作，用SPSS軟件進行顯著性方差分析。

2 結果與分析

2.1 供試土壤養分狀況評價

宜春市袁州區的土壤為花崗巖發育的紅壤，從土樣測定結果（表1）可知，該油茶林地土壤呈酸性，有機質含量較豐富。結果表明，活性酸（AA）為3 mol/L，Mg/K、Ca/Mg都偏高。硝態氮、P、K、Ca、Mg養分元素含量偏低，處于虧缺狀態。該土壤富含S元素，Fe、Cu、Mn、Zn、B養分元素比較充裕，但均沒有達到臨界值的3倍，因此需要進一步的盆栽試驗對該樣地是否缺乏這些養分元素進行驗證。

2.2 宜春油茶林地土壤的吸附固定特性

土壤具有復雜的物理化學及生物學特性，當養分元素被加入到土壤中，這些養分并非都被植物吸收利用，因為土壤對其有一定的吸附固定作用[7-9]。為了解土壤對不同元素的吸附固定特性，對K、Zn、P、Mn、B、Cu、S這7種比較重要的養分元素進行吸附試驗，并繪制吸附曲線（圖1）。由于S的提取量較高，沒有繪制其吸附曲線。為更直觀地比較土壤對這些養分元素的吸附固定作用，針對土壤對不同元素的吸附特性，在一定范圍內用直線方程進行擬合，并得到相對應的曲線模擬方程。其中，A為吸附系數，A越小，則表明土壤對其吸附固定能力越強。由表2可知，該油茶林地土壤對P的吸附固定能力最強，對Mn的吸附最弱。根據吸附系數的大小，可以大致比較土壤對以上6種養分元素的吸附強弱，表現為P>K>Zn>B>Cu>Mn。

2.3 溫室盆栽試驗

根據土壤養分分析測定結果判斷土壤養分狀況具有一定的局限性，因此展開了溫室盆栽試驗進行進一步的驗證。盆栽試驗結果（表3）表明，與最佳處理相比，土壤不施加Mo、K、Cu、Fe、P、Ca、N元素，高粱生物量顯著降低，影響其生長的程度表現為N>Ca>P>Fe>Cu>K>Mo。由高粱盆栽試驗結果可知，江西省宜春市油茶林的主要土壤養分限制因子為N、Ca、P，不施相對應的肥料將分別減產83.23%、80.12%、69.57%；Mn、Mo、K、Cu元素為該土壤養分的潛在限制因子，當N、P、Ca元素充足時，不施Mn、Mo、K、Cu元素將更為嚴重地影響油茶產量與質量。對照高粱產量極低，與最佳處理相比，不施任何養分元素高粱減產94.41%，產量差異達到極顯著水平。盆栽試驗結果與原始土壤養分含量測定值基本一致，但也有一定的差別，比如Mg元素在土壤養分測定結果中含量較低，但溫室盆栽試驗結果表明供試土樣并不缺乏Mg元素。這可能是因為受到土壤其他理化性質、氣候、環境等因素的影響[10]。這些養分的虧缺或失衡嚴重影響油茶高產穩產和可持續經營，造成土壤肥力的進一步衰退[11]。因此在田間試驗中要增加P、N、Ca養分元素，適當增施微量元素Mo、K、Cu、Fe肥。根據Barry相對產量概念標準，可將土壤肥力分為5級（表4），除肥力很高的S、B元素外，其他養分元素均需根據等級按最適量精準施肥。

3 小結與討論

1）宜春市袁州區油茶林地土壤有機質含量較高，pH為3.51，是酸性紅壤，適宜油茶生長。但N、P、Ca元素含量極低，嚴重影響油茶林的產量與質量，應大量增施相應養分肥料。其他營養元素Cu、K、Fe、Mn應根據虧缺程度加以施肥。

2）土壤對不同養分元素的吸附固定能力不同，土壤養分中的可利用部分決定了其被植物吸收的養分含量[12]。該土壤對P的吸附能力最強，對Mn的吸附固定量最小。因此江西省宜春市油茶林地對P的利用率低，對Mn的利用率高。了解土壤對不同養分元素的吸附固定特性為平衡施肥提供了一定的理論依據。

3）盆栽試驗表明，P、N、Ca是宜春市袁州區油茶林地的主要養分限制因子，Mo、K、Cu、Fe為潛在的養分限制因子，而B、S元素在宜春市茶林地土壤中含量豐富。因此在施肥過程中建議增施P、N、Ca大中量元素肥料，合理適量地補充Mo、K、Cu、Fe元素，避免土壤因缺乏這些養分元素造成油茶林減產。土壤養分限制因子顯著影響油茶產量和土壤有效養分含量，找到影響油茶生長的養分限制因子及其虧缺程度為平衡施肥和實現集約型養分管理提供理論依據和技術指導[13]。

4）測土結果與盆栽試驗結果存在一定的差異，只依據土壤養分測定分析結果來判斷土壤養分狀況具有一定的片面性，需開展盆栽試驗進行驗證。因高粱生長繁殖速度快，選定高粱作為盆栽試驗的指示植物，但由于存在指示植物對各養分元素的需求程度與油茶未必一致的問題，并且指示植物高粱與大田油茶的生長環境存在較大的差異，加之取樣的局部性與代表性，盆栽試驗仍然需要與田間試驗配合，進一步精確篩選養分障礙因子，改進施肥配方，從而生產江西省甚至全國的油茶專用肥，實現油茶高產穩產和可持續經營[14]。

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