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中山市合果木生长与土壤肥力关系



全 文 :第 14 卷 第 1 期
2016 年 2 月
中 国 城 市 林 业
Journal of Chinese Urban Forestry
Vol. 14 No. 1
Feb. 2016
中山市合果木生长与土壤肥力关系
何秀云1 修小娟1 林俊新1 贾 朋2 姜春宁2 黄永芳2
1 中山市国有森林资源保护中心 广东中山 528400
2 华南农业大学林学与风景园林学院 广州 510642
收稿日期:2015 - 09 - 19
* 基金项目:含笑属乡土树种良种选育与示范 (2012KJCX001 - 07)
作者简介:何秀云,工程师,主要从事林业基础技术研究,E - mail:55919308@ qq. com
通信作者:贾朋,硕士,主要从事森林培育及森林生态方向的研究,E - mail:jiapeng@ 163. com
摘要:为探讨合果木在不同土壤情况下的生长表现,选取中山市五桂山、三乡、长江水库及中山树木园 4
个造林地点对合果木的生长情况进行调查,同时选取土壤质地、土壤容重、pH 值、有机质、全氮、全磷、
全钾、碱解氮、有效磷和速效钾 10 个土壤指标作为评价系数,运用修正的内梅罗 (Nemoro)综合指数评
价法对土壤肥力进行综合评价。结果表明,4 个合果木造林地点土壤综合肥力系数 p 为 0. 40 ~ 0. 66,均属
于贫瘠土壤;4 个造林地点综合肥力系数排序为树木园 >五桂山 >三乡 >长江水库,这与合果木树高和胸
径的年生长情况相一致;在土壤贫瘠的情况下,合果木仍能保持较快的生长速度;树高年生长量与土壤综
合肥力系数相关性最高,相关系数为 0. 704,其次为枝下高和胸径年生长量。
关键词:合果木,生长状况,土壤肥力评价,内梅罗法,中山市
DOI:10. 3969 / j. issn. 1672 - 4925. 2016. 01. 008
Correlation between Growth Condition of Paramichelia baillonii and Soil Fertility in Zhongshan City
He Xiuyun1 Xiu Xiaojuan1 Lin Junxin1 Jia Peng2 Jiang Chunning2 Huang Yongfang2
(1. Zhongshan Institute of Forestry Science,Zhongshan 528400,Guangdong,China;
2. College of Forestry and Landscape Architecture,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China)
Abstract:In order to understand the growth condition of Paramichelia baillonii under different soils,four sites at Wu-
gui Mountain,Sanxiang,Changjiang Reservoir and Zhongshan Arboretum inZhongshan City,Guangdong Province
were selected for an investigation of the growth condition of P. Baillonii by using modified Nemoro formula for inte-
grated quantitative evaluation of the soil fertility with 10 soil indicators including soil texture,bulk density,pH value,
organic matter,total N,P and K,available N,P and K. The results showed that the integrated coefficient p of the
four planting sites was between 0. 40 and 0. 66,which meant that the soil was infertile;the integrated coefficient p
of the four sites was ordered by Zhongshan Arboretum > Wugui Mountain > Sanxiang > Changjiang Reservoir,which
was consistent with the annual growth of height and DBH;P. baillonii still could maintain a rapid growth when the
soil was infertile;and the annual height growth and the integrated coefficient pwere best correlated with the correlation
coefficient at 0. 704,which was followed by the annual growth of under branch height andthe DBH.
Key words:Paramicheliabaillonii,growth condition,soil fertility evaluation,Nemoro formula,Zhongshan City
合果木 (Paramichelia baillonii)别名山桂花、
山白兰,属木兰科 (Magnoliaceae)合果木属常绿阔
叶乔木[1]。合果木为云南省特产,是国家三级重点
保护野生植物,生长迅速,材性优良,能耐短期低
温,近年来在广西、广东、海南等多地均有引
种[2 - 4]。合果木树干通直,树形优美,花朵淡黄色
有香气,为名贵稀有的观赏树种,近几年在园林绿
化中受到越来越多的重视[5 - 6]。
土壤是影响植物群落生存的重要环境因子之一,
其中土壤肥力是土壤的本质特征,直接影响植物的
中 国 城 市 林 业 第 14 卷
生长状况[2,7]。以往有关土壤肥力的评价多侧重于土
壤养分评价,较少涉及土壤物理性质[8 - 10]。本研究
以中山市五桂山、三乡、长江水库及树木园 4 个合
果木造林地点为研究对象,选取化学和养分质量分
数、土壤物理性质等方面的多个指标,运用修正的
内梅罗 (Nemoro)综合指数法对土壤肥力进行综合
评价,并对合果木的生长指标进行分析,旨在对中
山市合果木造林点土壤进行综合定量评级并研究在
不同土壤情况下合果木的生长表现。
1 材料与方法
1. 1 研究地概况
广东省中山市位于珠江三角中南部,北连广州,
毗邻港澳。中山市全境均在北回归线以南,属亚热
带季风气候,气候温暖,降水丰富。年平均气温为
22. 0 ℃。月平均气温以 1 月最低,为 13. 6 ℃;7 月
最高,达 28. 5 ℃。年平均降水量为 1 791. 3 mm,年
平均日照时数为 1843. 4 小时。水热条件优越,植物
几乎一年四季均可生长。中山市地处南方丘陵和珠
江冲积平原地带,地形以低山丘陵和海滩为主,海
拔 10 ~ 200 m,最高峰位于中南部的五桂山,海拔
531 m。土壤类型多为赤红壤,肥力偏下。
中山树木园位于中山市东区槎桥,为东区与南
区交界处,占地约 80 hm2,其中木兰园种植木兰科
植物 80 多种;五桂山位于中山市南部,环境优美,
被称为中山“绿肺”,五桂山主峰海拔约 531 m;长
江水库位于中山市区东南部,五桂山之北森林资源
极其丰富;三乡在中山市境南部,生态环境优美,
是全国知名的生态名镇。
1. 2 生长指标的测定
三乡的合果木为 2005 年种植,林龄 9 年;中山
市树木园合果木为 2003 年种植,林龄 11 年;五桂
山和长江水库的合果木为 2001 年种植,林龄 13 年。
4 个造林地点合果木造林株行距均为 2 m × 3 m,造
林密度为 111 株 /亩。于 2013 年 12 月对中山市五桂
山、三乡、长江水库及中山树木园 4 个造林地点合
果木的生长状况进行野外调查。在每个造林地点选
取 1 个 20 m ×20 m具有代表性的标准地,对标准地
内的合果木进行每木检尺。为了反映合果木地上部
分纵向和横向的生长,对样地合果木的树高、胸径、
冠幅、枝下高 4 个生长指标进行测定。
1. 3 土壤的采集及分析
在每个标准地内选择 3 处有代表性的地段挖掘
土壤坡面,划分层次 (0 ~ 20 cm,20 ~ 40 cm,40 ~
60 cm),用密封袋、环刀和小铝盒分层采集土壤样
品,带回实验室分析。
用环刀法测定土壤容重和孔隙度;土壤 pH值用
土水比 1∶2. 5 提取,pH 计测定;有机质采用重铬酸
钾氧化—外加热法;用半微量凯氏法测定全氮;用
氢氧化钠碱熔法将土壤样品溶融后提取待测液,用
钼蓝比色法测全磷;用火焰光度计测全钾;用碱解
扩散法测定碱解氮;用 0. 5 mol /L 的碳酸氢钠提取
土壤样品后,用钼蓝比色法测速效磷;用 1 mol /L
的中性醋酸钠提取土壤样品后,用火焰光度计测速
效钾[11]。
1. 4 数据处理
采用 Excel 2007 对数据进行整理,用 SPSS 19. 0
软件进行统计分析,采用单因素方差分析和 Duncan
分析比较不同数据组间的差异。
2 结果与分析
2. 1 不同造林地点土壤的物化性质
土壤质地对土壤的水、肥、气、热有很大的影
响[12]。五桂山、三乡、长江水库土壤为壤土,树木
园为砂壤 (见表 1)。土壤容重可以反映土壤的松紧
程度,影响土壤通气及植物根系的生长[13]。由表 1
可知,4 个造林地点的土壤容重为 1. 21 ~ 1. 45 g /
cm3;树木园土壤质地为砂壤土,土壤容重显著小于
其他 3 个造林地点 (P < 0. 05);长江水库土壤紧
实,容重最大。土壤孔隙可以容纳水分和空气,土
壤中孔隙容积越多,水分和空气的容量就越大[14]。
4 个造林地点土壤总孔隙度为 45. 17% ~ 54. 38%,
均值为 48. 76%,变化范围不大。4 个造林地点土壤
各层总孔隙度和非毛管孔隙均以树木园为最大 (P
<0. 05),说明树木园土壤的通气性最好。
由表 1 可知,4 个造林地点的土壤养分含量差
异较大。土壤有机质是土壤中最活跃的成分,是土
壤肥力的重要基础[15]。五桂山土壤的有机质含量最
高 (P <0. 05),分别是三乡、长江水库及中山树木
园的 2. 27、3. 5 和 10. 9 倍。氮磷钾是植物生长必需
的营养元素,对植物生长至关重要[16]。五桂山土壤
的全氮、碱解氮、有效磷含量最高,其与三乡、长
江水库及中山树木园存在显著差异 (P < 0. 05)。树
木园土壤的全钾及速效钾的含量最高,显著 (P <
0. 05)高于其他 3 个造林点,但有机质含量最低。4
个造林点的 pH值为 4 ~ 5,均呈酸性。
24
第 1 期 何秀云 修小娟 林俊新,等:中山市合果木生长与土壤肥力关系
表 1 中山市不同造林点土壤理化性质分析比较
造林地点 五桂山 三乡 长江水库 树木园
土壤质地 重壤 重壤 重壤 砂壤
土壤容重 / g kg - 3 1. 36 ± 0. 12b 1. 41 ± 0. 05b 1. 45 ± 0. 07b 1. 21 ± 0. 04a
总孔隙度 48. 59 ± 4. 40a 46. 91 ± 1. 67a 45. 17 ± 2. 45a 54. 38 ± 1. 43b
毛管孔隙度 40. 17 ± 2. 22a 37. 83 ± 3. 19a 36. 16 ± 0. 98a 35. 75 ± 2. 91a
非毛管孔隙度 8. 42 ± 4. 20a 9. 08 ± 4. 86a 9. 01 ± 2. 53a 18. 62 ± 4. 32b
有机质 / g kg - 1 14. 08 ± 3. 71c 6. 20 ± 2. 67b 4. 02 ± 0. 67b 1. 29 ± 0. 61a
全氮 / g kg - 1 0. 74 ± 0. 18c 0. 23 ± 0. 07b 0. 14 ± 0. 01ab 0. 06 ± 0. 03a
全磷 / g kg - 1 0. 06 ± 0. 01b 0. 10 ± 0. 01c 0. 06 ± 0. 003b 0. 04 ± 0. 01a
全钾 / g kg - 1 4. 10 ± 0. 10b 2. 29 ± 0. 08a 1. 75 ± 0. 17a 39. 02 ± 1. 73c
碱解氮 /mg kg -1 44. 63 ± 10. 01b 14. 31 ± 4. 71a 10. 45 ± 2. 00a 8. 55 ± 4. 92a
有效磷 /mg kg -1 0. 92 ± 0. 56b 0. 24 ± 0. 12a 0. 21 ± 0. 10a 0. 30 ± 0. 16a
速效钾 /mg kg -1 20. 05 ± 0. 48c 7. 78 ± 2. 97a 12. 78 ± 0. 81b 35. 53 ± 5. 00d
pH 4. 15 ± 0. 05a 4. 45 ± 0. 16b 4. 38 ± 0. 22b 4. 60 ± 0. 07c
注:同行数据后标不同小写字母表示差异显著 (P < 0. 05),下同。
2. 2 土壤肥力综合评价
通过几个独立的土壤指标很难客观判定土壤的
肥瘦,因此应结合多因子综合评价指标评价土壤肥
力[17]。现有的几种土壤综合评价方法大多只考虑土
壤的养分情况[8 - 10],并未考虑到土壤的物理性质及
pH等因子对土壤肥力的影响。本文采用修正的内梅
罗 (Nemoro)综合指数评价法[18],选取土壤质地
(卡庆斯基质)、土壤容重、pH、有机质、全氮、全
磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾 10 个指标作为
评价系数。对选定的土壤参数进行标准化处理,以
消除各参数之间的量纲差别。标准化处理方法如下:
当 Ci≤Xa:
Pi =
Ci
Xa
(Pi ≤ 1)(1)
当 Xa < C≤Xb:
Pi =
Ci - Xa
Xb - Xa
+ 1(1 < Pi ≤ 2) (2)
当 Xb < Ci≤Xc:
Pi =
Ci - XB
Xc - Xb
+ 2(2 < Pi < 3) (3)
当 Ci > Xc:
Pi = 3 (4)
式 (1) ~ (4)中,Pi为分肥力系数,Ci为第
i个属性测定值,Xa,Xb,Xc为分级指标。质地 (卡
庆斯基质)为非连续定性指标。分肥力系数标准为:
中壤土、重壤土 Pi = 3,轻 (砂)壤土、轻 (砂)
黏土 Pi = 2,砂土、黏土 Pi = 1。各土壤属性分级标
准主要参考第 2 次全国土壤普查标准 (表 2)。
表 2 土壤各属性分级标准值
土壤指标 Xa Xb Xc
容重 / g·kg -1 1. 45 1. 35 1. 25
pH值 4. 5 5. 5 6. 5
有机质 / g·kg -1 10 20 30
全氮 / g·kg -1 1. 0 1. 5 2. 0
全磷 / g·kg -1 0. 4 0. 6 0. 8
全钾 / g·kg -1 15 20 25
碱解氮 /mg·kg -1 60 90 120
有效磷 /mg·kg -1 5 10 20
速效钾 /mg·kg -1 50 100 150
注:Xa为差,Xb为中等,Xc为好。
采用修正的内梅罗 (Nemoro)公式计算综合肥
力系数:
p =
(pave)
2 + (pmin)
2
槡 2 ×
n - 1
n (5)
式 (5)中,p 为土壤综合肥力系数,pave为土
壤各属性分肥力系数的平均值,pmin为土壤各属性
分肥力系数的最小值,n 为参评土壤评价指标个
数。假设土壤各分肥力系数分别为 3,2 和 1,再
34
中 国 城 市 林 业 第 14 卷
根据公式 (5)得出对应的 p1,p2和 p3分别为 0. 9,
1. 8 和 2. 7,即肥力系数 p < 0. 9 时土壤贫瘠,0. 9
≤p < 1. 8 时土壤肥力一般,1. 8≤p < 2. 7 时土壤肥
沃,p≥2. 7 时土壤很肥沃。运用上述方法对 4 个
合果木造林地点的土壤肥力进行综合评价,结果见
表 3。
由表 3 可知,4 个造林地点土壤肥力综合系数
为 0. 40 ~ 0. 66,均小于 0. 9,属于贫瘠土壤;4 个造
林地点综合肥力系数排序为树木园 >五桂山 >三乡
>长江水库;4 个造林地点土壤养分均十分贫瘠,
尤其是磷,是 4 个造林地点分肥力系数的最小值。
根据 Lieberg最小因子定律,要提高造林地点的土壤
肥力,首先必须补充土壤中的磷元素,其次是氮
和钾。
表 3 土壤肥力综合评价结果
造林地点
土壤
质地
Pi
容重 有机质 全氮 全磷 全钾 碱解氮 有效磷 速效钾 pH
pave pmin p
五桂山 3 1. 90 1. 41 0. 74 0. 15 0. 27 0. 74 0. 18 0. 40 0. 92 0. 97 0. 15 0. 63
三乡 3 1. 41 0. 62 0. 23 0. 25 0. 15 0. 24 0. 05 0. 16 0. 99 0. 71 0. 05 0. 45
长江水库 3 1. 00 0. 40 0. 14 0. 15 0. 12 0. 17 0. 04 0. 26 0. 97 0. 63 0. 04 0. 40
树木园 2 3. 00 0. 13 0. 06 0. 10 3. 00 0. 14 0. 06 0. 71 1. 10 1. 03 0. 06 0. 66
2. 3 不同造林地点合果木生长情况比较
4 个造林地点合果木的生长情况见表 4,树木园
合果木的树高、胸径显著 (P < 0. 05)大于其他 3
个造林地点,树木园和五桂山合果木的枝下高显著
(P <0. 05)高于三乡,4 个造林地点的平均冠幅无
显著性差异 (P >0. 05)。由于 4 个造林地点合果木
的林龄有所差异,年均生长量能较好地反应不同造
林地点合果木的生长情况。不同造林地点合果木的
树高年均生长量、胸径年均生长量分布呈现出一致
的规律,均表现为树木园 >五桂山 >三乡 >长江水
库 (表 4)。方差分析表明,树木园合果木的树高年
均生长量和胸径年均生长量显著 (P < 0. 05)大于
其他 3 个造林地点,三乡和五桂山的合果木的树高
年均生长量显著 (P < 0. 05)大于长江水库,三乡
合果木的冠幅年均生长量显著 (P < 0. 05)大于五
桂山和树木园。树木园的合果木树高年均生长量分
别是五桂山、三乡、长江水库的 1. 30 倍、1. 34 倍、
1. 61 倍,胸径均生长量分别比五桂山、三乡、长江
水库高 50%、50%和 70%。
表 4 不同造林地点合果木的生长状况
造林地点
树高 /m 胸径 / cm 冠幅 /m
平均 年均生长量 平均 年均生长量 平均 年生均长量
平均枝下高
/m
三乡 5. 31 ± 1. 77a 0. 59 ± 0. 20b 4. 40 ± 1. 56a 0. 49 ± 0. 17a 2. 38 ± 1. 24a 0. 26 ± 0. 14b 1. 55 ± 1. 34a
长江水库 6. 33 ± 1. 69a 0. 49 ± 0. 13a 5. 61 ± 2. 08b 0. 43 ± 0. 16a 2. 49 ± 0. 96a 0. 19 ± 0. 07ab 3. 72 ± 1. 70ab
五桂山 7. 89 ± 2. 70b 0. 61 ± 0. 21b 6. 46 ± 2. 35b 0. 49 ± 0. 18a 1. 64 ± 0. 85a 0. 13 ± 0. 07a 5. 30 ± 2. 62b
树木园 8. 64 ± 2. 78c 0. 79 ± 0. 25c 8. 10 ± 2. 50c 0. 73 ± 0. 23b 2. 39 ± 0. 85a 0. 22 ± 0. 08a 5. 20 ± 3. 26b
2. 4 肥力系数与合果木年生长指标相关性
研究结果表明,合果木树高年生长量、胸径年
生长量以及枝下高同土壤综合肥力系数呈线性正相
关。树高年生长量与土壤综合肥力系数相关性最高,
相关系数为 0. 704;胸径年生长量和枝下高同土壤综
合肥力系数的相关性一般,为 0. 5 以上。4 个造林地
点土壤均比较贫瘠,在土壤肥力不够的情况下,合
果木可能优先进行高生长,其次是横向生长。另外,
枝下高随着土壤肥力的增高而增高,说明提高土壤
综合肥力能够对合果木树形起到一定的调节作用。
3 讨论与结论
本研究采用修正的内梅罗 (Nemoro)综合指数
评价法对中山市 4 个合果木造林地点土壤肥力进行
综合评价,结果表明,4 个造林地点均属于贫瘠土
壤,综合肥力系数排序为树木园 >五桂山 >三乡 >
44
第 1 期 何秀云 修小娟 林俊新,等:中山市合果木生长与土壤肥力关系
长江水库,这与合果木树高和胸径的年生长情况相
一致。曾曙才[18]等对火力楠苗圃研究表明,综合肥
力系数 p与苗高成显著正相关 (P < 0. 05),与地径
相关性不明显。在本研究中,合果木树高年生长量
与土壤综合肥力系数相关性最高,相关系数为
0. 704,其次为枝下高和胸径年生长量。
本研究中,树木园的合果木生长情况最好,年
树高生长量为 0. 79 m,胸径生长量达到 0. 73 cm,
略低于黄丹[2]等在广西的引种试验。在土壤肥力贫
瘠的情况下,生长仍然十分迅速,可见合果木对土
壤具有良好的适应性,对土壤肥力要求不高。4 个
造林地点相比较,树木园为砂壤土,土壤较为疏松,
土壤孔隙度较好,可见良好的土壤物理性质对合果
木生长有显著的影响。在土壤养分贫瘠的情况下,
保持土壤通透对植物生长十分必要。在目前的园林
植物管理中,几乎所有园林植物的落叶、残枝常作
为垃圾被消除运走,难以回到土壤中,使土壤营养
循环中断,土壤营养不足[19 - 20]。因此,在进行园林
树种选择时,对贫瘠土壤的抗逆性也应作为重要的
筛选条件之一。
我国是木兰科植物资源最丰富的国家,然而只
有木兰属、含笑属、木莲属中的部分树种广泛应用
于园林中,开发利用程度仍然较低[21 - 22]。合果木在
土壤肥力较为贫瘠的情况下依然能保持较快的生长
速度,有很好的园林开发利用前景。
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