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杉木—山苍子套种模式土壤物理性质和短期收益的研究



全 文 :福建林学院学报 9 19 1, 21 ( 3 ) : 2 41~ 2 遵s
Jo u r n a l o f F u j i
a n C o l l e g e o f F o r e s t r y
杉木一山苍子套种模式土壤物理
性质和短期收益的研究 ’
杨玉盛 林先富 邹双全 俞新妥 庄孟能
( 福 建林学院 ) ( 建既县林委营林科
摘要 本文对建甄衫木— 山苍子三种不 同套种模式的土壤结构 、 空隙、 水分和短期收益及杉木生长进行研 究。 衫木— 山苍子模式不仅能增加短期收益 , 而且套种后土壤物理性能得到改善 , 衫木幼林生长较快 , 是一种 良好 的山地套种模式 ;
衫木— 山苍子— 烟叶 、 衫木— 山苍子— 黄豆模式短期收益虽好 , 但对土壤良好结构形成不利 , 因此应适当控制耕作强度 , 以免造成 良好土壤物理 性 质 的 丧
失。
关键词 套种模式 ; 土壤物理性质 ; 短期收益 ; 移木 ; 山苍 子
杉木混农林业在我国南方具有悠久历史 .t8 乐 10 〕。 由于杉木— 山苍子套种模式 , 具有投资少 、 收效快 、 效益高的特点 , 而深受闽北山区群众的喜爱 。 杉木幼林地套种山苍子相当普
遍 , 建匝县龙村乡杉木幼林套种山苍子面积已达三万多亩 ,年产油量 可达 30 吨 , 以 19 8 8年油价
计 , 产值可达 2 70 万元 。 其中 , 龙村乡擎天岩村山苍子套种率达 70 % 以上 , 山苍子油产量已
达十多吨 。 仅此一项纯收入就达 68 万元 , 占该村纯收入的 68 % 。
闽北山区 , 炼山栽杉后 , 幼林地上萌发出疏密程度不一的山苍子幼苗 , 经过适 当移栽 ,
同时套种不同作物 ( 如烟叶 、 黄豆 、 早稻等 ) , 形成不同的套种模式 。 在调查研究经济效益
的基础上 , 作者于 1 9 9 0年 4 月在擎天岩村对三种常见套种模式 的土壤结构 、 土壤肥力 、 套种
模式结构 、 经济效益等各方面进行系统研究 , 试图揭示不同套种模式特点 , 为南方类似地区
合理选择 、 改进与推广杉木— 山苍子套种模式提供参考 (本文仅为研究结果的一部分 ) 。
1 试验地概况与研究方法
1
.
1 试验地概况
试验地位于福建省西北部的建阪县龙村乡擎天岩村龙停子 (建贩县位于东径 1 17 “ 5 8 ’ 4 5 “
. 本研究得到省教委资助 。
收稿 日期 1 99 1一 QS一 1 9
DOI : 10. 13324 /j . cnki . jfcf . 1991. 03. 001
福 建 林 学 院 学 报 11卷
一 1 18 “ 5 7` 1 1“ , 北纬 2 6 “ 3 8 ’ 54 “ 一 2 7 。 : o ` 2 6 “ ) 。 本区属中亚热带海洋性季风气候 , 年平均降
水量为 18 9 Om m , 年蒸发量 1 3 2 7 . 3一 I c c s . 4 m m , 年平均气温 15 一 17 ℃ ,年平均相对湿度 80 % 。
母岩为片麻岩 , 土壤为山地黄红壤 。 属中山地貌 。 标准地海拔约为 70 o m , 坡度 35 。 左右 , 坡
向南偏西 , 处在 中下部 。 分别在各套种地上建立 20 m x 20 m 固定标准地各一块 ,重复 2 次 ( 标
准地详细情况见表 1 ) , 对标准地内杉木实测其树高和胸径 , 按照多点分层取样 ( 3 点 ) ,
混合后的样品供室内分析 。
表 1 不 同 套 种 模 式 标 准 地 概 况
T a b l e 1 A s u r v e y o f k e y b e d i n d i f f e r e n t i n t e r P l a n t i n g P a t t e r n
套种模式 郁闭度
密度
(株 / h a )
林下植被组成 经 营 状 况代号
杉木一山苍子 A 0 . 80 2 40 0杉 + 2 70 0山 族类 、 白茅
高粱泡
杉木一山苍子 B
一黄豆
0
.
7 8 2 0 40杉 + 1 45 5山 旅类 、 白茅
杉木一山苍子 C
一烟叶
.
7 6 2 0 2 5杉 + 1 4 7 0山 蔽类 、 白茅
杉木纯林
(对照 )
.
8 0 2 40 0杉 威类 、 白茅
1 9 83年套的山苍子 , 19 8 5一 1 9 8 7
年为结果盛期 , 1 9 8 8年开始衰退 ,
1 9 90年调查时大部分枯死 。 每 年锄
草松土 1一 2次 , 对山苍子适当修剪
山苍子套种同上 , 1 9 5 3一 1 9 8 5
年连续 3 年套种黄豆 , 每年松土锄
草 2 一 3 次 , 适当施肥
山苍子套种同上 , 1 9 8 3一 1 9 8 5
年连续 3 年套种烟叶 , 每年松土锄
草 2 一 3次 , 适当施肥
按常规 , 每年松土锄草 1 次
1
.
2 研究方法
土壤水稳性团聚体— 机械筛分法 (6 〕机械组成及微团聚体— 吸管法〔6〕土壤水分和空隙状况— 环刀法 ( 烘干法 ) 比 7〕有机质— 硫酸重铬酸钾法 〔6〕
2 结果与分析
2
.
1 土壤结构
土壤颗粒是构成土壤结构的主要组分 , 土粒组成影响到土壤物理 、 化学等性质卿 。 各套
种模式土壤 < o . 0 1 m m 物理性粘粒均有不同程度降低 , 其中模式 A 减少较为明显 。 模式 A
表层 ( 0一 2 0 e m m土层 ) < 0 。 0 0 l m m 物理性粘粒为 2 0 . 0 6% (表 2 ) , 比对照低 1 1 . 1 4% 。 说 明
衫木幼林地套种后 , 由于耕作强度较大 , 土壤物理性粘粒有一定程度的淋失 。
3期 杨玉盛等 :杉木— 山苍子 L套种模式 _ L壤物理性质和娜期收益的研究 2 3 4
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2 4福 建 林 学 院 学 报 1卷
表 2 还显示表层土壤 > o .0 1 m m水稳性团聚体模式A 含量最高 , 达 79 . 09 % , 对照最低 ,
仅为 70 . 41 % 。 < o . o l m 土 壤 团 聚度模式 A 最高 , 为 36 . 60 % , 其次为模式 B和 C ,对照团聚
度最低 , 比模式 A 小 5 . 2 % 。 这和模式 B , C耕作强度较大 , 对照区林地 裸 露 , 加速有机物
质矿质化 , 从而引起土壤中无机有机复合体的部分分解有关图 。 土壤团聚度的增加改善了土
壤孔隙状况 , 粗孔隙较多 , 对植物 ( 杉木 ) 根系生长 以及根系活力提高有利 。
土壤分散率是土壤抗蚀性能指标之一 。 不同套种模式土壤分散率大小顺序为模式 C > 模
式 B> 对照 > 模式 A ( 表 2 ) 。 说明模式 A 的土壤具有较强抗蚀性能 , 而模式 C的土壤颗粒分
散性较强 , 这和烟叶根系分泌物及耕作强度较大有一定的关系 。
土壤团聚体 、 水稳性团聚体的多少决定着土壤结构的稳定性 , 也影响土壤的通气性 、 抗
蚀性 , 是土壤肥力的重要指标之一川 。 模式 A 的土壤表层 > 0 . 25 m m 水稳性团聚体 含 量 为
8孰 7% , 比对照增加 6 . 96 % , 而 > 0 . 25 m m 水稳性团聚体破坏率仅为4 . 2 % , 比对照少 5 . 8% 。
模式 A 表层的 > s m m 水稳性团聚体为 35 . 9 5% , 是对照的 2 . 87 倍 ( 表 3 ) 。 这是由于模式 A
林分郁闭时间比较早 , 而且每年有大量的山苍子落叶 , 覆盖林地表面 。 同时 , 山苍子根系密
布土壤表层对土壤起着穿插 、 挤压作用 , 加之每年有一定数量山苍子根系枯死 , 提高了林地
表层土壤有机质含量 ( 模式 A 表层土壤 仃机质含量比对照提高了 0 . 02 7% ) , 从而有利于土壤
良好结构的形成和稳定 。 底层 ( 20 一4。。 m 土层 ) 亦有同样趋势 。 而模式 B 和 C 土 壤 表 层
) 0
.
25 m m 的水稳性团聚体均比对照区略有降低 , 且结构破坏率也有所增加 ( 表 3 ) 。 这和套
表 3 不同套种模式土坡团聚体组成 ( % ) 介
T a b l e 3 T h e f o r m s o f 5 0 11 a g g r e g a t e i n d i f f e
r e n t i n t e r P l a n t i n g p a t t e r n
套种
模式
土层
厚度
( e m )
颗粒大小 (粒径 m m ) 结构破
坏率 . 补
有机质
5一 2 2一 1 1一 0 。 5 0 。 5一 0 。 2 5 > 0 。 2 5
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1

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. 分母— 干筛
, · 结构破坏率 二
分子— 湿筛千筛 > 0 . 25 团聚体一 湿筛> 0 . 25 团聚体
千绪> O, 25 口口团聚体 x 1 0 0%
3期 杨玉盛等 :杉木— 山苍子套种模式土壤物理性质和短期收益的研究
种作物前对林地进行垦翻 , 作物未复盖前林地裸露 , 加上每年进行 2 一 3 次的中耕锄草松土
( 比模式 A 要呢烈得多 ) , 导致套种地发生较为严乖的冲刷有关 。 但由子作 物收获后何年有
一定数量右机物质 ( 杆和根茬 ) 残 留林地 ( 包括 山苍 子叶 ) , 使得枚式 B 、 C 表层和底层有
机质亦 比对照高 。 模式 B 、 C 作物收获后 , 棍系残留在土层 中 , 加上锄草 、 松土 尚少触及底
层土壤 , 使得底层土壤结构性能比表层的为好 ( 表 3 ) 。 这种代况在模式 B 表现较为明显 ,
模式 B 的底层有机质 比对照增加 1 . 1 27 % , > 0 . 25 m m 水稳性团粒结构比表层高出 3 . 73 % , 比
对照的增加 1 1 . 5 2% 。
宜.,万ōó
2
.
2 土体构造
土壤空隙状况影响土壤通气 、 透水及根系穿插等 , 是土体构造的重安指标之一川 。 由表
4 可见 , 与对照相 比 , 幼林地套种后底层土壤容重和空隙均向好的方 向转化 , 但模式 B 、 C
表层土壤容重和 空隙较对照差 。 而模式 A 土壤表层和底层容重分别比对照低 0 . 0 19 和 0 . 1 5 8 。
总空隙分别比对照增加 0 . 7 1%和 5 . 9 6% 。 说明模式 A 的土壤土体构造变得疏 松 , 容 蓄 能 力
表 4 不同套种方式土壤空隙组成
T a b l e 4 T h e p r o P o r 之i o n s o f 5 0 1 1 p o r e i刀
土层
厚度
( e m )
容重 空隙组成 (容积 % )
( g / e m “ )
总孔

紧结合 松紧合 凋姜水所 占 水所占 水膜空隙 空隙 空隙
凋姜
空隙
0一 2 0 1 。 06 1 5 9 。 9 6 2 。 4 2 1 . 4 5
2 0一 4 0 1 。 1 5 3 5 6 。 4 9 2 。 0 5 1 . 2 3
0一 20 1 。 1 4 6 5 6 。 7 5 2 。 1 2 1 。 2 7
2 0一凌〔} 1 。 2 5 6 5 2 。 6 0 1 . 5 2 0 。 9 1
0一 2 0 1 。 1 9 1 5 5 。 0 6 2 。 3 7 1 。 4 2
2 1户一 4 0 1 . 1 5 4 5 6 . 4 5 2 . 8 3 1 。 6 9
0一 2 0 1 . 0 8 0 5 9 。 2 5 1 。 8 4 1 。 1 1
2 0一 4 0 1 。 3 1 1 5 0 . 5 3 1 。 7 8 1 。 0 7
d主f f c , 。 , , t J刀 t e r P l a 刀 t i 刀 9 P a t士e r n
在总空隙中占% 非毛管空隙
毛廿 非毛瞥 凋萎 毛管 非毛管 与毛管空
空除 空隙 空凉 空隙 大空隙 隙比率
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.
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.
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。 ù种式大一模套
土壤的非毛管大空隙数量 的多少 , 在土壤空隙组成 中主要反映土体在垒结上 的 松 紧 状
态〔4〕。 从表 4 可知 , 模式 A 非毛管大空隙含量 1 2 。 8 2% , 非毛管大空隙在总空隙中所 占 比 例
亦大 , 为 2 1 . 38 % , 非毛管与毛管空隙比率高达 0 . 3 1 , 土壤通气状况较好 , 大小空隙比 例 较
为适中 。 而模 式 B和 C 表层的通气状况比刘照差 , 化底层土壤通气状况比对照好 。 从表 4 还
可 以看出 , 套种的土壤表层和底层的非毛管孔隙相差不大 ,而对照表层的非毛管大空隙是底层
的 4 . 3 倍 。 这是由于每年套种作物前 , 都进行垦翻 , 同时结合作物及幼林抚育 , 进行 2 一 3
次的锄草松土 , 在作物尚未复盖前 ,地表裸露 , 易遭雨水溅蚀 , 造成表层土壤板结 , 影响通气
状况 。 模式A 和对照区抚育强度轻些 , 表层通气状况较低层为好 ; 套种作物底层 土 壤 的 通
2肠 福 建 林 学 院 学 报 1卷
气状况 , 反而得到一定程度的改善 。 对照区杉木幼林根系幼小 , 对底层土壤的穿插 、 挤压作
川有限 , 故通气状况较差 。
2
.
3 上壤水分状况
土壤水分积极参与了土壤中物质的转化和代谢过程 , 是土壤肥力的主要因素之一〔1〕。
不同套种模式土壤水分状况 ( % )
T a b l e s 5 0 11
表 5
n 1 O I S t u
r e e o n d i t i o n i n d i f f e r e n t i n t e r P l a n t i
n g P a t t e r n
套种模式 卜层军度
( e m )
白然含水址 乙管持水址 最大持水虽 田间持水量 最大吸湿水 凋姜含水量 有效水釜
67“0封.4962.480一 2 0
2 0一 4 0
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. 有 效水 二 川间 待水址 一 报姜含水 址
从表 5 可 见 , 九一套种的书二廷土壤水分状况均狡衫木纯林优越 , 模式 A 表层的 最 大 持 水
量和田间持水量分别比对照增加 2 . 沉% 和 玩 6 4% 。 说明套种后土壤保水能力得到 一定程度的
J曾加 。 表层 仁效水范围为 3 2 . 3。% , 比杉木纯林提高 。 . 3 6% , 套种后土壤模式 A , B 了J效水范
困扩大 , 但模式 C 汀效水范困缩小 。 房层土壤水分状况亦 汀不同程度的改价 。
从表 5 还可以看出 , 随着土层厚度的增加 , :上壤含水量 仃减少趋势 。 说明表 层 持 水 性
沈比底层为好 。 如模式 B 表层土壤示大持万量 , 田阅持水量和有效水范围分别 比 底 层 高 出
6
.
1 6外石, 5 . 3 8% 和 3 . 9 3% 。
2
.
4 不同套种模式的 短期收益及杉木生 长
山苍子处于结果盛期 ( 套山苍子后第 4 年 ) 时调查表 明 ( 表 6 ) , 三种套种模式经济收
入都较高 , 山苍子纯 收入以模式 A 最高 , 为 6 5 2 . 2 2元 (/ h .a a) , 模式 C山苍子纯收 入最 低 ,
为 4 9 8 . 7 5元 h/ .a a年 , 但模式 B , C除了山苍子收入外 , 尚有黄豆和烟叶收入 , 其中模式 C 烟
叶纯收入达 2 6 2 6 . 8 3元 / I, a · a 年 。 囚此 , 套种山苍子及作物后单位面积的经济收入大大提 高 ,
从而达到以短养长的目的 。 三种模式中 , 模式 C短期经济收益最高 , 其次为模式 B , 而模式 A
则较差 。
从表 6 还可 以看出 , 对照和三种不同套种模式的杉木生长较为接近 ( 经检验 , H和 D 之
间差异未达到显著水平 ) , 但由于套种与否及作物种类 、 耕作强度等方面的差异 , 模式 A 的
D和 H最大 , 其次为对照和模式 B 、 模式 C 。 说明模式 A 的生境条件对杉木最有利 , 而模式
〔 较左 `
3期 杨玉盛等 :杉木— 山苍目套种模式土壤物理性质和短期收益的研究
表 6 不同套种模式短期收益及杉木生长
Ta b le 6 T he s ho rt

t i me P r o fi t a n d9 1
·
o
w t ho fe hi n e o sfi ri n
di f fe e rn t i n t e rP la n t i n gP a t t e rn
短期收益劳 杉木生长关补
收获
品种
产 最
( k g/
ha )
单价 总收入 投入成本 纯收入
(元 (元 / (元 /
/ k g) h
a ) (元/ ha ) ha )
调查 _ _ _
面积 杉木株数
〔 ha )、 “ “ 产 ( 株/ ha )
平均胸径 平均树高 备注
( ) m
套种模式
山苍子油
住8 。 5 6 7 1 .魂 0 9 79 .5 0 1 47 .2 8 6 5 2 。 2 2 6 72 月 0 0
( e m)
1叮。 19 5 6 山苍子经营 6 年
山苍子青 果
8 9 7
.
75 0

5 3 7 7 4

0 7 1 19

5 6 6 1 4

5 1
6 2 0 0 4
.
415
.
8 黄豆经营 3年
黄豆 6 5 7 .5 4
山苍子了 5 2 5 .0 0青 果

90
5 7
5 9 1

76 1 1

6 3
75 2 0 1

0 0
5 3Q
.
35
498

5 7
72 2 5 0 9
.
35 5
.
8 1烟叶经营 3年
烟叶 9 1 12 .5 02 .6 7
6 8 1
,
3 1 8 3

9 8 5 5 7

1 5 2 6 2 6

8 3
D 一
(对照 )
2魂0 0 1 0 。 0 6 6 。 0 3
. 调查 日期 : 1 9 8 5年 10 月 , 调 查者 : 庄孟能 等 。 , , 调查 日期 : 1 9 9 0年 4 月
3 小结与讨论
杉林— 山苍子模式表层土壤有机质比未套种的杉木纯 林 (对照 )高 0 . 0 2 7 % , ) O 。 肠 m m水稳性团聚休 和 ) 0 . 01 m m 团聚度分别 比对照增加 6 . % %和 1 2 . 17 % , 土壤 容 重 比 对 照 降
低了 0 . 0 1 9 , 土壤总空隙度和非毛管空隙度分别比对照增加了 0 . 7 1%和 5 . 3 7% ,有效水范围和
田问持水量 比对照增加 0 . 3 6 %和 1 . 以% 。 底层 同样亦有此趋势 。 说明杉木套种山苍子后 , 林
分提前郁闲 , 加上 山苍子根系穿插 、 挤压及枯枝落叶归还林趁 , 林地土壤结构 、 土壤空隙 、
土壤构造和土壤持水性能得到一定程度的改 良 。
杉木— 山苍子— 黄豆 , 杉木— 山苍子— 烟叶模式 , 有机质均 比对照略有增加 , 但与对照及杉木— 山苍子模式相比 , 由于耕作强度较大 , 表层 > 0 . 25 m m 土壤水稳性团聚体含量比对照略低 , 土壤分散系数却比对照增加 , 土壤通气状况亦比对照为差 。 表明模式 B和
C 表层土壤结构 、 空隙状 况较差 , 但底层土壤结构 、 空隙及水分性状却比未套种杉木林地为
优 。
三种不 同套种模式 , 短期收益大小顺序为 : 模式 C > 模式 B ) 模式 A 。 三种不同套 种模
式及对照的杉木平均胸径 ( 百 ) 和平均树高 ( 贾 ) 略有差异 , 醉口育大小顺序为 : 模式 A >
对照 > 模式 B> 模式 C 。
杉木幼林套种山苍子及作物后 , 使群落能充分利用光能及土地空间 , 增加了短期收益 ,
达到以短养长的目的 , 同时因套种幼林地郁闭度及根系作用 , 有利于土壤良好结构形成 ( 模
式 A ) 。 但模式 B , C 由于耕作强度加大 , 对表层土壤结构稳定性及土壤通气性有不 良 的影
响 。 未套种杉木纯林则由于长期林地裸露 , 雨滴直接溅蚀 , 土壤较为板结 , 加上幼树根系对
土壤的穿插能力较差 , 因此表层土壤物理性状较模式A 差 , 但比模 式 B , C 为好 , 底层物理
2 48 福 建 林 学 院 学 报 1 1卷
性状比三种套种模式的要差 。 因此 , 杉木— 山苍子— 作物模式应尽量 减少耕作强度 , 以利于 良好土壤结构形成 , 这对套种后地力恢复和提高相么有一利 。
参 考 文 献
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: 4 5 9~ 4 6 2
S t u d ie s o n t he S h o r t

T im e P r o f i t a n d t h e P hy s i e a l
P r o p e r t i e s o f t h e 5 0 1! in t h e I n t e r Pl a n t i n g
P a t t e r n o f 五 i t s e a c u乙e乙a w it h C h l n e s e F l r
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2 11 u a n g M
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( J i a n o u F o : e s t : y C o m m i t t e e )
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A l t h 二
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K e y w o r d : i n 士。 r p l o n t主。 g , 5 0 11 p l z y : i e a l p r o p e r t i e : , 、 h o r t 上 i nr e p r o f i t , L f r s e a
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