仪征市林菜复合经营土壤分析

邓文斌，胡海波*，李锦侦，屠小青，衡宇晨，田东升

(1.南京林业大学南方现代林业协同创新中心，江苏 南京 210037；2. 江苏省水土保持与生态修复重点实验室，江苏 南京 210037；3.仪征市绿篱无公害蔬菜生产试验场，江苏 扬州 211400)

我国是世界上第一大蔬菜生产国和消费国，近年来我国蔬菜人均占有量在500 kg以上[1]，其中部分蔬菜来自林菜复合经营。林菜复合经营是指在同一块土地上种植林木和蔬菜，充分利用其生物学特性合理配置，实现生态和经济效益双赢的栽培措施。在林分内种植蔬菜，可提高土地和光能利用效率，充分发挥和利用空间与时间的有序结合，在不影响林木生长的情况下，在短周期内可收获蔬菜，以短养长，提高经济效益。在林菜复合经营模式中，林木树冠能够拦截降雨，减缓降雨动能，避免地表直接受到雨水的洗刷和冲击，而林下蔬菜及地表枯落物可保护土壤免受水力侵蚀。王年金等[2]发现，在山核桃林地套种黄花菜，不仅可增加地表覆盖，还可以增强水土保持能力，具有明显的生态效益。另外，林菜复合经营可改善土壤结构，增强土壤渗透性，提高土壤肥力，改善生态环境[3-4]，同时，良好的土壤理化性状能够为蔬菜生长提供良好的条件。

目前，我国林菜复合经营的研究与实践仍处于发展阶段，林菜复合经营的主体相对分散且规模不大，缺乏系统性的技术指导、协调、管理和服务，无法形成规模化、产业化效应，对促进当地经济发展的贡献不大。本文主要以野外调研和室内实验相结合，分析林菜复合经营土壤理化性质现状，并提出林菜复合经营建议。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

仪征市位于江苏省中西部，南濒长江，东邻邗江，西毗六合，北与高邮市和安徽天长市接壤。全市东西宽 30 km，南北长 39 km，总面积 901 km2。仪征市气候温和，雨量充沛，四季分明；土壤以砂土和砂壤土为主，土层深厚，中性偏碱。仪征市4种典型的蔬菜分别为紫菜薹(Brassicacampestris)、雪里蕻(Brassicajuncea)、洲芹菜(Apiumgraveolens)和野荠菜(Capsellabursa-pastoris)。紫菜薹，别名红菜薹、红菜、红油菜薹，为十字花科芸薹属芸薹种白菜亚种的变种，主要分布在长江流域一带，对光照要求不如果菜类那样严格，根系入土层较浅，耐旱、耐涝能力均较弱；雪里蕻为十字花科芸薹属芥菜的栽培变种，南北各省均有栽培，适应性强，喜土质疏松肥沃、排灌条件良好之地，对土壤要求不严格，以保水保肥湿润壤土为佳；洲芹菜，又名野芹菜，伞形科变豆菜属植物，产安徽、江苏、浙江等南方，适于林下、沟谷、溪边及湿润的沙质土壤种植，对土壞要求较严格，需要肥沃、疏松、通气性良好、保水保肥力强的壤土；野荠菜，中药材名，生长在山坡、田边及路旁，野生，偶有栽培，中国各省区均有分布。

2022年7月调查了35户农户有关林菜栽培、生长状况，其中8户为林下种植4种蔬菜的复合经营农户，分别位于仪征市土桥村、沿江村、曹桥村和长江村(见表1)。

表1 仪征市林菜复合经营主要调查样地基本概况

1.2 研究方法

2022年7月，在8个典型林菜复合经营地内采用“S”形取样法，用口径为4.5 cm、长度为20 cm的不锈钢土钻钻取0—10，10—20 cm的土样5次，充分混合后，取1 kg左右土壤密封于塑料袋中，置冰盒内，带回实验室测定土壤pH值、有机质含量等指标；同时，用体积为100 cm3的环刀取0—10，10—20 cm的原状土，测定土壤容重和颗粒组成等物理性质。

1.3 土壤理化性质指标测定方法

土壤颗粒组成按照美国制粒径要求，运用沉降、比重计法测定，然后通过美国制土壤质地分类三角坐标图来进行土壤质地分类[5]；土壤容重采用环刀法测定[6]；土壤pH值采用水浸提(土水比1：2.5)电位法测定[7]；土壤有机质采用重铬酸钾-浓硫酸外加热法测定[8]；土壤有效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法[8]；土壤速效钾采用火焰光度计法测定[9]。

1.4 数据分析

利用Excel 2021软件，对数据进行统计和整理；利用SPSS 22软件，进行单因素方差分析得到各处理均值、标准差，用Duncan差异显著性进行判定；利用Origin 2021软件作图。

2 结果与分析

2.1 林菜复合经营土壤物理性质

由表2可知，本调查样地土壤颗粒组成基本相似，土壤黏粒含量占0.7%—2.2%，粉粒含量占27.37%—33.18%，砂砾含量占64.62%—71.93%。根据美国制土壤质地分类三角坐标图，判定本调查样地土壤质地为砂壤土[5]。另外，土壤下层(10—20 cm)极粗砂显著小于上层(0—10 cm)(P<0.05，见表3)，而其他土壤粒级上下层差异性不明显(P>0.05，见表3)。

表2 林菜复合经营土壤颗粒组成及土壤质地特征 μm

土壤容重是说明土壤坚实度的重要参数[10]。由表3可知，各调查样地0—20 cm土壤容重为(1.22±0.02) g/cm3。其中，0—10 cm土壤容重在(1.21—1.26) g/cm3之间(见图1)，平均值和标准误差为(1.23±0.02) g/cm3；10—20 cm土壤容重在(1.18—1.23) g/cm3之间，平均值和标准误差为(1.21±0.02) g/cm3，且下层(10—20 cm)土壤容重显著小于上层(0—10 cm)(P<0.05)，可能是因为下层植物根系较多，土壤空隙大，导致容重减小[10]。总体来看，7号调查样地土壤容重相对偏低，可能是因为样地位于路边田间(见表1)，由于田间耕作松土、秸秆还田、间作物根系残留等原因，使土壤变得疏松，容重降低。由于调查样地位于村庄旁边，有些未设围栏，容易受人、畜(禽)的踩踏影响，导致4号和2号调查样地表层容重相对偏高。

表3 林菜复合经营地的土壤物理性质

注：不同大写字母表示0—10 cm土层不同林菜复合经营调查样地之间的显著差异；不同小写字母表示10—20 cm土层不同林菜复合经营调查样地之间的显著差异(P<0.05)图1 林菜复合经营调查样地的土壤容重

2.2 林菜复合经营土壤化学性质

土壤pH是反映土壤质量的基本性质[11]。由图2发现，各调查样地土壤上层(0—10 cm)pH为6.77±0.41，中性；下层(10—20 cm)为8.20±0.10，偏碱性，总体来看各调查样地土壤pH基本相似，为7.48±0.79，属于弱碱性土壤。一般土壤pH值为中性(6.5—7.5)或近中性时适宜植物生长，碱性土壤不利于土壤微生物活动，从而影响土壤缓效养分的释放过程[12]，进而影响植物生长发育[13]。调查发现4,5号样地表层0—10 cm pH偏低，林木和4种蔬菜生长相比其他调查点较差。另外，调查样地土壤pH值上层显著小于下层(P<0.05，见表4)，可能是因为表层施肥和浇水的缘故，中和了部分碱性离子。

注：不同大写字母表示0—10 cm土层不同林菜复合经营调查样地之间的显著差异;不同小写字母表示10—20 cm土层不同林菜复合经营调查样地之间的显著差异(P<0.05)图2 林菜复合经营调查样地的土壤pH

表4 林菜复合经营地的土壤化学性质

土壤有机质含量是衡量土壤肥力的重要标准[14]。本研究0—20 cm土壤有机质为(16.69±6.11) g/kg(见表4)，对于蔬菜生长来看含量偏低[15]。由图3可知，各调查样地土壤有机质含量上层(0—10 cm)显著高于下层(10—20 cm) (P<0.05，见表4)。上层土壤有机质含量为(19.90±5.72) g/kg，属于中等水平，下层为(13.48±4.86) g/kg，属于偏低水平，所以需要进行土壤深翻，使土壤上下层有机质进行中和。在各调查样地中，1—3号样地土壤有机质含量偏低，蔬菜生长情况也最差，而7号样地最高，蔬菜生长情况最好。可能是因为7号样地位于田间，秸秆还田和林木凋落物返还到土壤，并且施用了蔬菜专用有机肥，使得土壤有机质含量较高。1—3号样地位于房前水边，土壤有机质容易流失，施肥也较少，所以土壤有机质含量较低，蔬菜生长差。

注：不同大写字母表示0—10 cm土层不同林菜复合经营调查样地之间的显著差异；不同小写字母表示10—20 cm土层不同林菜复合经营调查样地之间的显著差异(P<0.05)图3 林菜复合经营调查样地的土壤有机质

土壤有效磷是指能被植物吸收利用的那部分磷元素[16]。各调查样地土壤有效磷含量上层(0—10 cm)显著高于下层(10—20 cm)(P<0.05，见表4)。由图4可知，上层土壤有效磷含量为(2.42±0.44) mg/kg，下层为(1.87±0.32) mg/kg，属于极低水平。各调查样地相比，1—3号样地土壤有效磷相对低，6—8号样地相对高。可能是因为样地主要位于房前屋后水岸边，无遮阴，高温高湿条件下，土壤风化强烈，大部分盐基离子易于流失[17]，且磷酸根离子易被吸附固定，导致土壤有效磷含量较低[18-19]。

注：不同大写字母表示0—10 cm土层不同林菜复合经营调查样地之间的显著差异;不同小写字母表示10—20 cm土层不同林菜复合经营调查样地之间的显著差异(P<0.05)图4 林菜复合经营调查样地的土壤有效磷

土壤速效钾主要包括土壤溶液中的钾和土壤胶体表面的代换性钾，是能被植物吸收利用的钾[17]。本研究0—20 cm土壤速效钾为(150.69±80.64) mg/kg(见表4)，属于偏高水平。各调查样地土壤速效钾含量上层(0—10 cm)显著高于下层(10—20 cm)(P<0.05，见表4)。上层土壤速效钾含量为(203.98±83.02) mg/kg，下层为(97.39±23.41) mg/kg，上层土壤速效钾含量约为下层的2倍。各调查样地相比，3号和8号样地土壤速效钾相对偏低，4—5号样地相对偏高。可能是因为4—5号样地钾肥施入较多，而3号和8号样地位于水边，部分钾离子流失进入水体(见图5)。

注：不同大写字母表示0—10 cm土层不同林菜复合经营调查样地之间的显著差异。不同小写字母表示10—20 cm土层不同林菜复合经营调查样地之间的显著差异(P<0.05)图5 林菜复合经营调查样地的土壤速效钾

2.3 林菜复合经营土壤养分与理化性质的相关性

通过分析林菜复合经营土壤有机质、有效磷和速效钾与土壤理化性质的相关性。从表5可以看出，土壤有机质与中砂和pH均呈显著负相关(P<0.05)，表明砂砾土壤的保肥力较差，土壤pH过高不利于土壤有机质累积；土壤有效磷与粉砂和pH均呈极显著负相关(P<0.01)，调查样地土壤 pH 值平均在7以上，表明土壤碱性增强，土壤中磷的有效性降低。而土壤有效磷与粗砂呈极显著正相关(P<0.01)，与有机质呈显著正相关(P<0.05)，表明土壤有机质含量增加，有利于有效磷含量的提高；土壤速效钾与容重呈极显著正相关(P<0.01)，与有机质呈显著正相关(P<0.05)，表明土壤中的有机质含量增加，有利于有效钾含量增加。

3 建议

通过分析土壤理化性质发现，土壤养分处于中等偏低水平。针对仪征市典型4种蔬菜林菜复合经营现状，提出以下建议。

(1)因地制宜，适地适树(菜)。林菜复合经营中，首先应考虑林木和蔬菜的生物学和生态学特性，结合林地微气候和林地土壤条件等实际情况，选择适宜林下种植的蔬菜种类和优势品种，适当扩大规模。例如：乌桕树冠稀疏，林下种植需光性强的洲芹菜和紫菜薹进行复合经营；无患子树冠浓密、枝繁叶茂，选择耐荫性强的雪里蕻和野荠菜进行复合经营，以蔬养林，相得益彰。

(2)调整结构，优化密度。适当调整林分结构，优化种植密度。例如，初栽时的1—2年生乌桕苗，株行距3 m×5 m，紫菜薹与林木距离以0.5 m为宜；若为规模化种植，乌桕宜采用大苗，株行距4 m×8(10)m，紫菜薹与乌桕距离以1 m为宜。

(3)科学整地，改良土壤。在整地方面，为满足不同类型蔬菜种植对土地的需求，应在复合经营前深翻土壤，例如雪里蕻要选择土层深厚、排灌方便和保水保肥的土壤；整地过程中注意对林木主侧根的保护，提高林木成活率。另外，可以合理选择土壤调理剂，调节土壤pH，增加土壤养分有效性，提高蔬菜和林木产量和品质。

(4)加强管理，精耕细作。在水肥管理方面，要根据土壤性质、林木和蔬菜水肥需求规律等实际情况，适时适量进行灌溉施肥。例如春、夏播的野荠菜，一般追肥2次；出苗前浇水1次保湿，浇水时间以早晚为宜，轻浇、勤浇，不能1次浇透。出苗后适当浇水，保持土壤湿润。另外，坚持“预防为主，综合防治”的病虫害防治原则，充分利用绿色防控技术防治病虫害，例如尽量不要选前作为十字花科作物的种植地来种植雪里蕻，并远离病原地。

(5)适时间作，适销对路。在栽培种植方面，做到合理安排茬口，选好品种，抢抓农时，适时进行间、套和轮作。例如，紫菜薹早熟类型宜在7月中旬至8月上旬播种育苗；中熟类型宜在8月中旬至9月上旬播种育苗；晚熟类型宜在9月中旬至10月上旬播种育苗。另外，在采收和销售方面，根据不同蔬菜种类确定采收时间，适当拓展新型营销渠道，可选择低成本、交易便捷的网络营销方式。