速生桉對土壤有機質含量及pH 的影響

李許明，黃秋嬋，黎琦琦，方雪薈，韋友歡，李福燕

（廣西民族師范學院生物與食品工程學院，廣西 崇左 532200）

速生桉是多種生長極快的桉樹（Eucalyptus robustaSmith）的統稱，為桃金娘科（Myrtaceae）桉屬（Eucalyptus）植物，原產地澳大利亞，1965 年開始在廣西引種種植［1］，目前廣西、廣東、云南和貴州是中國西南部地區主要的速生桉種植地。隨著經濟的發展，中國大力發展基礎建設，對木材的需求量大大增加，而桉樹具有適應性強、生長快的特點，一般情況下速生桉從種植到成熟采伐，中間只需要間隔4～6年，投入產出比為 1∶3 左右［2］，短期收益率高，經濟效益顯著。廣西桉樹人工林面積占地2 000 多萬公頃，其種植面積是全國桉樹總面積的50%［3］，桉樹種植帶來巨大經濟效益的同時，也出現了“桉樹對環境有害”等言論。速生桉種植地出現負面影響的原因是因為種植戶為了追求經濟利益，長期對人工桉樹林缺乏科學管理，許多種植戶只單一種植桉樹。因此，長此以往桉樹人工林內生物多樣性受到影響。其實，桉樹本身是無害樹種，其種植并不會對環境造成負面影響，如使環境干旱、荒蕪，不會釋放有害毒素污染種植地附近水源等［4］；對于桉樹是“綠色沙漠”“抽水機”“抽肥機”這類說法只是夸大其詞，而“桉樹有毒”“桉樹影響水質”有待考證［5］。為此，為研究連續單一種植速生桉對土壤肥力是否存在影響，試驗通過研究不同種植年份速生桉對不同深度土壤有機質含量和pH 的影響，探討速生桉樹林的肥力變化趨勢，以期為改良種植速生桉被破壞的土壤成分，恢復土壤結構提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 采樣

采樣地點：廣西壯族自治區南寧市武鳴區東盟經濟技術開發區民涵農場黃家隊耕地。

采樣方法：在備選的同一地區內選擇4 個距離接近、地勢環境相當，并且已經種植了不同年份的速生桉耕地作為采樣地，按照隨機取樣的方法，每個樣地取3 個采樣點。采樣時清理地表，用工具挖掘40 cm 深土壤剖面，按照 10、20、30、40 cm 深度分別進行取樣。最終采集到未種植速生桉（以下簡稱CK）、種植速生桉1 年（以下簡稱1 年生）、種植速生桉3 年（以下簡稱3 年生）、種植速生桉5 年（以下簡稱5 年生）的土壤樣品。

土壤處理：自然風干的土壤用橡膠錘錘碎后，除去植物殘體及沙礫等雜物后進行研磨，全部過200目篩，分裝到封口袋中，放進干燥器中保存備用。

1.2 分析項目與測定方法

土壤有機質含量的測定采用重鉻酸鉀容量法-稀釋熱法［6］；土壤 pH 用上海雷磁 PHS-3E 型酸度計測定，土水比為 1.0∶2.5［6］。

2 結果與分析

分析土壤樣品中有機質含量狀況，結果見表1。

2.1 速生桉對土壤有機質含量的影響

2.1.1 同一土壤深度下不同種植年份速生桉對土壤有機質含量的影響 由表1 可知，在10 cm 土壤深度，隨著速生桉生長年份的增加，土壤中有機質含量呈上升趨勢，但相對CK 含量降低。有機質含量隨著種植年份增加，減少幅度下降；說明種植了1～3 年的速生桉，根細胞分裂速度快，根系中的各級側根發達，每級側根的根尖生長點分裂速度快，根毛數量多，此時，速生桉從土壤中吸收有機質多，使土壤中的有機質含量比CK 少。隨著速生桉生長年份的增加，土壤中有機質含量呈上升趨勢，但仍然比CK少，說明種植速生桉后，因其生長的需要和生長特點，需要不斷吸收土壤中的有機質，所以種植了速生桉的土地有機質含量比CK 少，但因種植年份的增長，10 cm 處根部老化，根部細胞吸收外界營養物質的能力有所下降，因此土壤有機質含量隨種植年份增長而有上升趨勢。在土壤深度20 cm 處，3 年生速生桉的土壤有機質含量較CK 降幅為36.78%，差異比較明顯，說明在20 cm 處3 年生速生桉的根細胞生長相對旺盛，到第5 年后根部細胞逐漸老化，吸收能力下降。土壤30 cm 處，與對照相比，1～3 年生速生桉的土壤有機質含量呈上升趨勢，而且1～3 年生速生桉的土壤有機質含量變化不大，但5 年生速生桉土壤有機質含量下降幅度較大；說明30 cm 處1～3 年生速生桉根系不夠發達，對有機質吸收能力弱，到第5 年根系伸長到30 cm 處，對有機質的吸收增強，因此在第5 年土壤有機質含量下降并且比對照低。在土壤深度40 cm 處，1 年生速生桉的土壤有機質含量比對照高，說明1 年生速生桉根系在土壤深度40 cm處不發達，側級根系可能還沒有伸長到40 cm 處，所以1 年生速生桉的土壤有機質在40 cm 處含量比對照高。3～5 年生速生桉的土壤有機質含量在40 cm處與對照相比呈下降趨勢，這與根系生長有關。

表1 土壤有機質含量測定結果 （單位：g/kg DW）

綜上可知，由于速生桉自身生長特點，種植速生桉對10 cm 和20 cm 土層有機質影響較大，30 cm 層土壤有機質含量有所增加，對40 cm 層土壤有機質含量影響較小。

2.1.2 同一種植年份速生桉對不同深度土壤有機質含量的影響 由表1 可知，1～3 年生速生桉主要影響10～20 cm 土層土壤有機質，5 年生速生桉會影響 10～40 cm 土層土壤有機質含量；1 年生速生桉10～20 cm處土層土壤有機質含量比CK 低，1 年生速生桉30～40 cm 土層土壤有機質含量比CK 高，說明1 年生速生桉根系在10～20 cm 土層處生長活動比較旺盛，根細胞分裂速度快，根系中的各級側根發達，此時，速生桉從土壤中吸收有機質較多，從而土壤中的有機質含量比CK 少，30～40 cm 土層處速生桉的根系分布少，對土壤有機質吸收能力弱，因此土壤有機質含量上升。3 年生速生桉在僅30 cm 土層處的土壤有機質含量比CK 高，其他土層有機質含量比CK 低，說明3 年生速生桉根系在30 cm 土層處的分布很少或沒有，所以有機質含量比CK 高，40 cm 處土壤有機質含量的變化可能與土壤微生物的分解活動有關。5 年生速生桉土壤有機質含量在20 cm 處變化比其他土層深度的大，說明5 年生速生桉20 cm 處根系分布比其他土層深度多且生長活動較強，因此對土壤有機質的吸收能力較強，但土壤有機質含量都比CK 低，說明5 年生速生桉根系在這4 個土壤深度都有分布，吸收土壤有機質，因此各層土壤有機質含量降低，可見，5 年生速生桉對土壤結構破壞較大。

2.2 速生桉對土壤pH 的影響

土壤樣品pH 測定結果見表2。

表2 土壤pH 測定結果

2.2.1 不同種植年份速生桉對同一深度土壤pH 的影響 由表2 可知，種植速生桉會導致耕地土壤pH變化，其中對 10～30 cm 土層土壤 pH 影響較小，對40 cm 土層影響較大。在10～30 cm 土層中，除了第3年外，其他種植年份的土壤pH 都比對照高，而在40 cm 土層處全部種植年份的土壤pH 都比對照高；其中20 cm 土層處3 年生速生桉的土壤pH 與對照差異明顯。在40 cm 土層處，5 年生速生桉的土壤pH比對照高21.74%。4 個土層的土壤pH 平均值分別為4.34、4.82、5.35、5.37。

2.2.2 同一種植年份速生桉對不同深度土壤pH 的影響 由表2 可知，1 年生速生桉對土壤pH 影響較小，5 年生速生桉影響最大，對照10、20、30、40 cm 這4 個土層的土壤 pH 分別為 4.38、4.99、5.23、4.83，可以看出在30 cm 土層處的土壤pH 高于其他土層；1 年生速生桉土壤 10～40 cm 各土層 pH 分別為 4.71、5.24、5.34、5.16，與對照相比，每層的土壤pH 都呈上升趨勢；3 年生速生桉 10～40 cm 土層土壤 pH 總體呈下降趨勢，在20 cm 處土壤pH 較對照下降了21.84%；5 年生速生桉的土壤pH 在40 cm 處比對照高21.74%。從總體上看，除了第3 年土壤pH 大體上低于對照外，其他種植年份的土壤pH 都高于對照。

土壤pH 是影響土壤肥力的一個重要因素，其變化不僅會影響土壤中養分的溶解和沉淀以及土壤微生物的活動，進而影響土壤養分的有效性，還會影響土壤中離子的交換、運動和遷移以及轉化。

3 小結

從整體上看，速生桉種植年份越長，土壤中的有機質含量會下降，土壤pH 不斷上升，這是因為pH 的變化會影響土壤微生物的種類和數量，而土壤有機質主要來源于動植物的殘體，這些動植物殘體需要靠微生物分解，因而土壤pH 的變化會影響有機質的合成。表層土壤有機質的含量最多，而且與其他土層有機質的含量差異較大，這與表層覆蓋的植物殘體和微生物種類數量有關。此外，在采樣過程中發現桉樹種植地挖掘土層越深，采集到的樣品板結現象越嚴重，這也會影響微生物存在的種類和數量，因而影響有機質的分解合成。關于桉樹種植第3 年土壤pH 下降問題可能跟桉樹施肥相關，具體原因還需進一步研究。

試驗結果表明，種植速生桉對土壤有機質含量有較大影響，且隨著速生桉種植年份的增加，土壤中有機質含量呈下降趨勢，而土壤pH 卻呈上升趨勢（3年生除外），說明種植速生桉會破壞土壤結構。目前，在廣西壯族自治區速生桉人工林基本都是以盈利為目的而種植的，所以就出現速生桉人工林樹種單一、生物多樣性下降的現象，長期種植對土壤環境有一定的破壞，因此會出現速生桉有毒和會破壞水源等說法和言論。如何合理種植速生桉和管理速生桉人工林，以及恢復被破壞的速生桉人工林土地使其恢復能種植其他經濟作物的能力，實現良性循環，是今后需要努力的方向。