摘要：為探討經(jīng)濟(jì)林種植對土壤肥力和水土保持的影響，以浙江省常山縣紅壤丘陵區(qū)種植茶樹和柑橘10年后的園地為對象，并以裸地為對照，定位研究了水土流失量，采樣并分析了0～10 cm土壤容重、孔隙度、速效氮磷鉀和不同團(tuán)聚體組分碳氮含量。結(jié)果表明：種植茶樹和柑橘10年后，土壤容重顯著下降（P<0.05），土壤孔隙度、田間持水量、有機(jī)碳、有效磷、速效鉀和堿解氮含量顯著提高（P<0.05）;土壤大團(tuán)聚體有機(jī)碳含量大小排序?yàn)楦涕賵@>茶園>裸地，土壤中團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體、粉粒的有機(jī)碳、氮含量大小表現(xiàn)均為茶園>柑橘園>裸地，不同處理間的差異達(dá)顯著水平（P<0.05）;茶園土壤黏粒有機(jī)碳、氮含量顯著高于柑橘園、裸地（P<0.05）;與裸地相比，柑橘園和茶園年徑流深顯著降低了87.66%、92.25%（P<0.05），年土壤流失量顯著減少了95.93%、98.78%（P<0.05）。試驗(yàn)區(qū)年徑流深、年土壤流失量與土壤有機(jī)碳、總孔隙度、田間持水量之間具有極顯著或顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01，P<0.05），與土壤容重具有顯著正相關(guān)（P<0.05）。綜上，茶樹和柑橘種植有利于提高土壤肥力，降低水土流失，其中種植茶樹的效果優(yōu)于柑橘。

關(guān)鍵詞：土壤孔隙度；團(tuán)聚體組分碳氮；速效養(yǎng)分；水土流失；茶園；柑橘園

中圖分類號：S 158.5文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：0 253-2301（2024）09-0017-06

DOI：10.13651/j.cnki.fjnykj.2024.09.004

Effects of Planting Tea Trees and Citrus Trees on Soil Fertility and Soil and Water Loss in the Red Soil Hilly Region

LIN Zi-mo'，WANG Ji-jie2，TANG Zhang-xuan'，JIANG Yan-ping'，ZHUANG Xu-yin3，TU Juan-li4*

（1.Collegeof Environment and ResourceSciences，ZhejiangA&FUniversity，Hangzhou，Zhejiang 311300，China;2.Sichuan Forestry and Grassland Survey and Planning Institute，Chengdu，Sichuan 610081，China;3.Soiland WaterConservation Science Experimental Station ofChangshanCounty，Quzhou，Zhejiang 324200，China;4.Jiaxing Vocational&TechnicalCollege，Jiaxing，Zhejiang 314036，China）

Abstract：In order to explore the effect of economic forest MT3yJfbULO293h1WFQW7gA==planting on the soil fertility and soil and waterconservation，the garden plots planted with tea trees and citrus trees for 10 years in the red soil hilly area of ChangshanCounty in Zhejiang Province were taken as the object，and the bare land was taken as the control group.Then，theorientation research on the amount of soil and water loss was carried out，and the volume weight of soil，soilporosity，rapidly available nitrogen，phosphorus and potassium，and carbon and nitrogen contents in different aggregatecomponents in 0-10 cm soil layer were sampled and analyzed.The results showed that：after planting tea trees andcitrus trees for 10 years，the volume weight of soil decreased significantly（P<0.05），and the soil porosity，field water-holding capacity，and the contents of organic carbon，availablephosphorus，rapidly available potassium and alkaline hydrolysis nitrogen increased significantly（P<0.05）.The content of organic carbon in soil macro-aggregates was in the order of citrus orchard>tea garden>bare land.The contents of organic carbon and nitrogen in soil aggregates，micro-aggregates and soil silt particles were in the order of tea garden>citrus orchard>bare land，and the differences among different treatments were significant（P<0.05）.The contents of organic carbon and nitrogen in soil clay in tea garden were significantly higher than those in citrus orchard and bare land（P<0.05）.Compared with the bare land，the depth of annual runoff in the citrus orchard and tea garden was significantly reduced by 87.66%and 92.25%（P<0.05），and the amount ofannual soil losswas significantly reduced by 95.93%and 98.78%（P<0.05）.The depth of annual runoff and the amount of annual soil loss in the experimental area had extremely significant or significant negative correlations with soil organic carbon，total porosity and field water-holding capacity（P<0.01，P<0.05），while had high positive correlation with the volume weight ofsoil（P<0.05）.In summary，the planting of tea trees and citrus trees was conducive to improving the soil fertility and reducing the soil and water loss，and the effect of planting tea trees was better than that of citrus trees.

Keywords：Soilporosity;Carbon and nitrogen in aggregate components;Availablenutrients;Soil and water loss;Teagarden;Citrusorchard

土壤團(tuán)聚體是植物根系和土壤有機(jī)質(zhì)等膠結(jié)物質(zhì)作用下形成的二次顆粒，影響著土壤孔隙以及土壤儲存養(yǎng)分的能力1，是碳、氮素儲存的重要場所2。坡面產(chǎn)流和侵蝕產(chǎn)沙會造成團(tuán)聚體破碎，從而導(dǎo)致土壤有機(jī)碳、氮暴露，造成碳、氮礦化和損失3，同時(shí)水土流失也會造成土壤碳、氮、磷素大量流失4。植物措施是紅壤丘陵區(qū)生態(tài)修復(fù)的重要措施之一，可有效減少水土流失和氮、磷流失量，促進(jìn)土壤有機(jī)碳積累和恢復(fù)[5，果園模式土壤碳素恢復(fù)效果更加顯著6，團(tuán)聚體的穩(wěn)定性顯著提高7，植物種植能提升不同土壤團(tuán)聚體組分有機(jī)碳、速效鉀含量，有利于維持土壤結(jié)構(gòu)8。

茶是世界三大飲品之一，2022年我國茶園面積333.93萬hm2，茶葉產(chǎn)量297.02萬t?]。柑橘是重要的水果，2022年全國柑橘種植面積300.21萬hm2，產(chǎn)量6003.91萬t[10。浙江是我國著名的茶葉和柑橘之鄉(xiāng)，現(xiàn)有茶園面積20.87萬hm2，茶葉總產(chǎn)量18.12萬t，柑橘面積7.999萬hm2，柑橘產(chǎn)量177.06萬t[1。茶樹和柑橘種植對土壤環(huán)境有何影響？本研究選取浙江西部典型紅壤丘陵區(qū)坡地茶園和柑橘園為對象，并以裸地作為對照，探討2種經(jīng)果林樹種的種植能否有效減少水土流失，提高土壤肥力，增強(qiáng)土壤穩(wěn)定性，有效促進(jìn)生態(tài)恢復(fù)？研究結(jié)果可為南方丘陵區(qū)土壤管理和地力恢復(fù)提供基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

位于浙江省衢州市常山縣，試驗(yàn)點(diǎn)中心位置E118°28'14.58”、N28°54'33.98”。地形以丘陵為主，土壤發(fā)育于花崗巖的紅壤土類12]。屬亞熱帶季風(fēng)性氣候，年均氣溫17.7℃，區(qū)域年均降雨量為1858 mm，其中≥12 mm的侵蝕性降雨量占全年總降雨量的78.3%，3月至7月各月降雨量比例均超過10%。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2014年，建立長、寬分別為20、5m的徑流小區(qū)3個(gè)，坡度20°，西南坡，在徑流小區(qū)的上坡邊與兩長邊用水泥預(yù)制板砌成擋水墻（高出地表15 cm）。其中2個(gè)小區(qū)分別種植胡柚、茶樹，以裸地小區(qū)為對照。不同處理情況見表1。

于每年的4、6、8、10月份各除草1次，除后將雜草均勻置于小區(qū)中。3月中旬在柑橘園中采用環(huán)溝法施復(fù)合肥0.5 kg·株1（N-P?O?-K?O=15-15-15），11月施商品有機(jī)肥2.5kg·株1（N-P?O?-K?O=2-1-2）;在茶樹小區(qū)采用撒施法施用與柑橘園等量的復(fù)合肥和商品有機(jī)肥；裸地小區(qū)不施肥。其他經(jīng)營管理措施均一致。

1.3樣品采集與分析

2023年7月分別在各試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)按坡位由上至下隨機(jī)選取4個(gè)土壤采樣點(diǎn)，采取0～10 cm土壤樣品，同時(shí)用環(huán)刀取0～10 cm土樣。將樣品自然風(fēng)干，一部分過2 mm篩，用于測定土壤pH和速效養(yǎng)分含量；一部分過0.15 mm篩，測定土壤有機(jī)碳（SOC）。取一部分原狀土采用濕篩法和沉降抽濾法對團(tuán)聚體不同粒徑組分進(jìn)行分離。

土壤物理及化學(xué)指標(biāo)參照魯如坤[13方法進(jìn)行。土壤容重和孔隙度采用環(huán)刀法；pH值按照土水比1：5使用pH計(jì)測定；速效磷采用鉬銻抗比色法；速效鉀采用火焰光度法；堿解氮采用堿解擴(kuò)散法；元素分析儀測定土壤有機(jī)碳和不同粒徑團(tuán)聚體組分碳、氮含量。

采用人工監(jiān)測與自動監(jiān)測系統(tǒng)相結(jié)合，監(jiān)測2014—2022年不同小區(qū)徑流量和土壤流失量，并計(jì)算水保效益。

1.4數(shù)據(jù)處理

使用SPSS22軟件，經(jīng)正態(tài)檢驗(yàn)后進(jìn)行單因素方差分析（Duncan檢驗(yàn)）。利用Excel、Origin2021等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與繪圖。

2結(jié)果與分析

2.1土壤物理性質(zhì)的差異

由表2可知，與裸地相比，茶園和柑橘園土壤容重顯著降低了22.07%、20.00%（P<0.05），土壤總孔隙度顯著提高了26.68%、24.18%（P<0.05），毛管孔隙度顯著提高了14.64%、16.86%（P<0.05），非毛管孔隙度顯著提高了92.18%，64.01%（P<0.05），田間持水量也顯著提高了54.61%、55.69%（P<0.05）。土壤物理指標(biāo)在茶園和柑橘園間沒有顯著性差異（P>0.05）。

2.2土壤化學(xué)性質(zhì)的差異

由表3可知，與裸地相比，茶園和柑橘園土壤有機(jī)碳含量顯著增加了115.96%、110.93%（P<0.05），有效磷含量顯著增加了486.96%、636.96%（P<0.05），速效鉀含量顯著增加了117.76%、153.29%（P<0.05），堿解氮含量顯著增加了182.01%、158.36%（P<0.05）;土壤pH在不同土地利用類型間沒有顯著性差異（P>0.05）。土壤5個(gè)化學(xué)指標(biāo)在茶園和柑橘園間的差異并不顯著（P>0.05）。

2.3土壤團(tuán)聚體粒徑組分有機(jī)碳的差異

由表4可知，試驗(yàn)區(qū)土壤有機(jī)碳含量在不同粒徑組分中大小排序表現(xiàn)為黏粒>粉粒>微團(tuán)聚體>中團(tuán)聚體>大團(tuán)聚體。柑橘園土壤大團(tuán)聚體有機(jī)碳含量顯著高于茶園，又顯著高于裸地（P<0.05）;中團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體、粉粒有機(jī)碳含量大小排序?yàn)椴鑸@>柑橘園>裸地，不同處理間差異達(dá)顯著水平（P<0.05）;茶園土壤黏粒有機(jī)碳含量顯著高于柑橘園、裸地（P<0.05）。

2.4土壤團(tuán)聚體粒徑組分氮的差異

由表5可知，土壤氮含量在不同粒徑組分中大小排序均表現(xiàn)為黏粒>粉粒>微團(tuán)聚體>中團(tuán)聚體>大團(tuán)聚體。茶園、柑橘園土壤大團(tuán)聚體氮含量顯著高于裸地（P<0.05）;中團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體、粉粒氮含量大小表現(xiàn)為茶園>柑橘園>裸地，不同處理間的差異達(dá)顯著水平（P<0.05）;茶園土壤黏粒氮含量顯著高于柑橘園、裸地（P<0.05）。

2.5土壤團(tuán)聚體粒徑組分碳氮比的差異

由表6可知，不同土壤團(tuán)聚體粒徑組分碳氮比大小均表現(xiàn)為裸地>柑橘園>茶園，裸地大團(tuán)聚體碳氮比顯著高于茶園（P<0.05），柑橘園和裸地土壤中團(tuán)聚體、黏粒碳氮比顯著高于茶園（P<0.05），裸地土壤微團(tuán)聚體碳氮比顯著高于柑橘園和茶園（P<0.05），粉粒碳氮比在不同土地利用類型間差異達(dá)顯著水平（P<0.05）。

2.6不同園地水土流失量的差異

由表7可知，年徑流深大小表現(xiàn)為裸地>柑橘園>茶園，不同處理間的差異達(dá)顯著水平（P<0.05），與裸地相比，茶園和柑橘園年徑流深降低了92.25%，87.66%;年土壤流失量多少排序?yàn)槁愕?gt;柑橘園>茶園，不同處理間差異達(dá)顯著水平（P<0.05），與裸地相比，茶園和柑橘園年土壤流失量減少了98.78%、95.93%。

2.7不同園地水土流失量與土壤肥力的相關(guān)性

不同園地水土流失量與20個(gè)土壤肥力因子間的相關(guān)系數(shù)見表8，可知年徑流深、年土壤流失量與土壤有機(jī)碳間具有極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），與總孔隙度、田間持水量具有顯著負(fù)相關(guān)性（P<0.05），與土壤容重間具有顯著正相關(guān)（P<0.05）;年徑流深與土壤堿解氮間具有顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）。

3討論與結(jié)論

土壤容重反映土壤透水性、通氣性14]，土壤孔隙是水分和空氣的通道和儲存所，是土體構(gòu)造的主要指標(biāo)15。土壤有機(jī)碳影響土壤中養(yǎng)分的儲存與供應(yīng)、土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與堅(jiān)實(shí)度、土壤持水力，是評價(jià)土壤肥力和土地持續(xù)利用的主要指標(biāo)，速效氮、磷、鉀是植物能夠利用的有效養(yǎng)分。本研究發(fā)現(xiàn)，茶樹和柑橘種植9 a后，園地土壤容重顯著降低（P<0.05），土壤孔隙度、持水量顯著增大（P<0.05），茶園和柑橘園土壤有機(jī)碳、堿解氮、有效磷和速效鉀養(yǎng)分含量顯著高于裸地（P<0.05）。主要原因是種植茶樹和柑橘后，植物冠幅對降雨的截流，可以減弱雨滴濺落地面的動能，從而減弱了雨滴對土壤團(tuán)聚體的破壞，改善了土壤結(jié)構(gòu)，而且可以攔截降水，從而減少水土流失。徑流不僅能攜帶土壤顆粒導(dǎo)致土壤流失，還能攜帶溶解態(tài)和少量懸浮顆粒態(tài)碳及各種營養(yǎng)元素，加速土壤碳、氮、磷、鉀等流失15]。這與本研究發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)區(qū)年徑流深、年土壤流失量與土壤有機(jī)碳、總孔隙度、田間持水量之間具有顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），而與土壤容重間也具有顯著正相關(guān)性（P<0.05）一致。水土流失過程中，對土壤有機(jī)碳及養(yǎng)分含量產(chǎn)生負(fù)影響，土壤中的有機(jī)碳及養(yǎng)分易隨徑流和流失土壤離開，因此增加的徑流量和土壤流失量會對土壤養(yǎng)分產(chǎn)生直接的負(fù)面影響。

團(tuán)聚體是土壤結(jié)構(gòu)的重要組成，對土壤質(zhì)量和健康的評價(jià)起著重要作用16。本研究發(fā)現(xiàn)，茶樹和柑橘種植顯著提高了不同粒徑土壤團(tuán)聚體碳、氮含量（P<0.05），其中茶園土壤粉粒、微團(tuán)聚體、中團(tuán)聚體碳氮含量又顯著高于柑橘園（P<0.05）。這進(jìn)一步表明，種植茶園和柑橘促進(jìn)了土壤碳、氮的積累和穩(wěn)定性。土壤化學(xué)特征對團(tuán)聚體碳、氮組分含量有直接的正向影響，這可能是因?yàn)椴铇浜透涕俚母采w影響了土壤化學(xué)特征，從而進(jìn)一步影響了土壤團(tuán)聚體的碳、氮含量，這與韋鑫等17和李培霞等[18的結(jié)果一致。另外，土壤侵蝕的過程中土壤顆?；驁F(tuán)聚體被降水雨滴擊濺而破碎，不同粒徑土壤結(jié)合態(tài)有機(jī)碳、有機(jī)氮就容易隨徑流遷移流失19]，導(dǎo)致裸地土壤團(tuán)聚體碳、氮含量顯著低于茶園和柑橘園（P<0.05）。

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（責(zé)任編輯：柯文輝）