武燕 王瓊 仲召亮 王文杰

摘要[目的]研究松嫩平原楊樹(shù)防護(hù)林的建設(shè)對(duì)土壤質(zhì)量的影響。[方法]以松嫩平原農(nóng)田和楊樹(shù)防護(hù)林為研究對(duì)象，在松嫩平原設(shè)置杜蒙、富裕、蘭陵、明水、肇東和肇州6個(gè)采樣點(diǎn)，選取72對(duì)農(nóng)田（對(duì)照）和防護(hù)林的配對(duì)樣地，測(cè)定0～20 cm土壤比重、容重和孔隙度。[結(jié)果]楊樹(shù)防護(hù)林營(yíng)建后，富裕、明水和肇東的土壤容重顯著低于農(nóng)田（P<0.05），富裕和明水的土壤孔隙度顯著高于農(nóng)田（P<0.05）；綜合數(shù)據(jù)分析，防護(hù)林土壤容重下降了3.50%，土壤孔隙度增加了5.40%。[結(jié)論]松嫩平原農(nóng)田防護(hù)林的建設(shè)可以改善土壤的物理性質(zhì)，是一種局部土壤改良的可行方法。

關(guān)鍵詞 農(nóng)田；防護(hù)林；物理性質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào) S152 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2016）09-177-03

Abstract[Objective]The aim was to study effects of poplar shelterbelts plantation on soil quality at Songnen Plain.[Method]With farmland and polar shelterbelts at Songnen Plain as study objects， setting sup 6 sampling sites including Dumeng， Fuyu， Lanling， Mingshui， Zhaodong and Zhaozhou， selecting 72 paired plots of farmlands and neighboring shelterbelts， 0-20 cm soil specific gravity， bulk density and porosity were determined.[Result]Compared to farmland， soil bulk density significantly decreased at Fuyu， Mingshui and Zhaodong following shelterbelt establishment （P <0.05）， and soil porosity significantly increased in Fuyu and Mingshui （P<0.05）. Overall data analysis indicated that shelterbelt plantations had 3.50% lower soil bulk density， and 5.40% higher soil porosity than those in farmlands.[Conclusion]Shelterbelt establishment significantly improves soil physical properties at Songnen Plain. It is a feasible method for local soil improvement.

Key words Farmland； Shelterbelt； Physical properties

我國(guó)東北的黑土區(qū)主要分布在松嫩平原和三江平原，而東北地區(qū)45%以上的谷類(lèi)作物產(chǎn)于黑土區(qū)。雖然東北黑土地含有較高的土壤有機(jī)質(zhì)，較其他地區(qū)肥沃，但是1949年以來(lái)的精耕細(xì)作導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)和肥力下降了50%[1]。1980年農(nóng)業(yè)耕地導(dǎo)致土壤容重從 0.79 g/cm3 升高到 1.26 g/cm3，土壤孔隙度從67.90%下降至52.50%[2]。因此，改善土壤物理性質(zhì)及治理日趨嚴(yán)重退化的土壤成為亟待解決的問(wèn)題。韓松等[2]研究表明，在耕地土壤造林可以改變土壤的孔隙度和容重等物理性質(zhì)；王文杰等[3]研究表明，農(nóng)田轉(zhuǎn)變?yōu)榱值氐倪^(guò)程中土壤容重下降，孔隙度升高；而Davis等[4]研究表明，造林后土壤容重和孔隙度并無(wú)顯著變化。目前，關(guān)于松嫩平原地區(qū)大面積農(nóng)田防護(hù)林的營(yíng)建對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響缺乏系統(tǒng)的研究和報(bào)道。筆者選擇東北松嫩平原地區(qū)6個(gè)地點(diǎn)共72對(duì)楊樹(shù)防護(hù)林和農(nóng)田配對(duì)樣地，通過(guò)對(duì)比分析了楊樹(shù)防護(hù)林與農(nóng)田對(duì)照樣地的土壤比重、容重和孔隙度，研究了防護(hù)林的建設(shè)對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響，旨在為評(píng)估防護(hù)林工程對(duì)土壤質(zhì)量的改善效果提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

松嫩平原位于東北地區(qū)中西部，地跨黑龍江省和吉林省，整個(gè)平原呈菱形，總面積1 828萬(wàn)hm2，其中耕地面積占559萬(wàn)hm2。屬于溫帶季風(fēng)性氣候，年平均氣溫4 ℃左右，年降水量350～500 mm。

1.2 樣品采集

確定杜蒙、富裕、蘭陵、明水、肇東和肇州6個(gè)采樣地點(diǎn)，按照配對(duì)樣地法在每個(gè)采樣地點(diǎn)選取12對(duì)楊樹(shù)防護(hù)林和附近農(nóng)田（CK）配對(duì)樣地。

在楊樹(shù)防護(hù)林及農(nóng)田的配對(duì)樣地分別挖1個(gè)約0.8 m×1.0 m×1.0 m的土坑，清除土坑表面的枯枝落葉，在0～20 cm土層的中間部位用100 cm3的環(huán)刀取4份土樣，混合后帶回實(shí)驗(yàn)室，備用。野外采集的土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后，自然風(fēng)干至恒重，用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重。去除土壤中的根系，樣品碾碎后過(guò)2.00 mm篩，收集篩出的石塊和砂礫，并測(cè)定其重量和體積，再將土壤樣品放在粉碎機(jī)中粉碎，過(guò)0.25 mm篩，保存，備用。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

土壤比重采用比重瓶法測(cè)定，土壤容重=土壤干重/400 cm3，土壤孔隙度=（1-容重/比重）×100%[5]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用SPSS 17.0軟件單因素方差分析的Duncan檢驗(yàn)比較不同地點(diǎn)農(nóng)田和防護(hù)林土壤物理性質(zhì)之間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)田和防護(hù)林的土壤比重比較

從圖1可以看出，6個(gè)采樣地中只有富裕的楊樹(shù)防護(hù)林土壤比重顯著高于農(nóng)田（P<0.05），杜蒙、蘭陵、明水、肇東和肇州的楊樹(shù)防護(hù)林和農(nóng)田的土壤比重相差不大（P>0.05）。

2.2 農(nóng)田和防護(hù)林的土壤容重比較

從圖2可以看出，6個(gè)采樣地中富裕、明水和肇東楊樹(shù)防護(hù)林的土壤容重小于農(nóng)田（P<0.05），分別低于農(nóng)田7.90%、10.60%和4.90%，而杜蒙、蘭陵和肇州楊樹(shù)防護(hù)林的土壤容重和農(nóng)田差異不大（P>0.05）。

2.3 農(nóng)田和防護(hù)林的土壤孔隙度比較

從圖3可以看出，6個(gè)采樣地中富裕和明水楊樹(shù)防護(hù)林的土壤孔隙度顯著大于農(nóng)田（P<0.05），分別高出農(nóng)田40.1%和17.8%，而杜蒙、蘭陵、肇東和肇州的土壤孔隙度在建設(shè)防護(hù)林后并無(wú)顯著改變（P> 0.05）。

2.4 農(nóng)田和楊樹(shù)防護(hù)林的土壤物理性質(zhì)綜合比較

由表1可知，楊樹(shù)防護(hù)林的土壤容重（1.37 g/cm3）比農(nóng)田土壤容重（1.42 g/cm3）低3.50%，而楊樹(shù)防護(hù)林的土壤孔隙度比農(nóng)田高出5.40%，防護(hù)林土壤比重的變化較小，比農(nóng)田高出0.40%。

3 結(jié)論與討論

該研究結(jié)果表明，在農(nóng)田營(yíng)建楊樹(shù)防護(hù)林使土壤容重降低了3.50%，土壤孔隙度上升了5.40%，這說(shuō)明農(nóng)田防護(hù)林的建設(shè)可以改善土壤的物理性狀，使土壤更加疏松，空隙增多，是一種局部土壤改良的可行方法。Wang等[6]研究結(jié)果表明，在農(nóng)田轉(zhuǎn)變成林地的過(guò)程中土壤容重下降，孔隙度升高。王文杰等[3]研究發(fā)現(xiàn)，落葉松人工林能使土壤表層（0～20 cm）的容重降低5.70 mg/cm3，這與筆者的研究結(jié)果一致。

參考文獻(xiàn)

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[2]韓松，王平，梁貞堂.松嫩平原土壤侵蝕現(xiàn)狀與治理措施的研究[J].黑龍江大學(xué)工程學(xué)報(bào)，2015，6（2）：47-52.

[3]王文杰，劉偉，孫偉，等.林床清理對(duì)落葉松（Larix gmelinii）人工林土壤呼吸和物理性質(zhì)的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，28（10）：4750-4756.

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