红壤坡地栽植日本野漆树施用石灰效应试验

谢庭生，谢树春，赵 玲

（1.湖南省经济地理研究所，湖南 长沙 421001；2.长沙理工大学 交通运输工程学院，湖南 长沙 410114；3.中南大学 地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410083）

日本野漆树Rhus succedanea L.是从日本引进的一种经济林树种[1]，为漆树科漆树属落叶乔木或小乔木。日本野漆树栽培试验结果表明，它对土壤肥力的要求不严，在土壤有机质含量＜0.6%的沙土上也能生长，在钾含量较高的花岗岩红壤上其漆籽含蜡率较高，而在粘性重和含水量较高的土壤上则生长不良[2-3]。而关于土壤pH值对日本野漆树的影响的研究还未见报道。我们在2005—2010年的引种试验中发现：在湖南省宁乡县四纪红土红壤、板页岩红壤、花岗岩红壤上，这种漆树的成活率与保存率（造林当年秋季调查造林成活率，以后每年秋季调查保存率，这是连续3年的调查结果），板页岩红壤总是稍逊一筹，比较各自的土壤条件，板页岩红壤活土层厚度与另外2种土壤差不多，表土层的有机质含量特别是钾含量还多得多，只是土壤pH值最低（4.5）。鉴于此，本课题组于2012—2015年进行了本试验，定期测定土壤pH值，以期为日本野漆树适栽土壤条件的研究提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验区设在湖南省宁乡市环湖岗地丘陵地带，地形地貎以岗地和低丘为主，坡面坡度在25°以下。年平均气温16.7 ℃，年日平均气温高于10 ℃的天数达25l d，年降水量1 331.3 mm。土壤类型有四纪红土红壤、板页岩红壤、花岗岩红壤。试验地选择在低丘直线型坡面，布置在中坡地段同一坡面上，坡度为 12°～23°，土壤为板页岩红壤，质地轻粘，土层厚度＞1.0 m，0～20 cm的表土层中有机质含量为12.8 g·kg-1，土壤pH值为4.5。

1.2 方 法

1.2.1 试验处理

试验设7个处理：处理Ⅰ，穴施石灰0.2 kg（222 kg·hm-2）；处理Ⅱ，穴施石灰0.3 kg（333 kg·hm-2）；处理Ⅲ，穴施石灰0.4 kg（444 kg·hm-2）；处理Ⅳ，穴施石灰0.5 kg（555 kg·hm-2）；处理Ⅴ，穴施石灰0.6 kg （666 kg·hm-2） ；处理Ⅵ，穴施石灰0.7 kg（777 kg·hm-2）；处理Ⅶ即对照（CK），不施石灰。

1.2.2 整 地

在坡地上修建水平梯土，梯面宽2.0 m.梯外缘培修土埂，梯内侧挖沟；每小区10梯（梯面宽共20 m），梯面长共45 m，小区面积900 m2，不设重复，小区对比。划好小区后，在苗木移植前挖栽植穴，栽植穴的长、宽、深各为0.7 m，容积0.343 m3，穴间距4.5 m；将半腐熟的猪、牛、羊粪和稻草等10 kg左右和腐熟的鸡粪等5 kg左右置于穴边，把钙、镁、磷肥（1 kg左右）和石灰（按试验设计给量）撒在肥料上，植树时与土壤拌匀回填于栽植穴中。

1.2.3 试验过程

2009年10月下旬至11月上旬采种，阴干，贮藏。2010年2—3月间播种，当年11—12月假植。2011年夏季嫁接，将嫁接好的苗木每株间隔30～40 cm栽植于圃地，搭盖遮阴棚，待新芽充分萌发后揭去遮阴棚，进行常规的田间管理。2011年8—11月，修梯土，划小区，7个小区一字儿排开，小区间用砖衬砌（一是起隔离作用，二是便于田间操作），挖栽植穴，将有机肥和石灰置于穴周围。2012年春芽萌动前出圃造林（注意苗木根部不与基肥接触、气温较低时要釆取措施防寒害），土、肥、灰回填。造林后，连年除草、施肥、修枝整形、防治病虫害。

1.2.4 测定项目与测定方法

成活率与保存率的调查：造林当年（2012年）秋季调查造林成活率，然后分别于2013、2014、2015年的秋季调查其保存率。物候期的观测：2013、2014、2015年每年都进行了观测。树木生长速度的观测：分别于2013—2015年的每月10、20、30日（若遇下雨则提前或推迟），用钢卷尺和游标卡尺分别测量标准株（各小区固定的供测量的样树）的树高和地径，并计算其平均树高和平均地径等。病虫害情况的调查：采用5级评判标准实地调查林木的病虫害情况。结实情况的调查：试验进行到笫4年，调查林木的结实率与单株产量，测试漆籽的含蜡率与木蜡融点。

2 结果与分析

2.1 土壤pH值、造林成活率与保存率

2012—2015年秋季多点测定的漆树滴水线以下0～20 cm土层的土壤pH均值和2013—2015年调查的不同石灰施用量处理的日本野漆树造林成活率和保存率如表1。

表1 试验各处理土壤pH值、造林成活率和保存率的调查结果†Table 1 Survey result of soil pH value, afforestation survival rate and preservation rate

由表1可知，施用石灰各处理的土壤pH值均随所施石灰量的增加而提高，穴施石灰0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 kg（即处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ），栽后当年秋测定的0～20 cm土层的土壤pH值分别为4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1，栽后第4年的土壤pH值分别为4.9、5.1、5.1、5.2、5.3、5.4。这是因为，土壤施用了石灰，石灰中和酸性，降低了土壤的酸碱度。红壤坡地栽植日本野漆树，其成活率、保存率均随土壤pH值的提高而提高，栽后第4年秋测定的处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、CK的0～20 cm土层的土壤pH值分别为4.9、5.1、5.1、5.2、5.3、5.4、4.6，其成活率比不施石灰的CK分别提高4%、7%、10%、14%、16%、15%，其保存率分别提高了5%、7.7%、10.3%、14.4%、17.6%、17.1%。这是因为，土壤pH值的提高，改善了林木生长环境（如降低了活性铝含量），有利于漆树的存活。处理Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ的穴施石灰量分别为0.5、0.6、0.7 kg，栽后第4年秋季测定的0～20 cm土层的土壤pH值为4.9～5.4，其成活率分别为95%、97%、96%，均达到造林成林标准（造林成活率达93%以上）。可见，在这种板页岩红壤坡地上，日本野漆树的适宜土壤pH值为4.9～5.4。本试验施用石灰各处理的造林成活率均达80%以上，表明日本野漆树在红壤坡地栽植具有较强的适应性。土壤pH值，2015年的测定值比前几次的测定值都要高，更接近中性。这一方面是石灰降酸效果的反映；另一方面与土壤经施肥耕作愈趋熟化有关。

2.2 物候期

物候期为农事活动的安排提供了依据，观测物候期，才能做到适时适事[4]。本试验观测到的各处理日本野漆树的物候期如表2。从表2 的观测结果来看：（1）与不施石灰的对照相比，施用石灰各处理的日本野漆树其萌芽期提早5～7 d，展叶期提早4～6 d，始花期提早4～6 d ，谢花期晚3～4 d，初熟期与完熟期均晚3～5 d，始落叶期晚20～30 d，终落叶期晚20～25 d。其萌芽期与展叶期均提早，表明其营养生长提前，其始花期早而谢花期晚，表明其花期长，这有利于坐果保果；初熟期、完熟期均推迟，有利于果实成熟和提高漆籽产量和品质；始落叶期、终落叶期均延长，绿叶期长，延长了光合作用的时间，有利于养分的积累与植株的越冬。这是因为，施用石灰，在提高了土壤酸碱度的同时提高了芽等器官组织内的酸碱度[5]。（2）处理Ⅴ与Ⅵ的萌芽期均早7 d，其展叶期均早6 d，始花期均早6 d，而其谢花期均晚4 d，初熟期与完熟期均晚5 d，始落叶期均晚30 d，终落叶期均晚25 d，说明处理Ⅴ与Ⅵ均优于其余各处理，这一结果可能表明，红壤坡地栽植日本野漆树，穴施石灰0.6、0.7 kg，土壤酸碱度即pH值以5.0～5.4为适宜（比对表1可知）。（3）日本野漆树在其各生长期内在湖南省宁乡市红壤丘岗区都能正常生长，物候正常，无变异现象，表明其能适应当地气候、土壤等条件，应根据其物候期，分别采取相应的培育措施，以促进苗木生长，使其达到高产优质的预期目标。

表2 日本野漆树物候期的观测结果†Table 2 Phenological observation results

2.3 漆树生长速度

树高、径粗、树冠是表征树木生长速度的3个重要指标，一般以平均生长量表示。试验各处理日本野漆树生长速度的观测结果如表3。由表3可知：（1）4 年生日本野漆树的树高、地径、冠径分别达291.7～305.7、3.87～4.43、346.2～366.3 cm。7个处理比较，其增长量的大小顺序均是：Ⅵ＞Ⅴ＞Ⅳ＞Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ＞CK。产生这个差异的原因，显然是施用石灰量的不同。（2）与不施石灰的对照（CK）相比，4年生漆树的树高，施用石灰的各处理比CK增高4.4～16.2 cm，增幅为1.5%～5.5%，其中处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ与CK间的差异均不显著，而处理Ⅴ、Ⅵ与CK间的差异均显著；4年生漆树的地径，施用石灰的各处理比CK增粗0.41～0.56 cm，增幅为10.6%～14.5%，其差异均显著；4年生漆树的冠径，施用石灰的各处理比CK增大1.3～10.1 cm，增幅为0.4%～3.3%，其中处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ与CK间的差异均不显著，而处理Ⅴ、Ⅵ与CK间的差异均显著。根据4年生日本野漆树树高、地径、冠径的增长量分析，不难看出，酸性土壤上栽植日本野漆树，穴施石灰以0.5～0.7 kg（555～777 kg·hm-2）为适宜量，土壤pH值以4.9～5.4为适宜值（比对表1可知）。（3）日本野漆树树高生长量年际间的比较结果为：2012年＞2013年＞2014年＞2015年。2015年树高生长量最少的原因是，栽后第1、第2 年的树冠小，植株间的相互影响小，有利于树木的高生长；栽后第3、第4年，单株体积增大，植株间的相互影响大，进入始果期，其生殖生长与营养生长竞争激烈，致使其营养生长速度减慢。

2.4 病虫害发生情况

人工林抵抗病虫害的能力往往低于天然林。人工林由于林种单一、林下裸土、未间种农作物和牧草，甚至不择土壤、地形及水文条件、周边植被类型，大面积连片种植经济林果，以及忽视检疫和种子、土壤消毒等缘故，导致病虫害发生，影响经济林果生长[6]。日本野漆树作为经济林引种后同样有病虫害的发生，这已成为影响日本野漆树生长的限制性因素。

试验起始期（2012—2015年），以100株树为1个试验大区，对各大区漆树的发病和虫害情况进行了调查，并计算了病虫害的发生率和受害指数，栽后第4年的调查结果如表4。从表4中可以看出：（1）日本野漆树引种前4年其病虫害发生率为17.0%～32.0%，属中等偏轻水平，且受害程度较轻，在7个试验小区的受害植株中，1 级受害程度的植株数占受害植株总数的比例为68%（CK处理）～83%（处理Ⅴ），说明日本野漆树种植在宁乡的板页岩红壤上不会发生严重的病虫害，只需采取常规防治方法，就可以正常生长。（2）与不施石灰的CK处理比较，施用石灰各处理的病虫害发生率低11.5%，且在受害植株中，1 级受害程度的植株数占受害植株总数的比例高11.5%，这一调查结果表明，施用石灰的效果明显优于不施石灰的。这是因为，酸性重的土壤施用石灰后，土壤的酸性得以中和，因而有利于日本野漆树的生长。（3）施用石灰各处理的病虫害发生率按大小依次为处理Ⅰ、Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ＞Ⅵ＞Ⅴ，即其随着石灰用量的增加而减小，处理Ⅴ与Ⅵ的病虫害发生率都低且此两者间的差异不显著。试验结果表明，在强酸性土壤（pH值＜4.5）上栽植日本野漆树，穴施石灰量以0.6～0.7 kg为宜，土壤pH值以5.0～5.4为宜（比对表1可知）。

表3 日本野漆树生长速度的观测结果†Table 3 The growth rate of Rhus succedanea

表4 2012—2015年调查到的各处理漆树病虫害的发生情况Table 4 The occurrence of diseases and insect pests in the starting period from 2012 to 2015

2.5 漆籽产量与品质

日本野漆树实生苗在栽植后第3 年（2014年）开始结有少量的果实，试验进行到第4年（2015年）进入始果期，该年调查了林木结实率、单株产量、漆籽产量，并测试了漆籽含蜡率与木蜡融点，结果如表5。由表5可知：（1）与不施石灰的CK处理相比，施用石灰各处理的日本野漆树其结实率提高8.1%，漆籽产量提高19.2%；方差分析结果表明，其差异均达到极显著水平（P＜0.001）。（2）比较施用石灰各处理的漆籽产量可知，石灰用量最多的处理其漆籽产量最高（1 733.6 kg·hm-2），石灰用量最少的处理其漆籽产量最低（1 465.2 kg·hm-2），两者相差268.4 kg·hm-2，差18.3%，其差异同样达到极显著水平。（3）比较各处理的漆籽品质（含蜡率和蜡融点）可知，施用石灰的漆籽品质比不施石灰的CK处理有极显著的改善，石灰用量最多的处理其漆籽品质比石灰用量最少处理的也有极显著的改善；前者的含蜡率、蜡融点分别提高9.5%、0.2 ℃，后者分别提高12.1%、0.2 ℃；这是由于施用石灰后，土壤pH值逐年升高，交换性铝含量有较大幅度的下降，林木的生长环境和立地条件得以改善，因而早春早生快发，夏秋稳发稳长，故漆籽产量高且品质好。表5表明：处理Ⅵ的漆籽产量最高且其品质最好，这一结果表明，在板页岩红壤坡地栽植日本野漆树，穴施石灰量以0.7 kg为好，土壤pH值升至5.1～5.4为好。

表5 试验始果期（2015年）调查到的各处理漆籽的产量与品质Table 5 The seed yield and quality in the initial fruit period (2015)

3 讨论与结论

3.1 讨 论

何琴飞等[7]的研究结果表明，海岸边红树林地，土地单位经济产出的排碳量和碳元素的储备量都明显高于相邻的裸地，这一现象说明，植物对湿地的碳储量具有关键作用。本试验结果表明，强酸性土壤施用不同量的石灰后，土壤pH值的上升有差异，漆树的造林成活率、生长量、凋落物、土壤有机质含量圴随着石灰用量的加大而提高，石灰用量少，漆树生长相对差，凋落物、土壤有机质就少；而石灰用量多，漆树生长相对好，凋落物、土壤有机质就多，即石灰用量多，野漆树生长好，有机质（碳储量）含量也高。这一结果与何琴飞等[7]的研究结果相近。谢庭生等[8]介绍，种植日本野漆树，同样采取大穴整地、增施基肥和追肥等措施，其在酸性土壤上生长的速度比其在施用了石灰的土壤上生长的速度低15.6%，其平均单株产量低25.7%，说明大穴整地、增施基肥和追肥等措施并没有解决种植在酸性土壤上的日本野漆树其生长缓慢和前期结果迟、结果少的问题，需要实施除此之外的其他技术措施（如施用石灰等），这也正是本研究的主要內容。蔡东等[9]指出，酸性土壤施用石灰后，土壤酸碱度上升，作物产量提高；本研究结果也显示，板页岩红壤施用石灰后，土壤 pH值得以提高，日本野漆树成活率与保存率也均有提高，树木生长速度加快，病虫害减轻，增产和改善果实品质的效应都十分明显，这与蔡东等人研究的结论相符。LIU D L[10]的研究结果表明，在酸度不同的土壤上施用相同量的石灰，这些土壤上的农作物其增产幅度间的差异较大；本研究结果显示，在板页岩红壤上栽植日本野漆树，穴施石灰222～777 kg·hm-2，作物增产效果差异达显著水平，即土壤酸度相同，石灰施用量不同，作物增产效果差异较大，这与LIU D L的研究结果相近。曾廷廷等[11]推算出，将酸性土壤酸碱度pH值由4.3上升至5.8，需撒施（撒在土表翻耕）石灰7 200 kg·hm-2。本试验穴施（移栽漆树时灰、肥、土混合回填）石灰666～777 kg·hm-2，土壤pH值由4.5上升至5.4，这与曾廷廷的试验结果相差甚远；很显然，这与石灰施用方法不同有关。课题组所作的另一试验，将石灰撒施（翻地前撒于土表），分别施750、1 500、3 000、4 500、6 000 kg·hm-2，结果增产提质效应与施用量虽呈正相关，但效应不够显著。这是因为，日本野漆树是深根系树种，其根系多分布于10～40 cm的土层内, 而石灰撒施，由于钙在粘质土壤中的移动性很小，即使施用后第4年，施用石灰降酸的效果也只能深达20 cm的土层。罗佳等[12]系统研究了桉树纯林等3种模式对土壤养分的影响情况，结果表明，桉树纯林土壤有机质降低 34.8%，而桉树＋象草林、桉树＋山毛豆林的土壤其有机质分别增加147.3%和15.5%。由此可推知，日本野漆树林下应实施间作，可间种豆科植物或牧草，以维护漆树人工林的长期生产以及人工林生态系统的良行循环。

南方红壤区按成土母质母岩划分，红壤土类有板页岩红壤、砂岩红壤、石灰岩红壤、四纪红土红壤、花岗岩红壤等土属，其砂粒、粉粒、粘粒含量均不相同，粘粒含量高的红壤石灰施用量应多，砂粒含量高的红壤石灰施用量应少。故除板页岩红壤外，其他母岩母质发育的红壤坡地，种植日本野漆树的石灰施用量，还需要通过田间试验才能确定。今后应进行多因子（不同土壤、不同pH值、石灰类型）与多水平（不同石灰用量）的组合试验，并收集已公开发表的有关石灰改良酸性土壤的文献数据，建立土壤pH和作物产量/生物量的数据库，整合分析施用石灰增加作物产量的效应，最好能出一本小册子《土壤pH值与石灰用量》，以服务于生产。

3.2 结 论

日本野漆树既是经济树种，也是园林绿化及水土保持树种。本试验结果显示，处理Ⅴ和Ⅵ，穴施石灰量分别为0.6与0.7 kg，栽后第4年秋测定的0～20 cm土层土壤pH值分别为5.3和5.4，漆树成活率分别为97%与96%，均达到造林成林标准（造林成林标准的成活率在93% 以上）；且其萌芽期均早7 d ，展叶期均早6 d，始花期均早6 d，而其谢花期均晚4 d，初熟期、完熟期均晚5 d，始落叶期均晚20 d，终落叶期均晚30 d；其漆树生长量、病虫害发生率、漆籽产量、含蜡率（%）和蜡融点（℃）均优于其他处理，而处理Ⅴ和Ⅵ各项指标间的差异均不显著。因此可以确定，在强酸性板页岩红壤（pH值＜4.5）上栽植日本野漆树，穴施石灰量以0.6～0.7 kg为宜。