油茶林套种天门冬对林地土壤的影响

康红霞，潘高安，刘 银，肖耕耘，李付伸，王劲松，吴国文

（1.广西壮族自治区国有维都林场，广西 来宾 546100；2.广西壮族自治区林业科学研究院，南宁 530002）

油茶树（Camellia oleifera）是中国重要油料树种之一［1］，是国家提倡的经济林，对保障国内食用油供应具有长远的战略意义，在广西、湖南和云南等省份普遍种植。随着种植面积的扩大，种植前期投入的管护成本高、产出少，经济效益低［2-4］，从而降低油茶种植积极性；因此，开展油茶林地套种复合经营，是增加林农前期经济收益的有效手段，也是当前油茶种植大户普遍采用的种植方式［5-10］。

天门冬（Radix Asparagi）是养阴润肺良药，近年来，天门冬已应用于油茶林套种经营，油茶林地套种天门冬可以提高林地的利用率以及复种指数，增加林地效益。有研究表明，油茶林套种花生等作物可以改变林地的土壤肥力，同时对土壤酶活性产生明显影响［11］。为此，试验通过对油茶林套种天门冬试验地进行土壤养分、呼吸强度和酶活性等指标的测定，分析和探讨2020—2022 年套种对这些指标的影响，以期为高效营林经营提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计和样品采集

试验在广西壮族自治区国有维都林场油茶产业示范区进行，油茶林于2009 年定植，株行距3.00 m×2.50 m；套种天门冬购自广西资源县明秀农业发展有限公司，2019 年3 月种植，株行距60 cm×40 cm。每两行油茶套种2 行天门冬，隔行没套种油茶林作为对照，试验区和对照区均不施肥，只进行除草管护。

随机定点取样法取样，取样区域为套种区和邻近油茶纯林行距间的空地，于2020年4月、2021年4月和2022 年4 月各进行一次土壤取样，去除土表杂物，用环刀采集表层土壤（0~20 cm）样品，每个样品由5个取样点土壤均匀混合而成，重复3 次，清理样品土壤杂质，带回实验室待测。

1.2 指标测定

2 结果与分析

2.1 油茶林套种天门冬对林地土壤含水量及容重的影响

如表1 所示，油茶林套种天门冬明显影响油茶林土壤含水量和容重，与对照相比，0~20 cm 表层土壤含水量明显降低，2020、2021、2022 年对照土壤含水量分别为16.51%、16.49%和16.67%，套种天门冬林地土壤含水量分别下降4.24、3.19、2.42 个百分点；2020、2021、2022 年对照土壤容重均为1.34 g/cm3，油茶林套种天门冬林地土壤容重分别上升3.73%、2.99%和2.24%。可见，油茶林套种天门冬不利于土壤保墒和熟化。

表1 油茶林套种天门冬对土壤含水量和容重的影响

2.2 油茶林套种天门冬对林地土壤养分含量的影响

如表2 所示，油茶林套种天门冬对油茶林地表层土壤全氮、全磷、全钾和碱解氮含量没有明显影响；但套种明显降低了表层土壤有机质、速效钾和微生物量碳含量；与对照相比，2020、2021 年和2022 年油茶林套种天门冬林地表层土壤有机质含量分别下降16.81%、21.61%和24.81%，速效钾含量分别下降28.46%、33.42%和35.88%，微生物量碳含量分别下降25.23%、29.59%和32.15%。与对表层土壤有机质、速效钾等的影响不同，油茶林套种天门冬明显增强了速效磷的含量，2020、2021 年和2022 年油茶林套种天门冬林地表层土壤速效磷含量分别比对照提高了28.76%、33.53%和37.20%。

表2 油茶林套种天门冬对土壤养分含量的影响

2.3 油茶林套种天门冬对林地土壤呼吸强度的影响

如图1 所示，2020、2021 年和2022 年对照土壤的呼吸强度分别为0.157、0.158、0.154 mg/（g·h），油茶林套种天门冬明显降低了油茶林地表层土壤的呼吸强度，与对照相比，2020、2021 年和2022 年试验地土壤呼吸强度分别下降了28.29%、30.32% 和33.81%，油茶林套种天门冬导致土壤呼吸强度下降可能与土壤含水量及有机质含量下降有关。

图1 油茶林套种天门冬对土壤呼吸强度的影响

2.4 油茶林套种天门冬对林地土壤酶活性的影响

如表3 所示，油茶林套种天门冬对油茶林地表层土壤蔗糖酶及脲酶活性没有明显影响，但土壤过氧化氢酶与酸性磷酸酶活性明显提高。与对照相比，2020、2021 年和2022 年试验地土壤酸性磷酸酶分别提高了29.07%、31.40%、34.12%，过氧化氢酶活性分别提高了45.21%、47.19%、49.50%。

表3 油茶林套种天门冬对土壤酶活性的影响（单位：mg/g）

2.5 油茶林套种天门冬林地土壤理化指标的相关性分析

如表4 所示，土壤含水量与呼吸强度、微生物量碳均明显正相关，相关系数分别为0.81、0.61；土壤呼吸强度与微生物量碳明显正相关，相关系数为0.68，而与酸性磷酸酶明显负相关，相关系数为-0.52；土壤有机质含量与全磷、碱解氮、微生物量碳、酸性磷酸酶明显正相关，但与蔗糖酶及脲酶明显负相关；全氮与全磷、全钾、碱解氮、蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶均明显正相关；全磷与全钾、速效磷、蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶明显正相关；全钾与速效钾、蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶明显正相关；碱解氮与速效磷、酸性磷酸酶、过氧化氢酶明显正相关，但与蔗糖酶明显负相关，相关系数为-0.89；速效磷与速效钾、酸性磷酸酶、过氧化氢酶明显正相关，与蔗糖酶、脲酶明显负相关；速效钾与微生物量碳、酸性磷酸酶、过氧化氢酶明显正相关，相关系数分别为0.69、0.81、0.69；微生物量碳与蔗糖酶、过氧化氢酶明显负相关，相关系数为-0.64、-0.72；此外，蔗糖酶与脲酶、过氧化氢酶明显正相关；其余指标之间无明显相关关系。

表4 油茶林套种天门冬林地土壤各理化指标的相关系数

通过对土壤相关指标之间的相关性进行分析，可以更好地了解土壤的环境特征和生态功能。

3 小结与讨论

农林套种的土壤含水量受多重因素影响，如降雨、株行距、种类和物候期吸水性［11］。通常情况下，套种可以增加土壤含水量和水分利用率［16］。然而，在本次试验中，油茶林套种天门冬导致土壤含水量下降，这与陈永忠等［17］的研究结果一致，可能是因为套种作物都属于根块类植物，其根系对水分固持能力较低，同时作物对水分的吸收和蒸腾作用增加。

土壤呼吸包括微生物、根系和土壤动物呼吸，以及含碳物质的化学氧化［18］，且受耕种方式、水分和温度等因素影响［19］。此次试验发现，套种天门冬明显降低了油茶林土壤的呼吸强度，土壤呼吸强度与含水量密切相关（相关系数为0.81），降低主要是由于土壤含水量下降。

土壤酶活性可以反映土壤中生物化学反应的强度和方向，受土壤条件和微生物等因素影响［20-22］。此次试验发现，油茶林套种天门冬明显增加了土壤中酸性磷酸酶和过氧化氢酶的活性。酸性磷酸酶活性与土壤有机质、全N、全P、全K、碱解N、速效P、速效K 含量呈正相关。过氧化氢酶活性与全N、全P、全K、碱解N、速效P、速效K 含量也呈正相关，但与微生物量碳呈负相关。因此，油茶林套种天门冬对土壤酶活性的主要影响是通过改变速效钾含量实现的，这与曹永庆等［23］研究油茶林地山稻间作的结果一致。

油茶林套种天门冬导致油茶林地土壤微生物量碳明显降低。表4 显示，土壤微生物量碳与含水量、呼吸强度、有机质含量的相关系数分别为0.61、0.68、0.71。土壤有机质含量下降可能是导致微生物量碳减少的主要原因。因此，套种天门冬对油茶林地的土壤肥力产生了一定的影响。

综上所述，套种天门冬对油茶林地的土壤产生了多方面影响，它明显降低了含水量、呼吸强度、有机质含量、速效钾含量、微生物量碳含量，并增加了土壤容重和速效磷含量。为改善土壤肥力，套种天门冬时需要有针对性地增施钾肥。此外，对于油茶树生长和果实经济性状的影响还需要进一步研究。