河南新县北缘油茶林土壤理化特性研究

摘要 [目的]了解我国油茶栽培北缘地区河南新县油茶林土壤理化特性，为油茶林地管理提供理论依据。[方法]采用环刀法、比重计法、吸管法、土壤养分状况系统研究法（ASI）等测定了土壤基本理化性质。[结果]新县油茶林土壤容重在1.02～1.75 g/cm3，土壤含水率、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、初渗率、稳渗率、平均入渗率变化幅度大，土壤颗粒含量比例为6.0∶2.5∶1.5，土壤质地为砂质壤土。油茶林地有效N、有效P、有效Mg含量表现缺乏，有效Fe、有效Mn含量表现丰富，且有效P、有效Mg变异系数分别为172.61%、126.12%，表现为强变异。相关性表明，油茶林地土壤理化性质之间存在显著、极显著的正负相关性。[结论]新县油茶林应有针对性地进行林地管理，及时补充N、P、Mg肥，控制或减少Fe、Mn肥的施加，同时P、Mg肥的施加应注重空间位置性，合理利用土壤理化性质之间的相关性。

关键词 北缘油茶林;土壤理化特性;新县

中图分类号 S 714  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）06-0101-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.06.023

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on Soil Physical and Chemical Properties of  Camellia oleifera  Plantation in the Northern Margin of Xin County， Henan Province

XIAO Bin1，2，PENG Jia-shun2，XIA Jian-mei3 et al （1. Subtropical Forestry Experimental Center， Chinese Academy of Forestry， Fenyi， Jiangxi 336600;2. College of Forestry， Jiangxi Agricultural University， Nanchang， Jiangxi 330045;3. Lingrui Camellia Research Institute， Xin County， Henan 464000）

Abstract [Objective]In order to understand the soil physical and chemical properties of  Camellia oleifera  forest in Xin County， Henan Province in the northern margin of the cultivation of  Camellia oleifera  in China，and to provide a theoretical basis for the management of  Camellia oleifera  forest land. [Method]The basic physical and chemical properties of soil were determined by the ring knife method， hydrometer method， straw method， and soil nutrient status system research method （ASI）. [Result]The soil bulk density of  Camellia oleifera  forest in Xin County varied from 1.02 g/cm3 to 1.75 g/cm3， and the soil moisture content， capillary， non-capillary porosity， initial permeability， stable infiltration rate， and average infiltration rate varied greatly. The particle content ratio was approximately 6.0∶2.5∶1.5， and the soil texture was sandy loam. The content of N， P， and Mg in  Camellia oleifera  woodland was lacking， and the content of Fe and Mn was rich. The effective P and effective Mg coefficients of variation were 172.61% and 126.12%， respectively， showing strong variation. According to the correlation， there were significant and extremely significant positive and negative correlations between the soil physical and chemical properties of  Camellia oleifera  forest. [Conclusion]Xin County  Camellia oleifera  forest should be managed in a targeted manner， supply N， P， Mg fertilizers in time， control or reduce the application of Fe and Mn fertilizers， and the application of P and Mg fertilizers should pay attention to the spatial location and rationally use the correlation between the physical and chemical properties of the soil.

Key words  Camellia oleifera  forest in the northern margin;Soil physical and chemical properties;Xin County

基金项目 河南省重大科技专项（171100110400）;河南省高等学校重点科研项目（19A220001）。

作者简介 肖斌（1994—），男，江西新余人，助理工程师，硕士，从事水土保持研究。*通信作者，教授，博士，从事林木遗传育种研究。

收稿日期 2021-06-17

油茶 （Camellia oleifera  Abel）属山茶科山茶属，为常绿小乔木或灌木，是我国重要的经济树种和木本油料作物，与油橄榄、棕榈、椰子并称为世界四大木本食用油料植物[1]。油茶主要集中分布在长江流域以南，其中江西、湖南、广西3省的油茶林地种植面积占全国的76.2%[2]。北缘油茶林占比少，但仍有大量分布，地处鄂豫皖3省交界、大别山腹地之北缘区的新县，是全国100个油茶产业发展重点县之一，是河南省木本油料重点示范县，新县共有油茶面积达2万hm2，其中传统野生油茶面积约1.3万hm2，年产茶油达到15 000 t，产值5亿元，其油茶产量综合产值位居全省之首、全国前列，是我国油茶北缘区域的“油茶之乡”。

土壤物理性质不同会导致土壤的水、肥、气、热等的变化，影响着植物群落的发生、发育和演替的速度[3-4]。同时，土壤养分含量直接影响林木的生长，亏缺某一营养元素会影响植物的生长及产量[5-6]。土壤理化性质体现了土壤环境的基本情况，是土壤质量变化最基本的表征和基本内容[7]。新县油茶约67%为老油茶林，这些油茶大多分布在山坡地，地势复杂，经营粗放，产量低，稳产性差，因此，老油茶林的改造成为新县油茶产业发展的当务之急，研究油茶林土壤理化性质对低效油茶林改造极具意义[8]。目前对油茶林土壤理化性质的研究主要集中于南方油茶林，且主要围绕氮、磷、钾土壤养分展开研究，如通过对比南方不同林龄油茶林及不同经济林土壤理化性质的差异，可为油茶林土壤氮、磷、钾养分管理及对林地改造提供理论依据[8-10]。笔者以我国河南新县北缘油茶林为研究对象，研究油茶林土壤大中微量养分含量以及土壤基本物理结构特性，了解北缘油茶林土壤理化特性，旨在为新县油茶林地管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究地位于河南省信阳市新县，地理坐标为114°32′30″～115°13′12″E，31°28′12″～31°49′53″N。该县地处大别山腹地，鄂豫两省交接地带，东与商城县接壤，南与湖北黄冈市毗邻，西与罗山县交界，北与光山县相连。最高海拔1 011 m，最低海拔60 m。属北亚热带向暖温带过渡的气候带，该区四季分明，雨量充沛，雨热同季，年平均气温15.4 ℃，年日照时数2 008 h，无霜期222 d，年均降水量1 373.4 mm。油茶林土壤以黄棕壤为主，成土母岩主要有花岗岩、片麻岩、砂页岩等。新县传统野生油茶面积约1.3万hm2，主要分布在新县周河乡、田铺乡、沙窝镇、八里畈镇、千斤乡、吴陈河镇、新集镇，遍布新县各区域。

1.2 样品采集及土壤理化特性的测定

土壤样品于2018年9—10月采集，根据新县县域油茶林分布状况，分别在新县周河乡、沙窝镇、千斤乡、田铺乡、吴陈河镇、八里畈镇、新集镇设置调查取样地。选择花岗岩母质、土壤类型、油茶树势基本一致的野生油茶林。在每一地块油茶林中设置样地20 m×20 m，按照五点取样法挖掘土壤剖面，以密封袋、环刀、铝盒采集土壤样品，贴好标签，带回实验室。将密封袋中采集的土壤样品混合均匀，采用四分法去除多余的土样，将剩余的土样放置在晾土实验室自然风干，备用。

土壤容重、持水性、渗透性均采用环刀法进行测定，采用烘干法测定土壤含水率，土壤孔隙度公式：土壤孔隙度=（1-土壤容重/土壤比重）×100%，其中，土壤容重=烘干土质量/环刀体积，土壤比重通过比重瓶测定。采用吸管法测定土壤颗粒组成，使用HClO4-H2SO4联合消煮，采用靛酚蓝比色法测定溶液中的氮含量，采用钼锑抗比色法测定溶液中的磷含量，然后计算出土壤的全氮和全磷含量（不间断化学分析仪Smartchem 200，Rome， Italy）。采用火焰光度计法测定土壤全钾含量。采用ASI土壤养分状况系统研究法测定pH、活性酸、有机质以及土壤中大中微量养分元素含量。

1.3 数据处理 采用Excel 2003对数据进行整理，用SPSS 17.0软件对整理数据进行描述性统计分析，采用Pearson双变量相关性分析法（ P <0.05）对相关数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 油茶林土壤物理特性

土壤物理性质是衡量林地质量的一个重要指标，它对土壤蓄水保肥能力以及林木对土壤养分的吸收和利用有重要影响[11]。对新县油茶林土壤基本物理性质进行测定，描述性统计结果见表1。

由表1可知，土壤容重为1.02～1.75 g/cm3，土壤含水率变化幅度大，为2.97%～35.57%，表明新县各地区油茶林土壤保水能力存在差异，土壤含水量低，不利于油茶的生长发育。从孔隙度上看，土壤非毛管孔隙度和毛管孔隙度变化幅度均较大，且非毛管孔隙度变异系数高。毛管孔隙的水分主要用于土壤蒸发和植物生长，毛管孔隙度低不利于植物的生长，而非毛管孔隙可以下渗和吸收降水，直接与土壤的含水量有关[12]。从持水性看，田间持水量、毛管持水量、最大持水量变化幅度不大，变异系数不高，表明土壤持水性能相对较稳定。从渗透性可以看出，土壤初渗率、稳渗率、平均入渗率均有较大的变化幅度，土壤稳渗率与平均入渗率趋于一致。新县油茶林土壤颗粒组成中，粗粉含量变化幅度大，变异系数相对较高，土壤颗粒含量表现为砂粒>粉粒>黏粒，比例大致为6.0∶2.5∶1.5。根据美国制土壤质地分类三角坐标图，新县油茶林土壤质地表现为砂质壤土。