全 文 ：第 wv卷 增刊 t
u s s z年 ts 月
林 业 科 学
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杨树人工林连作地力维持技术的探讨 3
刘福德t ou 姜岳忠v 王华田t 王 迎w 孔令刚t
kt1 山东农业大学林学院 泰安 uztst{ ~u1 南京大学生命科学学院 森林生态与全球变化实验室 南京 utss|v ~
v1 山东省林业科学研究院 济南 uxtsss ~ w1 山东省泰山林业科学研究院 泰安 uztsssl
摘 要 } 利用田间试验方法 o对山东省莒县沭河流域杨树多代经营人工林产区不同林地间作农作物 !林地抽沙换
土 !杨树人工林品种间轮作等措施对杨树人工林多代连作地力维持效果进行研究 ∀结果表明 }抽沙换土有利于胸
径和树高生长 o土壤有机质 !速效氮 !速效磷 !速效钾和微量元素 ≤∏!± !±的含量增加 o土壤脲酶 !过氧化物酶 !多
酚氧化酶活性和土壤微生物总量增加 o其中真菌 !细菌 !放线菌分别增长了 t1xx倍 !u1sx倍和 t1uw倍 ~主伐更新更
换不同品种以后 o土壤有机质 !土壤速效氮和速效钾含量 v年保持增长 o土壤脲酶 !过氧化物酶 !多酚氧化酶活性增
加 o土壤微生物总量提高 o其中真菌 !细菌 !放线菌分别增长了 v1t{ ∗ uv1|t倍 !v1ws ∗ u{1zt倍和 s1zt ∗ u1{s倍 ~林
地间作有利于提高土壤有机质 !速效磷 !速效钾和微量元素 ƒ¨!±含量 o土壤酶活性和土壤微生物数量增加 o其中
真菌 !细菌 !放线菌分别增长了 t1v{ ∗ v1v|倍 !t1u{ ∗ z1zv倍和 s1z| ∗ v1tt倍 ∀间作林地的胸径和树高较对照分别
提高了 tx1ux h ∗ vz1{w h和 {1tz h ∗ u|1tu h ∀
关键词 } 杨树人工林 ~连作 ~地力维持
中图分类号 }≥z|u1tt 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusszl增 t p ssx{ p sz
收稿日期 }ussy p sw p ux ∀
基金项目 }财政部 !科技部/十一五0公益性行业科研专项/杨树人工林连作地力衰退机理与林地生产力长期维持技术研究0 o教育部博士
点基金/杨树人工林连作酚酸类化感物质作用机理研究kussywvwstsl0 ∀
3 王华田为通讯作者 ∀
Σοιλ Προδυχτιϖιτψ Μαιντενανχε Τεχηνιθυε οφ Ποπλαρ Πλαντατιον
υνδερ Χοντινυουσ Χροππινγ
¬∏ƒ∏§¨tou ¬¤±ª≠∏¨½«²±ªv • ¤±ª ‹∏¤·¬¤±t • ¤±ª ≠¬±ªw Ž²±ª¬±ªª¤±ªt
kt1 Χολλεγε οφ Φορεστρψo Σηανδονγ Αγριχυλτυραλ Υνιϖερσιτψ Ται. αν uztst{ ~ u qΛαβορατορψοφ Φορεστ Εχολογψ ανδ Γλοβαλ Χηανγε Χολλεγε οφ Λιφε
Σχιενχε o Νανϕινγ Υνιϖερσιτψ Νανϕινγ utss|v ~ v1 Σηανδονγ Αχαδεµψοφ Φορεστρψ ϑιναν uxtsss ~w qΤαισηαν Αχαδεµψοφ Φορεστρψ Ται. αν uztsssl
Αβστραχτ } Œ± ²µ§¨µ·²¶·∏§¼·«¨ µ¨¶∏¯·¶²©¶²¬¯ ³µ²§∏¦·¬√¬·¼ °¤¬±·¨±¤±¦¨ °¨ ¤¶∏µ¨°¨ ±·¶o¶²¬¯ ±∏·µ¬¨±·o¶²¬¯ ±¨½¼°¨ ¤¦·¬√¬·¬¨¶¤±§
¶²¬¯ °¬¦µ²¥¨¶²©¬±·¨µ¦µ²³³¬±ª©²µ¨¶·¯¤±§o¶²¬¯µ¨³¯¤¦¬±ªkµ¨³¯¤¦¬±ª¶¤±§º¬·«©¨µ·¬¯¨ ©¤µ°¬±ª¶²¬¯l ©²µ¨¶·¯¤±§¤±§¦∏¯·¬√¤µ2¤¯·¨µ±¤·¨§
©²µ¨¶·¯¤±§ º¨ µ¨ °¨ ¤¶∏µ¨§¬±·«¨ ©¬¨ §¯¤¯²±ª·«¨ ≥«∏•¬√¨ µ¬±∏¬¬¤± ≤²∏±·¼¬± ≥«¤±§²±ª°µ²√¬±¦¨ q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §·«¤·¬±¶²¬¯2
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∗ u{1zt os1zt ∗ u1{s ·¬°¨ ¶µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ qŒ±·¨µ¦µ²³³¬±ª º¤¶¥¨ ±¨ ©¬¦¬¤¯ ·² ¶²¬¯ ²µª¤±¬¦ °¤·¨µo¤√¤¬¯¤¥¯¨ °o¤√¤¬¯¤¥¯¨ Žo·µ¤¦¨
¨¯ °¨¨ ±·ƒ¨o±o·«¨ ¤¦·¬√¬·¬¨¶²©¶²¬¯ ±¨½¼°¨ o·«¨ ¤°²∏±·²©¶²¬¯ °¬¦µ²¥¨¶q „±§¥¤¦·¨µ¬¤o©∏±ª¬o¤¦·¬±²°¼¦¨¶¬±¦µ¨¤¶¨§t1v{ ∗
v1v| ot1u{ ∗ z1zv os1z| ∗ v1tt·¬°¨ ¶µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ o·«¨ ⁄…‹ ¤±§·«¨ «¨¬ª«·²©¶·¤±§¶¬±¦µ¨¤¶¨§tx1ux h ∗ vz1{w h o{1tz h ∗
u|1tu h µ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ q
Κεψ ωορδσ} ³²³¯¤µ³¯¤±·¤·¬²±~¦²±·¬±∏²∏¶¦µ²³³¬±ª~¶²¬¯ ³µ²§∏¦·¬√¬·¼ °¤¬±·¨±¤±¦¨
人工林地力衰退是在人工林营造和经营中由于树种选择与林分结构设计不当 !整地与造林粗放 !林分经
营过程中施肥 !耕作和浇水不尽合理以及相同树种的多代连作等原因导致的林地土壤生态环境退化 !林地生
产力下降的现象 ∀人工纯林的多代连作是导致人工林地力衰退的主要原因之一 ∀早在 t{y|年 o德国在调查
第 u代云杉人工林时就发现统称为/第 u代效应0的地力衰退 o后来挪威 !印度 !印度尼西亚 !法国 !澳大利亚 !
南非和前苏联等许多国家也发现了人工林地力衰退和生产力下降的问题 o涉及的树种有欧洲云杉k Πιχεα
αβιεσl !海岸松k Πινυσ πιναστερl !辐射松k Πινυσραδιαταl等k吕继光 ot||wl ∀我国人工林面积达 x sss多万 «°u o
约占世界人工林面积的 tΠwk沈熙仁 ot||wl o但由于多种原因 o人工林质量较差 o平均林木蓄积量仅为
u{1v °v#«°pu o其中至少有 vss 多万 «°u 的杉木k≤ υννινγηαµια λανχεολαταl !桉树k Ευχαλψπτυσ ¶³³ql !马尾松
k Πινυσ µασσονιαναl !兴安落叶松kΛαριξ γ µελινιιl和杨树 k Ποπυλυ󶳳ql等人工林已经发生严重的地力衰退k黄
鹤羽等 ot||wl ∀
山东省是我国北方杨树人工林主产地之一 o人工林栽培历史悠久 o面积大 o栽培措施集约 o单位面积蓄积
量较高 o取得了显著的经济效益和社会效益 ∀但是 o由于长期单一经营和多代连作 o很多地方已经发生了林
地土壤生态环境恶化 !林木病虫害严重 !林木生长衰弱 !林地生产力下降等现象 ∀调查发现 }山东莒县多代连
作的杨树人工林≈第 t代健杨k Ποπυλυσευραµεριχανα −•²¥∏¶·. o•²¥∏¶·  o第 u !v代Œp y|杨k Ποπυλυσ δελτοιδεσ−Œp
y|Πxx. oŒ2y|Πxxl和第 v !w 代的中菏 t 号k Ποπυλυσ δελτοιδεσ −«²±ª ‹¨ t. o«²±ª ‹¨ tl !土耳其杨k Ποπυλυσ
ευραµεριχανα −×∏µ®¨ ¼. o×∏µ®¨ ¼l !tsz杨k Ποπυλυσ ευραµεριχανα −‘¨√¤. o‘¨√¤l等品种 o第 v代和第 w代林分生长量
明显下降 !并且出现了比较严重的枯梢 !烂根和整株死亡等现象 ∀为了缓解这一问题 o当地农民采取轮作 !更
换品种 !抽沙换土 !中耕施肥或林下间作农作物等方式 o提高林地土壤的肥力 o改善土壤的理化性质 o维持林
地生产力 ∀本文在调查总结山东省莒县杨树速生丰产林地力维持技术的基础上 o研究抽沙换土 !更换品种及
林地间作 v种经营方式对人工林生长及林地土壤生态环境的影响 o以期为人工林地力维持和速生丰产林的
持续经营提供理论依据 ∀
t 自然概况
试验研究地点设在山东省莒县境内 o莒县地处鲁中南山丘区东南部 ott{βvxχ ) tt|βs|χ∞ovxβt|χ )
vyβswχ‘∀该区属暖温带季风区大陆性气候 ∀年平均气温 tu1t ε ot月份平均气温 p v1v ε o极端低温 p uy1x
ε ~z月份平均气温 ux1x ε o极端高温 v|1w ε ∀常年大于 s ε 的积温 w x|s ε o日平均气温稳定超过 s ε 的
农耕期 u{v §o日平均气温超过 ts ε 的喜温作物生长期 usu §o无霜期 t{v §∀全年平均降水量 {zv °° o降水
日数平均 {x1| §ow ) ts月份降水量占全年降水量的 |t h o雨热同步 ∀年平均相对湿度 zt h ∀
u 研究方法
211 试验设计
抽沙换土措施是在林分采伐更新以后在原有林分行间按照宽 t ° !深 s1y °的规格抽掉原来贫瘠河沙 o
更换为肥沃的农田土壤 ∀试验地点位于莒县招贤镇境内 ∀设抽沙换土和未抽沙换土 u个处理 o每个处理 v
个重复 o每个小区面积 s1w{ «°u o随机区组排列 ∀造林品种为土耳其杨 o株行距为 v ° ≅ w ° o林龄 u年 o栽植
代数为第 v代 o林地的第 t代和第 u代分别为健杨林和 Œp y|林 ∀
杨树品种轮作试验设在莒县招贤镇后仕阳村 o该林地栽植代数为第 v代 o前代品种均为 Œp y|杨 o采伐
后分别更换为中菏 t号 !土耳其杨 !tsz杨和 Œp y|杨k以 v代栽植品种均为 Œp y|杨为对照lw个处理 o每个
处理 v个重复 o每个小区面积 t «°u ∀每个品种试验林株行距均为 v ° ≅ w °∀
林下间作试验选设在莒县峤山镇聂家鸿沟村 ∀试验林为造林后 u年的土耳其杨 o株行距为 v ° ≅ x ° o栽
植代数为第 v代 ∀该试验分为间作大豆k Γλψχινε µαξl !花生k Αραχηισ ηψπογαεαl !西瓜k Χιτρυλλυσλανατυσl !生姜
k Ζινγιβεροφφιχιναλεl和不间作 x个处理 o每个处理面积 s1w{ «°u ov个重复 o随机区组排列 ∀
212 调查及测定
u1u1t 林分调查 野外林分生长状况调查采用标准地调查方法 o设置 us ° ≅ vs °标准地 oxs株kx ≅ tsl o进
行每木检尺 o测定树高 !胸径 ∀
u1u1u 土样的采集和处理 采用多点采样法 o每块标准地均匀布设 v个梅花形采样点 o在每个采样点 s ∗ us
¦°的根系周围取样 !混合 ∀供微生物分析的鲜土装入已消毒过的密封塑料袋带回实验室 s ∗ x ε 冷藏 o用于
土壤酶活性和土壤养分测定的土壤装入密封袋带回实验室风干过筛 ∀
u1u1v 有机质和土壤养分的测定 土壤有机质采用重铬酸钾滴定法 o水解 ‘采用碱解扩散法 o速效 °采用
|x 增刊 t 刘福德等 }杨树人工林连作地力维持技术的探讨
碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法 o速效 Ž采用醋酸铵 p火焰光度计法k刘春生等 ot||yl ∀微量元素 ≤∏!± !ƒ¨!±
采用原子吸收光谱法k鲍士旦 ot|||l ∀
u1u1w 土壤酶活性的测定 脲酶活性采用比色法 o过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法 o多酚氧化酶和过
氧化物酶活性采用邻苯三酚比色法k关松荫 ot|{yl ∀
u1u1x 土壤微生物测定 采用稀释平板法 o细菌采用牛肉蛋白胨培养基 o真菌采用 °⁄„培养基 o放线菌采
用改良高氏 t号培养基 ∀u{ ε 温箱内培养 o细菌 !真菌和放线菌分别在 t ∗ v §!v ∗ x §及 z ∗ ts §内检查统
计 v大类微生物的数量k许光辉等 ot|{yl ∀
v 结果与分析
311 抽沙换土对连作林地林木生长及土壤微生态环境的影响
抽沙换土对林地土壤环境有明显的改善作用 ∀抽沙换土首先能够在短期内迅速有效地提高土壤养分含
量 ∀由表 t可以看出 o与对照林地相比 o抽沙换土以后基础肥力有机质 !速效 ‘!° !Ž分别提高了 uz1xu h !
us h !zu1wv h !txt1vv h ∀微量元素 ≤∏!± !±的含量分别增加 了 tv1u| h !wt1u| h !ts{1sw h ∀ ƒ¨的含量略
有降低 o这可能与成土母质有关 ∀
表 1 抽沙换土对土壤肥力的影响
Ταβ .1 Εφφεχτ οφ σοιλ ρεπλαχινγ ον φορεστ σοιλφερτιλιζατιον
处理
×µ¨¤·° ±¨·
有机质
’µª¤±¬¦°¤·¨µΠ
kª#®ªptl
速效 ‘
„√¤¬¯¤¥¯¨‘Π
k°ª#®ªptl
速效 °
„√¤¬¯¤¥¯¨°Π
k°ª#®ªptl
速效 Ž
„√¤¬¯¤¥¯¨ŽΠ
k°ª#®ªptl
微量元素 ×µ¤¦¨2¨¯ °¨ ±¨·Πk°ª#®ªptl
≤∏ ± ƒ¨ ±
对照 ≤Ž v1yz wu1s {1ty ut1z{ s1xsw v1{zv ut1wwt tu1{sw
抽沙换土
≥²¬¯ µ¨³¯¤¦¬±ª w1y{ xs1w tw1sz xw1zw s1xzt x1wzu |1uyz uy1yv{
图 t 抽沙换土对土壤酶活性的影响
ƒ¬ªqt ∞©©¨¦·¶²©¶²¬¯ µ¨³¯¤¦¬±ª²± ¤¦·¬√¬·¼ ²©¶²¬¯ ±¨½¼° ¶¨
表 2 抽沙换土对土壤微生物数量的影响 ≠
Ταβ .2 Εφφεχτ οφ σοιλ ρεπλαχινγ ον φορεστ σοιλ µιχροβε
处理
×µ¨¤·°¨ ±·
真菌 ƒ∏±ª¬ 细菌 …¤¦·¨µ¬¤ 放线菌 „¦·¬±²°¼¦¨¶
数量
‘∏°¥¨µΠ
ktsv#ªptl
占比例
°µ²³²µ·¬²±Π
h
数量
‘∏°¥¨µΠ
ktsv#ªptl
占比例
°µ²³²µ·¬²±Π
h
数量
‘∏°¥¨µΠ
ktsv#ªptl
占比例
°µ²³²µ·¬²±Π
h
微生物总量
ײ·¤¯ ±∏°¥¨µΠ
ktsv#ªptl
对照 ≤Ž tvx1| u1t{ x wvx1y {z1ux yx{1x ts1xz y uvs1s
抽沙换土
≥²¬¯ µ¨³¯¤¦¬±ª vwx1| t1{{ ty xzx1z |s1ts t wzy1w {1su t{ v|{1s
≠干土中微生物数量 ¬¦µ²¥¨ ±∏°¥¨µ¬¶©µ²° §µ¼ ¶²¬¯q下同 ׫¨ ¶¤°¨ ¥¨ ²¯º q
土壤酶系统是土壤生理活性最强的部分 o土壤
中物质的转化 !累积和分解是一个复杂的生物化学
过程 o而这些过程几乎都是通过酶的作用来完成
的 ∀土壤酶活性反映了土壤中进行的各种生物化
学过程的动向和强度k关松荫 ot|{yl o抽沙换土后
除过氧化氢酶外其他土壤酶活性都有所增加k图
tl o与对照相比土壤脲酶 !过氧化物酶 !多酚氧化酶
活性分别提高了 tty1v h !{s1|x h !w{1vw h ∀以上
分析说明 }抽沙换土与对照林地相比基础肥力和酶
活性等都有较大幅度的提高 ∀
土壤微生物是土壤生态系统的主要部分 o是生
态系统的分解者 o也是物质循环和能量交流的承担
者 o因而它可作为土壤肥力的重要指标k刘苑秋等 o
ussvl ∀抽沙换土与不抽沙换土从微生物的数量上存在着明显的差别 o从表 u可以看出 o与对照相比 o抽沙换
sy 林 业 科 学 wv卷
土林地微生物总量提高了 t1|x倍 o其中真菌提高了 t1xx倍 o细菌提高了 u1sx倍 o放线菌提高了t1uw倍 ∀从各
种菌所占比例上可以看出 o细菌最多 o放线菌次之 o真菌数量最少 ∀并且立地条件越好 o细菌比例越大 ∀
正是由于抽沙换土增加了土壤养分含量 !提高了土壤酶活性 o并且改变了土壤微生物群落结构 o因而整
体上改善了土壤微生态环境 o促进了林木生长 ∀调查结果表明 }抽沙换土以后林分平均胸径和树高由对照的
y1wt ¦°和 x1zt °提高到 |1t{ ¦°和 y1|u ° o提高幅度分别为 wv1ut h和 ut1t| h ∀
312 更换杨树品种对连作地上杨树人工林生长和林地土壤环境的影响
由表 v可以看出 o同一代次的条件下 o更换品种之后对林地土壤肥力和酶活性的影响比较明显 ∀由于前
作品种都是 Œp y|杨 o继续栽植 Œp y|杨的林地k对照林地l的有机质 !速效 ‘!Ž的含量都是最低的 o与对照
林地相比 o更换成中菏 t号 !tsz杨和土耳其杨后林地土壤有机质分别增加了 z{1ut h !tu1sy h !w|1{t h o速
效 ‘分别增加了 uss h !us1ss h !ws1ss h o速效 Ž分别增加了 vs1w| h !y1tt h !tx1uy h o更换品种后速效 °
的含量反而降低 ∀
表 3 更换杨树品种对林地土壤肥力的影响
Ταβ .3 Εφφεχτσ οφιντερχροππινγ ωιτη διφφερεντ ποπυλαρ ϖαριετιεσ ον σοιλφερτιλιτψ
品种
∂¤µ¬¨·¼
有机质
’µª¤±¬¦°¤·¨µΠ
kª#®ªptl
速效 ‘
„√¤¬¯¤¥¯¨‘Π
k°ª#®ªptl
速效 °
„√¤¬¯¤¥¯¨°Π
k°ª#®ªptl
速效 Ž
„√¤¬¯¤¥¯¨ŽΠ
k°ª#®ªptl
微量元素 ×µ¤¦¨2¨¯ °¨ ±¨·Πk°ª#®ªptl
≤∏ ± ƒ¨ ±
对照 ≤Ž u1xz tw ts1tv vu1zy s1vy| v1wty t{1utt tu1zyv
中菏 t号 «²±ª ‹¨t w1x{ wu |1tx wu1zx s1v{y u1xsv tv1uwu z1yv{
土耳其杨 ×∏µ®¨ ¼ u1{{ ty1{ |1yw vw1zy s1vxv v1zvy ty1zut ts1yz|
tsz杨 ‘¨√¤ v1{x t|1y |1w{ vz1zy s1u{x u1xw| tx1uvs |1wu|
图 u 更换品种对土壤酶活性的影响
ƒ¬ªqu ∞©©¨¦·²± ¶²¬¯ ±¨½¼° ¶¨¤¦·¬√¬·¬¨¶¥¼¬±·¨µ¦µ²³³¬±ª
º¬·«§¬©©¨µ¨±·³²³∏¯¤µ√¤µ¬·¬¨¶
由图 u可以看出 o与对照林地相比 o更换成中
菏 t号 !tsz杨和土耳其杨后 o林地土壤脲酶活性分
别提高了 uxz1xv h !|x1{| h !utv1zs h o过氧化物酶
活性分别增加了 tw1wt h !uz1sx h !x{1|{ h o多酚氧
化酶的活性 分别 增加了 txz1tw h ! us1tz h !
|z1w{ h ∀过氧化氢酶活性也有所增加 o但变化幅
度不明显 ∀说明杨树连作地更换品种后也会改善
土壤的一些性状 o起到一定的地力维持效果 o但是
效果没有抽沙换土明显 ∀
从表 w可以看出 o更换品种对土壤微生物区系
的改善也非常明显 ∀与对照林地相比 o更换成中菏
t号 !tsz杨和土耳其杨后土壤微生物总量分别增
长了 uu1yt倍 !z1ws倍 !v1zz倍 ∀真菌 !细菌 !放线
菌分别增长了 uv1|t倍 !uu1zy倍 !v1t{倍 ou{1zt倍 !|1t|倍 !v1ws倍 ou1{s倍 !t1tx倍 !s1zt倍 ∀从各种菌
所占的百分比上可以看出 o随着品种更换 o细菌所占比例也在增大 ∀
表 4 连作地更换品种后土壤微生物数量的变化
Ταβ .4 Χηανγεσ οφ σοιλ µιχροβε αφτερ ρεπλαχινγ Ι− 69 ωιτη διφφερεντ ϖαριετιεσ
品种
∂¤µ¬¨·¼
真菌 ƒ∏±ª¬ 细菌 …¤¦·¨µ¬¤ 放线菌 „¦·¬±²°¼¦¨¶
数量
‘∏°¥¨µΠ
ktsv#ªptl
比例
°µ²³²µ·¬²±Π
h
数量
‘∏°¥¨µΠ
ktsv#ªptl
比例
°µ²³²µ·¬²±Π
h
数量
‘∏°¥¨µΠ
ktsv#ªptl
比例
°µ²³²µ·¬²±Π
h
微生物总量
ײ·¤¯ °∏°¥¨µΠ
ktsv#ªptl
对照 ≤Ž tt1s s1y| t ust1| zx1{{ vzt1s uv1wv t x{v1|
中菏 t号 «²±ª ‹¨t uzw1s s1zv vx zsx1w |x1xs t wts1s v1zz vz v{|1w
土耳其杨 ×∏µ®¨ ¼ wy1s s1zz x u|t1u {{1ys yvw1| ts1yv x |zu1t
tsz杨 ‘¨√¤ uyt1w t1|y t uuwx1| |u1sv z|{1y y1st tv vsx1|
ty 增刊 t 刘福德等 }杨树人工林连作地力维持技术的探讨
313 间作对连作林地杨树人工林生长和林地土壤微生态环境的改善作用
图 v 不同间作作物种类对杨树人工林
平均胸径和树高生长的影响
ƒ¬ªqv ∞©©¨¦·²©¬±·¨µ¦µ²³³¬±ª²± ⁄…‹ ¤±§«¨¬ª«·²©³²³¯¤µ³¯¤±·¤·¬²±
在林分郁闭前实行林粮间作是农区林业的重
要栽培模式k姜岳忠 ot||wl o特别是具有多年栽培
历史的连作林地 o由于连作使得林地土壤性质恶
化 o通过间作作物的耕作作用使林地土壤得到以耕
代抚的目的 o从而改善土壤的肥力状况 o促进林木
生长 ∀从图 v和表 x中可以看出 o与对照相比 o间
作大豆 !花生 !西瓜 !生姜林地的胸径和树高分别提
高 了 t|1zu h ! tx1ux h ! vu1ss h ! vz1{w h 和
tv1ux h !{1tz h !u{1yy h !u|1tu h ∀有机质分别提
高了 xz1zw h !wt1uz h !ttx1u{ h !tty1{z h o速效 ° !
Ž分别提高了 uy1ty h !{1zs h !tyv1xx h !t|x1uu h
和 vv1w| h !t{1sv h !wv1{t h !w{1|w h o速效 ‘含量
有增 有 减 o增 减 幅 度 为 tx1z| h ! p x1uy h !
p wz1vz h !uy1vu h ∀更换品种后微量元素 ƒ¨!±的含量是增加的 o但是 ≤∏!±元素含量的变化没有明显规
律 o间作西瓜和生姜林地的 ≤∏元素含量低于对照林地 o间作大豆 !花生 !西瓜林地的 ±元素含量也低于
对照 ∀
表 5 不同间作作物对杨树人工林地土壤肥力的影响
Ταβ .5 Εφφεχτσ οφιντερχροππινγ ωιτη διφφερεντ χροπσ ον σοιλφερτιλιτψ
间作物种类
Œ±·¨µ¦µ²³³¬±ª
¦µ²³¶
有机质
’µª¤±¬¦°¤·¨µΠ
kª#®ªptl
速效 ‘
„√¤¬¯¤¥¯¨‘Π
k°ª#®ªptl
速效 °
„√¤¬¯¤¥¯¨°Π
k°ª#®ªptl
速效 Ž
„√¤¬¯¤¥¯¨ŽΠ
k°ª#®ªptl
微量元素 ×µ¤¦¨2¨¯ °¨¨ ±·Πk°ª#®ªptl
≤∏ ± ƒ¨ ±
对照 ≤Ž x1sw xv1u tx1sy v{1zy t1us| {1vsv z1u{s ut1|zt
大豆 ≥²¼¥¨¤± z1|x yt1y t|1ss xt1zw t1w|x x1z|t t{1vvx u{1s|y
花生 °¨ ¤±∏· z1tu x{1{ ty1vz wx1zx t1ytu z1tyt tu1uw{ u|1{sw
西瓜 • ¤·¨µ°¨¯²± ts1{x vv1y v|1y| xx1zw s1z{| v1|t| uu1xx| vv1sxw
生姜 Š¬±ª¨µ ts1|v wz1y ww1wy xz1zv s1{ws |1{ts vt1zxu uw1|zt
图 w 不同间作物类型对土壤酶活性的影响
ƒ¬ªqw ∞©©¨¦·²©¬±·¨µ¦µ²³³¬±ª·¼³¨ ²± ¶²¬¯ ±¨½¼°¨¤¦·¬√¬·¬¨¶
由图 w可以看出 o与对照林地相比 o间作大豆 !
花生 !西瓜 !生姜林地的过氧化氢酶活性分别提高
了 ts1y| h !s1yv h !ts1y| h !tv1{w h ∀过氧化物酶
活性 分 别 提 高 了 ty1|{ h ! z1{u h ! t|1{x h !
yx1yx h ∀多酚氧化酶活性除间作大豆林地比不间
作林地活性下降外 o分别提高了 tu1uy h !u{1vs h !
vy1z| h ∀脲酶活性却是间作大豆林地最大 o间作
西瓜和生姜林地小于对照林地 o这和速效 ‘的规律
性是一样的 ∀
林农间作同样会改善连作林地土壤的微生物
数量 ∀表 y表明 }与对照相比 o间作大豆 !花生 !西
瓜和生姜林地的土壤微生物总量分别提高了 u1sw !
t1uu !y1zy和 y1|s倍 ~真菌细菌放线菌则分别提高了 u1wv !t1v{ !v1v| !u1{v倍 ou1tv !t1u{ !z1vu !z1zv倍 o
t1uw !s1z| !v1tt !t1vv倍 ∀各种菌以细菌为主 o放线菌次之 o并且 o随着间作作物改土效果的增加 o细菌所占
的比例逐渐升高 ∀几种不同间作方式改土效果相比 o间作西瓜和生姜对改善连作林地的土壤养分 !土壤酶活
性状况作用更加明显 o微生物数量也最多 ∀这是由于西瓜和生姜属于高效的经济作物 o另一方面 o西瓜和生
姜种植时农民向土壤中投入的也较多 o使用大量的有机肥和化肥 o促进树木生长 ∀同时又有较高的经济效
益 o所以间种高效作物是一项较好的连作林地地力维持技术 ∀
uy 林 业 科 学 wv卷
w 结论与讨论
间作 !抽沙换土 !更换品种均能有效地提高土壤养分含量 !土壤酶活性和土壤微生物数量 o并且有力促进
林木树高和胸径生长量 ∀
近些年来有关农林间作对地力的维护作用的研究很多 o众多研究结果表明 }间作能提高土壤微生物区系
和种类的多样性 o改善土壤的理化性能 o增强土壤生物活性 o维护土壤肥力 o提高土地生产力k姜岳忠 ot||w ~
闫德川等 ousss ~≤«¤±§¨µετ αλqot||{ ~ •²¶«¤±ousssv ~‘¼¥¨µª ετ αλqoussul ∀这与本文的研究结果是一致的 ∀
但是 o并非任何作物与林木间作都能维护和提高地力 o张鼎华等kt||zl认为 o农林间作是否能够维护和提高
地力 o关键在间作作物的选择上 o首先必须保证该物种能在林地上良好生长 o适应性强 o其次是间作作物与林
木之间没有较大的重叠的生态位 o种间矛盾不突出 o或较易通过某种栽培措施使种间矛盾缓和 o再次是间作
作物能最大程度地覆盖地面 ∀要特别注意避免选择那些耗肥和在雨季收获的作物与林木间作 ∀袁玉欣等
kt|||l提出农林间作系统中林木与农作物竞争水肥最主要是由 u °°以下的吸收根完成的 o所以应该按照林
木根系分布和农作物根系分布的大小来选择间作物种类 ∀可见农林间作是否能够维持地力 o间作作物的选
择非常重要 ∀
表 6 不同间作方式条件下土壤微生物数量的变化
Ταβ .6 Χηανγεσ οφ σοιλ µιχροβε ωιτη διφφερεντ ιντερχροππινγ χροπσ
间作物种类
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真菌 ƒ∏±ª¬ 细菌 …¤¦·¨µ¬¤ 放线菌 „¦·¬±²°¼¦¨¶
数量
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比例
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数量
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比例
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h
数量
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比例
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微生物总量
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对照 ≤Ž tvy1y u1tv x xx|1w {y1xv zu{1z tt1vw y wuw1z
大豆 ≥²¼¥¨¤± vvu1u u1xw t t{xw1y |s1xx |sw1{ y1|t tv s|t1y
花生 °¨ ¤±∏· t{{1z u1ws z s|{1x |s1u| xzw1y z1vt z{yt1{
西瓜 • ¤·¨µ°¨¯²± wyu1x t1sy ws zsz1z |v1zt u uyz1{ x1uv wv wv{1s
生姜 Š¬±ª¨µ v{z1t s1{z wu |{w1{ |y1|w |yz1z u1t| ww vv|1y
农林间作系统中林木与农作物之间的相互作用关系是目前研究的热点问题 o这方面有关林木对农作物
影响的研究比较多 o作物对林木影响的研究还比较少 o如袁玉欣等kusssl曾对杨树与农作物间作条件下的生
长进行过研究 ∀研究提出在平原地区实行杨树与农作物间作是提高林木生长量 !培养大径材的有效途径 ∀
这与本文研究得出间作能提高杨树胸径和树高生长量的结果基本一致 ∀王兴祥等kussv¤l在南酸枣
k Χηοεροσπονδιασ αξιλλαρισl和花生间作系统中的研究认为 }南酸枣竞争利用了施用于花生中的氮肥 o从而促进
了南酸枣的生长 o但是花生产量受到了一定的影响 ∀农林间作系统中林木与农作物的相互作用关系的研究
主要是从以下 u个方面展开 }tl林木与作物根系分布及对肥水竞争关系的研究 ∀林木与作物相互作用主要
集中在地下 o虽然相对于农作物来说林木的根系是深根系的 o但是大多数树种的吸收根主要分布在 s ∗ xs ¦°
的土层范围内 o林木与作物根系对肥水的竞争是不可避免的 ∀≥¬±ª«等kt|{|l认为农林间作系统中水分的竞
争是促进林木生长和农作物减产的主要原因 ∀但最近有报告指出在南酸枣和花生间作系统中土壤水分的竞
争不是促进南酸枣生长和抑制花生生长的主要原因k王兴祥 oussv¥l ∀对于间作能否提高林地的养分含量 o
以往的研究结果也并不一致 ∀有的研究者认为间作能够提高 ‘的矿化度和磷的有效性k‹¤ªª¤µ ετ αλqo
t||vl o但也有人认为农林间作系统中 °有从系统中输出的趋势k≥¤¯¤½¤µετ αλqot||vl ∀造成这种结果不一致
的原因 o袁玉欣等kt|||l认为 o一方面是由于树种特性的差异 !物种关系的复杂性和立地条件的异质性 o另一
方面也是因为间作方式和间作模式不一样 ∀ul化感作用研究 ∀农林间作的化感作用研究还处于起步阶段 o
研究的数量较少 o而且很少涉及到毒害机理和有毒成分组成等深入的层面 ∀这方面作者的理解是 o人工纯
林 o特别是连作林地会积累大量不利于林木自身生长的分泌物质 o即称为人工林自毒作用 o这是人工林产生
衰退的实质所在 ∀通过间作在提高土壤有机质含量 !维护地力的同时能够消除或削弱林木的这种自身毒素
的积累 o从而促进连作地上林木的生长 ∀总之 o有关农作物对林木生长影响的研究深度和广度都有待提高 ∀
vy 增刊 t 刘福德等 }杨树人工林连作地力维持技术的探讨
参 考 文 献
鲍士旦 qt||| q土壤农业化学分析 q北京 }中国农业出版社
关松荫 qt|{y q土壤酶及其研究法 q北京 }中国农业出版社
黄鹤羽 o盛炜彤 qt||w q我国人工林地力衰退现状与对策 q中国林业 ok{l }vx p vy
姜岳忠 qt||w q杨树人工林幼林间种作物效果分析 q林业科技通讯 oktsl }u{ p u|
刘春生 o杨守祥 qt||y q农业化学分析 q北京 }中国农业大学出版社
刘苑秋 o杨家林 o杜天真 o等 qussv q重建森林对退化红壤微生物特性的影响 q福建林学院学报 ouvktl }yx p y|
吕继光 qt||w q德国林业历史教训在中国重演的忧思 q世界林业研究 okwl }yu p yz
沈照仁 qt||w q人工造林与持续经营 q世界林业研究 okwl }{ p tv
王兴祥 o张桃林 o张 斌 o等 qussv¤q低丘红壤花生南酸枣间作系统研究 µ q氮素竞争 q土壤 ovxktl }yy p y|
王兴祥 o何园球 o张桃林 o等 qussv¥q低丘红壤花生南酸枣间作系统研究 ¶ q土壤水分 q土壤 ovxkvl }uvu p uvx
许光辉 o郑洪元 qt|{y q土壤微生物分析方法手册 q北京 }中国农业出版社
闫德川 o冯立岭 o吴艳辉 o等 qusss q农林复合经营土壤养分变异的研究 q内蒙古林业科技 okvl }tx p t{
袁玉欣 o裴保华 o贾渝彬 o等 qusss q农林间作条件下的杨树生长研究 q林业科学 ovy ktl }ww p xs
袁玉欣 o裴保华 o王九龄 o等 qt||| q国外混农林业系统中林木与农作物的相互关系研究进展 q世界林业研究 otukyl }tv p tz
张鼎华 o林 卿 qt||z q混农林业与林业的可持续发展 q生态经济 okxl }w| p xu
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k责任编辑 朱乾坤l
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