桑树种植对土壤理化性质的改良效应

高春红　王金月

摘要 为探讨桑树种植对齐齐哈尔市甘南县砂质暗棕壤的改良效果，通过实地种植与种苗培育观察并记录4种桑树各生长阶段的日期与特点，从而对这4种桑树在齐齐哈尔市甘南县的适应性进行评价。结果表明，4种外来桑种的幼树对甘南县的适应性由高到低为育71-1、海桑、沈大1号和沈大2号，这4种桑树各阶段的实际生长日期均晚于其原产地的生长日期;在甘南县典型的砂质暗棕壤条件下3种桑树种苗（沈大1号、沈大2号和海桑）的培育成活率由高到低为海桑、沈大2号和沈大1号，其三者的落叶对土壤的理化性质均产生影响，种植4种桑树后土壤的多种有机质含量均增加，从而达到了改良土壤的效果。

关键词 桑树;适应性;土壤理化性质;甘南县

中图分类号 S 156文献标识码 A文章编号 0517-6611（2020）23-0194-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.23.050

Improvement Effect of Mulberry Planting on Soil Physical and Chemical Properties

GAO Chun-hong，WANG Jin-yue

（Heilongjiang Province Key Laboratory of Geographical Environment Monitoring and Spatial Information Service in Cold Regions， Harbin Normal University， Harbin，Heilongjiang  150025）

Abstract In order to explore the improvement effect of mulberry planting on sandy dark brown soil in Gannan  County， Qiqihar City， the date and characteristics of each growth stage of four mulberry species were observed and recorded through field planting and seedling cultivation experiments， so as to analyze and evaluate the adaptability of these four mulberry species in Gannan County， Qiqihar City.The results showed that the saplings adaptability of the four alien mulberry species was 71-1， Haisang， Shenda 1 and Shenda 2 from high to low in Gannan County.In typical sandy dark brown soil area of Gannan County， the survival rate of three kinds of mulberry seedlings from high to low was Haisang， Shenda 2 and Shenda 1， and their fallen leaves had influences on soil physical and chemical properties. After four kinds of mulberry planting， soil organic matter content were increased， so as to achieve the effect of soil improvement.

Key words Mulberry;Adaptability;Physical and chemical properties of soil;Gannan County

桑树作为一种生物量巨大的落叶乔木，其生态价值与经济价值均十分显著[1]。桑树种植不仅可以促进就业、提高人均收入，而且会增加当地原始野生桑树的种群结构，有利于巩固当地生态环境的稳定性。但随着我国新兴工业化和城鎮化的不断发展，传统桑树种植区土地资源日益紧张、工业污染也较严重。根据国家发展战略，形成了“南桑北移，东桑西移，南蚕北养”的态势[2-4]。曹明全等[5]在2010年提及了黑龙江省桑蚕养殖现状、黑龙江省桑蚕业未来发展趋势以及桑蚕业发展中应注意的事项。赵东晓等[6]探讨了盐碱胁迫对桑树生长的影响及其影响机制，为在盐碱性土地上的桑树种植提供了理论及数据支持。但对非传统栽培区培育与推广的研究较少。为探讨桑树对齐齐哈尔市甘南县地区砂质暗棕壤的改良效果，笔者以甘南县山湾村六屯某农家园内种植的4种桑树为研究对象，研究了4种桑树在齐齐哈尔市甘南县地区的适应性，以期为进一步研究该区桑树的栽培与推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

研究区为甘南县，甘南县地势平坦，平均海拔146 m，东部和南部地势低洼[7]。甘南县属寒温带大陆性季风气候，四季分明，冬季由强劲的西伯利亚高压控制，西北风，冷少雪[7]。春季蒙古低压受东移影响，风雨量少，容易发生干旱;夏季受太平洋高压脊影响，东南季风增强，高温多雨，湿度大;秋季西伯利亚冷空气侵入，急速冷却，然后控制当地，大地冻结[7]。年平均气温2.6 ℃，最高气温39.2 ℃，平均最低气温-3.4 ℃。年平均降水量455.2 mm，5年平均降水量仅为224.6 mm。但气候条件好，同期太阳辐射能量强，雨热同期。地貌属大兴安岭和嫩江冲击平原，西部和北部都属于丘陵漫岗区[7-8]。土壤种类为黑土、黑钙土、草甸土、暗棕壤、沼泽土五大类。在北部和西部的丘陵地区，黑土和黑褐土占优势，而在南部平原，黑钙土占优势，草甸土和沼泽土影响河流，嫩江延安和阿伦江下游有局部盐渍化。

该试验选取甘南县音河镇山湾村六屯某农家园子中一块呈长条状的用地。地形平坦，四周没有高楼，光照条件良好。其土壤类型为砂质暗棕壤，其土层相对于典型暗棕壤较薄、砂质较强、保水性相对较差、易耕种[9-10]。

1.2 试验方法

2015年5月清理试验区附近高大乔木，减少其对光照的遮挡，精选4种桑树树苗进行生根液（取10 g生根剂，加入10 kg水充分溶解成500 mg/L的溶液，将精选的4种桑树分别浸泡在配制好的生根液中20 s即可拿出）处理，将4种桑树以彼此2 m的间距栽种在38 cm×38 cm×25 cm的树坑，分别为沈大1号1#、沈大1号2#、沈大2号1#、育71-11#、海桑1#、海桑2#，定时定量浇水，观察并记录桑树72 d的变化。取土样，分别在栽种桑树前取土1份和栽种4种桑树后的6块地中分别取土6份，且取土时需保证土壤已经解冻。在距离地表5～15 cm取土，并进行标记。送至实验室，自然风干，准备作土壤样品。

同时设置室内对照试验，土壤类型分别为砂质暗棕壤、扎龙湿地盐碱化沼泽土[11]、暗棕壤和黑土。

（1）砂质暗棕壤的模拟制备：所用土壤取自甘南县农用地的暗棕壤和在江边采集的细沙，先将暗棕壤和细沙去除表面杂质有机物，之后过粒径2.0 mm的土壤筛。去除颗粒较大的杂质之后，将两者按3∶4的比例混合来模拟室外试验地的砂质暗棕壤土质。将其平均分为2份，分别置于容器1和容器2中。

（2）扎龙湿地盐碱化沼泽土壤的采集：在齐齐哈尔市扎龙湿地根据试验所需挖取适量具有典型代表性的盐碱化沼泽土，将其置于容器3中。

（3）暗棕壤的采集：在齐齐哈尔大学西校区的绿化用地中取适量的暗棕壤，将其分为6份分别置于容器4～容器9中。

（4）黑土的采集：黑土采自于黑龙江省甘南县的典型自然黑土带，将适量的黑土分为2份分别置于容器10和容器11中。

对照试验一：海桑种子在不同土质下的生长情况。

2016年5月4日将20粒海桑种子分别种植到容器1、容器3、容器10和容器11中，其比例为7∶7∶6∶45。经过72 d的试验期，观察并记录发芽情況。

对照试验二：沈大1号、沈大2号和海桑种子在暗棕壤土体条件下的生长情况（未考虑种间竞争）。

2016年5月5日将35粒海桑、28粒沈大1号和30粒沈大2号一同种植在容器5的暗棕壤土体条件下。经过72 d的试验期，观察并记录发芽情况。

对照试验三：沈大1号、沈大2号和海桑种子在暗棕壤土体条件下的生长情况（考虑种间竞争）。

2016年5月5日将14粒沈大1号种植在容器8中，45粒沈大2号种植在容器6中，18粒海桑种植在容器7中，经过72 d的试验期，观察并记录发芽情况。

1.3 测定项目与方法

土壤有机质的测定采用重铬酸钾油浴法[12-13];pH选用土壤pH测试仪测定[14-15];速效氮磷钾的测定采用紫外分光光度计[16]。

2 结果与分析

2.1 园内桑树茎、芽、叶和果实的生长情况

4种桑树的初始指标见表1。通过观察4月9日之后的72 d，发现从4月9日至4月23日，所有桑树均没有任何生长变化，均处于贮藏期[17-18]。自4月23日至5月10日，育71-1休眠期结束，其部分桑节处的苞芽已经开始萌发。5月10日至5月17日，育71-1部分桑节由脱苞期转为燕口期，且有多处正向燕口期进行转化。沈大1号和沈大2号仍无任何生长发育的痕迹。5月18日至5月24日，育71-1完成开叶阶段即开叶期（叶片和叶柄完全露出，展开成为独立的叶片）[19]。海桑2#进入开叶期。沈大1号2#其中一株桑芽末端开始出现膨大、鳞片转青的现象。从5月24日到5月27日，育71-1大量进入开花期。海桑2#仍为开叶期，沈大1号2#进入脱苞期。从5月27日到5月31日，育71-1进入果期。海桑2#处于开叶期，无进入花期的征兆。沈大1号2#于5月30日完成燕口期并进入开叶期。海桑1#进入燕口期。6月1日至6月2日，育71-1进入果期，部分未受粉的花已经干枯凋谢。海桑2#处于开叶期，仍无进入花期的征兆。沈大1号2#部分进入花期，其中多数还处于燕口期与开叶期。海桑1#处于燕口期。6月3日至6月6日，育71-1进入果期，其果实膨大明显。海桑2#处于开叶期，仍无进入花期的征兆。沈大1号2#少部分进入果期，大部分还处于开叶期。海桑1#进入开叶期。

2.2 土壤有机质含量

从表2可以看出，桑树栽培前后6组有机质含量增加，说明桑树种植后，土壤有机质含量发生了变化，虽然变化量不大，其中沈大1号1#有机质前后变化量最小，而育71-11#有机质变化量最大，海桑1#和海桑2#变化量仅差0.2 g，但这6组土壤有机质含量均呈增长趋势。

2.3 土壤pH

由表3可知，所有土壤的pH都有所下降，其中沈大1号1#、沈大1号2#和沈大2号1#下降最明显，而育71-11#、海桑1#和海桑2#下降较少，其中沈大2号1#下降则超过2.0，说明种植4种桑树后土壤均偏酸性。

2.4 土壤速效氮、磷、钾含量

2.4.1 速效钾含量。

钾在1‰之内的变化均为正常（仪器误差、土壤氧化时误差、土壤杂质等因素都可能导致其变化），且在桑树整个生长期，不论哪一组，都没有出现明显缺钾现象。其中育71-11#在种植前后其速效钾含量没有变，且其他5组的变化也很小。说明桑树落叶等有机质提供养分和施用化肥对土壤中速效钾含量影响不大，这也可能与东北土壤中钾含量较高有一定关系（表4）。

2.4.2 速效氮含量。

由表5可知，4种桑树种植后土壤速效氮含量呈上升趋势。其中沈大1号2#、育71-11#和海桑2#增长值最大，而沈大1号1#增长值最少，海桑2#的速效氮含量变化达到了最大值。说明4种桑树的落叶等有机质改变了土壤的速效氮含量，且使速效氮含量增加。

2.4.3 速效磷含量。

由表6可知，沈大1号1#和育71-11#的速效磷含量增加最多，说明沈大1号1#和育71-11#桑树的落叶等有机质给土壤提供的速效磷超过了其他组桑树，其他组的速效磷也有增加，但增加值较小，沈大2号1#速效磷的变化值只有2 mg/kg，同时海桑1#变化值也与沈大2号1#相似。说明4种桑树的种植提供养分不仅能增加土壤中速效磷含量，还能促进其吸收。

2.5 室内桑苗出苗率 对照试验一：容器1中发芽5株，容器3中发芽0株，容器10中发芽5株，容器11中发芽44株。海桑在容器1、容器3、容器10和容器11中的发芽率分别为71.4%、0、83.3%和97.8%。

对照试验二：容器5中海桑发芽21株，沈大1号发芽15株，沈大2号发芽14株。海桑发芽率60.0%，沈大1号发芽率53.6%，沈大2号发芽率46.7%。

对照试验三：容器6中沈大2发芽29株，容器7中海桑发芽12株，容器8中沈大1号发芽5株。海桑发芽率85.7%，沈大1号发芽率35.7%，沈大2号发芽率64.4%。

2.6 不同土壤类型对桑苗存活率的影响

对照试验一，海桑在3种典型土壤类型下种子的发芽率：黑土>砂质暗棕壤>扎龙盐碱化土壤。由此可知，桑树种子的萌发对于土壤环境要求比较苛刻。像类似于扎龙盐碱化土壤的这种盐碱较为严重的土壤是无法生长的。海桑对于除相对极端的土壤环境外，其在土壤养分充足且具有团粒结构的黑土中发芽率最高[20]。砂质暗棕壤相对于黑土而言其保水性和土壤养分较差[9-10]，从而导致海桑发芽率稍低（图1）。

对照试验二和试验三，在同为砂质暗棕壤的土体条件下，综合海桑、沈大1号和沈大2号这3种桑树在考虑和忽略种间竞争这2种情况下的出苗率，确定这3种桑树种子在砂质暗棕壤条件下的适应性：海桑>沈大2号>沈大1号。由此可知，在桑树育苗过程中，针对甘南县地区广大的砂质暗棕壤土质区域，待选的3种桑树树种中，海桑的出苗率最高且高于60%，相较于沈大1号和沈大2号而言，更适合甘南地区的土质特征（圖2）。

3 结论

（1）4种外来桑种的幼树对于甘南县地区的适应性由高到低为育71-1、海桑、沈大1号和沈大2号。这4种桑树各阶段的实际生长日期均晚于其原产地的生长日期。其中育71-1最早从休眠期进入展开期，同时也是最先进入同化期的桑树品种。

（2）在甘南县地区典型的砂质暗棕壤条件下，3种桑树种苗（沈大1号、沈大2号和海桑）的培育成活率由高到低为海桑、沈大2号和沈大1号。

（3）在甘南县地区典型的砂质暗棕壤条件下种植的本地桑树、沈大1号和沈大2号三者的落叶对土壤的理化性质均产生影响，种植4种桑树后，土壤的多种有机质含量均增加，从而达到了改良土壤的效果。

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作者简介 高春红（1995—），女，黑龙江齐齐哈尔人，硕士研究生，研究方向：冻土污染。   *通信作者，硕士研究生，研究方向：冻土退化。

收稿日期 2019-12-13