不同覆盖作物模式对茶园土壤剖面物理性质的影响

王明亮， 刘惠芬， 王丽丽， 杨殿林，王永慧，3，汪 洋

（1.天津农学院 农学与资源环境学院， 天津 300384；2.农业部环境保护科研监测所，天津 300191；3.内蒙古师范大学 生命科学与技术学院，呼和浩特 010022）

茶树（Camellia sinensis（L）O.Kuntze）是中国重要的经济作物之一，具有耐荫、喜酸性土和畏寒等特性.茶树一般采取免耕模式，易造成茶园土壤板结和土壤微生态环境的改变[1-3].土壤物理性质会制约土壤肥力水平，进而影响植物生长，土壤物理性质的恶化是困扰我国农业生产的一大难题.覆盖作物（人为种植的目标作物以外的牧草或其他植物）作为一种土壤调控技术，不仅能有效提高水分利用效率，使土壤温度升高，起到保水保墒的作用，而且能够改善土壤物理性状[4].有研究[5-7]表明，覆盖作物可作为肥料提高土壤肥力，同时可提高土壤质量和土壤养分利用率，对减少土壤侵蚀和改善生态环境具有显著效果.土壤团聚体是由矿物颗粒和有机物在自然物理过程的作用下形成的[8]，裸露的土壤表面会增加土壤团聚体的破坏和侵蚀，从而对植物根系发育产生负面影响[9].覆盖作物能迅速地遮盖土壤表层，防止团聚体被破坏并减少侵蚀.在土壤表面留下的凋落物还可增加土壤有机碳，对土壤团聚体的形成和稳定也起着重要作用[10-11].

如何解决免耕对土壤产生的负面作用已成为现代农业研究的重点.覆盖作物在国外研究较多，而我国研究相对较少，特别是不同覆盖作物模式对土壤物理性质影响的研究较为少见.本研究以茶园土壤为研究对象，分析不同覆盖作物模式对茶园剖面土壤物理性质的影响，旨在建立有助于改善茶园剖面土壤物理性质的适宜覆盖模式.

1 材料与方法

1.1 实验地概况

选取湖北省十堰市郧阳区谭家湾镇圩坪寺村茶园为实验地，该地区位于北纬 32°93′，东经 110°87′，海拔220 m，年降水量800～1 100 mm，无霜期248 d，属于北亚热带大陆性季风气候， 年平均气温16 ℃.实验区总面积为0.5 hm2，土壤以泥质岩黄棕壤为主，pH 值为6.3～6.8，基础肥力相对均匀.

1.2 覆盖作物

禾本科 3 种，分别为黑麦草（Lolium perenne L.）、早熟禾（Poa annua L.）、紫羊茅（Festuca rubra L.）；豆科3 种，分别为白三叶（Trifolium repens L.）、红三叶（Trifolium pratense）、毛苕子（Iicia villosa Roth.）；菊科 2种，分别为波斯菊（Cosmos bipinnata Cav.）、百日草（Zinnia elegans Jacq.）.茶树品种为“鄂茶 10 号”.

1.3 方法

2018 年3 月上旬开始进行实验.设置4 个处理组：自然留养杂草（CK）、2 种作物混播（黑麦草+白三叶，EZ）、4 种作物混播（黑麦草+白三叶+早熟禾+红三叶，SZ）、8 种作物混播（黑麦草+白三叶+早熟禾+红三叶+紫羊茅+毛苕子+波斯菊+百日草，BZ）.采用单因素随机区组设计， 每个处理组设置3 次重复，各小区间未设置间距，面积为400 m2，每个处理组的总面积为1 200 m2.小区中不同作物等量混合， 每个处理组的种植密度均为16.7 kg/km2， 撒播于茶树两侧行间.整个实验期间不施肥，不喷施农药，各处理组的管理措施保持一致.

小心滑倒。灯亮了，房间里弥漫着湿濡的气息，还有这句温婉的话。地上潮湿的足迹还在，浴巾斜搭在床角。他能感觉到其间她留下的香波的味道，隐约飘荡在鼻翼间。

2018 年8 月底，作物处于生长状态和混播体系稳定时进行取样，用“S”形5 点采样法采集茶园0～15 cm和15～30 cm 土层的原状土， 将同一土层的5 个土样混合成一个样品，装入塑料盒（一定要避免土壤结构的破坏），每个土层用体积为100 cm3的环刀取2 个环刀土样.带回室内后，用环刀土样测定土壤物理性质，将塑料盒内较大的土块沿其自然剖面分成直径约为1 cm 的土壤团块，挑除石块和动植物残体（根、茎、叶、虫体等），放置白纸上自然条件下风干，用于测定土壤团聚体.

1.4 测定指标

1.4.1 土壤容重、总孔隙度、含水量及田间持水量

用烘干法测定土壤含水量， 环刀法测定土壤容重、总孔隙度及田间持水量[12].

1.4.2 土壤团聚体粒级和稳定性

土壤机械稳定性团聚体： 采用干筛法， 取100 g混合土样置于套筛（孔径自上而下为5、2、1、0.5 和0.25 mm）顶部，进行筛分，测定各孔径筛分后的土样质量[13].

4 种覆盖作物模式下，茶园土壤的含水量如图4所示.

土壤水稳性团聚体：按照干筛后土壤各粒级质量比例称取96 g 混合土样，将其放置于套筛（孔径自上而下为 5、2、1、0.5 和 0.25 mm）顶部，沿桶壁缓慢加入去离子水至水没过土样，浸泡5 min，竖直上下振荡2 min（振幅 3 cm，频率 30 次/min），将各级筛层上的土粒分别转移至铝盒中，60 ℃烘干48 h 至恒重， 计算团聚体的质量分数[14].由于实验地砂粒含量很低，因此没有对水稳性团聚体进行去砂粒的校正.

这是敲门歌，XX指出嫁姑娘家族的堂号。“堂号”是家族门户的代称，是家族文化重要的组成部分。如果出嫁姑娘姓黄，九寨黄姓的堂号是江夏堂，则会改成“江夏朝中招驸马”。这里用了借喻，“扬州琼花”代替嫁姑娘这件喜事；“荥阳城”代替女方的家。“扬州琼花”指《隋唐演义》中，扬州有一朵漂亮的牡丹花，杨广去看而花不开；但李世民去，花就开了，说明李世民才是花主，暗示他才是天子。所以这里就用“扬州琼花现”来表示要嫁的姑娘像扬州的花一样找到正主了。

1.4.3 其他指标计算方法[15]

自媒体时代，游客旅游参与的主动性增强，其个人体验宣传效果不断增强，旅游APP、旅游网站充斥着各类游客游记、评价、评分等，网络信息对于游客选择旅游目的地具有一定作用。一方面，游客中心应关注游客的评价，了解游客满意状况，做好售后沟通服务；另一方面，完善大峡谷游客中心的内容，及时更新信息，重视移动APP的推广使用，与游客维系后台联系与信息推送。

采用Excel 2003 软件进行数据处理、相关分析和制图，采用SPSS 17.0 软件进行方差分析.

土壤团聚体平均质量直径的计算：

式中：MWD 为团聚体平均质量直径（mm）；Xi为任一级别范围内团聚体的平均直径（mm）；Wi为对应于Xi的团聚体百分含量.

评价区内主要分布以上更新统冲洪积砂砾卵石为主潜水含水层，自西南部山前向东北部，含水层厚度逐渐增大，揭露厚度为55.778～95.712 m，概化为非均质各向同性介质。第四系潜水含水层的水力坡度为0.385‰～1.251‰，根据地下水动态观测资料[1]，天然状态下地下水水力坡度变幅不大，渗流符合达西定律。因评价区地下水埋深较大，不存在垂向水量交换，因此将潜水含水层概化为准三维流。地下水流各要素随时间变化，概化为非稳定流。

9月3日中国磷酸二铵零售价格指数（CPRI）为 2958.81点，环比上涨5.30点，涨幅为0.18%；同比上涨117.90点，涨幅为4.15%；比基期下跌262.96点，跌幅为8.16%。

2.3.1 茶园土壤机械稳定性团聚体的分布

1.5 数据分析

老冬瓜一行人，听了老鳜鱼的讲述，仍觉得不过瘾，决定再找张麻子问问，他们想知道张麻子肚子里装的是啥版本。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖作物模式对茶园土壤孔隙特性的影响

2.1.1 不同覆盖作物模式下的土壤容重

4 种覆盖作物模式下，茶园不同土层的土壤容重如图1 所示.

几何平均直径的计算：

图1 不同处理组中茶园土壤的容重Fig.1 Soil bulk density of tea garden soil with different treatments

由图1 可以看出，在0～15 cm 土层，4 个处理组中土壤容重排序为 CK ＞ EZ ＞ BZ ＞ SZ.与 CK 相比，EZ处理组0～15 cm 土层的土壤容重降低了4.12%（P ＞0.05），SZ 处理组降低了 15.66%（P ＜ 0.05），BZ 处理组降低了 5.42%（P ＜ 0.05），SZ 处理组与 EZ 处理组的差异具有统计学意义（P ＜ 0.05）.在 15～30 cm 土层，各处理组土壤容重排序为EZ ＞CK=BZ ＞SZ，组间差异不具有统计学意义（P ＞ 0.05）.

鲁南战役最紧张的时候，平邑一区担架队员们在苍山县（今兰陵县）前线抢救伤员，最累的时候连续两天转运伤员4次，累计行程500余里。队员们三天两夜没合眼，两天只吃了两顿饭。一中队150名队员，因为没时间吃饭，一天喝了九锅开水。

2.1.2 不同覆盖作物模式下的土壤总孔隙度

4 种覆盖作物模式下，茶园土壤的总孔隙度如图2 所示.由图2 可以看出，在0～15 cm 土层，各处理组土壤总孔隙度排序为 SZ ＞ EZ ＞ BZ ＞ CK.与 CK 处理相比，SZ 处理组0～15 cm 土层的土壤总孔隙度提高了26.38%（P ＜ 0.05），BZ 和 EZ 处理组分别提高了 1.87%和 6.89%（P ＞ 0.05）.在 15～30 cm 土层，各处理组土壤总孔隙度排序为SZ ＞CK ＞BZ ＞EZ，处理组间的差异不具有统计学意义（P ＞ 0.05）.

图2 不同处理组中茶园土壤的总孔隙度Fig.2 Totalporosityofteagardensoilwithdifferenttreatments

2.2 不同覆盖作物模式对茶园土壤持水特性的影响

2.2.1 不同覆盖作物模式下茶园土壤的田间持水量

4 种覆盖作物模式下，茶园土壤的田间持水量如图3 所示.

图3 不同处理组中茶园土壤的田间持水量Fig.3 Water holding capacity of tea garden soil with different treatments

由图3可以看出，在0～15 cm 土层，各处理组土壤田间持水量排序为SZ＞EZ＞BZ＞CK.与CK 处理相比，SZ处理组0～15 cm 土层的土壤田间持水量提高了25.13%（P ＜ 0.05），EZ 处理组提高了 16.91%（P ＜ 0.05），BZ 处理组提高了 14.01%（P ＜ 0.05）.在 15～30 cm 土层，各处理组土壤田间持水量排序为SZ ＞EZ ＞BZ ＞CK.SZ处理组在15～30 cm 土层的土壤田间持水量与CK 处理相比提高了 23.88%（P ＜ 0.05），与 EZ 和 BZ 处理相比分别提高了 20.04%和 14.23%（P ＜ 0.05），EZ 和 BZ处理组与 CK 相近（P ＞ 0.05）.

2.2.2 不同覆盖作物模式下茶园土壤的含水量

最后，还应强调的是，无论是“向别人学习”或是“群体中的积极互动”，课例研究都可说是最重要的一个形式．例如，年级备课组或学校教研组就经常举办这样一种活动：教学观摩—集体研讨—再实践—再研讨……；另外，所谓的“同课异构”也是当前经常采取的一种教研形式，即是由多位教师同时展现同一教学内容的教学．

由表1 可以看出，4 个处理组中，相同粒级土壤机械稳定性团聚体所占比例存在差异.在0～15 cm 土层中，CK 处理下土壤机械稳定性团聚体以＜0.25 mm 的粒级为主，占21.46%，其次为0.50～1.00 mm，占17.98%.而 EZ、SZ 和 BZ 处理组均以 2.00～5.00 mm 的粒级为主，分别占20.48%、22.52%和18.48%，其次为＞5.00 mm粒级， 分别占19.33%、20.04%和18.29%.在15～30 cm土层中，CK、SZ 和BZ 处理组中土壤机械稳定性团聚体均以2.00～5.00 mm 的粒级为主， 分别占21.82%、23.68%和21.79%；而EZ 处理组以0.50～1.00 mm 的粒级为主，占25.44%.

东坪气田积极开展排水采气工艺措施。针对坪一井区的连续气举措施，对10口停躺井进行增压连续气举，累计增气644.20万立方米，单井最高累计增气101万立方米。

针对这些情况，工作队提出强化宣传教育工作、消除迷信思想、树立社会主义文明新风是关键。在工作队的帮助下，曼来村委会建立健全了党支部党小组，完善党组织和村委会各项规章制度，充分发挥党员的先进带头作用，在全村开展讲文明树新风的活动。一方面开展“党的光辉照边疆，边疆人民心向党”实践活动，引导群众听党话、感党恩、跟党走；另一方面开展移风易俗行动。队员们认真学习佤族原始宗教文化，在节假日积极组织群众开展传统的民间民俗活动，而生活日常中则通过科学讲解帮助村民理解原始宗教文化和迷信鬼神文化的不同，甚至还主动参与他们的一些宗教仪式。这样既不让村民反感，也说服了他们改变一些陋俗，合理安排出行和劳作。

图4 不同处理组中茶园土壤的含水量Fig.4 Soil water content of tea garden soil in different treatments

由图4 可以看出，在0～15 cm 土层，各处理组土壤含水量排序为 SZ ＞BZ ＞EZ=CK.在 15～30 cm 土层，土壤含水量排序为SZ ＞CK ＞BZ ＞EZ.在同一土层，不同处理组中土壤含水量的差异不具有统计学意义（P ＞ 0.05）.

2.3 不同覆盖作物模式对茶园土壤团聚体分布特征的影响

式中：GMD 为团聚体几何平均直径（mm）；m 为样品总质量.

不同覆盖作物模式下，茶园剖面土壤机械稳定性团聚体的粒级分布情况如表1 所示.

表1 不同处理组中茶园土壤机械稳定性团聚体的分布Tab.1 Distribution of mechanical stability aggregate of tea garden soil with different treatments %

图书馆是全面系统地收藏着人类发展过程中所创造和积累的文献信息资源集散地，又是人类文明、科技进步等的守护者与传承者。文献信息资源的传播不受地域与时空限制，首先图书馆能够把历代学者所创造和积累的各种文献信息载体保存下来，并传递给需要它的每位读者，其次图书馆之间又能以开展的资源共享和馆际互借等方式把不同地域的学者所创造的文化精神作品及时传递给需要它的需求者。图书馆以服务型社会理论为指导,坚持”以人为本,读者至上”人性化服务的原则,能够在读者的不同年龄阶段，不同时间，满足读者不同层次的需求，读者可以利用图书馆文献资源各取所需，充分发挥自己的阅读能力，开展自由自在的阅读与研究活动，提高自身的综合素养。

2.3.2 茶园土壤水稳性团聚体的分布

不同覆盖作物模式下，茶园剖面土壤水稳性团聚体的粒级分布情况如表2 所示.由表2 可以看出，4 个处理组中0～15 cm 土层的水稳性团聚体均以＜0.25 mm粒级为主， 所占比例排序为：CK ＞ BZ ＞ SZ ＞ EZ.15～30 cm 土层的水稳性团聚体也均以＜0.25 mm 粒级为主，所占比例排序为 SZ ＞ BZ ＞ CK ＞ EZ.

MRS液体培养基，膜过滤条件下添加偏重亚硫酸钾溶液，调整SO2终浓度为20 mg/L、40 mg/L、60 mg/L、80 mg/L。其他试验步骤详见1.2.2。

表2 不同处理组中茶园土壤水稳定性团聚体的分布Tab.2 Distribution of soil water-stable aggregate of tea garden soil with different treatments %

2.4 不同覆盖作物模式对茶园土壤团聚体稳定性的影响

不同覆盖作物模式下， 茶园土壤水稳性团聚体的平均质量直径和几何平均直径如图5 所示.

由图5（a）可以看出，与 CK 处理相比，EZ 和 SZ 处理组在0～15 cm 土层的土壤水稳性团聚体的平均质量直径分别提高了 39.47%和 27.19%（P ＜ 0.05），BZ 处理组提高了11.40%（P ＞0.05）.4 种覆盖作物模式处理在15～30 cm 土层的土壤水稳性团聚体的平均质量直径相近（P ＞ 0.05）.

由图5（b）可以看出，与 CK 处理相比，EZ 和 SZ处理模式对0～15 cm 土层的土壤水稳性团聚体的几何平均直径分别提高了56.09%和39.02%（P ＜0.05），BZ 处理组提高了 19.51%（P ＞ 0.05）.在 15～30 cm 土层，CK 与BZ 处理组的几何平均直径相同，其次是EZ处理组，SZ 处理组的数值最小， 组间差异不具有统计学意义（P ＞ 0.05）.

图5 不同处理组中茶园土壤水稳性团聚体的直径Fig.5 Diameter of water-stable aggregate of tea garden soil with different treatments

3 讨论

土壤容重和孔隙度是土壤的基本物理性质，能够综合反映土壤松紧度及水土流失状况.土壤容重越大，表明土壤退化趋势愈强；容重小，则说明土壤疏松多孔，结构良好[16].李承想等[17]研究表明，覆盖白三叶可以降低土壤容重，增加土壤总孔隙度.本研究中，SZ和BZ 处理可以显著降低0～15 cm 土层的土壤容重，尤其是SZ 处理组，显著改善了土壤总孔隙度，这是因为植株根系的穿刺作用增加了土壤的孔隙度[18].与自然留养杂草相比，EZ 处理下土壤容重和总孔隙度虽也发生了变化，但由于覆盖作物种类较少、时间较短，因此变化不显著.

水是土壤肥力3 大因素之一，也是土壤活动过程的重要参与者.有研究[19]表明，覆盖植物可以使土壤含水量提高，这是因为覆盖植物减少了土壤蒸发，密集的根系有利于土壤良好结构的形成，使土层孔隙度增加[20].本研究结果表明，3 个覆盖作物处理组中0～15 cm土层的土壤田间持水量和土壤含水量均显著高于自然留养杂草处理（P ＜0.05），其中，SZ 模式的效果最优.

土壤团聚体作为土壤结构的重要参数，在保证和协调土壤中的肥力状况、水分和物理结构等方面起着重要作用[21].团聚体的数量和大小是决定土壤抗蚀性和孔隙分布等物理过程的关键指标[22].有研究表明，覆盖作物对土壤团聚体的形成和稳定起着重要作用[14].宋丽萍等[23]、王英俊等[24]研究发现，覆盖豆科作物可使土壤机械稳定性大团聚体的数量增加，这可能是因为随着土壤中植物根系分泌物及其代谢产物的增多，土壤生物活性提高， 土壤中的有机残体和其他物质增加，进而影响到大团聚体的数量[25-26].本研究的4 个处理组中，0～15 cm 土层中粒径大于0.25 mm 的机械稳定性团聚体和水稳性团聚体的含量分别为78.54%～90.11%和56.47%～61.66%，这与何淑勤等[27]、刘敏英等[28]的研究结果基本一致.不同处理组中茶园土壤各粒级团聚体的含量存在差异：3 个覆盖作物处理组中0～15 cm 土层土壤机械稳定性团聚体的粒级集中在2.00～5.00 mm，SZ 处理组中该粒径团聚体比例最高，而自然留养杂草处理组的粒级集中在＜0.25 mm；4 个处理组中0～15、15～30 cm 2 个土层土壤水稳性团聚体的粒级均集中在＜0.25 mm，但含量有所不同.这可能是因为作物类型在一定程度上影响了土壤团聚体的形成[29]，不同作物根系分泌物导致其对土壤水稳性团聚体稳定性的效应不同[30].

平均质量直径和几何平均直径均为反映土壤团聚体分布状况和稳定性的常用指标[31].不同根系对团聚体形成的影响不同，这是由于根系分泌物不同而造成的[32].有研究表明，平均质量直径与植物残体的生化组成等因素密切相关[33].本研究中，3 个覆盖作物处理组0～15 cm 土层中土壤团聚体的平均质量直径和几何平均直径均高于对照组的数值，这与秦瑞杰等[34]的研究结果一致，即植物生长能提高土壤水稳性团聚体的平均质量直径.另外，平均质量直径随着土层的增加有增加的趋势[35].本研究中，BZ 处理组土壤平均质量直径随着土层增加而增加，而EZ 和SZ 处理组中土壤平均质量直径则随着土层增加而减小.一方面是因为植被种类不同，另一方面也可能是因为植被生长时间较短所致.

4 结论

本研究以自然留养杂草为对照，通过对不同覆盖作物模式下茶园0～15、15～30 cm 土层土壤进行研究，明确了3 种不同的覆盖作物模式对茶园剖面土壤物理性质的影响，得到如下结论：

（1）与自然留养杂草相比， 覆盖作物可以不同程度地降低茶园0～15 cm 土层的土壤容重，增加总孔隙度和田间持水量，尤以SZ 模式效果最好.

（2）覆盖作物能够提高某些粒径土壤机械稳定性团聚体的含量，在0～15 cm 和15～30 cm 土层，覆盖作物主要提高了2.00～5.00 mm 粒径的机械稳定性团聚体的含量，3 种覆盖作物模式中，SZ 模式下该粒径团聚体比例最高.

（3）与自然留养杂草相比， 覆盖作物可提高0～15 cm 土层土壤平均质量直径和几何平均直径.

（4）总的来看，3 种覆盖作物模式均能够在不同程度上改善茶园土壤的物理性状， 尤其是对0～15 cm土层，3 种模式中，SZ 模式是茶园最适宜的覆盖作物模式.