賴青霞,覃亮燎
(1 廣西貴港市平天山林場,廣西貴港 537100;2 廣西貴港市港北區(qū)慶豐鎮(zhèn)鄉(xiāng)村建設綜合服務中心,廣西貴港 537100)
油茶(Camellia oleifera Abel.)是山茶科山茶屬多年生木本植物,油茶營養(yǎng)豐富,在食品、醫(yī)療、保健等領域被廣泛應用[1]。廣西是我國油茶的主要產(chǎn)區(qū),近年來,隨著市場需求的不斷增加,油茶的種植面積迅速增加[2]。然而油茶茶園建設后在短時間內(nèi)并不能達到理想的收益,一般油茶幼林在種植5~6 年后才有一定產(chǎn)量,豐產(chǎn)期更是需要10 年之久。因此,油茶幼林在前3 年經(jīng)濟效益較低,會影響種植戶的積極性[3]。因此,在生產(chǎn)過程中,通常采用油茶和其他作物間作模式來提高土地利用率。
間作是一種基于生物多樣性的種植模式,可在單位面積上種植更多作物,從而提高土地利用率和生產(chǎn)率。同時,間作模式還能增加農(nóng)田植物種類,豐富農(nóng)田物種種群,從而提升農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,對提高光溫水利用率有著積極作用,具有明顯的增產(chǎn)優(yōu)勢[4]。有研究表明,分步種植≥2 種以上的作物,通過作物株型、根系深淺、光照喜好、養(yǎng)分吸收高峰等因素,使作物間產(chǎn)生互利關系,從而構建優(yōu)良的作物冠層結構[5],提高光熱資源利用率,達到提高產(chǎn)量的目的[6]。目前,有關油茶行間間作的研究較少,本研究采用油茶與不同一年生作物間作模式,研究間作對油茶生長和土壤養(yǎng)分的影響,以期為油茶栽培和茶園資源充分利用提供參考。
試驗于2020 年在廣西貴港市覃塘區(qū)大嶺鄉(xiāng)古平村進行,屬亞熱帶季風氣候區(qū),年均氣溫21.5℃,年均降雨量1600mm,年日照時數(shù)1687h,無霜期353d,夏季偏熱、雨水充足,秋冬季節(jié)溫暖少雨。油茶為建園5 年的幼林,品種為長林53 號,茶園土壤養(yǎng)分中等,適宜油茶生長。
試驗采用隨機區(qū)組設計,以油茶單作為對照,設置3 個間作模式,分別為油茶-大豆間作(T1)、油茶-辣椒間作(T2)、油茶-花生間作(T3)。試驗選擇長勢一致、植株健壯的油茶林,大豆、辣椒、花生均在2020 年4 月種植,小區(qū)面積為300m2,每個處理設置3 次重復,試驗期間按照各處理進行常規(guī)管理。
1.3.1 生長指標的測定。在油茶采收期,采用刻度尺測定油茶株高,用游標卡尺測量油茶苗的莖基部確定地徑,冠幅采用刻度尺測量東西和南北兩個方向冠幅,取平均值。每個處理隨機選擇5 株油茶,取平均值。
1.3.2 光合特性的測定。8 月初,于晴朗天氣的上午時間,每個處理隨機選擇3 株油茶,測定中部葉片的氣體交換參數(shù),分別為凈光合速率(Pn),氣孔導度(Cr)、蒸騰速率(Tr)和胞間二氧化碳濃度(Ci)。
1.3.3 土壤養(yǎng)分的測定。采用5 點取樣法取0~20cm 的土壤,混合樣取約1kg,裝入密封袋中,帶回試驗室風干備用。采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化一容量法測定有機質(zhì),采用堿解蒸餾法測定堿解氮,采用鉬銻抗比色法測定速效磷,采用火焰光度計法測定速效鉀。
利用Excel 2016 軟件進行數(shù)據(jù)的整理和統(tǒng)計,利用SPSS 19 軟件進行方差分析。
由表1 可知,不同間作模式會顯著影響油茶生長。其中,株高增長量T2和CK 沒有顯著差異,T1和T3顯著高于CK,分別高出10.13%和1.77%,T1處理的株高增長量最多。地徑增長量從大到小依次為T1>T3>T2>CK,處理間差異均顯著,T1、T2和T3處理分別比CK 高出12.31%、1.37%和8.36%。冠幅增長量從大到小依次為T1>T3>T2>CK,T2和CK 沒有顯著差異,T1和T3顯著高于CK,分別高出35.71%、28.57%。T3處理的株高、地徑和冠幅增長量均最高。
表1 不同間作模式對油茶生長量
光合參數(shù)是反映植物生長狀況和物質(zhì)積累的重要指標。由表2 可知,間作對油茶光合參數(shù)具有顯著影響。凈光合速率從大到小依次為T1>T3>T2>CK,間作處理均顯著高于CK,T1、T2和T3處理分別比CK 高出44.56%、8.88%、31.15%,T1處理最高。氣孔導度從大到小依次為T3>T1>T2>CK,間作處理均顯著高于CK,T1、T2和T3處理分別比CK 高出18.49%、4.79%、24.63%,T3處理最高。胞間二氧化碳濃度表現(xiàn)為T1<T3<T2<CK,間作處理均顯著低于CK。蒸騰速率從大到小依次為T1>T3>T2>CK,間作處理均顯著高于CK,T1、T2和T3處理分別比CK 高出56.10%、19.51%、29.84%,T1處理最高。表明在不同間作模式下,光合參數(shù)不同,其中,以T1處理的光合化作用最強。
表2 不同間作模式下油茶光合參數(shù)
由表3 可知,和CK 相比,間作處理對有機質(zhì)含量影響不顯著。土壤速效氮含量從大到小依次為T1>T3>T2>CK,間作處理均顯著高于CK,T1、T2和T3處理分別比CK 高出55.79%、16.57%、52.72%,T1和T3處理間沒有顯著差異。速效磷含量除T2處理外,T1和T3處理顯著高于CK,分別高出21.67%、19.05%。速效鉀含量從大到小依次為T3>T1>T2>CK,間作處理均顯著高于CK,T1、T2和T3處理分別比CK 高出16.23%、3.44%、17.38%,T1處理最高,處理間差異均顯著。
表3 間作模式下油茶園土壤養(yǎng)分參數(shù)
油茶間作是目前油茶園提高經(jīng)濟效益的重要種植方式,能對油茶生長和茶園土壤產(chǎn)生一定影響,具有生態(tài)效益。間作模式不僅能提高種植區(qū)域內(nèi)的物種數(shù)量和種類,優(yōu)化種類之間的資源分配,改善林下小氣候,而且能構建根系結構,加大林木與農(nóng)作物對土壤水分及養(yǎng)分的競爭,在地上空間和地下土壤兩方面共同影響農(nóng)田生產(chǎn)力、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。
本研究表明,不同間作模式對油茶的影響作用不同。和單作相比,間作既能提高葉片凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率,又能提高油茶株高、地徑、冠幅生長量。一方面,地表植物數(shù)量和林下掉落物的增加,輸入土壤后被土壤分解利用,經(jīng)過微生物的分解可為植株生長提供養(yǎng)分,從而提高光合作用,促進作物生長。另一方面,間作模式能改善地上部分作物間的光溫水氣候,能在一定程度上提高利用率,達到協(xié)調(diào)生長的效果。
土壤是植物生長發(fā)育的基礎條件,間作模式能降低土壤容重,增加土壤孔隙度,提升田間持水量和排水能力,在一定程度上改善了油茶林下土壤的物理狀態(tài),有利于根系的生長和水分養(yǎng)分的吸收。有研究結果表明,間作模式既能顯著提高土壤速效氮、速效磷和速效鉀含量。主要是由于間作改善了土壤理化性質(zhì),有利于土壤微生物活動,加快了土壤礦質(zhì)養(yǎng)分的分解速率,既能提高土壤養(yǎng)分,又能增加地表覆蓋度,地上部分掉落物進入土壤后經(jīng)過分化分解,能為土壤補充營養(yǎng)物質(zhì),提升土壤養(yǎng)分含量。本研究中,油茶-大豆間作模式土壤養(yǎng)分含量最高,主要是由于豆科作物根瘤菌的固氮作用,提高了土壤微生物數(shù)量及土壤酶活性,加快了土壤物質(zhì)循環(huán)。
和單作相比,間作模式能顯著提高油茶株高、地徑和冠幅生長量,提升葉片凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率,同時,土壤速效氮、速效磷、速效鉀含量得到顯著增加。油茶-大豆間作模式,對提高土壤養(yǎng)分、增加光合作用、促進油茶生長的效果最佳,其次是油茶-花生間作模式。