全 文 ：陕西林业科技 No. 2 , 1 9 3 3 , p p . 7 6一 7 7
S h a a n x i F o r e s t S e i e n e e a n d T e e h n o lo g y
施石灰对挪威云杉林及土壤的影响
薛泉宏编译
1 引言
在 1 9 8 9 年 , 德国有 1 7 6 o o o h a 以上森林
施用肥料或石灰 。尽管这方面已有一些研究 ,
但结果不尽一致 。 本试验之 目的在于探索施
用 白云石 ,特别是结合酸水灌溉施用白云石
的效应 。 研究内容如下 : 施石灰对土壤化学 、
土壤微生物及地植物和林木生长的影响 。 试
验在成熟的挪威云杉林中进行 。 试验 1 9 8 4 年
开始 ,五年试验结果如下 。
2 材料与方法
2
.
1 试验点概况
试验点设在德国慕尼黑西部 S Ok m 处的
国有林区 ,海拔高度 54 Om 。 平原 。 年均雨量
80 o m m
。 年均温度 7 . 3℃ 。 林分为 83 年林龄
的 人工云杉纯林 , 生长状况 良好 。 密度 6 15
株 h a 一 , 。 立木蓄积量为 1 2 5 8m 3 h a 一 ` 。 平均直径
4 c0 m
, 树高 37 m 。 林下土壤为薄层湿老成土 。
剖面 4 c0 m 以上层次的水浸 p H 变化在 3 . 72
一 4 . 2 0 间 , 粘粒含量 ” 肠一 2 % , 盐基饱和
度 2%一 6% ,全 N 含量 0 . 5~ 1 . s m g g 一` ,有机
碳 0 . 3%一 2 . 8 % 。
2
.
2 试验方案
试验设 6 个处理 : ( 1 )对照 (不施石灰不
灌 水 ) ; ( 2 )酸水 灌溉 ( p H 2 . 、 7 ) ; ( 3 )正常灌溉
( p H S
.
5 ) ; ( 4 )施 石灰 (白云石粉 , 4 t h a 一` , 1 9 8 4
年 一次施入 ) ; ( 5) 酸水灌溉 ( p H 2 . 7) + 石灰
( 4 t h a
一 `
) ; ( 6 ) 正 常 灌 溉 ( p H S . 5 ) + 石 灰
( 4 t h a
一
,
)
。 小区面积 5 0 m X 5 0 m 。
3 结果与讨论
3
.
1 土壤性质
3
.
1
.
1 土攘 p H 给土壤表层施入白云石粉
7 6
会引起土壤剖面上部有机物层 (不同腐解程
度的稠落物层 ) p H 大 幅度升高 。 如施入白云
石一年后有机物 p H 上 升至 6 左右 , 而 。 ~
40
c m 的矿质土层 p H 约为 4 左右 。 施入的二
价碳酸盐在酸性土壤中迅速溶解淋失 ,故矿
质土层的 p H 增加缓慢 。
灌溉可使土体上部的脱酸化锋面向下移
动加快 。 酸水灌溉消耗了部分碳酸盐 ,故酸灌
处理土壤的 p H 增加慢于正常灌溉土壤 。 如
施石灰第三年后的腐殖质层 p H ( H ZO )按正
常灌溉 ( 6 . 8 ) > 酸灌 ( 5 . 8 ) > 对照 ( 5 )排列 。
p H 改变对土壤化学性质有明显影响 ,其效应
在施石灰两年后就可看到 。
.3 L Z aC
、
M g 移动 根据 白云石 的溶解
性 , C a 、 M g 会被淋洗至深层土壤中。 白云石
中 C a 、 M g 的精确比为 1 : l ,但 M g 在矿质土
壤 中迁移更快 。 这与 M g c O 3 的溶解性大于
C a C O
。
(约 1 0 倍 )有关 。 1 0一 Z o e m 土壤浸提
液中 M g 、 C a 含量分别 为 0 . 4 6 、 0 . 1 4m e l ,就
是一个证明 。 水提取物中未测出络合 C a ,故
C a 与有机物质的络合作用似乎并不重要 。 酸
水灌溉对 白云石的溶解作用很强 , 导致土壤
20
c m 深处渗漏水中 C a / lA 、 M g / lA 分子比率
分别由对照的 0 . 2 0 、 0 . 2 5 提高到 0 . 5 2 及 2 . 1
〔施用第 4 年 ) 。 缺 M g , 十土壤施用 白云石对恢
复树木生长是十分有益的 。
3
.
1
.
3 A I
、
M n
、
Z n 元 素 随 p H 增加 , 腐殖
质层与 2 0 e m 处相 比 , 渗漏 水中 A l 、 M n 、 Z n
含量显著降低 。 在腐殖质层 ,对照与石灰处理
的 A I、 M n 、 Z n 浓度分别为 7 5 、 4 6 、 1 . 3林m o l一 `
及 一。 、 2 、 0 . 5拜m o l一` 。 2 0 e m 处的 Z n 浓度无显
著差异 , lA 、 M n 差异 也小 于腐殖质层 。 在
4 c0 m 及 1 7 5 c m 处施石灰引起的 M n 减少分
别表现为显著 、 不显著两种情况 。 同样的结果
亦有报道 。
3
.
1
.
4 NH C .I 浸 提物 (交换性盐基离子 )
薄白云石 4 .5年后所有 白云石已被溶解 ,其
含量对 N H 、 CI 浸提结果无影响 。 N H ; CI 浸提
液测值表 明 ,施石灰后土壤交换性 c a 、 M g 增
玩 , lA 、 M 。 减少 , 其效应在半腐 解凋落物及
腐殖质层是显著的 。在腐殖质层 , 对照与处理
的交换性 C a 、 M g 分别为 6 . 8 、 1 . Ze m o l ( + )
k g
一 `及 2 3 . 9 、 1 7 . 7 e m o l ( + ) k g 一 ’ , A I、 M n 则分
别为 5 . 4 、 1 . o e m o l ( + ) k g 一 ` 及 。 、 0 . s e m o l
( + ) k g
一
, 。 当深度增加到 2 c0 m 时该 效应 消
失 ,与 p H 随深度增加减少的趋势是相似的 。
3
,
1
.
5 峭态 N 研究表明 , 在所有深度处 ,
处理小区渗漏水中的 N O 3 含量相当高 , 超过
世界卫生组织 (W H O )的标准 。 如在土壤腐殖
质层 、 2 0 e m 、 4 o e m 及 1 7 5 e m 处 。 处理与对照
的 N O 3 浓度分别为 9 2 2 、 1 9 5 4 、 1 7 1 1 、 1 5 8 0
仁m o l · l一 ’ 及 7 4 3 、 9 7 7 、 8 6 0 、 1 5 3 4 尸m o l · l一 , 。
大气降水每年进入土壤的 N O 3 仅为 21 . 2一
45
·
o k g ha
一
, , 不足以解释这种现象 。 尽管土壤
pH 很低 (约为 4 ) ,硝化作用仍 以相当高的速
度在进行 。 这可能与异养菌作用有关 。 施用
石灰后 p H 增高 ,亚硝化 及硝化菌被激活 , 引
起土壤 N O 3 大幅度浓度增加 。 如在 20 o m 处 ,
渗漏水中的 N O , 最大可达 4 5 0 0 拜m o l · l一` ,在
冬季渗漏水流达到最大值时 N O 3 浓度最高 。
3
.
1
.
6 可浓性 有机破 ( 〔幻 C ) 施用石灰一
年后 ,有机物层水浸物中 D O C 大量增 加 。 随
时间延长 ,土壤深层也能测出 D 〔)C 。 施石灰
2
、
3
、
5年后 , 腐殖质层 DO C 分别为 2 3 5 、 4 0 1 、
36耳m g l一 , , 而对照测值 为 1 3 1 、 2 2 9 、 1 7 2 m g l一` ,
差异明显 。 在腐解程度较高的落叶层 , D O C
大于 10 。。m gl 一` 。 从土壤渗漏计及吸力杯收集
的土壤溶液测值也得到同样结果 。
仪 )C 的增加导致与之形成 稳定络合物
_的重金属也发生迁移 。连续四年的测定表 明 ,
有机物层对照与处理的水溶性 C u 含量分别
变动在 0 . 2 ~ 0 . 4拼e g l一 ’ 及 0 . 4 ~ 1 . 4拼e g l一 ,之
间 。 溶解性增加导致重金属移动 。 重金属有
机络 合物向土壤深层 的迁移通过腐殖 质层
P b (铅 ) 及 1 0一 2 0 e m 层 F e 的浓度增加得到
证实 。 其它研究也证明施石灰后 C u 、 P b 迁移
出现 。
3
.
2 针 Df 化学组成
施石灰四年后的针叶分析表 明 , 对照与
处理的 l 年生针叶 N 、 P 、 K 、 C a 、 M g 含量分别
为 1 3 . 6 3 、 1 . 8 0 、 4 . 9 4 、 2 . 2 3 、 1 . 4 o m g g 一 `及
1 3
.
1 7
、
1
.
6 6
、
4
.
2 5
、
2
.
9 7
、
1
.
4 9 m g g
一
, 。 3 年 生
老叶的测值与之近似 , 表明施石灰对针叶中
上述元素含量无影响 。 对照与处理的 1年生
新 叶 M n 含 量 分 别 为 一 9 5m g g 一 ` 和 1 . 3 7
m g g
一 ` , 3 年生老叶为 2 . 30 m g g 一 ,和 1 . 7 5m g g 一 , ,
说明施石灰减少了林木对 M n 的吸收 。
3
,
3 地植物和土壤动物
施石灰 1 年后 ,禾本科醉酱草的覆盖度
和干重增加 。 其对照与处理的覆盖度分别为
1 5写和 2 9%一 4 3% , 干重为 0 . 8 6 9 / 1 0 0 片叶
和 0 · 8 6一 0 . 9 7 9 / 10 0 片叶 。 灌溉小区石灰对
醉酱草的影响较未灌溉 区更为 明显 。 从施石
灰后第二年开始 , 处理 区就 出现了大量的虹
叫粪便 。 对照与处理 区的蛆躬.密度分 别为
3 0
、
4 6 0一 5 3 4 条 /m , 。 优势种为正红躬l ,其活
动范围被严格限制在石灰处理 区 。 蛆躬!活动
对处理区土壤结构等理化性质影响很大 。
4 结论 ’
施用 石灰对 中和表层土壤酸度非常有
效 , 且向根区提供 C a 、 M g 元 素 , 同时激发土
壤有机表层的硝化作用并加速某些地区地下
水的污染 。此外 ,施石灰还会加速土壤有机质
层重金属向土壤深层迁移 , 对地下水水质产
生不良影响 。 ③