陳利娜 張春花 李小川 丁曉綱魏 丹 張中瑞 華月珊

（1.廣東省森林培育與保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省林業(yè)科學(xué)研究院，廣東 廣州 510520；2.廣東省林業(yè)科技推廣總站，廣東 廣州 510173）

油茶（Camellia oleifera）是我國(guó)特有的木本油料樹(shù)種，其種子油富含油酸、亞油酸等不飽和脂肪酸，是南方重要的木本食用油料樹(shù)種[1]。目前，我國(guó)油茶林總面積為400萬(wàn)hm2，占我國(guó)木本油料樹(shù)種種植總面積的80% 以上[2]。油茶主要種植于低丘林地，產(chǎn)區(qū)多是亞熱帶季風(fēng)氣候，土壤粘重板結(jié)，土壤養(yǎng)分含量低，結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)，通氣透水性差，且由于粗放經(jīng)營(yíng)，管理質(zhì)量低，春夏多雨，會(huì)帶來(lái)水土流失，使土層變薄，土地生產(chǎn)力下降。因此，油茶土壤養(yǎng)分含量直接影響油茶養(yǎng)分的供應(yīng)，并進(jìn)一步影響油茶的生長(zhǎng)和產(chǎn)量，土壤中主要礦質(zhì)元素的變化規(guī)律對(duì)于指導(dǎo)施肥和油茶管理具有重要的意義[1]。油茶在廣東省分布很廣，山區(qū)、丘陵地帶都有種植。據(jù)統(tǒng)計(jì)，廣東省現(xiàn)有油茶林 18.2 萬(wàn) hm2，主要分布在粵北、粵東和粵西地區(qū)， 包括梅州、河源、韶關(guān)、清遠(yuǎn)、肇慶、云浮、茂名等市[3-4]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

云浮市位于廣東省中西部，西江中游以南，介于 22°22′～23°19′N，111°03′～112°31′E 之間。云浮市地處亞熱帶，橫跨北回歸線，年平均溫度22℃，極端最低溫度0℃，最高溫度39.1℃。云浮屬南亞熱帶季風(fēng)氣侯，具有溫暖多雨、光熱充足、夏季長(zhǎng)、霜期短等特征。年均降雨量為1 982.7 mm，平均相對(duì)濕度為68%。

1.2 取樣方法

本試驗(yàn)于2015年11月至2016年1月，從云浮市726個(gè)樣點(diǎn)中選取153個(gè)適合油茶生長(zhǎng)的樣點(diǎn)，即坡度在30°以下，海拔800 m以下的酸性至微酸性土壤，分布于云城區(qū)、云安區(qū)和郁南縣，每個(gè)樣點(diǎn)分別取得一份剖面土混合樣和兩份土鉆土混合樣。其中，剖面土樣取自60 cm的土壤剖面， 分 0～20 cm，20～40 cm，40～60 cm 3層， 由下至上分別全層取樣，并混合均勻，每個(gè)樣品重1～2 kg。同時(shí)，每個(gè)樣地內(nèi)按S型路線等量采集0～60 cm土層的土鉆樣品2份，每個(gè)混合樣品重1～2 kg，將采集好的土壤樣品用布袋盛裝，在袋內(nèi)裝一張標(biāo)簽，用鉛筆注明剖面編號(hào)、日期、采樣深度、采樣人等信息，并做好記錄。將采集好的布袋樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，將布袋樣品平鋪到土盤上，放置于通風(fēng)、透氣又不受陽(yáng)光直射且沒(méi)有污染的地方攤開(kāi)，在自然條件下風(fēng)干[5-6]。

1.3 測(cè)定方法

土壤分析樣品及時(shí)運(yùn)送回實(shí)驗(yàn)室，制備土壤標(biāo)本，剩余樣品經(jīng)風(fēng)干后進(jìn)行制樣，保存供各項(xiàng)分析用。土樣品風(fēng)干研磨后，過(guò)2 mm篩子，本研究所采集的土壤樣品均送至廣東省生態(tài)環(huán)境和土壤研究所依據(jù)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)土壤全氮、全磷、全鉀進(jìn)行測(cè)定[7-9]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

本文利用統(tǒng)計(jì)軟件Spss 19. 0進(jìn)行基本統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)的正態(tài)分布用單一樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)；利用LSD多重比較區(qū)域間養(yǎng)分的差異性。利用軟件Microsoft excel 2012進(jìn)行土壤養(yǎng)分含量描述性統(tǒng)計(jì)、土壤養(yǎng)分分布頻率統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)的極值替換。

2 結(jié)果與分析

2.1 油茶適生地區(qū)土壤養(yǎng)分含量分析

對(duì)研究區(qū)域內(nèi)153個(gè)樣點(diǎn)的養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)計(jì)算統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果如表1所示，從養(yǎng)分含量范圍來(lái)看，云浮市油茶適生區(qū)域土壤全氮含量介于0.15～2.33 g/kg；全磷的含量介于0.12～0.68 g/kg之間;全鉀含量介于3.67～44.52 g/kg之間。從土壤養(yǎng)分含量的均值來(lái)看,全氮、全磷和全鉀在153個(gè)樣本中的均值分別為：1.04，0.27，16.02 g/kg。變異系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)差與均值的比，是衡量樣本中各觀測(cè)值變異程度的另一個(gè)統(tǒng)計(jì)量，是土壤內(nèi)在性質(zhì)的反射，體現(xiàn)不同土壤養(yǎng)分對(duì)外部條件的靈敏度。其中，變異系數(shù)＜10%時(shí)為弱變異性；變異系數(shù)10%～100%為中等變異性；變異系數(shù)＞100%為強(qiáng)變異性[10]。根據(jù)表1，云浮市油茶適生區(qū)域土壤全氮、全磷和全鉀變異系數(shù)范圍均介于30%～50%，為中等變異性，變異性由大到小依次是全鉀、全氮和全磷。這說(shuō)明在不考慮空間位置，只從養(yǎng)分指標(biāo)的隨機(jī)分布來(lái)考慮，空間分布的3個(gè)養(yǎng)分指標(biāo)的總體為散點(diǎn)狀，水平方向差異較大[11]。

表1 云浮土壤養(yǎng)分含量描述性統(tǒng)計(jì)Tab. 1 Descriptive statistics of soil nutrients content of Yunfu

表2 土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Tab. 2 Standards of soil nutrients grading

2.2 油茶適生地區(qū)土壤養(yǎng)分等級(jí)分布

根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查的土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表2），以極高、高、中、低、缺、極缺表示土壤養(yǎng)分豐缺程度。根據(jù)圖1可知，云浮市油茶適生區(qū)域土壤全氮養(yǎng)分等級(jí)分布較為分散，即變異性較高，養(yǎng)分等級(jí)主要為三級(jí)、四級(jí)和五級(jí)，養(yǎng)分等級(jí)頻率分別占29.41%、25.49%和20.26%，約75%的土壤全氮養(yǎng)分含量在0.5～1.5 g/kg范圍內(nèi)，即土壤全氮養(yǎng)分水平處于中等偏低的狀態(tài)；另有不超過(guò)16%的土壤全氮含量在1.5～2.0 g/kg范圍內(nèi)，養(yǎng)分等級(jí)為二級(jí)，即土壤全氮養(yǎng)分水平偏高。

根據(jù)圖1可知，云浮市油茶適生區(qū)域土壤全磷養(yǎng)分等級(jí)分布較為集中，即變異性較低，土壤全磷的養(yǎng)分含量在0.2～0.4 g/kg范圍內(nèi)的研究區(qū)域約占68%，土壤養(yǎng)分等級(jí)為五級(jí)，即土壤全磷養(yǎng)分處于缺乏狀態(tài)；另有約24%的研究區(qū)域土壤全磷的養(yǎng)分含量低于0.2 g/kg，土壤養(yǎng)分等級(jí)為六級(jí)，即土壤全磷養(yǎng)分處于極缺狀態(tài)。

云浮市油茶適生區(qū)域土壤全鉀養(yǎng)分等級(jí)分布在3種元素的養(yǎng)分等級(jí)頻率分布中最為分散，即變異性最高，沒(méi)有明顯的養(yǎng)分等級(jí)分布的趨勢(shì)（圖1）。養(yǎng)分分布頻率由大到小依次是：三級(jí)（26.80%）、四級(jí)（24.84%）、五級(jí)（17.65%）、二級(jí)（16.34%）、一級(jí)（11.11%）、六級(jí)（3.27%），三和四級(jí)養(yǎng)分水平（約占50%）相較其他養(yǎng)分等級(jí)（一級(jí)、二級(jí)、五級(jí)和六級(jí)）可能更具有代表性，即土壤全鉀養(yǎng)分處于中等狀態(tài)。

綜上所述，云浮市油茶適生區(qū)域土壤全氮養(yǎng)分含量在0.5～1.5 g/kg范圍的研究區(qū)域約占75%，即土壤全氮養(yǎng)分水平處于中等偏低的狀態(tài)，養(yǎng)分等級(jí)分布較為分散；土壤全磷的養(yǎng)分含量主要在0.2～0.4 g/kg范圍內(nèi)的研究區(qū)域約占68%，即土壤全磷養(yǎng)分處于缺乏狀態(tài)，養(yǎng)分等級(jí)分布較為集中；土壤全鉀養(yǎng)分等級(jí)為三和四級(jí)（約占50%）可能更具有代表性，養(yǎng)分等級(jí)分布并沒(méi)有明顯的趨勢(shì)。

2.3 油茶適生地區(qū)土壤養(yǎng)分區(qū)域分析

2.3.1 區(qū)域土壤養(yǎng)分的描述性統(tǒng)計(jì) 為研究油茶適生區(qū)域土壤養(yǎng)分，各研究區(qū)域土壤樣點(diǎn)分布如表3所示，其中云城區(qū)有40個(gè)樣點(diǎn)；云安區(qū)有21個(gè)樣點(diǎn)；郁南縣92個(gè)樣點(diǎn)。從均值看，土壤全氮的含量由大到小依次是：郁南縣（0.89 g/kg）,云城區(qū)（0.89 g/kg）,云安區(qū)（0.81 g/kg）；土壤全磷的含量由大到小依次是：郁南縣（0.29 g/kg）,云安區(qū)（0.26 g/kg）,云城區(qū)（0.25 g/kg）；土壤全鉀的含量由大到小依次是：云安區(qū)（17.98 g/kg）,云城區(qū)（17.24 g/kg）,郁南縣（15.04 g/kg）。

圖1 云浮市油茶適生區(qū)域土壤全氮、全磷和全鉀養(yǎng)分等級(jí)頻率分布Fig.1 Soil nutrients grading frequency in the suitable region for Camellia oleifera of Yunfu

偏斜度是對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分布偏斜方向及程度的度量。在偏態(tài)分布中，當(dāng)偏斜度為正值時(shí)，分布正偏；偏斜度為負(fù)數(shù)，分布負(fù)偏。峰度是衡量實(shí)數(shù)隨機(jī)變量概率分布的峰態(tài)，樣本的峰度是相比較于正態(tài)分布而言的統(tǒng)計(jì)量，如果峰度大于3，峰的形態(tài)比正態(tài)分布要陡峭，反之亦然。偏斜度和峰態(tài)是否適度，更難直觀看出，需要通過(guò)顯著檢驗(yàn)。但一般而言，偏斜度和峰值的絕對(duì)值如果大于其標(biāo)準(zhǔn)誤差的1.96倍，就被認(rèn)為與正態(tài)分布有顯著差別，可以通過(guò)轉(zhuǎn)換來(lái)達(dá)到或接近正態(tài)分布。根據(jù)表3可知，云城和云安區(qū)的土壤全氮以及郁南縣的土壤全磷和全鉀的偏斜度、峰值均大于其標(biāo)準(zhǔn)誤差的1.96倍，初步認(rèn)為與正態(tài)分布有顯著差別，再利用單一樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)，即可證明差異的顯著性。

表3 云浮各區(qū)域土壤養(yǎng)分描述性統(tǒng)計(jì)Tab. 3 Descriptive statistics of soil nutrients content in various regions of Yunfu

表4 單一樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)Tab. 4 Single sample Kolmogorov-Smirnov test

綜上所述，從均值看，土壤全氮的含量：郁南縣＞云城區(qū)＞云安區(qū)；土壤全磷的含量：郁南縣＞云安區(qū)＞云城區(qū)；土壤全鉀的含量：云安區(qū)＞云城區(qū)＞郁南縣；從偏斜度來(lái)看，云城和云安二區(qū)的土壤全氮偏斜度較高，其次是郁南縣的全鉀和全磷，且分布均為正偏；從偏斜度、峰值與標(biāo)準(zhǔn)誤差的比值看，云城區(qū)和云安區(qū)的土壤全氮以及郁南縣的土壤全磷和全鉀均不符合正態(tài)分布；郁南縣的土壤全氮、云城區(qū)和云安區(qū)的土壤全磷和全鉀均符合正態(tài)分布。

2.3.2 區(qū)域土壤養(yǎng)分的相關(guān)性分析 樣點(diǎn)數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布對(duì)數(shù)理統(tǒng)計(jì)很重要,使用單一樣本Kolmogorov-Smirnov正態(tài)分布檢驗(yàn),可以得到顯著性值,以0.05為分界線,當(dāng)顯著性大于0.05時(shí),數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布；顯著性小于0.05時(shí),數(shù)據(jù)不服從正態(tài)分布,需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行極值替換或者進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換[12]。由表4可知，單一樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)的結(jié)果顯示，云城區(qū)和云安區(qū)的土壤全氮、云安區(qū)的土壤全磷以及郁南縣的土壤全鉀數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布(α＜0.05），將不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)通過(guò)替換極值為均值的方式進(jìn)行替換，替換后的漸近顯著性（雙尾）數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過(guò)一系列的轉(zhuǎn)換云城區(qū)的土壤全氮仍然不符合正態(tài)分布。因此，根據(jù)單一樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)結(jié)果，僅對(duì)土壤全磷、全鉀進(jìn)行區(qū)域間LSD多重比較。

土壤全磷、全鉀區(qū)域間LSD多重比較研究結(jié)果如表5所示，土壤全磷養(yǎng)分含量在云城區(qū)、云安區(qū)和郁南縣之間的平均差絕對(duì)值的范圍為0.01～0.04，顯著性水平均大于 0.05（α=0.05），在95%置信區(qū)間之內(nèi)， 即土壤全磷養(yǎng)分含量在云城區(qū)、云安區(qū)和郁南縣之間差異性不顯著。

土壤全鉀養(yǎng)分含量在云城區(qū)、云安區(qū)和郁南縣之間的平均差值絕對(duì)值范圍為0.74～3.27，云城區(qū)土壤全鉀養(yǎng)分含量明顯高于郁南縣，顯著性水平為0.04（α=0.05），平均差值高達(dá)2.53；云安區(qū)土壤全鉀養(yǎng)分含量明顯高于郁南縣，顯著性水平為0.04（α=0.05），平均差值高達(dá)3.27。

表5 云浮區(qū)域間土壤養(yǎng)分LSD檢驗(yàn)Tab. 5 Soil nutrients LSD test among regions of Yunfu

綜上所述，經(jīng)LSD法兩兩比較，只有土壤全鉀在部分區(qū)域間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，即郁南縣的土壤全鉀養(yǎng)分水平與云城、云安二區(qū)差異顯著；云城區(qū)和云安區(qū)的土壤全鉀養(yǎng)分水平差異不具有顯著性。土壤全磷在研究區(qū)域間的差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，即云城區(qū)、云安區(qū)和郁南縣的土壤全磷養(yǎng)分水平差異均不具有顯著性。

3 結(jié)論與討論

從云浮市油茶適生區(qū)域土壤養(yǎng)分含量看，全氮含量變化范圍為0.15～2.33 g/kg；全磷的含量介于0.12～0.68 g/kg之間;全鉀含量介于3.67～44.52 g/kg之間；全氮、全磷、全鉀的均值分別為：1.04，0.27，16.02 g/kg。土壤全氮、全磷和全鉀變異系數(shù)范圍在30%～50%，均為中等變異性，變異性全鉀＞全氮＞全磷。

從云浮市油茶適生區(qū)域土壤養(yǎng)分等級(jí)分布看，土壤全氮養(yǎng)分含量在0.5～1.5 g/kg范圍的研究區(qū)域約占75%，即土壤全氮養(yǎng)分水平處于中等偏低的狀態(tài)，養(yǎng)分等級(jí)分布較為分散；土壤全磷的養(yǎng)分含量主要在0.2～0.4 g/kg范圍內(nèi)的研究區(qū)域約占68%，即土壤全磷養(yǎng)分處于缺乏狀態(tài)，養(yǎng)分等級(jí)分布較為集中；土壤全鉀養(yǎng)分等級(jí)為三和四級(jí)（約占50%）可能更具有代表性，養(yǎng)分等級(jí)分布并沒(méi)有明顯的趨勢(shì)。

從云浮市油茶適生區(qū)域土壤養(yǎng)分分布看，郁南縣土壤全氮的含量最高，其次是云城、云安區(qū)；土壤全磷的含量同樣是郁南縣最高，其次是云安、云城區(qū)，并且云城、云安區(qū)和郁南縣的土壤全磷養(yǎng)分水平差異均不具有顯著性(α=0.05）；相反的，云安區(qū)的土壤全鉀含量最高，其次是云城區(qū)，郁南縣最低，并且郁南縣的土壤全鉀養(yǎng)分水平與云城、云安二區(qū)差異顯著，而云城區(qū)和云安區(qū)的土壤全鉀養(yǎng)分水平差異不具有顯著性。

造成土壤養(yǎng)分分布偏斜的原因可能有兩種，一種可能是林地地形變化較大,發(fā)生水土流失之后,部分養(yǎng)分經(jīng)沖刷被搬運(yùn)到地形較低處,增大了養(yǎng)分的偏斜度，但由于試驗(yàn)所處為適宜油茶種植的林地，樣地坡度在30°以下，海拔800 m以下的酸性至微酸性土壤，因此發(fā)生水土流失的可能性較小。另一種可能是土壤特性的空間異質(zhì)性,因?yàn)楸敬卧囼?yàn)是在縣域小尺度進(jìn)行研究,土壤母質(zhì)不會(huì)對(duì)土壤養(yǎng)分含量分布產(chǎn)生較大影響，故而出現(xiàn)異質(zhì)性的原因極可能來(lái)自于耕作、種植和施肥等人為活動(dòng)。本研究結(jié)果顯示土壤養(yǎng)分變異性中等，但云城和云安區(qū)的土壤全氮偏斜度較高，其次是郁南縣的全鉀和全磷，根據(jù)上述土壤養(yǎng)分分布偏斜的原因,若養(yǎng)分的偏斜程度較大，土壤養(yǎng)分的空間變異性對(duì)測(cè)土推薦施肥工作極有可能造成較大的影響，導(dǎo)致試驗(yàn)所測(cè)試的林地養(yǎng)分均值的代表性較差,結(jié)果將會(huì)出現(xiàn)低養(yǎng)分含量區(qū)域施肥不夠而高養(yǎng)分含量區(qū)域肥料浪費(fèi)的現(xiàn)象[12]。

土壤中的大量元素N、P、Mg 都是限制因子，這是由于此時(shí)油茶生長(zhǎng)的需肥特性所致[13]。本研究結(jié)果顯示：約75%研究區(qū)域的土壤全氮養(yǎng)分水平處于中等偏低的狀態(tài)，養(yǎng)分等級(jí)分布較為分散；約68%研究區(qū)域的土壤全磷養(yǎng)分處于缺乏狀態(tài)，養(yǎng)分等級(jí)分布較為集中；約50%研究區(qū)域的土壤全鉀養(yǎng)分水平處于中等狀態(tài)，養(yǎng)分等級(jí)分布較為分散。因此，土壤養(yǎng)分管理要以提高磷素含量為主并適當(dāng)施用有機(jī)肥，建議施用微堿性的磷肥，盡量避免施用過(guò)磷酸鈣等酸性肥料，可適當(dāng)施用草木灰以補(bǔ)充速效鉀和提高土壤pH 值[14]。由于云浮市油茶適生區(qū)域土壤全氮、全磷和全鉀3個(gè)養(yǎng)分指標(biāo)的總體為散點(diǎn)狀，水平方向差異較大，并且研究結(jié)果顯示部分區(qū)域間的土壤養(yǎng)分水平差異顯著，故還應(yīng)考慮各個(gè)區(qū)域的土壤養(yǎng)分水平的差異性，進(jìn)行平衡施肥。以郁南縣為例，云城區(qū)和云安區(qū)的土壤全鉀養(yǎng)分含量明顯高于郁南縣，平均差值分別高達(dá)2.53和3.27，因此郁南縣的施肥策略應(yīng)調(diào)整為以提高磷素含量為主、同時(shí)兼顧提高土壤全鉀的養(yǎng)分含量，建議補(bǔ)充磷鉀肥并適當(dāng)施用有機(jī)肥。

據(jù)研究顯示大部分長(zhǎng)期種植油茶的土壤在施肥前土壤中不僅缺乏大量元素，同時(shí)對(duì)于微量元素Mo、B、Cu 也很缺乏；但是經(jīng)過(guò)平衡施肥后，土壤中大量元素有效含量增加，同時(shí)消除了K 元素的限制作用，并且土壤中微量元素Mo 和Cu的含量得到提高，不再是阻礙作物生長(zhǎng)的限制因子[15]。若油茶已經(jīng)進(jìn)入始果期，需要更多肥料，不僅要注意N、P、K 的施肥配比，同時(shí)需要增施B 肥。因此下一步研究可關(guān)注油茶林平衡施肥前后的土壤養(yǎng)分動(dòng)態(tài)變化的評(píng)價(jià)，能夠?yàn)樯a(chǎn)實(shí)踐提供更加合理、高效的施肥指導(dǎo)，可以在油茶生長(zhǎng)的不同階段給予更為準(zhǔn)確的施肥用量，及時(shí)補(bǔ)充缺素營(yíng)養(yǎng)。

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[9] 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 森林土壤全鉀的測(cè)定: LY/T 1234—1999[S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2009.

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