速生桉对土壤有机质含量及pH 的影响

李许明，黄秋婵，黎琦琦，方雪荟，韦友欢，李福燕

（广西民族师范学院生物与食品工程学院，广西 崇左 532200）

速生桉是多种生长极快的桉树（Eucalyptus robustaSmith）的统称，为桃金娘科（Myrtaceae）桉属（Eucalyptus）植物，原产地澳大利亚，1965 年开始在广西引种种植［1］，目前广西、广东、云南和贵州是中国西南部地区主要的速生桉种植地。随着经济的发展，中国大力发展基础建设，对木材的需求量大大增加，而桉树具有适应性强、生长快的特点，一般情况下速生桉从种植到成熟采伐，中间只需要间隔4～6年，投入产出比为 1∶3 左右［2］，短期收益率高，经济效益显著。广西桉树人工林面积占地2 000 多万公顷，其种植面积是全国桉树总面积的50%［3］，桉树种植带来巨大经济效益的同时，也出现了“桉树对环境有害”等言论。速生桉种植地出现负面影响的原因是因为种植户为了追求经济利益，长期对人工桉树林缺乏科学管理，许多种植户只单一种植桉树。因此，长此以往桉树人工林内生物多样性受到影响。其实，桉树本身是无害树种，其种植并不会对环境造成负面影响，如使环境干旱、荒芜，不会释放有害毒素污染种植地附近水源等［4］；对于桉树是“绿色沙漠”“抽水机”“抽肥机”这类说法只是夸大其词，而“桉树有毒”“桉树影响水质”有待考证［5］。为此，为研究连续单一种植速生桉对土壤肥力是否存在影响，试验通过研究不同种植年份速生桉对不同深度土壤有机质含量和pH 的影响，探讨速生桉树林的肥力变化趋势，以期为改良种植速生桉被破坏的土壤成分，恢复土壤结构提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 采样

采样地点：广西壮族自治区南宁市武鸣区东盟经济技术开发区民涵农场黄家队耕地。

采样方法：在备选的同一地区内选择4 个距离接近、地势环境相当，并且已经种植了不同年份的速生桉耕地作为采样地，按照随机取样的方法，每个样地取3 个采样点。采样时清理地表，用工具挖掘40 cm 深土壤剖面，按照 10、20、30、40 cm 深度分别进行取样。最终采集到未种植速生桉（以下简称CK）、种植速生桉1 年（以下简称1 年生）、种植速生桉3 年（以下简称3 年生）、种植速生桉5 年（以下简称5 年生）的土壤样品。

土壤处理：自然风干的土壤用橡胶锤锤碎后，除去植物残体及沙砾等杂物后进行研磨，全部过200目筛，分装到封口袋中，放进干燥器中保存备用。

1.2 分析项目与测定方法

土壤有机质含量的测定采用重铬酸钾容量法-稀释热法［6］；土壤 pH 用上海雷磁 PHS-3E 型酸度计测定，土水比为 1.0∶2.5［6］。

2 结果与分析

分析土壤样品中有机质含量状况，结果见表1。

2.1 速生桉对土壤有机质含量的影响

2.1.1 同一土壤深度下不同种植年份速生桉对土壤有机质含量的影响 由表1 可知，在10 cm 土壤深度，随着速生桉生长年份的增加，土壤中有机质含量呈上升趋势，但相对CK 含量降低。有机质含量随着种植年份增加，减少幅度下降；说明种植了1～3 年的速生桉，根细胞分裂速度快，根系中的各级侧根发达，每级侧根的根尖生长点分裂速度快，根毛数量多，此时，速生桉从土壤中吸收有机质多，使土壤中的有机质含量比CK 少。随着速生桉生长年份的增加，土壤中有机质含量呈上升趋势，但仍然比CK少，说明种植速生桉后，因其生长的需要和生长特点，需要不断吸收土壤中的有机质，所以种植了速生桉的土地有机质含量比CK 少，但因种植年份的增长，10 cm 处根部老化，根部细胞吸收外界营养物质的能力有所下降，因此土壤有机质含量随种植年份增长而有上升趋势。在土壤深度20 cm 处，3 年生速生桉的土壤有机质含量较CK 降幅为36.78%，差异比较明显，说明在20 cm 处3 年生速生桉的根细胞生长相对旺盛，到第5 年后根部细胞逐渐老化，吸收能力下降。土壤30 cm 处，与对照相比，1～3 年生速生桉的土壤有机质含量呈上升趋势，而且1～3 年生速生桉的土壤有机质含量变化不大，但5 年生速生桉土壤有机质含量下降幅度较大；说明30 cm 处1～3 年生速生桉根系不够发达，对有机质吸收能力弱，到第5 年根系伸长到30 cm 处，对有机质的吸收增强，因此在第5 年土壤有机质含量下降并且比对照低。在土壤深度40 cm 处，1 年生速生桉的土壤有机质含量比对照高，说明1 年生速生桉根系在土壤深度40 cm处不发达，侧级根系可能还没有伸长到40 cm 处，所以1 年生速生桉的土壤有机质在40 cm 处含量比对照高。3～5 年生速生桉的土壤有机质含量在40 cm处与对照相比呈下降趋势，这与根系生长有关。

表1 土壤有机质含量测定结果 （单位：g/kg DW）

综上可知，由于速生桉自身生长特点，种植速生桉对10 cm 和20 cm 土层有机质影响较大，30 cm 层土壤有机质含量有所增加，对40 cm 层土壤有机质含量影响较小。

2.1.2 同一种植年份速生桉对不同深度土壤有机质含量的影响 由表1 可知，1～3 年生速生桉主要影响10～20 cm 土层土壤有机质，5 年生速生桉会影响 10～40 cm 土层土壤有机质含量；1 年生速生桉10～20 cm处土层土壤有机质含量比CK 低，1 年生速生桉30～40 cm 土层土壤有机质含量比CK 高，说明1 年生速生桉根系在10～20 cm 土层处生长活动比较旺盛，根细胞分裂速度快，根系中的各级侧根发达，此时，速生桉从土壤中吸收有机质较多，从而土壤中的有机质含量比CK 少，30～40 cm 土层处速生桉的根系分布少，对土壤有机质吸收能力弱，因此土壤有机质含量上升。3 年生速生桉在仅30 cm 土层处的土壤有机质含量比CK 高，其他土层有机质含量比CK 低，说明3 年生速生桉根系在30 cm 土层处的分布很少或没有，所以有机质含量比CK 高，40 cm 处土壤有机质含量的变化可能与土壤微生物的分解活动有关。5 年生速生桉土壤有机质含量在20 cm 处变化比其他土层深度的大，说明5 年生速生桉20 cm 处根系分布比其他土层深度多且生长活动较强，因此对土壤有机质的吸收能力较强，但土壤有机质含量都比CK 低，说明5 年生速生桉根系在这4 个土壤深度都有分布，吸收土壤有机质，因此各层土壤有机质含量降低，可见，5 年生速生桉对土壤结构破坏较大。

2.2 速生桉对土壤pH 的影响

土壤样品pH 测定结果见表2。

表2 土壤pH 测定结果

2.2.1 不同种植年份速生桉对同一深度土壤pH 的影响 由表2 可知，种植速生桉会导致耕地土壤pH变化，其中对 10～30 cm 土层土壤 pH 影响较小，对40 cm 土层影响较大。在10～30 cm 土层中，除了第3年外，其他种植年份的土壤pH 都比对照高，而在40 cm 土层处全部种植年份的土壤pH 都比对照高；其中20 cm 土层处3 年生速生桉的土壤pH 与对照差异明显。在40 cm 土层处，5 年生速生桉的土壤pH比对照高21.74%。4 个土层的土壤pH 平均值分别为4.34、4.82、5.35、5.37。

2.2.2 同一种植年份速生桉对不同深度土壤pH 的影响 由表2 可知，1 年生速生桉对土壤pH 影响较小，5 年生速生桉影响最大，对照10、20、30、40 cm 这4 个土层的土壤 pH 分别为 4.38、4.99、5.23、4.83，可以看出在30 cm 土层处的土壤pH 高于其他土层；1 年生速生桉土壤 10～40 cm 各土层 pH 分别为 4.71、5.24、5.34、5.16，与对照相比，每层的土壤pH 都呈上升趋势；3 年生速生桉 10～40 cm 土层土壤 pH 总体呈下降趋势，在20 cm 处土壤pH 较对照下降了21.84%；5 年生速生桉的土壤pH 在40 cm 处比对照高21.74%。从总体上看，除了第3 年土壤pH 大体上低于对照外，其他种植年份的土壤pH 都高于对照。

土壤pH 是影响土壤肥力的一个重要因素，其变化不仅会影响土壤中养分的溶解和沉淀以及土壤微生物的活动，进而影响土壤养分的有效性，还会影响土壤中离子的交换、运动和迁移以及转化。

3 小结

从整体上看，速生桉种植年份越长，土壤中的有机质含量会下降，土壤pH 不断上升，这是因为pH 的变化会影响土壤微生物的种类和数量，而土壤有机质主要来源于动植物的残体，这些动植物残体需要靠微生物分解，因而土壤pH 的变化会影响有机质的合成。表层土壤有机质的含量最多，而且与其他土层有机质的含量差异较大，这与表层覆盖的植物残体和微生物种类数量有关。此外，在采样过程中发现桉树种植地挖掘土层越深，采集到的样品板结现象越严重，这也会影响微生物存在的种类和数量，因而影响有机质的分解合成。关于桉树种植第3 年土壤pH 下降问题可能跟桉树施肥相关，具体原因还需进一步研究。

试验结果表明，种植速生桉对土壤有机质含量有较大影响，且随着速生桉种植年份的增加，土壤中有机质含量呈下降趋势，而土壤pH 却呈上升趋势（3年生除外），说明种植速生桉会破坏土壤结构。目前，在广西壮族自治区速生桉人工林基本都是以盈利为目的而种植的，所以就出现速生桉人工林树种单一、生物多样性下降的现象，长期种植对土壤环境有一定的破坏，因此会出现速生桉有毒和会破坏水源等说法和言论。如何合理种植速生桉和管理速生桉人工林，以及恢复被破坏的速生桉人工林土地使其恢复能种植其他经济作物的能力，实现良性循环，是今后需要努力的方向。