不同人工植被恢复模式对山核桃林地土壤理化性质的影响-论文

中国在琴 c亟提 2 0 1 4, 3 0 ( 2 2 ): 6 4— 6 8C h i n e s e Ag r i c u l t u r a l S c i e n c e Bu l l e t i n

不同人工植被恢复模式对山核桃林地土壤理化性质的影响黄鑫龙，孟艳琼，傅松玲，黄勃，吴志辉，戴超，王哲(’安徽农业大学林学与园林学院，合肥 2 3 0 0 3 6; 宁国市林业局，安徽宁国 2 4 2 3 0 0 )

摘要：为了探讨山核桃林下不同人工植被恢复模式对山核桃林地土壤养分及山核桃产量的变化规律， 对宁国仙霞镇典型山核桃生态严重退化的林地通过人工植被建植 5年后的土壤养分进行分析。结果表明：不同植被恢复模式下土壤p H4 . 5 - 6 . 5;全钾的平均含量 0 . 9 2 g/ k g;全镁的平均含量O . 9 8 g a c g。山核桃

林下种植紫穗槐模式山核桃林下施除草剂模式的含氮量较低；山核桃林下种植白三叶模式的全钙的含量6 6 . 2 5 mg/ k g以及含氮量 1 1 2 . 6 8 e C k g最高；山核桃林下种植百喜草模式的含水率 1 7 . 6 8%最高，含氮量较高。山核桃林下种植紫穗槐模式样地产量最高，山核桃林下施除草剂模式样地产量最低。经多重比

较，不同经营模式山核桃林下，种植紫穗槐模式有效增加山核桃的产量，种植百喜草模式对水分的保持效果最好，土壤 p H 5 . 8 8对山核桃的生长比较有利。

关键词：经营模式；土壤养分；山核桃中图分类号：￥ 7 2 7 . 3 文献标志码： B 论文编号： 2 0 1 4— 0 4 8 6

Th e Ef fe c t o f Di f f e r e n t Op e r a t i o n Mo d e s o n S o i l Ph y s i c a l a n d Ch e mi c a l P r o p e r t i e s o f Pe c a n Fo r e s tHu a n g Xi n l o n g , Me n g Ya n q i o n g。, F u S o n g l i n g , Hu a n g B o , Wu Z h i h u i , Da i C h a o , Wa n g Z h e

( C o l l e g e o fF o r e s t r y a n d L a n d s c a p e, A n h u i A g r i c u l t u r a l U n

i v e r s i t y, H e f e i 2 3 0 0 3 6; F o r e s t r y B u r e a u fN o i n g g u o C i t y, N i n g g u o A n h u i 2 4 2 3 0 0 )Ab s t r a c t:T o d i s c u s s t h e h i c k o r y f o r e s t s o i l n u t i r e n t a n d t h e v a r i e t y r e g u l a r i t y o f p e c a n’ S p r o d u c t i o n u n d e r

d i f f e r e n t v e g e t a t i o n s a r t i i f c i a l r e c o v e r y mo d e,a n a l y s i s o f t h e p e c a n s o i l n u t ie r n t s i n t h e t y p i c a l s t a n d s wa sma d e a f t e r 5 y e a r s o f a r t i ic f i a l v e g e t a t i o n p l a nt i ng i n Xi a n x i a To wn,Ni n g g u o,a n a re a t h a t wa s s e r i o u s

e c o l o g i c a l d e g e n e r a t e d . T h e r e s u l t s s h o we d t h a t: t h e v a l u e o f d i f f e r e n t v e g e t a t i o n r e s t o r a t i o n o n s o i l p H wa s4. 5—6. 5:a v e r a g e po t a s s i u m c o n t e n t wa s 0. 9 2 g/ k g;a v e r a g e ma g n e s i u m c o n t e nt wa s 0 . 9 8 g/ k g . Th e l o w n i t r o g e n

c o n t e n t wa s r e le f c t e d i n 2 mo d e s w h i c h we r e A mo r p h a p l a n t i n g u n d e r h i c k o r y f o r e s t mo d e a n d s p r a y h e r b i c i d e

i n h i c k o y r f o r e s t mo d e;t h e h i g h c lc a i u m a n d n i t

r o g e n c o n t e n t s h o we d i n t h e w h i t e c l o v e r p l a n t i n g u n d e r h i c k o r y f o r e s t mo d e,w h i c h wa s 1 1 2 . 6 8 g/ k g a n d 6 6 . 2 5 ag r/ k s .T h e h i g h mo i s t u r e c o n t e n t wa s s h o w e d i n Hi c k o r y b a h i a g r a s s u n d e r s t o y r p l a n t i n g p a t t e r n wh i c h w a s 1 7 . 6 8%. T h e h i g h e s t p r o d u c t i o n wa s i n p l a n t i n gAmo r p h a mo d e a n d t h e l o we s t wa s i n h e r b i c i d e mo d e . Af t e r mu l t i p l e c o mp a r i s o n s, a mo n g d i f f e r e n t b u s i n e s s mo d e s i n p e c a n f o r e s t, p l a n t i n g Amo r p h a mo d e e f e c t i v e l y i n c r e a s e d p r o d u c t i o n, p l a n t i n g Hi c k o r y b a h i a g r a s s

mo d e wa s b e n e i f c i a l t o t h e wa t e r a n d s o i l c o n s e r v a t i o n . t h e f a v o r a b l e p H o f p e c a n g r o wi n g wa s 5 . 8 8 .Ke y wo r d s: o p e r a t i o n mo d e; s o i l n u t r i e n t s; p e c a n

基金项目：国家林业公益性行业科研专项( 2 0 1 2 0 4 5 0 6 ):国家星火计划项目“高效生态种养技术集成与示范” (￥ 2 0 1 3 C 3 0 0 0 9 5 )。第一作者简介：黄鑫龙，男， 1 9 8 8年出生，安徽合肥人，在读硕士，主要从事经济林栽培方面的研究。E— ma i l: 2 4 4 3 1 5 6 3 7@q q . t o m。 通信作者：孟艳琼，女， 1 9 7 3年出生，安徽萧县人，

副教授，在读博士，主要从事植物栽培与植被生态修复研究。通信地址： 2 3 0 0 3 6安徽省合肥市长江西路 1 3 0号安徽农业大学林学与园林学院， E - ma i hme n g y q@a h a u . e d u . c n收稿日期： 2 0 1 4 . 0 3 . 0 3,修回日期： 2 0 1 4— 0 5 . 1 0。

黄鑫龙等：不同人工植被恢复模式对山核桃林地土壤理化性质的影响

6 5

0引言

田一早地一茶林地呈垂直分布”。多年平均气温 l 5 . 4℃,日照时数 2 2 3 4h,无霜期 2 2 0天左右，平均降雨

山核￣ g ( C a r y a c a t h a y e n s i s S a r g . )是中国特有珍稀

高档干果，但是在当前生产状况下，保持水土流失已经成为影响山核桃生产的主要因子”】。因此，在大力发展山核桃生产的今天，山核桃林地因过度耕作而导致地力持续退化现象，提出推广生草栽培，实现增产、稳定增收，防止和减少肥料损失及其对环境的污染[ 2 1,以

量1 4 6 8 m l T l,蒸发量 8 0 7 mi l l,常年主导风向以东南风为主，西北风次之，灾害性天气龙卷风几乎每年出现l~ 2次… 。1 . 2试验方法

期达到有效恢复和改善山核桃林地地力，促进山核桃产业可持续发展的目的。郭传友等口的研究表明，大别山山核桃果实品质与土壤 p H有一定的关系，山核桃优树基本分布于微酸性至中性土壤中，最适合的p H 6 . 0,太高太低都会影响果实品质。 由于长期受传统农业生产方式的影响，人们的环境保护观念淡薄，林农对山核桃林地管理粗放，造成林下生态环境退化，病虫害发生严重。通过连续 6年人

1 . 2 . 1样地选择选择代表性标准地典型山核桃生态退化严重的林地， 2 0 0 7年起在山核桃林下人工建植不同 地被植物， 2 0 1 2年在宁国仙霞镇孔夫村内选择已连续 5年人工种植地被的典型样地，分别为：山核桃林下种植紫穗槐模式 ( P 1 )、山核桃林下种植百喜草模式 ( P 2 )、 山核桃林下种植白三叶模式 ( P 3 )、山核桃林下施除草

剂模式 4 ),每种选 2 0 m x 2 0 m作

为土壤采集样地。 1 . 2 . 2土样采集采集土样时，先将土壤表面枯枝落叶除掉，在每个样地内按照“ S”形设置 5个样点，每个取样点分层( 0~ 1 0、 1 0 - 2 0、 2 0~ 3 0 c m)取样，样品的质量约1 ,用自封袋密封。在每 1层里运用环刀法取土

工种植地被典型样地的调查，针对不同人工植被恢复模式的分析得知，这方面的研究国内外较为薄弱。因

此，笔者在山核桃栽培最为集中的安徽宁国地区，研究山核桃不同植被恢复模式土壤理化性质，以期优化现有的种植模式，为山核桃林的科学培育提供理论依据和技术指导。

用于测定土壤容重。并拍摄土壤剖面图片。1份用于土壤容重测定的测定，另1份鲜样去掉根系、石块，过2 1 T I n l钢筛后风干贮藏，供其他土壤化学指标的测定。

1材料与方法1 . 1试验时间、地点

取样时间为2 0 1 3年3—9月，分别在发芽萌动前( 3 月)、幼果形成期( 5月)、果实膨大期 ( 7月)、果实成熟期( 9月)取样，共计取 4次。1 . 2 . 3土壤处理土壤样品带回实验室后分成 2份。1

田间试验于 2 0 1 3年3 _ _ 9月在宁国仙霞镇孔夫村进行，室内试验于 2 0 1 3年3 _ 9月在安徽农业大学进行。宁国县位于 3 O。 l 7—3 0。 4 7 N, 1 1 8。 3 7—1 1 9。 2 9 E,属

份将土壤中的石砾，植物根系和碎屑拣去，过2 ai r n土

皖南山区的一部分，地势南高北低，东南与天目山相连，西部为黄山余脉延伸】,面积 2 4 4 . 7 h m,其中山地

壤筛，储藏去4℃的冰箱中用于土壤含水率、硝态氮、铵态氮的测定。另 1份风干后拣去石砾，植物根系和碎屑后，过2 I I 1 I I 1土壤筛，并储藏于密闭的塑料自封袋

占2 2 . 2%,丘陵占6 3 . 5%。其上覆盖着常绿阔叶林、次生常绿阔叶与落叶阔叶混交林、马尾松林、杉木林以及

中，用于其他理化性质的测定；新鲜植物样品采回后，

多种经济林。属亚热带季风气候，年均气温 1 5 . 4 ' 1 2,年降水量 1 4 1 8 mm,地带性土壤为红

壤㈣。试验地位于 3 0。 2 4 1 0 2’ N, 1 1 9。 1 9 6 7 1” E,坡向正南方，海拔 3 0 2 . 9 m。含石量高，平均含量达到 5 6 . 6%,土

经去离子水冲洗干净，于7 0￣ C鼓风烘箱中烘干，经烘干的样品用高速粉碎机粉碎、过1 r n l n筛，备用[ 】。1 . 2 . 4土壤物理性质及部分化学性质分析 ( 1 )含水率。运用烘干法测定土壤含水率。将少

壤容重平均 1 . 2 4 g/ c m ,土壤结构松散，属仙霞镇孔夫村，位于宁国市东南部，与浙江安吉县毗邻t g],是典型山核桃生态退化严重的林地。

许鲜土置于( 1 0 5￣ 2 )￣ C的烘箱中烘至恒重，即可使其所含水分(包括吸湿水 )全部蒸发殆尽以此求算土壤水分

含量。在此温度下，有机质一般不致大量分解损失影响测定结果。 土壤水分含量=[ (一 r v 3 )/ ( r v 3一 W1 )] x l 0 0%…… ( 1 )

本研究通过人工植被建植第 5年后的 4种不同经

营模式。全村总面积 1 7 . 9 k m 2,属天目山支脉，境内山 丘曲折起伏，连绵不断。地势南高北低，山川河流，纵横交错p 1。以汤公山山脉为界，形成仙霞与杨山小盆地，为耕地分布集中区 0】。土壤以砂性中层和薄层麻石黄红壤为主，主要生产木竹、茶叶、山核桃、早笋、青梅。本镇山地、丘陵形成的畈、冲、土旁田地貌使得水

式中： 为干燥铝盒的重量， 为加入少量鲜土的铝盒重量， 为烘干后的含有土壤的铝盒重量。 ( 2 )容重。运用环刀法测定容重。 土壤容重( g/ e m3 )=环刀内干土重 ( g )/环刀容积( 1 0 0 c m3 )…………………………………………… ( 2 )

6 6

中圄农学 c亟报

h t t p:// ww w. c a s b . o r g . c n

( 3 )土壤 p H。采用电位测定法。分别按照蒸馏水、土壤样品质量比为 2 . 5: 1和1 mo l/ L KC I溶液与土壤样品质量比 2 . 5: I的比例混合，摇匀静置 3 0 mi n后用p H计测定。

在整个生长发育过程中也可通过根系分泌物和枯落物等改善土壤肥力，防止水土流失【

”。 1。由表 1可知，在土壤深度 0~ 1 0 c m中，山核桃林下

种植紫穗槐模式、山核桃林下种植白三叶模式样地全碳含量很高，其他元素含量较高；山核桃林下种植百喜草模式样地中全镁、含水率最高；山核桃林下种植白三叶模式样地中全钾、全钙、 p H含量最高；山核桃林下施除草剂模式样地元素含量普遍偏低，而其中全钾、全钙、全镁、 p H最低。

I . 2 . 5山核桃土壤营养元素分析 ( 1 )全氮。采用湿式消化法消化后，运用全自动凯氏定氮仪测定。( 2 )全磷。采用湿式消化法消化后，使用流动注射仪测定。

( 3 )全钾、全钙、全镁。采用湿式消化法消化后，用

在土壤深度 1 0 - 2 0 c m中，山核桃林下种植百喜草模式样地全氮最高；山核桃林下种植白三叶模式样地全碳、全钙、 p H最高；山核桃林下施除草剂模式样地全氮含量最低。

原子吸收仪测定。 ( 4 )全碳。采用全自动元素分析仪测定。1 . 2 . 6统计分析运用 E x c e l对所分析的数据进行初步处理，并且采用 S P S S进行单因素方差分析处理。2结果与分析

在土壤深度 2 0~ 3 0 c m中，山核桃林下种植紫穗

槐模式样地全钾含量最高；山核桃林下种植白三叶模式样地全镁、全碳含量最高；山核桃林下施除草剂模式样地全钙最高、 p H酸性最大，不利于山核桃的生长。

2 . 1不同经营模式土壤理化性质土壤是地质环境中重要的物质基础，土壤中微量

元素在植物生长过程中具有核心作用，同时植物群落

表 1不同经营模式下山核桃林地各层土壤理化性质变化

注：同一列中平均值后字母相同代表在 0 . O 5水平上差异不显著，不同字母代表差异显著； P 1 (山核桃林下种植紫穗槐模式 )、 P 2 (山核桃林下种植百喜草模式)、 P 3 (山核桃林下种植白三叶模式)、 P 4 (山核桃林下施除草剂模式)。下同。

2 . 2不同经营模式下土壤全磷、全钾、全钙、全镁含量

可以看出，在山核桃植物生长期间样地山核桃林下种

的季节性变化土壤磷、钾、钙、镁元素是土壤中的重要营养元素，

植紫穗槐模式、山核桃

林下施除草剂模式中土壤全磷的波动变化也较大，山核桃林下种植紫穗槐模式、山核

通过对其在山核桃林地不同经营模式下的季节性变化，进一步研究各种模式差异性。 由图 1￣ 2可知，在山核桃不同生理期，从山核桃休眠末期到生长旺盛时期(果实膨大期 )分别为 3—7月

桃林下施除草剂模式中土壤钙的波动变化也较大。全年中，山核桃林下种植百喜草模式的全磷、钙的含量普

遍较高，山核桃林下种植紫穗槐模式的全磷、钙含量较低，山核桃林下种植紫穗槐模式在 9月、 5月全磷含量最高。

全磷总体下降，钙总体上升。从季节间土壤的变化还

黄鑫龙等：不同人工植被恢复模式对山核桃林地土壤理化性质的影响5 4 4 3 3 2 2 l l O O2

6 7 8 4

由图3可知，山核桃林下种植百喜草模式土壤全

另外3个样地的差异性显著。山核桃林下种植紫穗槐模式的全 C a与另外 3个样地的差异性显著。p H4 . 5— 6 . 5;全 K的平均含量 0 . 9 2 g/ k g;全 Mg的平均含量 0 . 9 8 g/ k g。山核桃林下种植紫穗槐模式、山核桃林下施除草剂模式的含氮量较低；山核桃林下种植紫穗槐模

镁平均含量最高，山核桃林下施除草剂模式平均含量较低。全镁季节性波动变化不大。由图 4可知，全钾含量山核桃林下种植紫穗槐模式的季节性波动较大， 7 月达到最高峰，山核桃林下施除草剂模式 7月时最低消耗最多。 2 _ 3全年不同经营模式山核桃林地土壤理化性质

式的全 c a的含量 6 6 . 2 5 mg/ k g以及含氮量 1 1 2 . 6 8 g/ k g最高；山核桃林下种植百喜草模式的含水率 1 7 . 6 8%最

通过对全年的总体土壤特性进行分析归纳，由表 2可知，不同经营模式下 p H、全 K、全 Mg、全 P的差异性不显著；山核桃林下种植百喜草模式含水率、全 c同

高，含氮量较高。山核桃林下种植紫穗槐模式样地产量最高7 5 ,山核桃林下施除草剂模式样地产量最低。

蓊-

一∞盖邑_/ 如加 ∞ ∞∞加加 OO 8 6 4 2 O 8 6 4

H

3月

5月

7月

9月

3月

5月

7月

9月

时间

时间

图 1不同经营模式下土壤中全磷的季节性变化

图 2不同经营模式下土壤中全钙的季节性变化

鬟如钿

剞_ H

取

3月

5月

7月

9月 时间

3月

5月

7月

9月时间

图3不同经营模式下土壤中全镁的季节性变化

图 4不同经营模式下土壤中全钾的季节性变化

表 2不同经营模式下山核桃林地土壤总体特性

6 8 3结论与讨论

中圄农学通报

h t t p:// w ww . c a s b . o r g . c n2 0 0 3, 1 8 ( 1 ): 3 7 - 4 4 . 郑宏兵，束庆龙，丁之恩.山核桃溃疡病与营养元素的关系[ J 1 .经济

不同栽培模式山核桃样地土壤分析结果表明，宁

国山核桃林地土壤的营养元素总体含量较低，土壤含石率高，土壤比较贫瘠。土壤中的含石率与 P 4 (山核桃林下施除草剂模

林研究， 2 0 0 7, 2 5 ( 3 ): 1 9— 2 3 . 方肇成，蒋新民，郑花兰.天目山区山核桃生产发展建议【 J】 .中国果树， 2 0 0 5 ( 4 ): 5 1— 5 2 . 郭传友，黄坚钦，王正加，等.大别山山核桃果实品质与土壤性质的

式)相比明显减少，含水率增加。不同营养模式对土壤营养元素的影响除氮差异显著外， K、 Mg、 P的差异均不显著。主要原因与农民施用 P肥有关，而土壤 K、

相关分析【 J] .经济林研究， 2 0 0 6, 2 4 ( 4 ): 1 9 . 2 2 .Ki m We t z s t e i n H Cyt o l o g i c a l a n d u l t r a - s t r u c t u r a l e v a l u a t i on s

o f z i n c d e i f c i e n c y i n l e a v e s[ J] . J . Ame r . S o e . Ho n. S c i, 2 0 0 3, 1 2 8( 2 ):1 71— 1 7 5 .Wa n g L, Zh ng a J S ha n g T L,e t a 1 . S p e c i e s d i v e r s i t y o f mo u n t a i n

Mg含量相对较高，并不缺乏。因此，不同营养模式对这几种元素的影响不显著。 土壤p H的变化与不同经营模式关系显著，山核桃林地土壤 p H已经

明显下降，尤其是石灰岩发育的土壤，其p H通常在中性范围左右及以上’ 。但是，本研究中土p H都在 6 . 5以下，土壤酸化严重，与P 4 (山核桃

me a d o w o f Li s ha n a n d t he r e l a t i o n wi t h t h e s o i l p h y s i c o c h e mi c a l

p r o p e￣ i e s[]. J Ch i n e s e J o u r n a l o f A p p l i e d& E n v i r o n me n t a l Bi o l o g y, 2 0 0 4, l O ( 1 ): l 8— 2 2 .

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林下施除草剂模式 )相比其中P 2 (山核桃林下种植百 喜草模式)、 P 3 (山核桃林下种植白三叶模式)样地的p H有明显改善。另一方面，在土壤表层的水土保持中复合模式对山核桃生长比较有优势。 不同经营模式山核桃林下，种植紫穗槐模式有效增加山核桃的产量，种植百喜草模式对水分的保持效果最好，土壤 p H 5 . 8 8对山核桃的生长比较有利。吲嘲 网

及其农业地质环境效应【 J】 .地球科学——中国地质大学学报，

Ⅲ 2 0 0 5, 3 0 ( 2 ): 1 7 0 - 2 2 4 .童根平，王卫国，张圆圆，等.大田条件下山核桃林地土壤和叶片养分变化规律[ J] .浙江林学院学报， 2 0 0 8, 2 6 ( 4 ): 5 1 6 . 5 2 1 . 国家林业局.中华人民共和国林业行业标准——森林土壤分析方法【 s] .北京：中国标准出版社， 2 0 0 0 . 林开敏，俞新妥，洪伟，等，杉木人工林林下植物对土壤肥力的影响

另外，通过分层次土壤样品比较，各元素的差异性显著，由此可知，其对上层土壤的差异性变化最大。因此，在当前施肥和生产管理条件下，不同经营模式下山核桃林地土壤质量对山核桃生长促进，其中山核桃林

[ J】 .林业科学， 2 0 0 1, 3 7 ( 1 ): 9 4 . 9 8 .Smi h M t Wo o dB Ra n W R Re u c o v e r y a n d p a r t i t i o n ng i o f

n i t r o g e n f r o m e a r l y s p r i n g nd a id m s u m me r a p p l i c a t i o n s t o p e c n a

r t e e s[ J] . J Ar t i e r S o c Ho r t S c i, 2 0 0 7, 1 3 2 ( 6 ): 7 5 8 7 6 3 .K r a i me r R A, L i n d e ma n n W C, He r r e r a E A. Di s t r i b u i t o n o f’, N—

下种植百喜草模式的种植模式对水分的保持效果最好，酸性最适合山核桃生长，且对上层土壤营养元素含量较高，改良效果最好；山核桃林下种植紫穗槐模式的种植模式对山核桃产量提高最好，山核桃林下施除草

l a b e l e d f e r t i l i z e r a p p l i e d t o p e c n: a a c a s e s t u d y[￣H o r t S c i, 2 0 0 1, 3 6r 2 ): 3 0 8 - 3 1 2 .Wa ng S Z, C h e n G C, B a i Y P, e t 1. a I n t e r r e l a t i o n et b we e n p l nt as p e c i e s d i v e r s i y t nd a s o i l e n v i r o n me n t a l f a c t o r s n i Bi r d I s l nd a o f

剂模式的种植模式对山核桃产量的效益最低。

Qi n g h l a L a k e[]. J C h i n e s e J o u r n a l o f Ap p l i e d E c o l o g y, 2 0 0 5, l 6 ( 1 ):1 8 6— 1 8 8 .

因此，农民种植方式需要改进，尽量使用种植紫穗槐模式有效增加山核桃的产量，或种植百喜草模式以便发挥肥料功效，维护土壤质量，便于山核桃林地可持续发展。

Ac u a - Ma ld on a d oL E, S mi t hM W M a ne s sN O,e t a 1 . I n lu f e n c e o f n i t r o g e n a p p l i

c a t i o n t i me o n n i ro t g e n a b s o r pt i o n,p a r t i t i on i n g,a nd

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