蘇貽攀
(福建省德化縣林業(yè)實業(yè)公司,福建 德化 362500)
桉樹連栽對土壤養(yǎng)分含量的影響及應對措施
蘇貽攀
(福建省德化縣林業(yè)實業(yè)公司,福建 德化 362500)
為了改良連栽桉樹人工林土壤養(yǎng)分循環(huán),促進桉樹人工林的可持續(xù)經(jīng)營,在廣泛查閱相關研究文獻的基礎上,綜合分析了桉樹不同連栽代次對不同土層土壤有機質(zhì)、氮、磷、鉀含量的影響,并進行連栽桉樹人工林與其它林對土壤養(yǎng)分影響的對比。結(jié)果表明,桉樹連栽會導致土壤有機質(zhì)明顯下降,特別是表層有機質(zhì),且會造成土壤氮、磷、鉀含量下降,土壤表層鉀含量和中下層全氮含量下降趨勢較為明顯。保持自肥+科學施肥+施用菌肥,改變耕作制度,發(fā)展復合經(jīng)營,優(yōu)化林分結(jié)構(gòu),降低養(yǎng)分移出強度,這些措施都能有效提高連栽桉樹人工林土壤養(yǎng)分含量,改良土壤養(yǎng)分循環(huán)。
桉樹;連栽;土壤養(yǎng)分;有機質(zhì);施肥
桉樹(Eucalyptusspp.)是桃金娘科(Myrtaceae)桉樹屬(Eucalyptus)植物的總稱,由于其速生豐產(chǎn)、生物量大、輪伐期短、抗逆性強、適應性廣等特點而被廣泛引種栽培。目前我國桉樹人工林的面積已經(jīng)超過170萬hm2,且每年以10%的速度增長,居世界第3位[1-3]。尤其在我國的廣西、廣東、福建、海南等熱帶、亞熱帶地區(qū),桉樹的種植具有歷史悠久、條件優(yōu)越、效益良好的特點,桉樹人工林占南方全部人工林的20%[4]。華南地區(qū)60%~70%的桉樹人工林屬于短輪伐期人工林,其中50%~60%的林地采用連栽方式[2]。目前我國桉樹引種地區(qū)的土壤主要為磚紅壤、赤紅壤、紅壤、燥紅土、濱海沙土等。該地區(qū)土壤普遍缺磷,氮和鉀也供應不足,且有效性較差,保肥供肥能力較差,淋溶嚴重,土壤有機質(zhì)含量偏低。尤其是南方紅壤區(qū)水、熱、光資源豐富,適宜桉樹種植,但夏季高溫多雨易導致土壤中有機質(zhì)的分解速度加快,且紅壤偏酸性,質(zhì)地較粘重,氮、磷、鉀的供應不足,桉樹連栽容易導致土壤養(yǎng)分流失,造成地力衰退等問題。土壤是林地可持續(xù)發(fā)展的基礎,土壤養(yǎng)分是由土壤提供的植物生長發(fā)育所必須的營養(yǎng)元素。土壤養(yǎng)分含量多少影響植物生長,植被也會反過來影響土壤肥力。桉樹因其速生豐產(chǎn)、生物量大、輪伐期短(6~7 a)等特點,對土壤養(yǎng)分氮、磷、鉀的需求量大,桉樹連栽導致地力衰退更是近年來學術界關注的熱點問題[5-7],也是桉樹速生豐產(chǎn)和持續(xù)發(fā)展中面臨的問題。
因此,在查閱研究相關文獻的基礎上綜合分析桉樹連栽代次對土壤不同土層有機質(zhì)、氮、磷、鉀的影響,并進行桉樹人工林與其它林對土壤養(yǎng)分影響的對比,提出相應的應對措施,為桉樹人工林可持續(xù)經(jīng)營提供參考。
1.1 桉樹連栽對土壤有機質(zhì)的影響
土壤有機質(zhì)是指土壤中所有含碳的有機物質(zhì),是植物的養(yǎng)分來源。有機質(zhì)含量的高低是衡量土壤肥力的一個重要指標,通常被視作土壤培肥的中心環(huán)節(jié)。保持或提高土壤有機質(zhì)含量可以促進土壤團聚體的形成并保持其穩(wěn)定性,對于改良土壤的理化性狀、保持土壤肥力及林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[8-10]。桉樹連栽會改變土壤質(zhì)量,并在一定程度上影響土壤有機質(zhì),影響程度因代數(shù)、土層深度的不同而變化。
1.1.1 桉樹不同連栽代數(shù)對土壤有機質(zhì)含量的影響 明安剛等[11]研究表明桉樹連栽引起土壤有機質(zhì)含量減少,且主要表現(xiàn)在表土層(0~20 cm),第2代桉樹林土壤有機質(zhì)含量為(11.57±2.53) g·kg-1比第1代林土壤有機質(zhì)含量(16.81±6.22) g·kg-1下降31.17%。韋東艷[12]研究表明第3代桉樹林土壤有機質(zhì)含量為48.273 g·kg-1相比第2代林(42.489 g·kg-1)和第1代林(18.179 g·kg-1)分別增加了13.61%、165.54%。劉紅英[13]研究發(fā)現(xiàn),不同代數(shù)桉樹人工林土壤有機質(zhì)含量大小為灌草坡>1代林>2代林>3代林,1代林土壤有機質(zhì)含量分別高出2代林、3代林0.05%、0.09%。廖觀榮等[7]研究表明:桉樹連栽導致土壤有機質(zhì)含量下降60.7%~95.2%。廣東雷州桉樹連栽導致2、3、4代林土壤有機質(zhì)含量與1代林相比分別降低了27.4%、38.7%、17.2%[14]。李志輝等[15]在桉樹人工林地的生態(tài)問題研究中指出桉樹連栽土壤有機質(zhì)含量與非林地對比,下降了44.78%。葉紹明等[16]研究顯示第3代桉樹人工林土壤的綜合肥力較第1、第2 代顯著下降,土壤有機質(zhì)也隨著連栽代次的增加而減少。肖斌[17]研究表明,土壤有機質(zhì)含量隨著桉樹連栽代次的增加呈現(xiàn)先減小后增加再減小的趨勢,即土壤有機質(zhì)3代桉樹林(21.04 g·kg-1)>1代桉樹林(18.00 g·kg-1)>2代桉樹林(16.83 g·kg-1)>4代桉樹林(16.34 g·kg-1)??梢姡寥烙袡C質(zhì)含量隨著桉樹連栽代數(shù)的增加而呈現(xiàn)明顯下降趨勢。所以隨著桉樹連栽代數(shù)的增加,應該通過保有地表枯枝落葉、增施有機肥、合理營林等措施增加土壤有機質(zhì)含量,從而提升土壤肥力,改善土壤質(zhì)量。
1.1.2 連栽桉樹林土壤有機質(zhì)的垂直分布規(guī)律 土壤有機質(zhì)含量隨著桉樹連栽代數(shù)的增加而呈現(xiàn)明顯下降趨勢,但在不同土層有不同的垂直分布規(guī)律。覃艷媚[18]研究表明桉樹連栽導致土壤有機質(zhì)含量減少,尤其是表土層,在表土層(0~20 cm),多代桉樹林土壤有機質(zhì)含量(10.04±3.06) g·kg-1比1代桉樹林(17.32±5.99) g·kg-1下降34.08%,差異顯著;在中層(20~40 cm),多代桉樹林土壤有機質(zhì)含量(7.98±2.84) g·kg-1比1代桉樹林(10.12±7.01) g·kg-1下降21.15%,差異不顯著。明安剛等[11]研究表明,在表土層(0~20 cm),2代桉樹林土壤有機質(zhì)含量(11.57±2.53) g·kg-1比1代桉樹林(16.81±6.22) g·kg-1下降31.17%,差異顯著;在中層(20~40 cm),2代桉樹林土壤有機質(zhì)含量(8.88±3.10) g·kg-1比1代桉樹林(9.16±6.47) g·kg-1下降3.06%,差異不顯著。肖斌[17]研究表明土壤有機碳具有較明顯的表聚性,土壤有機碳含量在各個土層中均呈現(xiàn)出隨著桉樹連栽林代次的增加先減小后增加再減小的規(guī)律,即3代桉樹林>1代桉樹林>2代桉樹林>4代桉樹林,且其含量存在一定的差異性。劉紅英[13]研究表明,連栽桉樹人工林土壤有機質(zhì)的垂直分布規(guī)律是隨土壤深度的加深而呈下降趨勢,灌草坡、1代林、2代林、3代林上層土壤的有機質(zhì)含量比下層分別增加1.56%、0.53%、0.43%、1.02%,差異顯著。龔珊珊等[19]研究表明桉樹林土壤有機質(zhì)含量隨土壤深度的增加而降低,且桉樹連栽導致土壤表層有機質(zhì)含量明顯下降,越是下層土壤,連栽桉樹林有機質(zhì)含量與天然林的差距越小。綜上,連栽桉樹人工林土壤表層有機質(zhì)含量顯著高于中下層,且桉樹連栽會明顯降低土壤表層的有機質(zhì)含量,但這種影響因土層加深而減小。這可能與連栽桉樹人工林林下植物稀疏,地表枯枝落葉少,腐殖質(zhì)層薄有關。
1.1.3 連栽桉樹林分與其它林分土壤有機質(zhì)含量比較 土壤是植被生長的基礎,植被是影響土壤的重要因子,不同樹種對土壤有機質(zhì)含量的影響不同。肖斌[17]研究表明,除4代桉樹林外,其它代次桉樹林土壤有機質(zhì)含量比馬尾松林(16.75 g·kg-1)分別提高7.46%、0.48%、25.62%。劉平等[20]研究發(fā)現(xiàn)連栽桉樹林土壤表層有機質(zhì)含量較豐富,略高于次生林,極顯著高于撂荒地。胡日利等[2]研究指出在0~50 cm土層中,連栽桉樹林土壤有機質(zhì)含量(7.31 g·kg-1)相比次生闊葉林(44.94 g·kg-1)、施肥剛果12號W5純桉林(13.20 g·kg-1)和厚莢相思純林(20.34 g·kg-1)分別降低83.73%、44.62%、64.06%,說明連栽桉樹林的土壤有機質(zhì)含量顯著低于其它3種林分。龔珊珊等[19]研究表明桉樹連栽導致土壤表層有機質(zhì)含量明顯下降,天然林土壤表層有機質(zhì)含量比桉樹人工林高30.4%??偟膩碚f,相比馬尾松林和撂荒地,桉樹林的土壤有機質(zhì)含量較高,但相比次生闊葉林、厚莢相思純林和施肥剛果12號W5 桉林,連栽桉樹林造成土壤有機質(zhì)含量明顯較低,尤其是桉樹連栽會造成土壤表層有機質(zhì)含量顯著下降。因此,為保證土壤質(zhì)量以供桉樹人工林持續(xù)經(jīng)營,采取一些改進措施保護和恢復連栽桉樹林下地被層,提高土壤表層有機質(zhì)是非常必要的。
1.2 桉樹連栽對土壤氮、磷、鉀含量的影響
氮、磷、鉀是植物生長發(fā)育必需的大量養(yǎng)分元素,土壤中氮、磷、鉀含量的多少反映了該土壤的持續(xù)供肥能力[21-22]。土壤氮素含量主要取決于有機質(zhì)積累和分解作用的相對強度,土壤氮素常常是植物生產(chǎn)力的限制元素[23]。磷是一種沉積性礦質(zhì)元素,全磷含量主要受成土母質(zhì)、土壤質(zhì)地及耕作管理措施等因素影響[24]。磷在南方土壤含量偏低,且容易被Fe離子等吸附固定。鉀主要來自含鉀礦物,南方紅壤、磚紅壤含鉀量最低。覃延南等[25]通過對廣西地區(qū)桉樹林地土壤養(yǎng)分測定,并依據(jù)廣西土壤養(yǎng)分含量等級劃分標準,認為該地區(qū)土壤中的氮、磷、鉀元素均普遍缺乏,其中磷和鉀元素缺乏最為嚴重。
1.2.1 桉樹不同連栽代數(shù)對土壤氮、磷、鉀含量的影響 明安剛等[11]研究表明,第2代桉樹林土壤全氮、全鉀含量比第1代林分別下降了29.97%、32.5%,第2代桉樹林土壤磷含量相比第1代林則呈現(xiàn)上升的趨勢,上升了32.65%。楊梅等[26]研究指出,第2代桉樹林土壤氮含量顯著高于1代林,2代桉樹林土壤鉀含量顯著低于1代林,1、2代桉樹林土壤磷含量則相差不大。劉立龍等[27]在桉樹土壤養(yǎng)分的分析中表明,各土層土壤全磷、全鉀、全氮含量變化趨勢相同,隨著桉樹連栽代數(shù)的增加都呈現(xiàn)出先升后降的趨勢,具體表現(xiàn)為2代林≈3代林>4代林>1代林。徐雪標等[28]在桉樹人工林土壤養(yǎng)分的研究中指出,隨著代數(shù)的增加,養(yǎng)分的回歸量呈下降趨勢,土壤中氮、磷、鉀含量隨著連栽代數(shù)的增加表現(xiàn)出下降趨勢。劉紅英[13]研究表明,桉樹人工林土壤全氮含量的變化趨勢為:灌草坡>3代林>1代林>2代林,全磷含量的變化趨勢為:灌草坡>3代林>2代林>1代林,速效磷和速效鉀的變化趨勢為:灌草坡>1代林>3代林>2代林。溫遠光等[29]研究也表明,2代尾巨桉人工林土壤全氮、全鉀、水解氮、有效磷和有效鉀分別比1代林下降了9.20%、4.10%、3.28%、52.05%和24.59%。廖觀榮[7]研究發(fā)現(xiàn):桉樹連栽導致土壤養(yǎng)分貧瘠化,土壤全氮、全磷、全鉀分別下降1~2.2倍、44.4%~72.7%、4.5~5.2倍。凌昌發(fā)[30]的研究結(jié)果顯示,隨著連栽代數(shù)的增加,桉樹林地土壤全氮、全鉀含量分別下降了14.54%~37.14%、9.09%~21.74%。李志輝等[15]研究表明桉樹連栽導致土壤全氮下降79.19%,速效鉀下降38.15%。葉紹明等[16]研究發(fā)現(xiàn),3代桉樹人工林土壤的綜合肥力較1、2 代明顯下降,土壤全氮、全磷、全鉀和水解氮均隨桉樹連栽代次的增加而減少。
總而言之,關于桉樹不同連栽代數(shù)對土壤氮、磷、鉀含量的影響結(jié)果不一致,這可能與連栽桉樹林的立地條件、營林措施及耕作制度等因素的差異有關。部分研究結(jié)果表明,連栽桉樹林土壤全氮、全磷、全鉀含量隨著連栽代數(shù)的增加表現(xiàn)出先增加后減少的趨勢,還有部分研究表明,土壤全氮、全磷、全鉀含量因連栽代數(shù)的增加而呈現(xiàn)上升趨勢,但是絕大多數(shù)研究表明,全氮、全磷、全鉀含量隨著連栽代數(shù)的增加而減少。所以,隨著連栽代數(shù)的增加,桉樹人工林應該通過增施有機肥、合理營林、適當施用微生物肥料等措施增加土壤氮、磷、鉀含量。
1.2.2 連栽桉樹林土壤氮、磷、鉀含量的垂直分布規(guī)律 明安剛等[11]研究表明:在土壤表層(0~20 cm)、中層(20~40 cm),第2代桉樹林土壤全氮含量比第1代林分別下降10.24%、51.60%,第2代桉樹林土壤全鉀含量比第1代林分別下降31.18%、3.12%,第2代桉樹林土壤全磷含量則比第1代林分別上升16.87%、40.82%。覃艷媚[18]研究顯示,在土壤表層(0~20 cm)、中層(20~40 cm),多代林土壤全氮含量比第1代林分別下降11.59%、41.46%,多代桉樹林土壤全鉀含量比第1代林分別下降27.80%、12.16%,多代桉樹林土壤全磷含量則比第1代林分別上升4.84%、20.82%。劉立龍等[27]研究表明,在土壤表層(0~20 cm)、中下層(20~60 cm),桉樹不同連栽代次土壤全磷表現(xiàn)為:3代林>2代林>4代林≈1代林;土壤全鉀表現(xiàn)為:2代林>3代林>4代林>1代林;土壤全氮表層表現(xiàn)為:2代林>3代林>4代林>1代林,土壤中下層表現(xiàn)為:2代林>3代林>1代林>4代林。綜上所述,連栽對桉樹林不同土層的氮、磷、鉀含量影響不一樣,土壤中下層全氮含量和表層全鉀含量隨著桉樹連栽代數(shù)的增加下降趨勢比較明顯。
1.2.3 連栽桉樹林與其它林分土壤氮、磷、鉀含量的比較 胡日利等[2]研究指出,土壤全氮平均含量排序為:次生闊葉林地>厚莢相思純林地>施肥桉樹林地>連栽桉樹林地。劉平等[20]研究指出,連栽桉樹林比撂荒地土壤各養(yǎng)分含量均較高,其中全磷、全鉀極顯著高于撂荒地,分別高出200%、91%左右,而全氮高出約10%;與次生林相比,桉樹林土壤養(yǎng)分全氮降低31.3%,而全鉀和全磷的含量高出約30%和20%。龔姍姍等[19]研究表明,天然林全磷含量比連栽桉樹人工林高約25.1%,桉樹人工林全鉀含量比天然林低31.4%,桉樹人工林土壤中下層全磷、全氮含量均高于天然林;連栽桉樹人工林比天然林對表層土壤的養(yǎng)分影響較大,而對底層土壤養(yǎng)分狀況影響較小。肖斌[17]研究表明除4代林外,其它代次桉樹林土壤全磷含量與馬尾松林(0.27 g·kg-1)相比均有所增加,表現(xiàn)為1代桉樹林(0.32 g·kg-1)>2代桉樹林(0.31 g·kg-1)>3代桉樹林(0.28 g·kg-1)>馬尾松林(0.27 g·kg-1)>4代桉樹林(0.13 g·kg-1)??偟膩碚f,連栽桉樹林土壤全氮含量比次生闊葉林地、厚莢相思純林地、施肥桉樹林地、次生林低,但高于撂荒地和天然林,土壤全磷含量比天然林低,但高于撂荒地、次生林和馬尾松林,土壤全鉀含量比天然林低,但高于撂荒地和次生林。
整體來說,桉樹連栽會導致土壤有機質(zhì)明顯下降,特別是表層有機質(zhì),且會造成大多數(shù)土壤養(yǎng)分下降,特別是表層土壤鉀含量和中下層全氮含量下降趨勢較為明顯。桉樹連栽對土壤養(yǎng)分的影響比較復雜,這可能跟采取機耕翻犁(深度達35 cm),表土和心土顛倒位置,使表土層的肥力顯著下降,人為大量施用化肥引起土壤養(yǎng)分含量的異常變化等因素有關。因此,桉樹連作對土壤養(yǎng)分含量的影響比較復雜,仍需深入研究。
桉樹連栽導致土壤有機質(zhì)和養(yǎng)分含量呈現(xiàn)下降趨勢,原因可能是:①桉樹的化感效應和營林者施用除草劑、大片砍伐等不適當?shù)臓I林措施導致桉樹人工林林下植物多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)隨著連栽代次的增加而明顯下降,林下灌木、草本較少,地表枯枝落葉數(shù)量少、層面薄,土地裸露,沙化嚴重,容易受降雨侵蝕,造成水土流失和養(yǎng)分淋溶[31]。②采用全墾方式整地,土壤的頻繁翻犁導致土體越來越疏松,對土壤造成毀滅性的破壞,受降雨侵蝕,水土流失造成大量土壤養(yǎng)分流失。③桉樹人工林常常實行整株砍伐、全樹收獲,桉樹全部地上部生物質(zhì)移出系統(tǒng),而剩下根部的生物質(zhì)量只占桉樹總生物量的一小部分,造成物質(zhì)循環(huán)的“不平衡”,這就造成土壤養(yǎng)分的過度消耗和土壤養(yǎng)分庫的虧損[32-33]。余雪標等[28]研究表明,“全樹利用”及其短輪伐期經(jīng)營是導致林地養(yǎng)分衰退和生產(chǎn)力下降的主要原因。此外,桉樹人工林林分結(jié)構(gòu)單一、施肥不合理等因素也會導致桉樹林土壤養(yǎng)分失衡和有效性降低。當然,如采用科學的方法種植桉樹人工林,“桉樹是抽肥機”是可以避免的。
3.1 保持自肥+科學施肥+施用菌肥
3.1.1 保護桉樹林地地被層,增強其自肥功能 采取措施保護和恢復桉樹林地良好的地被層,包括活地被物和死地被物。樹葉中貯存了樹木所含養(yǎng)分的極大部分,保持林下枯枝落葉,可以把這部分養(yǎng)分回歸土壤。在桉樹林下間種糖密草(Melinisinliuntitlora)、絹毛相思(Acaciaholosericea)、菠蘿(Ananacomosus)等作物,不僅可以增加林地覆蓋度,還能有效提高土壤有機質(zhì)和養(yǎng)分含量,維持桉樹人工林養(yǎng)分的正常循環(huán),增強其自肥功能,有利于桉樹林地力的維持和人工林的可持續(xù)發(fā)展,與不間種的桉樹林地相比,N提高0.68~3.95倍,P2O5提高1.33~2.40倍,K2O提高2.25~7.95倍[34]。所以,保持和恢復桉樹林下枯枝落葉和植被能有效緩解桉樹人工林土壤有機質(zhì)和養(yǎng)分含量的下降趨勢。
3.1.2 種地養(yǎng)地,科學施肥 桉樹不同品系、不同土壤類型以及桉樹各個生長階段對各種養(yǎng)分的需求量、比例都是不一致的,不同肥料的施用效應也是不一致的,因此必須充分了解土壤的理化性質(zhì)、不同品系桉樹及同品系桉樹不同生長期的需肥特性,加強營養(yǎng)診斷,根據(jù)診斷結(jié)果配制桉樹專用肥,保證桉樹人工林土壤養(yǎng)分的良性循環(huán)。此外,還應考慮增施有機肥和補充適量的微量元素。楊曾獎等[1]研究發(fā)現(xiàn),造林前配合氮磷作基肥才能更好發(fā)揮鉀肥施用效果,還應盡早施肥以滿足桉樹敏感期對肥料的大量需要。
3.1.3 根據(jù)土壤實際情況,施用菌肥 根據(jù)我國南方土壤具體情況和桉樹連栽對土壤養(yǎng)分影響的實際情況,適當施用有機肥+促生菌可以更好地發(fā)揮施肥效果。我國南方紅壤地區(qū)占全國土地總面積的1/5,南方紅壤對于我國農(nóng)業(yè)乃至整個國民經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義[35]。而南方紅壤往往土壤有機質(zhì)分解速度快,且紅壤偏酸性,質(zhì)地較粘重,氮、磷、鉀的供應不足,對磷有強大的吸附固定力,磷肥容易被土壤中活性鐵、鋁固定而轉(zhuǎn)化為非有效磷,降低磷肥的利用率[36]。桉樹因其速生、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的特點已成為我國南方經(jīng)濟人工林的戰(zhàn)略性樹種,桉樹人工林占南方全部人工林的20%[4]。桉樹連栽人工林因其速生豐產(chǎn)的特點對磷、鉀、氮含量的需求極大,易導致土壤地力衰退和桉樹品質(zhì)下降等問題。高效解磷菌可以將土壤中難溶性磷轉(zhuǎn)化為有效態(tài)磷,提高土壤對磷的利用效率。解鉀菌可以促進難溶性的鉀、磷、鎂等養(yǎng)分元素轉(zhuǎn)化成為可溶性養(yǎng)分。與植物共生的固氮菌可以有效地固氮,固氮產(chǎn)物氨可提供氮源,有很大的改土作用。因此,根據(jù)具體情況施用微生物肥料(解磷菌+解鉀菌+固氮菌+有機肥)可以改善桉樹人工林土壤養(yǎng)分循環(huán),有效解決桉樹人工林地力衰退等問題。
3.2 改變耕作制度
桉樹連栽造成土壤有機質(zhì)、氮、磷、鉀含量下降,肥力衰減,地力下降的一大原因是采用全墾方式(即煉山) 整地。這種整地方式對土壤的破壞是毀滅性的。所以,選擇合適的整地方式對桉樹人工林保持有機質(zhì)和氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量是非常重要的。根據(jù)不同地形,選擇合適的整地方式,在坡度不大的林地應采用帶狀或塊狀整地方式,避免用全墾方式,在山地則采用挖穴或者采用等高帶墾加挖穴。改變整地方式,將土壤結(jié)構(gòu)和植被的破壞降到最小程度,減少土壤養(yǎng)分流失,提高桉樹人工林土壤質(zhì)量。桉樹種植密度對桉樹生長速度和桉樹林土壤有機質(zhì)和養(yǎng)分有很大的影響。合理種植密度,不僅能更好地促進桉樹生長,也能使林下的灌木草本生長更旺盛,從而豐富土壤表層有機質(zhì)和養(yǎng)分含量[37]。
3.3 發(fā)展復合經(jīng)營,優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)
桉樹人工林大多林齡一致、品種單一,林分結(jié)構(gòu)簡單。植物對土壤養(yǎng)分的吸收具有選擇性,單一品種連作容易破壞土壤中礦質(zhì)元素的平衡狀態(tài),進而造成土壤肥力下降[26]。多代連栽后應考慮發(fā)展復合經(jīng)營,建立多層次的人工林群落,根據(jù)樹種的生理生化特點與實際立地狀況,科學規(guī)劃林種搭配,發(fā)展復合經(jīng)營,合理發(fā)展人工混交林模式[39],實行多品種搭配、多樹種結(jié)合、多模式復合等桉樹間作模式,可以平衡土壤養(yǎng)分,保持土壤養(yǎng)分的良性循環(huán)。比如在桉樹林下間種固氮作物,不僅可以肥力共享,減少桉樹施肥浪費,還可以增加凋落物的數(shù)量,有利于土壤有機質(zhì)和林地養(yǎng)分積累,能顯著促進土壤養(yǎng)分的循環(huán)[32]。
3.4 降低養(yǎng)分移出強度
目前桉樹人工林的經(jīng)營利用方式基本上實行整株砍伐、全樹收獲,第1代林收獲后將從桉樹林地上帶走養(yǎng)分664.28 kg·hm-2(為N、P、K、Ca和Mg 的總和)[28],地上部分全樹利用的養(yǎng)分損失率為:N 72.6%,P 88.8%,K 95.9%[15]。由此可見連栽導致桉樹人工林土壤養(yǎng)分含量下降是必然的。如果樹皮留在林地,則氮、磷、鉀、鈣、鎂的含量分別增加83%、87%、63%、83%、82%[40]??撤ヨ駱涞褬淦ず椭θ~留在林地,對桉樹林地磷、鉀、鎂、鐵等影響較小,桉樹人工林土壤養(yǎng)分含量變化不大[41]。因此,改變桉樹連栽林收獲方式,不實行“全樹利用”,降低桉樹利用強度和養(yǎng)分移出強度,可有效減緩桉樹林土壤養(yǎng)分流失和地力的衰退。
[1]楊曾獎,陳元,徐大平,等.桉樹與豆科植物混交種植對土壤速效養(yǎng)分的影響[J].生態(tài)學雜志,2006,25(7):725-730.
[2]胡日利,吳曉芙,王尚明,等.桉樹人工林地有機物和養(yǎng)分庫的衰退及防治[J].中南林學院學報,2000,20(4):36-40.
[3]黃玉梅.桉樹人工林地力衰退及其成因評述[J].西部林業(yè)科學,2004,33(4):21-26.
[4]楊尚東,吳俊,譚宏偉,等.紅壤區(qū)桉樹人工林煉山后土壤肥力變化及其生態(tài)評價[J].生態(tài)學報,2013,33(24):7788-7797.
[5]譚宏偉,楊尚東,吳俊,等.紅壤區(qū)桉樹人工林與不同林分土壤微生物活性及細菌多樣性的比較[J].土壤學報,2014,51(3):575-584.
[6]廖觀榮,林書蓉,李淑儀,等.雷州半島桉樹人工林地力退化的成因與防治措施[J].土壤與環(huán)境,2002,11(3):268-273.
[7]廖觀榮.我國桉樹人工林立地土壤問題研究概況[J].生態(tài)環(huán)境,2003,12(1):119-121.
[8]何光訓.連栽杉木林地土壤肥力退化的癥結(jié)[J].浙江林學院學報,2002,19(1):100-103.
[9]Peverill K I,Judson G J C.Soil Analysis An Interpretation Manual[M].Collingwood:Australian Soil and Plant Analysis Council Inc.1999:319-323.
[10]Sombroek W C,Nachtergaele F O,Hebel A.Amounts dynamics and sequestering of carbon in tropical and subtropical soils[J].AMBI0,1993(22):417-425.
[11]明安剛,溫遠光,朱宏光,等.連栽對桉樹人工林土壤養(yǎng)分含量的影響[J].廣西林業(yè)科學,2009,38(1):26-30.
[12]韋東艷.不同經(jīng)營措施下桉樹人工林特性與立地土壤研究[D].北京:中國林業(yè)科學研究院,2011.
[13]劉紅英.連栽桉樹人工林土攘酶活性及其與土壤養(yǎng)分的關系[D].南寧:廣西大學,2013.
[14]奚福生.南方速生材營林新技術與效益評價[M].南寧:廣西科學技術出版社,1997.
[15]李志輝,沈中瀚,朱寧華.中國桉樹人工林的生態(tài)經(jīng)濟效益綜述[J].林業(yè)資源管理,1995(3):46-49.
[16]葉紹明,溫遠光,張慧東.連栽桉樹人工林土壤理化性質(zhì)的主分量分析[J].水土保持通報,2010,30(5):102-105.
[17]肖斌.不同連栽代次桉樹人工林土壤有機碳演變特征[D].南寧:廣西大學,2014.
[18]覃艷媚.桉樹連栽土壤變化與追肥施肥效果的研究[J].科技展望,2015(20):100.
[19]龔珊珊,廖善剛.桉樹人工林與天然林土壤養(yǎng)分的對比研究[J].江蘇林業(yè)科技,2009,36(3):1-4.
[20]劉平,秦晶,劉建昌,等.桉樹人工林地土壤養(yǎng)分和重金屬現(xiàn)狀分析與評價[J].環(huán)境工程學報,2011,5(3):649-655.
[21]Hou Z N,Li P F,Li B G,et al.Effects of fertigation scheme on N uptake and N use efficiency in cotton[J].Plant and Soil,2007,290(1-2):115-126.
[22]Read J,Reddy K R,Jenkins J N.Yield and fiber quality of upland cotton as influenced by nitrogen and potassium nutrition[J].European Journal of Agronomy,2006,24(3):282-290.
[23]陳剛才,甘露,王仕祿,等.土壤氮素及其環(huán)境效應[J].地質(zhì)地球化學,2001,29(1):63-67.
[24]歐勇勝,張世熔,余瓊,等.橫斷山北部生態(tài)脆弱區(qū)土壤磷素空間分布特征[J].生態(tài)學報,2005,25(10):2776-2781.
[25]覃延南.廣西沿海地區(qū)桉樹林地土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀與評價[J].廣西林業(yè)科學,2008,37(2):88-91.
[26]楊梅,黃曉露,秦武明,等.不同種植因素對桉樹林地土壤養(yǎng)分的影響[J].福建林學院學報,2011,31(3):234-238.
[27]劉立龍,楊彩玲,蔣代華,等.連栽桉樹人工林不同代次土壤養(yǎng)分與酶活性的分析[J].熱帶作物學報,2013,34(11):2117-2121.
[28]余雪標,白先權,徐大平,等.不同連栽代次桉樹人工林的養(yǎng)分循環(huán)[J].熱帶作物學報,1999,20(3):60-66.
[29]溫遠光,劉世榮,陳放.桉樹工業(yè)人工林的生態(tài)問題與可持續(xù)經(jīng)營[J].廣西科學院學報,2005,21(1):13-18.
[30]凌昌發(fā).桉樹林地土壤肥力衰退問題的調(diào)查研究[J].桉樹科技協(xié)作動態(tài),1982(3):15-19.
[31]溫遠光,劉世榮,陳放,等.桉樹工業(yè)人工林植物物種多樣性及動態(tài)研究[J].北京林業(yè)大學學報,2005,27(4):17-22.
[32]黃國勤,趙其國.廣西桉樹種植的歷史、現(xiàn)狀、生態(tài)問題及應對策略[J].生態(tài)學報,2014,34(18):5142-5152.
[33]黃承標.桉樹生態(tài)環(huán)境問題的研究現(xiàn)狀及其可持續(xù)發(fā)展對策[J].桉樹科技,2012,29(3):44-47.
[34]曾天勛.雷州短輪伐期桉樹生態(tài)系統(tǒng)的研究[M].北京:中國林業(yè)出版社,1995.
[35]趙其國,黃國勤,馬艷芹.中國南方紅壤生態(tài)系統(tǒng)面臨的問題及對策[J].生態(tài)學報,2013,33(24):7615-7622.
[36]戴沈艷,申衛(wèi)收,賀云舉,等.一株高效解磷細菌的篩選及其在紅壤性水稻中的施用效果[J].應用與環(huán)境生物學報,2011,17(5):678-683.
[37]楊民勝,李天會.中國桉樹研究現(xiàn)狀與科學經(jīng)營[J].桉樹科技,2005,22(2):1-7.
[38]葉紹明.廣西桉樹工業(yè)人工林經(jīng)營模式研究[D].北京:北京林業(yè)大學,2007.
[39]項東云,陳健波,劉建,等.廣西桉樹資源和木材加工現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景[J].廣西林業(yè)科學,2008,37(4):175-178.
[40]邵青還.第二次林業(yè)革命——“接近自然的林業(yè)”在中歐興起[J].世界林業(yè)研究,1991(4):8-15.
[41]Hopmanns P,etc.Impact of harvesting on nutrients in eucalypt ecosystem in South eastern Australia[J].Forest ecological and managment,1993,59(12):29-51.
The Effect on Soil Nutrients Content inEucalyptusPlantation of Continuous Planting and Countermeasures
SU Yi-pan
(ForestryIndustrialCompanyinDehuaCountryFujianProvince,Dehua362500,F(xiàn)ujian,China)
In order to improve the soil nutrient cycling and promote the sustainable management ofEucalyptusplantation.On the basis of extensively reading the relevant literatures,this paper analyzed the effect of soil organic matter,nitrogen,phosphorus and potassium content of different soil layers underEucalyptusplanting generation times,and compared the effects on soil nutrients of the eucalyptus plantation and other forest.The results showed that,the organic matter of soil decreased obviously,especially in the top soil,and it would cause the decline of soil nutrients,especially the soil potassium content in the top soil and the nitrogen content in Lower soil.Keep the soil fattening,fertilizer scientifically and use microbial fertilizer;change the farming system;develop the compound management,optimize stand structure;Reduce the intensity of nutrient removal.These measures can effectively improve the soil nutrients content and soil nutrient cycle in theEucalyptusplantation.
Eucalyptus;continuous planting;soil nutrients;organic matter;fertilization
10.13428/j.cnki.fjlk.2016.02.040
2015-10-27;
2015-12-01
蘇貽攀(1966—),男,福建德化人,福建省德化縣林業(yè)實業(yè)公司工程師,從事營林和林地規(guī)劃設計。E-mail:2689883895@qq.com。
S792.39;S714.8
A
1002-7351(2016)02-0206-06