宜春市袁州区油茶林地土壤养分限制因子研究

时间：2024-05-23

刘俊萍喻苏琴孟凡虎连鲁楠彭小强胡冬南

摘要：为了解宜春市袁州区油茶（Camellia oleifera Abel）林地土壤养分状况，确定限制油茶生长的养分因素及最佳施肥技术，以高粱作为指示植物，采用土壤养分状况系统研究法，对该区油茶林地土壤养分限制因子进行研究。结果表明，宜春袁州区油茶林土壤有机质含量较丰裕，P、K、Ca、Mg及硝态氮养分元素含量低下，S元素最为丰富；该土壤对P的吸附固定能力最强，对Mn的吸附最弱；N、P、Ca是该油茶林地的主要限制因子，Fe、Cu、K、Mo是潜在的养分限制因子。为实现该油茶林平衡施肥，在施足N、P、Ca肥的同时应配合施用一定量的Fe、Cu、K、Mo肥。

关键词：油茶（Camellia oleifera Abel）林地；土壤养分；限制因子；袁州区

中图分类号：S794.4 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2018）10-0045-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.10.011

Study On the Soil Nutrient Limiting Factors of Camellia oleifera Abel Forest Land in Yuanzhou Area of Yichun

LIU Jun-ping，YU Su-qin，MENG Fan-hu，LIAN Lu-nan，PENG Xiao-qiang，HU Dong-nan

（College of Forestry，Jiangxi Agricultural University/Key Laboratory of Forest Cultivation，Nanchang 330045，China）

Abstract： In order to know the soil nurtrient status of the Camellia oleifera Abel forest land in Yuanzhou area of Yichun， and confirm the nurtrient factors which limiting the growth of the C. Oleifera Abel and the optimum fertilization technique， sorghum as the plant indicator，the soil nutrient limiting factors of the C. oleifera Abel land in Yuanzhou area of Yichun were studied by adopting the system diagnosis of soil nutrient status. The results showed that the content of organic matter was relative abundant in the C. Oleifera Abel land in Yuanzhou area of Yichun， while the content of P，K，Ca，Mg and nitrate nitrogen were on low level，S element was most plentiful； And the soil adsorption capacity for P was most strong，while as for Mn， it was the lowest； N，P，Ca were the main soil nutrient limiting factors， and the latent soil nutrient limiting factors were Fe，Cu，K，Mo. In order to achieve balanced fertilizer，Fe，Cu，K，Mo fertilizer ought to be feeded appropriately when the N，P，Ca fertilizer were applied amply.

Key words： Camellia oleifera Abel forest land； soil nutrients； limiting factors； Yuanzhou area

油茶（Camellia oleifera Abel）是山茶科山茶屬植物，其种子油脂含量较高，集经济、生态、社会效益于一身。江西省是油茶主产区之一，在中国油茶产业发展建设中发挥了极其重要的作用[1]。为了提高油茶林生产能力，需加强集约化经营管理。而养分是林木生长发育的基础，科学施肥是提高油茶产量、改善油茶质量的有效措施。全面、准确地了解土壤各种养分状况、养分吸附特性、养分限制因子及其亏缺程度是科学施肥的前提条件。土壤养分状况系统研究法简称ASI法，将土壤化学分析与植株营养效应紧密结合是比较科学、系统和准确的土壤养分状况分析法[2]。江西省绝大多数油茶林地土壤养分匮乏，且比例不协调，从而出现投入多，收获却不明显的问题。江西省宜春市地处亚热带，水、气、热条件优越，是发展油茶产业的优势区域。为探明宜春市油茶林地土壤养分限制因子，从而指导油茶平衡施肥、提高油茶的产量与质量，指导和促进江西省油茶产业的科技进步，本研究选取江西省宜春市袁州区油茶林土壤为研究对象，通过常规理化分析、吸附试验和盆栽试验测定与分析，确定土壤养分限制因子，为优化施肥指标奠定理论基础。该研究对油茶产业的发展，以及提高肥料的利用率，避免肥料的使用不当和肥料资源的浪费，降低对生态环境构成的潜在威胁，实现油茶的安全环保生产起着一定的指导作用。

1 材料与方法

1.1 土壤样品的采集与处理

供试土壤样品为江西省宜春市袁州区油茶林地红壤。为保证土壤样品有较好的代表性，遵循“随机、等量、多点混合”的采样原则，分别在上、中、下3个高度选择有代表性的地块，采用多点随机取样法于0～40 cm深处取70 kg土样。将土样带回至实验室，经自然风干后去杂磨细，过2 mm筛后将土壤充分混合均匀。用四分法取1.5 kg风干的土样用于土壤常规分析和吸附试验，余下土壤样品用于温室盆栽试验。

1.2 土壤有效养分含量测定

将待测样品送至中国农业科学院土壤肥料研究所测土配方实验室，采用美国国际农化（ASI）服务中心所提供的方法，委托其对供试土壤的有效养分含量进行测定与分析。测定项目主要包括交换性酸、pH、土壤有机质含量、有效Mn、K、P、S、Zn、Fe和Cu等指标。

1.3 土壤养分吸附试验

根据土壤有效养分分析结果，对含量低于临界值或者在临界值附近的主要养分元素进行土壤吸附试验[3]。将配好的不同浓度待测元素的溶液加入一定量的土壤中，使其充分混匀。土壤于无尘室静置3～6 d，经风干后，采用与原始土样的常规化学分析方法相同的浸提液浸提土壤，测定土壤中各营养元素的可浸提量[4]。以加入量为横坐标，提取量为纵坐标，绘制加入量与提取量的关系曲线。吸附研究的元素包括Cu、Mn、Zn、P、K、S、B，吸附结果用来评价土壤的吸附固定能力，并为盆栽试验提供一定的依据。

1.4 盆栽试验

在土壤的常规测定及土壤养分吸附试验的基础上，以高粱作为指示植物，于江西农业大学温室内进行盆栽试验。选14个底部穿孔的塑料杯，并插入吸水滤棒。待土壤风干后，往每个塑料杯装土样400 mL。设置0PT、CK、-N、-P、-K、-Ca、-Zn、-Cu、-Fe、-Mo、-Mg、-B、-Mn、+S 14个处理，每处理重复3次。OPT为最佳处理，CK为空白对照处理。在最佳处理的基础上针对大、中、微量元素设置缺素处理，用“-”表示，而“+”表示对某元素的超量处理[5]。除-N和CK处理的植物灌溉液为去离子水外，其余处理的植物盆栽均用0.3 g/L的NH4NO3溶液灌溉。植株通过吸水滤棒从塑料杯中吸收灌溉液。播种前将高粱种子放置试验室催芽处理，24 h后选12粒出芽情况相近的种子播至约1 cm深处的土壤中，待种子出苗一周后将其定苗至8株。45 d后收获高粱地上部分，然后烘干称重。以最佳处理的植株干重质量为100%计算各处理植株的相对产量，并进行方差分析，评价土壤养分元素的缺乏情况[6]。

干物质相对产量=每处理平均干重/OPT平均干重×100%。

1.5 數据统计与分析

采用Excel对试验数据进行统计分析和图表制作，用SPSS软件进行显著性方差分析。

2 结果与分析

2.1 供试土壤养分状况评价

宜春市袁州区的土壤为花岗岩发育的红壤，从土样测定结果（表1）可知，该油茶林地土壤呈酸性，有机质含量较丰富。结果表明，活性酸（AA）为3 mol/L，Mg/K、Ca/Mg都偏高。硝态氮、P、K、Ca、Mg养分元素含量偏低，处于亏缺状态。该土壤富含S元素，Fe、Cu、Mn、Zn、B养分元素比较充裕，但均没有达到临界值的3倍，因此需要进一步的盆栽试验对该样地是否缺乏这些养分元素进行验证。

2.2 宜春油茶林地土壤的吸附固定特性

土壤具有复杂的物理化学及生物学特性，当养分元素被加入到土壤中，这些养分并非都被植物吸收利用，因为土壤对其有一定的吸附固定作用[7-9]。为了解土壤对不同元素的吸附固定特性，对K、Zn、P、Mn、B、Cu、S这7种比较重要的养分元素进行吸附试验，并绘制吸附曲线（图1）。由于S的提取量较高，没有绘制其吸附曲线。为更直观地比较土壤对这些养分元素的吸附固定作用，针对土壤对不同元素的吸附特性，在一定范围内用直线方程进行拟合，并得到相对应的曲线模拟方程。其中，A为吸附系数，A越小，则表明土壤对其吸附固定能力越强。由表2可知，该油茶林地土壤对P的吸附固定能力最强，对Mn的吸附最弱。根据吸附系数的大小，可以大致比较土壤对以上6种养分元素的吸附强弱，表现为P>K>Zn>B>Cu>Mn。

2.3 温室盆栽试验

根据土壤养分分析测定结果判断土壤养分状况具有一定的局限性，因此展开了温室盆栽试验进行进一步的验证。盆栽试验结果（表3）表明，与最佳处理相比，土壤不施加Mo、K、Cu、Fe、P、Ca、N元素，高粱生物量显著降低，影响其生长的程度表现为N>Ca>P>Fe>Cu>K>Mo。由高粱盆栽试验结果可知，江西省宜春市油茶林的主要土壤养分限制因子为N、Ca、P，不施相对应的肥料将分别减产83.23%、80.12%、69.57%；Mn、Mo、K、Cu元素为该土壤养分的潜在限制因子，当N、P、Ca元素充足时，不施Mn、Mo、K、Cu元素将更为严重地影响油茶产量与质量。对照高粱产量极低，与最佳处理相比，不施任何养分元素高粱减产94.41%，产量差异达到极显著水平。盆栽试验结果与原始土壤养分含量测定值基本一致，但也有一定的差别，比如Mg元素在土壤养分测定结果中含量较低，但温室盆栽试验结果表明供试土样并不缺乏Mg元素。这可能是因为受到土壤其他理化性质、气候、环境等因素的影响[10]。这些养分的亏缺或失衡严重影响油茶高产稳产和可持续经营，造成土壤肥力的进一步衰退[11]。因此在田间试验中要增加P、N、Ca养分元素，适当增施微量元素Mo、K、Cu、Fe肥。根据Barry相对产量概念标准，可将土壤肥力分为5级（表4），除肥力很高的S、B元素外，其他养分元素均需根据等级按最适量精准施肥。

3 小结与讨论

1）宜春市袁州区油茶林地土壤有机质含量较高，pH为3.51，是酸性红壤，适宜油茶生长。但N、P、Ca元素含量极低，严重影响油茶林的产量与质量，应大量增施相应养分肥料。其他营养元素Cu、K、Fe、Mn应根据亏缺程度加以施肥。

2）土壤对不同养分元素的吸附固定能力不同，土壤养分中的可利用部分决定了其被植物吸收的养分含量[12]。该土壤对P的吸附能力最强，对Mn的吸附固定量最小。因此江西省宜春市油茶林地对P的利用率低，对Mn的利用率高。了解土壤对不同养分元素的吸附固定特性为平衡施肥提供了一定的理論依据。

3）盆栽试验表明，P、N、Ca是宜春市袁州区油茶林地的主要养分限制因子，Mo、K、Cu、Fe为潜在的养分限制因子，而B、S元素在宜春市茶林地土壤中含量丰富。因此在施肥过程中建议增施P、N、Ca大中量元素肥料，合理适量地补充Mo、K、Cu、Fe元素，避免土壤因缺乏这些养分元素造成油茶林减产。土壤养分限制因子显著影响油茶产量和土壤有效养分含量，找到影响油茶生长的养分限制因子及其亏缺程度为平衡施肥和实现集约型养分管理提供理论依据和技术指导[13]。

4）测土结果与盆栽试验结果存在一定的差异，只依据土壤养分测定分析结果来判断土壤养分状况具有一定的片面性，需开展盆栽试验进行验证。因高粱生长繁殖速度快，选定高粱作为盆栽试验的指示植物，但由于存在指示植物对各养分元素的需求程度与油茶未必一致的问题，并且指示植物高粱与大田油茶的生长环境存在较大的差异，加之取样的局部性与代表性，盆栽试验仍然需要与田间试验配合，进一步精确筛选养分障碍因子，改进施肥配方，从而生产江西省甚至全国的油茶专用肥，实现油茶高产稳产和可持续经营[14]。

参考文献：

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