江西省樟樹人工林土壤營養狀況的調查研究

王小東 謝谷艾 伍艷芳 董澤民 周誠 周仁丹

摘要： ?在江西省內樟樹主產區安福縣選取45個代表性人工林土壤樣品分析的結果表明，選取的3個樟樹人工林土壤呈酸性和強酸性，土壤風化淋溶程度高;3個人工林區及同一個種植區不同土層深度的土壤容重和孔隙狀況均存在一定差異;絕大部分土壤有機質含量均在20 g/kg以下，處于低量劣質水平;不同土層的土壤全氮和全磷含量極低，全鉀含量則為中等至稍豐水平，大部分土壤全磷含量均為極缺水平;各層土壤中交換性鈣、有效鋅和有效鐵含量較為豐富，交換性鎂和有效銅含量為中等水平;有效猛含量一般，有效磷含量為缺乏水平;速效鉀含量極為缺乏，土壤整體肥力處于中等偏下水平。

關鍵詞： ?江西; ?樟樹; ?土壤; ?養分

中圖分類號： ? S 792. 23; S 714. 8 ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： ? A ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1001 - 9499（2021）04 - 0018 - 06

樟樹（Cinnamomum camphora）是我國亞熱帶地區常綠闊葉林的優勢樹種，其主要生長區是我國南方各省或自治區。樟樹木材既可以用于優質的建材，也可以用于提煉香精香料、油脂化工以及醫藥等用途。然而，樟樹種植區長期依靠經驗的施肥方式及水土流失管理薄弱，導致肥料利用率低下增加了農業非點源污染的風險;且土壤肥力特性下降和樹體營養狀況不良的惡性循環。因此，樟樹產業要實現提質增效，加強對土壤營養狀況的調查與監測，科學精準施肥就顯得尤為重要。土壤養分是土壤肥力的重要物質基礎，是評價土壤肥力水平的重要指標[ 1 - 2 ]，也是制約果木健康生長的關鍵因子之一[ 3 - 4 ]。針對作物經濟林種植區內的土壤養分狀況，研究者們做了大量調查研究工作[ 5 - 12 ]。

由于不同地區的土壤肥力及理化性質、施肥方式和管理措施不同，導致不同種植區限制土壤養分發揮的因子也不盡相同。目前，關于樟樹的研究主要集中在引種選育[ 13 - 14 ]、病蟲害防治[ 15 ]及天然活性產物[ 16 - 17 ]等方面，江西作為樟樹的主要分布區之一，針對樟樹人工林土壤養分狀況的研究甚少[ 18 - 20 ]，不利于科學指導樟樹種植的施肥。本研究以樟樹主產區安福縣3個人工林土壤為對象，系統地評價了3個種植區土壤肥力現狀，并提出人工施肥改良及樟樹林可持續經營措施。

1 材料和方法

1. 1 試驗地選擇

安福縣位于江西省中部偏西，地理位置為114°～ ?114°47′E、27°4′～27°36′N，屬亞熱帶季風濕潤氣候。該區雨量充沛，光照充足，年平均氣溫17.7 ℃，年均降水量1 553 mm，年無霜期279天，適宜農作物和林木生長。山地面積占土地面積的72.3%，其中林地100余萬畝，森林覆蓋率達到61%。用于開展研究的樟樹人工林樣地分別為年形里山場（S1）、彭形里山場（S2）和江布園河灘地（S3），其中S1和S2為海拔200 m的低丘山區，土壤為赤黃壤;江布園為河灘地，土壤為沙性壤土。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 樣品采集

2016年11、12月分別在試驗區內隨機選取代表性的15個樣地，規格為20 m×20 m，每個樣地5個取樣點內在樹冠滴水線外15～20 cm 左右，按“Z”形選取，用環刀分別取0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm 3個土層的原狀土，土壤混合均勻后，用四分法縮分至約1kg左右混合土樣作為該試驗區的樣品，共采集土壤樣品45份（表1），帶回實驗室后經過風干、去雜、研磨、過篩后保存備用。

1. 2. 2 試劑與儀器

原子吸收分光光譜儀，美國PE，型號為 AAnalyst 800;微波消解系統，奧地利安東帕，型號為 Multiwave PRO;TY10SP-752 型紫外分光光度計，上海光譜有限責任公司;PHSJ-6L型實驗室pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司;FOSS 凱氏定氮儀，瑞士 FOSS公司;赫西離心機，湖南赫西儀器裝備有限公司;HY-3 多功能振蕩器，江蘇光都機電設備有限公司;Milli-Q 超純水純化系統，美國 Millipore 公司;電熱恒溫干燥箱OHG-914385，上海新苗醫療器械制造有限公司;電爐，洛陽昌瑞爐業有限公司;METTLER

TOLEDO ME104 分析天平，梅特勒-托利多（上海）有限公司。

磷標準溶液（100μg/mL）、鉀標準溶液（1 000μg/mL）、鋅標準溶液（1 000 μg/mL）、鐵標準溶液（1 000 μg/mL）、錳標準溶液（1 000 μg/mL）、銅標準溶液（1 000 μg/mL），中國試劑標準網;鈣標準溶液（1 g/L）、鎂標準溶液（0.5 g/L），國家標準物質中心;硝酸、硫酸、高氯酸、碳酸鈉、氫氟酸、硼酸、氨水、氯化鈣、硫酸亞鐵、氯化鍶、氫氧化鈉、高錳酸鉀、硫酸鉀、硫酸銅（AR），西隴化工股份有限公司;苯二甲酸鈉、磷酸二氫鈉、鹽酸、乙酸銨、乙酸鈉、冰乙酸、磷酸二氫鉀（AR），國藥集團化學試劑有限公司;正丁醇、乙醇、甲醇、乙腈（HPLC級），德國Merck公司;甲酸、乙酸（HPLC級），美國， Sigma 公司;0.45 μm 的 PTFE 膜針頭過濾器，天津市津騰實驗設備有限公司。

1. 2. 3 分析方法

土壤容重的測定，參照農業行業標準 NY/T 1121.4-2006;土壤孔隙狀況和水分狀況的測定，參照中國林業行業標準 LY/T1215-1999;土壤pH值的測定，參考農業行業標準NY/T 1377-2007;有機質含量的測定，參照農業行業標準NY/T 1121.6-

2006;全氮含量的測定，參照農業行業標準 NY/T 1121.24-2012;全磷含量的測定，參照國家標準GB 9837-1988;全鉀含量的測定，參照農業行業標準 NY/T 87-1988;堿解氮含量的測定，參照地方標準DB51/T 1875-2014;有效磷的測定，參照國家標準GB 9837-1988;速效鉀的測定，參照農業行業標準NY/T 889-2004;交換性鈣和交換性鎂的測定，參照農業行業標準NY/T 1121.13-2006;有效鋅、錳、鐵和銅含量的測定，參照農業行業標準 NY/T 890- ?2004。

2 結果與討論

2. 1 土壤容重與孔隙狀況

3個試驗區的土壤容重和孔隙狀況存在一定差異（圖1），同一種植區不同土層深度的土壤容重和孔隙狀況也存在一定差異。土壤容重的排序為S1<S2<S3，土壤容重范圍為1.1～1.4 g/cm3，只有S2的土壤容重低于1.2 g/cm3，比較適合植物的根系生長，S1和S3的土壤容重均超過1.2 g/cm3，且以S3砂性土壤的土壤容重最大，土壤質地最為緊實，不利于作物生長。從樟樹生長狀況來看，S2低丘山地赤紅壤的樟樹根系最發達，長勢最好。3個試驗區的土壤非毛管孔隙度范圍為2.7%～6.4%，土壤毛管孔隙度范圍為41.6%～54.2%，土壤總孔隙度范圍為46.0%～59.0%，表明3個試驗區土壤通氣、透水性能良好。

由表2可知，同一試驗區內不同土層的土壤容重、非毛管孔隙度、毛管孔隙度和總孔隙度間均無顯著差異，S1、S2及S3土壤的非毛管孔隙度也不存在顯著差異，表明3個試驗區的土壤通氣性、透水性及涵養水源能力相當。S1和S2的土壤毛管孔隙度顯著大于S3，說明S3砂性土壤持水孔隙不足，保水能力差;S1和S2的土壤總孔隙度均高于S3，且S2和S3之間的土壤總孔隙度存在顯著性差異，進一步表明S1和S2的土壤質地疏松多孔，透水透氣性優于S3，對樟樹的根系生長有利。

2. 2 土壤水分及酸堿度分析

3個試驗區的水分含量及相關性分析結果（圖2、表3）表明，土壤最大持水量范圍為33.3%～51.2%，毛管持水量范圍為29.9%～46.9%，田間持水量范圍為23.8%～40.7%。S1、S2及S3同一試驗區土壤的持水特性隨著土壤層深度而變化;同一種植區內不同土層的最大持水量和毛管持水量均無顯著差異。S1和S2土壤最大持水量和毛管持水量均高于S3，其土壤持水特性優于S3。S2與S3之間土壤最大持水量和毛管持水量存在顯著差異;S2和S3的土壤不同土層深度之間土壤田間持水量均無顯著差異;S1和S2土壤的田間持水量均顯著高于S3，且S1的表層土與深層土壤的田間持水量存在顯著性差異。

由圖2d可知，S1、S2及S3土壤pH變化范圍為3.96～5.47。根據土壤酸堿度分級標準，S1、S2及S3土壤酸性較強，其中以S2土壤呈現強酸性，S1和S3為酸性。S2土壤pH值顯著低于S1和S3，表明S2的赤紅壤風化程度高，土壤淋溶程度也較高。同一試驗區內不同深度土層間的土壤pH值無顯著性差異，但呈現一致性規律變化，即為中層土<表層土<深層土，說明中間土層的土壤酸性強于表層和深層土。

2. 3 土壤肥力狀況分析

2. 3. 1 有機質及全量元素的測定

由圖3和表3可知，3個試驗區土壤有機質含量為7.94～33.07 g/kg，全氮含量為0.12～0.17 g/kg，全磷含量為0.10～0.28 g/kg，全鉀含量為19.23～24.97 g/kg。S2有機質含量最高，S1次之，S3最低，且3個試驗區土壤的有機質含量均隨著土層加深而呈現降低的趨勢，其中S1和S2試驗區表層土壤的有機質含量均顯著高于深層土。根據全國第二次土壤普查養分分級標準[ 23 ]，3個試驗區土壤的有機質含量均在稍豐及以下水平，其中S1有機質含量等級依次為中等、稍缺和缺乏水平;S2表層土壤有機質含量達到稍豐水平，另2個土層為稍缺水平;S3土壤有機質含量均為匱乏水平，且隨著土層加深而缺乏程度加劇。

各層土壤中全磷和全鉀含量均無顯著差異，且同一試驗區內不同土層深度的土壤全氮、全磷及全鉀含量均無顯著差異。S1和S2各層土壤中全氮含量均高于S3，S1、S2及S3全氮含量均隨著土層加深而增加。依據土壤養分分級標準[ 23 ]，3個試驗區不同土層的土壤全氮和全磷含量極低，全鉀含量則為中等至稍豐水平。S1和S3試驗區中層土壤中全磷含量為缺乏水平，其他均為極缺水平;S3試驗區表層土全鉀含量為中等水平，其他全鉀含量均達到稍豐水平;S1、S2及S3各層土壤中全氮和全磷含量均為極缺乏水平，建議定期適量補充氮肥和磷肥，以提高土壤肥力。

2. 3. 2 大量、中量及微量元素的有效含量分析

由圖4、表4可知，土壤堿解氮含量為63.47～ 126.70 g/kg，有效磷含量為3.05～15.60 g/kg，速效鉀含量為16.52～31.79 g/kg，交換性鈣含量為1 314.42～1 977.83 mg/kg，交換性鎂含量為130.63～201.40 mg/kg，有效鋅含量為3.20～3.58 mg/kg，有效錳含量為8.38～ ? 10.21 mg/kg，有效鐵含量為3.20～3.58 mg/kg，有效銅含量為0.80～2.07 mg/kg。

3個試驗區土壤中大量、微量元素的有效含量存在一定的差異性。其中，各層土壤中堿解氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣均存在顯著差異。S3的土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量普遍高于S1和S2，尤其是有效磷的含量顯著偏高。同時，同一試驗區內不同土層間的土壤堿解氮、有效磷、速效鉀和交換性鎂含量均無顯著差異;同一試驗區不同土層深度的微量元素含量均無顯著差異;有效鋅、有效錳和有效銅含量也無顯著差異。

根據全國第二次土壤普查養分分級標準[ 23 ]及土壤中微量元素分級標準[ 24 ]，3個試驗區土壤堿解氮含量均較低，除了S3中、下層土壤中堿解氮屬2級標準外，其他試驗區土壤堿解氮含量均在四級或以下;有效磷含量分級為：S3三個土層中有效磷含量均屬于3級標準，其他試驗區土壤堿解氮含量均在四級或以下。速效鉀含量分級為：S3三個土層中速效鉀含量均屬于5級標準，其他試驗區土壤堿解氮含量均為6級標準。3個試驗區各層土壤中交換性鈣、有效鋅和有效鐵含量較為豐富，均屬于一級標準以上;有效錳含量均屬于3級標準，為中等含量水平。交換性鎂和有效銅含量為中上水平，均在3級標準以上。

表4 堿解氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂、有效鋅、有效錳、有效鐵及有效銅相關性分析

3個試驗區土壤中大量、中量及微量元素含量水平一般，甚至部分試驗區速效鉀含量為缺乏或極缺水平。這可能與試驗區土壤呈現酸性或強酸性風化程度較高有關，因此，需要適時適量的補充相關的營養元素，并加強水土流失的防治，減少礦質營養的損失。

3 結論與討論

3. 1 3個試驗區的土壤容重和孔隙狀況存在一定差異，同一種植區不同土層深度土壤容重和孔隙狀況也存在一定差異[ 18 - 19 ]。3個試驗區土壤的水分特性不盡相同，并且同一試驗區土壤的持水特性隨土層深度而變化;同一種植區內不同土層的最大持水量和毛管持水量均無顯著差異;該結果與目前的研究基本保持一致，說明不同區域的樟樹人工林土壤水分及孔隙度特征性質較為相近[ 18 ]。

3. 2 研究結果表明，3個試驗區土壤有機質含量范圍為7.94～33.07 g/kg，且絕大部分都在20 g/kg以下，土壤有機質處于低量劣質水平。其原因主要是種植區內的施肥及水土流失管理不科學，有機肥投入不足等。

3. 3 研究發現3個試驗區不同土層的土壤全氮和全磷含量極低，全鉀含量則為中等至稍豐水平，大部分土壤全磷含量均為極缺水平。這可能由于安福縣3個樟樹人工林土層淺薄，保水保肥能力差，且呈強酸性，造成氮肥和鉀肥大量淋失。同時，在強酸性土壤中，土壤風化程度高，鐵鋁大量活化會結合土壤中大量的磷酸根而成形成了閉蓄態的磷，有效性大大降低。

3. 4 試驗區各土層中，除了交換性鈣、有效鋅和有效鐵含量較為豐富，交換性鎂和有效銅含量在中等水平，有效錳含量一般水平，有效磷含量處于缺乏水平，速效鉀含量極為缺乏，土壤整體肥力狀況處于中等偏下水平。

3. 5 綜合研究結果，生產上針對種植區需要進行土壤改良，降低土壤酸度。建議改良措施：（1）實行水旱輪作，改善土壤耕性和理化性狀，改進栽培技術，防止水土流失。（2）針對試驗區強酸性土壤使用石灰中和酸改良，每畝建議施用量為20～25 kg，直至改造為中性或微酸性土壤。（3）盡量將落葉殘枝等綠肥歸還土壤，增加土壤有機質含量，達到改善土壤酸性的效果。（4）增加灌溉次數，稀釋沖淡過酸性土壤帶來的危害。（5）盡量增施堿性肥料，如碳酸氫銨、氨水、石灰氮、鈣鎂磷肥、磷礦石粉、草木灰等[ 26 ]。

致謝：感謝“十三五”國家重點研發計劃項目（2016 YFD0600605）、江西省林業科學院財政重點研發計劃項目（2017512701）及江西省林科院青年科技人才培養項目（2018521601）對本課題的支持。

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第1作者簡介： ?王小東（1975-）， ?副研究員， ?碩士， ?主要從事土壤微生物學、 ?植物養分循環等研究。

通訊作者： ?謝谷艾（1992-）， ?男， ?助理研究員， ?主要從事森林保護、 ?昆蟲學、 ?農藥學環境毒理等研究。

收稿日期： 2020 - 11 - ?20

（責任編輯： ? 張亞楠）

Investigation on Soil Nutrition of Cinnamomum camphora

Plantation in Jiangxi Province

WANG Xiaodong

（Jiangxi Academy of Forestry Sciences， ?Jiangxi Nanchang 330013）

Abstract In order to understand the soil fertility status of camphor tree plantation areas in Jiangxi Province， 45 representative plantation soil samples were selected in Anfu County， the main producing area of Camphor tree plantation in Jiangxi Province. The results showed that the soil of the three camphor plantation forests was acidic and strongly acidic， and the soil weathering and leaching were high. There are some differences in soil bulk density and pore conditions in three camphor plantation forests， and there are also some differences in soil bulk density and pore conditions in different soil depths in the same plantation area. The content of most soil organic matter is below 20 g/kg， which is at the level of low quality. The contents of total nitrogen and total phosphorus in different soil layers are extremely low， while the content of total potassium is moderate to slightly abundant， and the content of total phosphorus in most soils is extremely deficient. The content of exchangeable calcium， available zinc and available iron in each layer of soil is relatively rich; the content of exchangeable magnesium and available copper is medium level， the content of available copper is general， the content of available phosphorus is deficient， the content of available potassium is extremely deficient， and the overall soil fertility is at the lower level of medium.

Key words Jiangxi; ?Cinnamomum camphora; ?Soil; ?Nutrient