隴中黃土高原林下牧草種植對土壤肥力影響試驗

楊斌，張晶晶，徐晶晶，田果，周玉燕，許興文

(甘肅省林業科技推廣總站，蘭州 730046；民勤縣林業技術推廣站，甘肅 民勤 733300)

牧草是草食牲畜賴以生存的主要飼料來源，甘肅天水市麥積區人多地少，保護耕地資源、提高果園單位面積土地生產效率，成為提高果品產量品質、保障糧食安全及生產優質牧草的重要措施。為避免與耕地相爭，開展果園林下種植牧草是發展林果業、牧業的一條有效途徑。林下牧草種植不僅能充分體現復合性、系統性和集約性的林牧復合種植特點，有效地解決單純的造林營林生產過程中周期長、成本高、見效慢的問題，同時在調節土壤溫濕度、抑制雜草生長、提高林地土壤有機質含量、保持土壤水分、改善土壤結構、提高林地產品產量質量等多方面有促進作用。為探討林下牧草種植對土壤肥力的影響，測定其養分在不同深度的分布規律，我們在天水市麥積區開展了土壤肥力指標檢測試驗，現將實驗結果總結如下。

1 試驗地概況

試驗地位于甘肅省中部黃土高原的天水市麥積區中灘鎮后川村，為葫蘆河河道川地，105°39′23.52″ E，34°43′43.15″ N。屬大陸半濕潤季風氣候，冬無嚴寒，夏無酷暑，氣候溫和，四季分明，日照充足，降水適中。海拔1160 m，年平均降水量550 mm，年均日照時數2800 h，全年無霜期近200 d。年平均氣溫11 ℃，極端最高氣溫38 ℃，極端最低溫度-19.2 ℃，≥10 ℃的有效積溫3500 ℃。土壤以黃綿土、黃褐土為主，土層深厚，pH值7.9左右。林木樹種為栽植的矮砧蘋果，蘋果采取密植格架式栽培，品種為煙富8號，樹齡4 a，平均樹高3.5 m，平均冠幅2.2 m，林份郁閉度35%，株行距1.5 m×4 m，面積13.33 hm2。管理運用了肥水一體化省力化栽培、病蟲害綜合防控等綜合新技術。由于處于幼果期，年均畝產量約300 kg。林下行間種植2.5 m寬的箭舌豌豆、二月蘭、鼠茅草、光葉紫花苕等草種，樹干周邊覆蓋有1.5 m寬的地布。

2 材料與方法

2.1 土樣采集

依照試驗設計要求，采取隨機取樣的方法，在林下進行了種植牧草的樣點及設置了未種植牧草的對照樣點，用土壤采樣器分層采樣，取樣深度分別為0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm。共采集包括對照在內的土樣16個，每個土樣不少于1 kg，置于塑料密封袋中做好標簽注記(包括時間、地點、編號等信息)，送專業檢驗機構對每個土樣進行混勻、風干、過篩后進行測定。

2.2 測定指標及方法

測定指標為土壤有機質、全氮、全磷、速效鉀含量和pH值,檢測儀器分別為K1100自動凱氏定氮儀、UV-2400紫外可見分光光度計、FP6400火焰光度計和PHS-3C實驗室pH計等。檢測方法分別采用NY/T1121.6-2006土壤有機質的測定法、重鉻酸鉀氧化硫酸亞鐵滴定法、NY/T53-1987土壤全氮測定半微量凱式法、NY/T88-1988土壤全磷氫氧化鈉熔融法、NY/T889-2004土壤速效鉀和緩效鉀含量測定法以及NY/T1121.2-2006土壤pH測定法。

2.3 土壤肥力評價指標

土壤肥力豐缺情況分析參照《第二次全國土壤普查技術規程》[1]，具體評價指標見表1。

表1 土壤有效微量元素分級指標

3 結果與分析

3.1 土壤有機質含量

土壤有機質含量是衡量土壤肥力最基本的一個指標，根據測定結果(見表2)，林下種植牧草0～20 cm層的土壤有機質含量為21.1 g/kg，20～40 cm層為10.8 g/kg，40～60 cm層為13.4 g/kg，0～60 cm的平均為15.1 g/kg；對照0～20 cm層為12.4g/kg，20～40 cm層為7.3 g/kg，40～60 cm層為8.5 g/kg，0～60 cm的平均為9.4 g/kg。由此可見，林下種植牧草的樣本土壤有機質含量比對照有大幅度的提高，尤其是牧草生物量較多的0～20 cm層能提高70.16%，平均可提高60.6%。依據分級指標，除了林下種植牧草0～20 cm層的有機質含量處于中等外，其他各樣本的有機質含量均在稍缺和缺范圍之間。

表2 土壤養分測定結果

3.2 全氮含量

林下種植牧草0～20 cm層樣本的土壤全氮含量為0.125%，20～40 cm層為0.076%，40～60 cm層為0.087%，0～60 cm的平均含量為0.096%；對照樣本0～20 cm層為0.101%，20～40 cm層為0.066%，40～60 cm層為0.056%，0～60 cm的平均含量為0.074%。林下種植牧草的土壤全氮平均含量能比對照提高29.73%。依據分級指標，林下種植牧草0～20 cm層的土壤全氮含量處在中等范圍，其他的樣本土壤全氮含量均在稍缺和缺的范圍之間。

3.3 全磷含量

林下種植牧草0～20 cm層樣本的土壤全磷含量為0.096%，20～40 cm層為0.084%，40～60 cm層為0.08%，0～60 cm的平均值為0.087%；對照樣本0～20 cm層為0.079%，20～40 cm層為0.070%，40～60 cm層為0.071%，0～60 cm的平均值為0.073%。林下種植牧草樣本全磷含量較對照樣本能提高19.18%。依據分級指標，林下種植牧草樣點0～20 cm和20～40 cm層的全磷含量處在稍豐范圍，其他樣本的均在中等范圍，由此表明樣點1所測土壤全磷含量適中，能滿足植物對養分的需求。

3.4 速效鉀含量

林下種植牧草0～20 cm層樣本的土壤速效鉀含量的為481 mg/kg，20～40 cm層為286 mg/kg，40～60 cm層為302 mg/kg，0～60 cm層平均為356.3 mg/kg；對照0～20 cm層為133 mg/kg，20～40 cm層為102 mg/kg，40～60 cm層為96 mg/kg，0～60 cm層平均為110.3 mg/kg。林下種植牧草土樣速效鉀的含量較對照增幅最大，0～20 cm層的增幅達261.65%，平均提高達223.02%，差異明顯。依據分級指標，林下種植牧草3個土層的速效鉀含量均處于豐的范圍，對照除了40～60 cm層的處在稍缺范圍外，其余的均在中等和稍豐范圍。由此表明該樣地土壤速效鉀含量相對于其他肥力指標要好，而鉀肥對于果樹及牧草的生長發育過程尤為重要，可提高牧草粗脂肪、粗蛋白和可溶性糖含量[2]，并提高果實可溶性糖、可溶性固形物和維C含量以及果皮的著色度等[3]。

3.5 土壤pH

根據測定結果(見表2)。pH值最高的是林下種植牧草0～20 cm層的土壤樣本，pH值為8.08，其余樣本的pH值在7.70～7.91之間，均處于弱堿性土壤，適合林下牧草種植對土壤酸堿度范圍的要求。林下種植牧草的土壤樣本pH值與對照的差異不大，表明通過林下牧草種植，不會改變土壤的酸堿度。

4 小結與討論

4.1 從測定的土壤肥力各項指標結果來看，林下種植牧草各樣本的有機質、氮、磷、鉀等養分含量均不同程度高于未進行林下種植牧草的對照，表明開展果園林下牧草種植能提高土壤肥力，是一項提高地力的有效措施。

4.2 所測土樣有機質和氮肥含量相對較少，要通過增施有機肥料來改善土壤肥力狀況，有機肥料不僅可以增加土壤有機質，提高速效養分含量，還可以改善土壤酸堿性、結構性、孔隙性及保肥、供肥性能[4]。并通過測土配方施肥機制，有設計按比例來增施氮肥，以達到均衡施肥。

4.3 所測土壤表層0～20 cm的各項指標提高幅度較大，最高的增幅能達到261.65%，表明進行果園林下牧草種植可以加速表層土壤熟化，這與開展林下養殖對土壤肥力影響類似[5]。因此在以后的土壤管理上，要加強土壤的深耕細作，以有利于果樹的發育生長結實。