江西省方竹林土壤養分有效態含量特征

王海霞 曾慶南 程 平

(江西省林業科學院 南昌 330032)

土壤元素有效態是指能被植物吸收利用的元素，與植物的生長發育有著密切的關系，對林分生長發育、林分生產力有著較大的影響[1]。元素有效態含量的高低受土壤pH值、有機質含量的影響較大[2]。方竹(Chimonobambusaquadrangularis)是廣泛分布于江西省海拔300～900 m區域的鄉土竹種[3]，其竹稈呈鈍圓的四棱形，筍期8月至翌年2月，筍味鮮美，深受市場青睞，是優良的筍用竹種。其筍期長，且出筍旺季恰逢市場鮮筍供應淡季，可以彌補市場鮮筍的空白，市場潛力大，是亟待開發的優良筍用竹種。

本文測定分析了江西省方竹林土壤的主要養分含量，分析影響土壤營養元素有效態含量的主要因素，旨在為方竹筍用林的開發利用和人工培育提供理論支撐。

1 研究區概況

江西省位于長江中下游南岸，地理位置為113°34′—118°28′E、24°29′—30°04′N。屬亞熱帶季風氣候區，水熱條件十分優越，境內多山，地形復雜，生境多樣，雨量充沛，日照充足，年平均氣溫16.3～19.7 ℃，年均降水量1 278.2～2 734.0 mm，年均日照時數1 274.2～2 086.0 h，年均無霜期240～307 d[3]。全省現有竹類植物105.65萬hm2[4]，廣布各縣(區)，方竹則零星分布于各地海拔300～900 m區域，又以海拔500 m地帶為多，林分基本處于野生狀態，林地土壤類型變化多樣，林下生物多樣性豐富。

2 材料與方法

2.1 土樣采集及處理

在井岡山、安福縣、萬載縣等9個面積超0.1 hm2的方竹天然分布居群內，設置10 m × 10 m樣地，在樣地內采取土壤剖面分析法進行土壤調查，即在樣地內挖深度40 cm的土壤剖面，并采集混合土樣1.0 kg左右，帶回試驗室晾干備用。

2.2 測定內容與方法

土壤分析的指標包括有效鋅、速效氮、有效磷、速效鉀、有機質含量及pH值，分別采用《森林土壤有效鋅的測定原子吸收分光光度法》(LY/T 1261—1999)、《森林土壤水解性氮的測定》(LY/T 1229—1999)、《森林土壤有效磷的測定》(LY/T 1233—1999)、《森林土壤速效鉀的測定》(LY/T 1236—1999)、《森林土壤有機質的測定及碳氮比的計算》(LY/T 1237—1999)、《森林土壤pH值的測定》(LY/T 1239—1999)規定的方法測定。

用Excel和DPS數據處理系統進行數據統計分析。

3 結果與分析

3.1 林地土壤養分特征

由表1可知，江西省不同地方的方竹林地土壤養分含量差異較大，有機質含量為10.31～80.49 g/kg，標準差達20.47，pH值最低4.83、最高7.45，有效鋅、速效氮、有效磷、速效鉀變化范圍分別為0.10～55.13 mg/kg、42.03～248.62 mg/kg、0.65～169.30 mg/kg、36.58～321.94 mg/kg。其中，以萬載縣九龍墾殖場的方竹林土壤養分最為豐富，且遠高于其他地區。

表1 不同地點方竹林土壤養分含量及pH值Tab.1 The soil nutrition contents and pH value of C. quadrangularis forests in different locations

根據《土地質量地球化學評價規范》(DZ/T 0295—2016)土壤養分分級標準，江西省方竹林地土壤整體上呈中性至酸性。有機質含量較豐富，平均處于二級水平，屬于一級土壤的有宜春市袁州區(最高)、井岡山源頭，屬于二級土壤的有2處、三級的有3處、四級有2處，沒有五級土壤。可見，江西省省方竹林分土壤肥力較好。速效氮含量整體上屬于二級土壤，其中達到一級土壤標準的有3處、二級有1處、三級有4處，有1處為五級土壤，有效氮含量較貧乏。有效鋅含量水平整體豐富，其中尤以萬載縣九龍墾殖場的最為豐富、是一級土壤標準的18倍；整體上，達一級土壤標準的有5處、二級有2處、五級1處。有效磷含量整體上貧乏，屬于五級土壤的有6處、二級2處、一級僅1處。速效鉀含量整體上處于中等水平，達一級土壤標準的有2處、且遠遠高于平均水平，三級有1處、四級2處、5級4處。

3.2 土壤養分有效態的影響因子

3.2.1 土壤pH值對土壤養分有效態含量的影響

土壤pH值是影響土壤養分有效性的重要因素之一[5]，而土壤養分有效性大小與肥料的吸收利用率關系密切，土壤偏(過)酸性或偏(過)堿性，都會不同程度地降低土壤養分的有效性，難以形成良好的土壤結構，抑制土壤微生物的活動，影響各種植物生長發育。在植物正常生長的pH值范圍內，土壤pH值通過影響土壤溶液中各種離子的濃度，從而影響植物對各種元素的有效吸收。

從圖1可知，土壤pH值對有機質含量的影響沒有呈現出規律性；土壤其余養分元素的有效態含量則隨著pH值的增大而逐步增加，當pH值達到6.00～7.00時，養分元素有效態含量均達到了峰值，而后隨著pH值的增大呈現出下降的趨勢。土壤有機質含量在pH值為7.18和6.34時處于較高水平，在其他pH值水平時則均處于較低水平，說明當林地土壤pH值接近于7時，土壤有機質含量較高。可見，當土壤呈中性偏弱酸性時，有利于土壤營養元素有效態的積累和保存。

圖1 土壤pH值對土壤養分的影響Fig.1 The effect of soil pH value on soil nutrients

3.2.2 有機質含量對土壤養分有效態含量的影響

土壤有機質是土壤固相的重要組成部分，是土壤養分的主要來源，能促進植物生長發育和土壤微生物的活動。有機質中含有植物生長所需的各種養分，可以直接或間接地為植物生長提供氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫和各種微量元素，特別是土壤中的氮，有95%以上氮素是以有機狀態存在于土壤中；有機質中的胡敏酸可以增強植物呼吸，提高細胞膜的滲透性，增強植物對營養物質的吸收；有機質還是土壤微生物所需能量和養分的來源，有利于微生物活動。

由圖2可知，在土壤有機質含量較低和較高的情況下，速效鉀含量均較高，其影響沒有呈現出明顯的規律性；速效氮含量則隨著有機質含量的增加，呈現出明顯的遞增趨勢，在有機質含量為80.49 g/kg時達到最高；其他土壤養分元素有效態含量隨著有機質的增加呈現出增加的變化趨勢，當有機質達到36.58 g/kg時，有效磷、有效鋅達到峰值。可見，除速效鉀外，其余營養元素有效態的含量受有機質含量的影響較大，在一定范圍內呈現出正相關的關系。

圖2 土壤有機質含量對土壤養分元素有效態含量的影響Fig.2 The effect of soil organic matter content on available content of soil nutrients

3.2.3 土壤養分有效態與pH值、有機質含量間的相關性

各指標之間相關性分析顯示(表2)，各元素有效態含量之間均存在一定的相關性，其中速效鉀和速效氮之間存在負相關關系，其余均呈正相關關系。有效鋅和有效磷之間相關系數最大，達0.98；而速效鉀與有機質、速效鉀與pH值、速效氮與有效磷之間相關系數最小，均為0.39。可見，速效鉀對pH值的敏感程度在所測指標中處于較低水平，而氮、磷、鉀3大元素之間的相關性較之其他元素之間也較小。

表2 土壤營養元素有效態含量與有機質含量及pH值的相關系數Tab.2 The correlation coefficientsbetween available content of soil nutrient elements and organic matter content as well as pH value

進一步顯著性檢驗顯示，有機質含量和pH值對各元素有效態含量的影響大小基本一致，有效鋅和有效磷之間的相關性達到了極顯著水平，速效氮和速效鉀之間的相關性最小。其中，有效鋅與各元素之間的相關性最大，與其他元素之間的相關性從大到小依次為：有效磷>速效鉀>有機質、pH值>速效氮；有效磷與各元素之間的相關性次之，與有效鋅的相關性最大，達到極顯著水平，與其他元素相關性大小依次是速效鉀>有機質、pH值>速效氮；速效鉀與各元素的相關性大小依次為：有效鋅>有效磷>有機質、pH值>速效氮；與各元素的相關性最小的是速效氮，其相關性整體上處于較低的水平，相關性大小依次為：有機質、pH值>有效鋅>有效磷>速效鉀。

4 結論

1) 江西省方竹林地土壤整體上呈弱酸性，極少數呈中性至弱堿性。

2) 不同地點的方竹林土壤養分含量差異性極大，有效鋅含量水平整體豐富、平均水平達1級土壤標準；有機質和速效氮含量整體上較豐富，均達2級土壤標準；有效磷和速效鉀整體上處于缺乏狀態，有效磷含量平均為4級土壤水平，速效鉀含量為3級土壤水平。

3) 土壤pH值對有機質含量的影響沒有呈現出規律性。

4) 除有機質含量外的土壤養分元素有效態含量隨著pH值的增大而逐步增加，在pH值中性附近達到峰值，隨后呈下降趨勢。

5) 土壤有機質和pH值對各養分元素有效態含量的影響大小基本一致，有效鋅和有效磷之間的相關性最大，達到了極顯著水平，速效氮和速效鉀之間的相關性最小。