杉木二代林轮作速生树种尾巨桉和黑木相思9a后的土壤养分变化特征

发布时间：2020-08-08 15:37

【摘要】：杉木是中国特有的速生用材树种,在中国南方林业生产和商品材中具有举足轻重的作用。近些年来,为了提高木材收获量,栽植面积越来越大且多代连续栽植杉木林的现象非常普遍,使得林地单位面积的杉木生产量逐渐减少,杉木人工林地力衰退和土壤肥力下降的状况非常严重,成为制约当前杉木林业生产发展的关键原因。因此,防止杉木人工林地力衰退及维持长期杉木土壤肥力和生产力是目前杉木研究的重点。杉木与其他阔叶树种进行合理轮作和混交可以对土壤的物理性质和化学性质有不同程度的提高与改善,能够显著提高土壤养分含量,对于杉木林地的土壤肥力和生产力有显著影响,实现杉木林地可持续经营。本文就杉木二代林地上轮作尾巨桉与固氮树种黑木相思树种9 a后,以杉木二代林土壤为对照,对杉木土壤、尾巨桉土壤和黑木相思土壤间不同土层的物理性质(土壤容重、水分因子和土壤孔隙度)、大量元素(C、N、P、K、Ca、Mg)和微量元素(Al、Fe、Mn、Zn、Na)进行了研究,并应用相关分析和冗余分析,探索了杉木二代林地轮作尾巨桉和固氮树种黑木相思对土壤的影响,为今后杉木二代林地轮作树种经营实践提供依据,也为持续经营杉木人工林的生产实践提供科学保障。研究结果如下:1、不同坡位以及不同林分下土壤容重、最大持水量、最小持水量、毛孔持水量、非毛孔孔隙与毛孔孔隙差异均未达到显著性水平(P0.05)。以杉木二代林为对照,轮作9 a后的尾巨桉和黑木相思林地土壤容重分别降低了 3.28%和11.48%,最小持水量分别降低了4.44%和1.92%,毛孔持水量分别降低了 4.24%和0.95%,毛孔孔隙分别降低了 5.16%和6.94%;但与杉木二代林相比,黑木相思土壤的最大持水量提高了 6.81%,非毛孔孔隙提高提高了 59.1%。与杉木二代林相比,轮作尾巨桉和黑木相思后对林地土壤物理性质的改善并不明显。2、杉木二代林、尾巨桉和黑木相思三林分的土壤中,水分因子、碳、氮、磷、速效钾、交换性钙、交换性镁等指标随着土壤深度的增加而减小,其他硝态氮、全钾、钙、镁、铝、铁、锰、锌、钠等指标则随着土壤深度的增加而增加或无显著变化。同一土层中不同林分下的土壤pH值、全碳、全氮、矿质氮、水解氮、全磷、有效磷、全钙、交换性钙、铝、铁、锰、锌存在差异不显著性(P0.05),尾巨桉和黑木相思土壤与杉木二代林土壤在DOC、DON、硝态氮、铵态氮、全钾、速效钾、全镁、交换性镁、钠等元素含量上有显著差异(P0.05)。3、以杉木二代林为对照,轮作9 a后的尾巨桉和黑木相思林地土壤DON含量分别降低了 4.75%和16.55%,硝态氮含量分别降低了68.75%和44.03%,全钾含量分别降低了 33.96%和8.08%,全钙含量分别降低了 4.40%和0.21%,交换性钙含量分别降低了 17.51%和12.13%,全镁含量分别降低了 34.62%和12.81%,铝元素含量分别降低了 5.22%和7.84%,锌元素含量分别降低了 7.19%和10.90%;但与杉木二代林相比,黑木相思土壤的全碳含量提高了 42.83%,全氮提高了 26.46%,矿质氮提高了 13%,按态氮提高了 24.91%,水解氮提高了 7.45%,全磷提高了 3.67%,有效磷提高了 49.29%,速效钾提高了 16.62%,交换性镁提高了 49.60%,铁元素提高了 0.62%,锰元素提高了 15.93%,钠元素提高了 46.89%,尾巨桉的DOC含量提高了28.08%。4、土壤化学指标(大量元素、微量元素)等会随土层深度、轮作树种和林龄的变化而变化,为更好地说明它们之间的相互关系,利用spss和Canoco软件对各项化学指标进行了相关性分析和冗余分析。结果表明:杉木二代林、尾巨桉和黑木相思土壤PH值、全碳、DON、全氮、DOC、矿质氮、硝态氮、铵态氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾、全钙、交换性钙、全镁、交换性镁、铝、铁、锰、锌、钠各化学元素之间存在不同程度的相关性,并且表现出不同的正负相关或不相关倾向,分析可知杉木二代林、尾巨桉和黑木相思土壤各指标间既相互影响又互相制约。5、杉木二代林、尾巨桉、黑木相思土壤均在0～10 cm 土层的土壤肥力较高,与杉木土壤对比,尾巨桉和黑木相思土壤的肥力相对较高,且尾巨桉的土壤肥力最高。这可能是由于杉木林连栽后枯枝落叶少等因素使得土壤养分消耗大并导致地力衰退,而轮作尾巨桉和黑木相思后大量的凋落物中含有丰富的营养物质,经过微生物分解,营养元素可以及时回归表层土壤,提高了表层土壤肥力。
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S714.8

【参考文献】