俞丹 文慧
(1貴州省安順市林業(yè)局 貴州 安順 561000;2貴州省貴陽市不動產(chǎn)登記中心 貴州 貴陽 550025)
桉樹(Eucalyptus robusta Smith)是桃金娘科(Myrtaceae)桉樹屬(Eucalyptus)及其親近的3個屬植物的統(tǒng)稱。桉樹經(jīng)濟效益好、生長迅速、成林較快,有利于森林覆蓋率和森林蓄積量的快速提高。安順市地處黔中區(qū)域,是典型的喀斯特巖溶山區(qū),喀斯特面積占全市國土面積的77.82%,自然生態(tài)條件較為脆弱,石漠化嚴重。為提高森林覆蓋率、大力發(fā)展速生豐產(chǎn)林基地建設、不斷滿足國民經(jīng)濟和社會發(fā)展對木材產(chǎn)品的需求,結(jié)合脫貧攻堅和鄉(xiāng)村振興任務,安順市鎮(zhèn)寧縣自2016年開始引進桉樹進行種植,積極培育速生豐產(chǎn)林,人工種植面積近10萬畝。由于桉樹本身的生態(tài)學和生物學特性,對水、肥有一定要求,隨著桉樹的大規(guī)模種植,加之單作的經(jīng)營措施,人們對桉樹人工林可能會引發(fā)地力衰退、林下植被少、生產(chǎn)力下降等問題越來越重視。因此,本研究通過在桉樹人工林下間作農(nóng)作物,對農(nóng)林復合經(jīng)營模式下的土壤養(yǎng)分進行研究,探索桉樹人工林合理的經(jīng)營管理模式。
1.1 研究區(qū)概況。研究區(qū)域位于貴州省鎮(zhèn)寧布依族苗族自治縣簡嘎鄉(xiāng)(東經(jīng)105°52′12″~105°59′24″,北緯25°25′19″~25°32′24″),地處貴州省西南部與分水嶺之間,域內(nèi)地勢以丘陵為主,北高南低,平均海拔600 m,屬亞熱帶濕潤季風氣候,冬無嚴寒,夏無酷暑,雨熱同季,年平均氣溫20℃左右,年平均降水量1 026 mm,相對濕度80%,全年無霜期,土壤以砂頁巖、砂巖、石灰?guī)r上發(fā)育的黃壤為主。
1.2 試驗地選擇。選擇交通便利,管理措施、林木生長和立地條件相對較好的人工林種植區(qū)進行間作,2020年6月開始清理林地、整地,9月在林下種植農(nóng)作物。試驗地的桉樹為2018年種植,品種為廣林9號,株行距2 m×3 m,林分密度110株/畝。
1.3 試驗方法
1.3.1 試驗設計。試驗設6種復合經(jīng)營模式:桉樹—豌豆、桉樹—蔥、桉樹—蒜、桉樹—白菜、桉樹—蘿卜5種農(nóng)林復合經(jīng)營模式和桉樹純林(CK)。以不同農(nóng)林復合經(jīng)營模式為單因素進行設計,設3次重復,共18個小區(qū),每個小區(qū)面積為20 m×30 m。
1.3.2 樣品采集及指標測定。在間作農(nóng)作物生長旺盛的時候采集根際土,在每個模式中選擇1個樣點,用于測定土壤有機碳、全N、全P、全K、堿解氮、有效磷、速效鉀等指標。采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化容量法測有機碳,半微量開氏法測全N,氫氧化鈉熔融—鉬銻抗比色法測全P,氫氧化鈉熔融-火焰分光光度法測全K,堿解擴散法測堿解氮,NaHCO3法測有效磷,乙酸銨浸提-火焰分光光度法測速效鉀。
1.3.3 數(shù)據(jù)處理。采用Excel對數(shù)據(jù)進行整理,用SPSS統(tǒng)計軟件進行方差分析,用Duncan差異顯著性來作判定。
2.1 桉樹人工林復合經(jīng)營對土壤有機碳的影響。由表1可知,在桉樹人工林不同農(nóng)林復合經(jīng)營模式中,土壤有機碳含量大小排序為:桉樹—白菜>桉樹—豌豆>桉樹—蒜>桉樹—蔥>桉樹—蘿卜>桉樹純林。農(nóng)林復合經(jīng)營模式的土壤有機碳含量分別比桉樹純林提高了127.29%、117.41%、97.63%、78.34%、39.75%。因此,與單一桉樹純林相比,桉樹間種農(nóng)作物能夠顯著提高土壤有機碳含量。
表1 不同農(nóng)林復合經(jīng)營模式土壤化學性質(zhì)
2.2桉樹人工林復合經(jīng)營對土壤全N、全P、全K的影響。由表1可知,土壤的全N、全P、全K含量在不同農(nóng)林復合經(jīng)營模式間存在顯著差異(P<0.01)。土壤全N含量大小排序為:桉樹—白菜>桉樹—豌豆>桉樹—蒜>桉樹—蔥>桉樹—蘿卜>桉樹純林,農(nóng)林復合經(jīng)營模式相對桉樹純林土壤全N含量分別提高了94%、88%、73%、60%、30%。土壤全P含量大小排序為:桉樹—豌豆>桉樹—蒜>桉樹—白菜>桉樹—蔥>桉樹—蘿卜>桉樹純林,農(nóng)林復合經(jīng)營模式相對桉樹純林土壤全P含量分別提高了87%、86%、82%、74%、51%。土壤全K含量大小排序為:桉樹—白菜>桉樹—蒜>桉樹—蔥>桉樹—蘿卜>桉樹純林>桉樹—豌豆,農(nóng)林復合經(jīng)營模式相對桉樹純林土壤全K含量分別提高了15%、14%、11%、3%、-5%。農(nóng)林復合經(jīng)營能顯著提高土壤全N、全P、全K含量,說明間作的豌豆、蔥、蒜、白菜、蘿卜能富集土壤中N、P、K等礦質(zhì)元素,有效增加土壤中全量N、P、K含量,提高了土壤肥力。而不同農(nóng)作物對土壤中N、P、K的吸收、利用和再分布的作用不一樣,故不同農(nóng)林復合經(jīng)營模式下的土壤全量N、P、K含量也存在差異。其中,間作豌豆后土壤全N、全P比桉樹純林提高了88%、87%,處于高水平狀態(tài),但全K卻減少了5%,這可能跟豌豆種植區(qū)域坡度較大有關(guān),且豌豆本身對全K的吸收也很大。
2.3 桉樹人工林復合經(jīng)營對土壤速效養(yǎng)分的影響。由表1可知,桉樹人工林不同農(nóng)林復合經(jīng)營模式間的堿解氮、有效磷、速效鉀含量均存在顯著性差異(P<0.01)。從堿解氮含量來看,各模式間大小排序為:桉樹—豌豆>桉樹—蒜>桉樹—蔥>桉樹—白菜>桉樹—蘿卜>桉樹純林,農(nóng)林復合經(jīng)營模式的堿解氮含量分別是桉樹純林的3.08倍、3.02倍、2.35倍、2.10倍、1.54倍。從有效磷含量來看,各模式間大小排序為:桉樹—豌豆>桉樹—蒜>桉樹—蔥>桉樹—蘿卜>桉樹—白菜>桉樹純林,農(nóng)林復合經(jīng)營模式的有效磷含量分別是桉樹純林的24.76倍、23.16倍、16.87倍、8.70倍、6.23倍。從速效鉀含量來看,各模式間大小排序為:桉樹—蒜>桉樹—豌豆>桉樹—蔥>桉樹—蘿卜>桉樹—白菜>桉樹純林,農(nóng)林復合經(jīng)營模式速效鉀含量分別是桉樹純林的3.35倍、2.82倍、2.64倍、1.38倍、1.25倍。與桉樹純林相比,農(nóng)林復合經(jīng)營模式的土壤堿解氮、有效磷和速效鉀均有不同程度的增加,且遠大于桉樹純林,說明間作后對土壤的速效養(yǎng)分含量具有良好的改善作用。
3.1 桉樹人工林農(nóng)林復合經(jīng)營能提高土壤養(yǎng)分含量。與桉樹純林相比,在林下間作豌豆、蔥、蒜、白菜、蘿卜等農(nóng)作物后,通過增加林下植物枯落物的輸入、改善局部小氣候(降低土壤溫度和提高空氣濕度)、增加地表植被覆蓋物從而保護土壤免受侵蝕等途徑,有效提高了土壤全量養(yǎng)分和速效養(yǎng)分水平。
3.2 桉樹人工林不同農(nóng)林復合經(jīng)營模式下土壤養(yǎng)分含量不一樣。桉樹—豌豆模式的土壤有機碳、全N、全P、堿解氮、有效磷、速效鉀含量最高,且顯著高于其他模式,其次是桉樹—蒜、桉樹—白菜模式。這是因為豌豆屬于豆科植物,具有共生固氮的特性,可以通過固定空氣中的氮來提高土壤中的養(yǎng)分,從來增加土壤肥力。
3.3 桉樹人工林復合經(jīng)營能充分發(fā)揮其生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益。在桉樹人工林下間作豌豆、蔥、蒜、蘿卜、白菜而建立的農(nóng)林復合經(jīng)營模式中,林下農(nóng)作物生長可以增加林地覆蓋度,改善土壤通透性,提高土壤保肥保水能力,且農(nóng)作物生長和收獲過程中,遺留在林地的根莖葉在土壤微生物作用下,可產(chǎn)生大量腐殖質(zhì),改善土壤養(yǎng)分含量;其次,與純林相比,農(nóng)林復合經(jīng)營讓輸出的產(chǎn)品從單獨的一種增加到多種,林下產(chǎn)品豐富度增大,彌補了在桉樹未產(chǎn)生效益期間的收入;再者,桉樹人工林下種植的農(nóng)作物生長旺盛,不僅能用來食用,緩解了當?shù)厝藢τ诖竺娣e種植桉樹的恐慌,同時隨著桉樹的種植,快速提高了森林覆蓋率,在改善當?shù)丨h(huán)境狀況、維護區(qū)域生態(tài)安全等方面發(fā)揮了積極作用。