林下套种对老龄油茶产量及林地土壤养分的影响

毛云飞,石兴华,谢爱香,钟子龙,严志伟

(浙江省遂昌县自然资源和规划局，浙江 遂昌 323300)

浙江省遂昌县现有上世纪六、七十年代营造的普通白花油茶(CamelliaoleosaRehd)面积4 900 hm2，加上长期粗放管理，和各地的老油茶林一样，林地土壤板结，养分大幅度递减，处于低产低效状态[1-4]，为提高油茶单位面积经济收入，专业人士在油茶幼林中采用间种的经营技术，已取得了显著的效果[5-10]，但在老油茶林中应用套种其他作物的研究却很少见。为此，如何破解老油茶林的低产低效是当务之急，也是实现油茶产业升级的必然趋势[11]。本试验通过在低产老油茶林下套种耐阴植物，观测油茶产量、林地土壤养分的变化，以期获得高效的林下经济发展模式，为低产老油茶林的改造提升提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于浙江省遂昌县金竹镇叶村村，土名瓦窑坪，地理坐标在28°39′—28°40′N，119 °03′—119 °4′E，年平均气温为17.1 ℃，最高气温为40.1 ℃，最低气温为-9.7 ℃，年降水量为1 212.5 mm，大于10 ℃年积温5 273.3 ℃，无霜期223 d，相对湿度79%。属亚热带季风湿润气候，气候温和、四季分明。试验地为山坡地，东北坡向，坡度25°，海拔350—390 m。土壤系第四纪红色黏土网纹层母质发育的酸性红壤，土层均在60 cm以上，pH为4.5—4.8。

1.2 试验材料

试验林为48年生的普通白花油茶林，试验地面积约5 hm2，平均树高310 cm，平均冠幅229 cm，林分密度2 000—2 500株/hm2，每年进行铲山抚育1次。套种物种为当地野生的三叶青(TetrastigmahemsleyanumDiels et Gilg)(人工扦插培养，1年生容器苗长度15—20 cm)、多花黄精(PolygonatumCyrtonema)(根茎于2015年8，9月采收，经沙藏处理,2016年4月取出，切除根茎颜色较深的老茎块,留下色浅茎块并在结节处切开,重量控制在12—20 g之间，切口处用熟草木灰涂抹)、华重楼[ParispolyphyllaSmith varchinensis(Franch.) Hara] (3年生带叶裸根苗)。

1.3 研究方法

1.3.1 试验设计 选择地势、油茶林分树高、冠幅等条件基本一致的油茶林地进行试验，试验方法采用随机区组设计，油茶林下设套种三叶青、多花黄精、华重楼及不套种(CK)处理共4种，重复3个，共12块样地 (面积15 m×15 m)。

1.3.2 林下套种 2015年8月，将低产老油茶林中的灌木、杂草铲除，2016年2月，施肥750 kg/hm2(后期不施肥，仿野生栽培),肥料为浙江省遂昌绿金有机肥有限公司生产的“绿金肥科”牌有机肥(N+P2O5+K20≥5.0%、有机质≥45%)，以撒施的方式施入供试基地中，以促进套种作物的生长[5]；2016年4月20—25日进行套种。在油茶林的空地中(油茶密度2 000—2 500株/hm2，每株占地面积以1 m2计算，实际可套种面积为7 500—8 000 m2)，三叶青以株行距 55 cm×40 cm种植，密度3.4万—3.6万株/hm2；多花黄精株行距 50 cm×40 cm, 种植密度3.7万—4.0万株/hm2；华重楼株行距 45 cm×40 cm, 种植密度4.1万—4.4万株/hm2。

1.4 数据测定与分析

于2020年5月(套种4 a)采用对角线交叉法布点(遇到油茶时，样点从油茶根部垂直下移50 cm)，对每块参试样地进行土壤养分含量测定，根据土层厚度，确定采样深度，每个点的取土深度为40 cm；土样采用多点混合土样采集方法，每个样地采集4个点后混合成1个样本，并按0—10,10—20,20—40 cm土层进行土壤样品分层取样，土样各层的比例相同，每个点取土量为1 kg左右，每个样品单独用塑料袋包装，在储存运输等过程不与金属器具和橡胶制品接触，以防污染。并对每个土样进行编号，注明采样地点、采样深度、采样日期、采样人等。土样送国家林业和草原局经济林产品质量检验检测中心(杭州)检测。

油茶单位面积产量为每种处理(200 m2)产出的鲜果质量，在每年霜降后的第2天进行现场采摘和称重，由于试验是2016年开始实施的，对实施当年的产量影响很小，所以，产量测定从2017年开始，连续测定3 a。

数据采用 DPS 软件LSD 法进行多重比较及差异显著性进行分析。

2 结果与分析

2.1 套种对老油茶林林地土壤养分的影响

从表1可以看出，套种对老油茶林林地土壤全量养分有一定的影响，不同作物套种影响不同。与对照比较，套种的老油茶林林地有机质含量均要高，但套种三叶青和多花黄精的影响不明显，不同套种之间差异不显著，套种华重楼的影响显著，提高了18.98%；与对照比较，套种对老油茶林林地全氮含量均有影响，套种三叶青的下降了5.45%，套种多花黄精和华重楼的分别提高了16.36%,11.82%，套种多花黄精和华重楼之间差异不显著，套种多花黄精和华重楼与三叶青之间差异有显著差异(P<0.05)；与对照比较，套种三叶青对老油茶林林地全磷含量没有明显的影响，套种多花黄精的提高了10.29%，影响显著，套种华重楼的提高了20.32%，差异达到极显著水平(P<0.01)。

表1 套种对老油茶林林地0—40 cm土层土壤有机质及全量养分含量的影响差异

从老油茶林林地土壤速效养分分析数据(见表2)可见，与对照比较，套种三叶青对老油茶林林地水解氮有极显著影响(P<0.01)，下降了18.70%，套种多花黄精和华重楼的水解氮分别提高了7.14%，2.21%，套种多花黄精和华重楼之间差异显著；与对照比较，套种对老油茶林林地有效磷均有显著影响，套种三叶青、多花黄精和华重楼分别提高了141.59%，3 360.18%，3 908.85%，套种不同作物之间差异极显著(P<0.01)；与对照比较，套种对老油茶林林地速效钾含量除套种三叶青齐平外，均有极显著影响(P<0.01)，套种多花黄精和华重楼分别提高了71.48%，100.00%，多花黄精和华重楼之间差异达到极显著水平(P<0.01)。

表2 套种对老油茶林林地0—40 cm土层土壤速效养分含量的影响差异

从套种4 a的老油茶林林地土壤全量养分和速效养分的综合分析看，套种三叶青、多花黄精和华重楼，虽然都能明显改善林地土壤养分状况，但是效果最好的为华重楼，其次是多花黄精，最差的是三叶青。分析原因，三叶青属于藤本植物，四季常青，而华重楼和多花黄精每年冬季地上部分的杆和叶片都会枯死，落叶数量较三叶青多，而华重楼和多花黄精之间对比，多花黄精的叶细小，华重楼叶大而壮， 茎叶的枯落对土壤具有培肥作用[12-13]，所以，可能是与套种作物残留的根叶数量多少有关。

2.2 套种对老油茶林鲜果产量的影响

从表3可以看出，在老油茶林下套种三叶青、多花黄精和华重楼，从套种的第3年开始，对老油茶林鲜果产量有一定的影响，但套种的植物不同影响也不同。与对照比较，2017年不同处理间对油茶鲜果产量没有明显的影响(P>0.05)，2018年达到极显著差异(P<0.01)，套种三叶青、多花黄精和华重楼的产量分别提高了4.65%，8.37%，19.99%,2019年也达到了显著的差异(P<0.05)，套种三叶青、多花黄精和华重楼的产量分别提高了25.23%，30.84%，65.41%；从2018年和2019年这2 a的单位面积鲜果产量看，最好的是套种华重楼，分别为86.00,59.00 kg，其次是套种多花黄精，分别为77.67,46.67 kg，最差的是套种三叶青，分别为77.67，44.67 kg。这说明通过合理套种，既可以增加套种作物收入，还可“以耕代抚”，改善油茶生长环境，提高经济效益[6]。另外，这种合理的套种技术不仅适用于油茶幼林[14-15]，而且也适用于老油茶林。

表3 套种对老油茶林鲜果产量的影响差异分析

3 结论与讨论

经在老油茶林林地套种三叶青、多花黄精和华重楼，比较3种不同植物对林地土壤养分和油茶鲜果产量的影响，套种不同植物林地土壤养分和油茶鲜果产量差异较大，林地土壤养分改善效果最好、油茶鲜果产量最高的为套种华重楼，与对照比较，有机质含量提高18.98%，全氮提高11.82%，全磷提高20.32%，水解氮提高2.21%，有效磷提高3 908.85%、速效钾提高100.00%，油茶鲜果平均产量提高35.08%。林地土壤养分改善效果最差、油茶鲜果产量最低的为套种三叶青，与对照比较，有机质含量提高4.17%，全氮下降5.45%，全磷提高1.32%，水解氮下降18.70%，有效磷提高141.59%，油茶鲜果平均产量提高11.49%。由此可见，老油茶林林地套种华重楼表现较好，土壤改善效果好且鲜果产量高，因此，套种华重楼是较为理想的老油茶林林地套种方式。

根据曹永庆等、曹继钊等[16-17]研究，油茶幼树植株对氮元素的吸收量最高，其次为钾元素，然后为磷、钙等其他元素，且营养元素的不同形态也影响着油茶苗木生长及其生理指标[18]。本研究中，与对照比较，套种三叶青土壤中全氮和水解氮含量是下降的，全磷和速效钾含量基本齐平，只有有效磷含量有显著提高，而套种多花黄精和华重楼土壤中全氮、水解氮和全磷含量是提高的，但提高幅度不大；有效磷和速效钾含量均有极显著的提高。由此可见，套种植物对老油茶林林地土壤养分含量的影响或正或负，主要取决于套种植物自身生长对土壤养分的需求和消耗。因此，根据油茶结果及套种的植物对养分元素的需求，套种三叶青应适当追施氮肥和钾肥，套种多花黄精和华重楼应适当追施氮肥。

油茶幼林间种和在48年生的普通白花油茶林下套种，均能改善林地土壤养分、提高幼林生长量和单位面积油茶鲜果产量，为此，林下套种可以作为低产老油茶林改造提升的经营模式进行推广，另外，根据郭小华等[19]低产老油茶林品种置换技术研究，留优模式和50%的置换强度农民更容易接受，所以，建议在低产老油茶林品种置换时，对新种的部分采用间种花生和红薯[5]、暂不置换部分套种华重楼的经营模式，实现一地多用，立体经营，提高林地经济效益[20]。