松土抚育对闽楠林地土壤物理性质及林木生长的影响

摘要 为培育闽楠大径材，对闽楠中龄林分进行了3年的松土抚育试验，结果表明：疏松林地表层土壤容重下降，但随时间推移逐年增加；土壤毛管孔隙和非毛管孔隙增加，但随时间推移逐年减少；土壤自然含水量和最大持水量增加，但随时间推移逐年减少；林木生长加快，胸径、树高、蓄积生长量均明显高于未松土的林分，且松土面积越大，生长越好。对于以培育大径材为目标的闽楠人工林，需要每3～5年进行一次松土抚育。

关键词 闽楠；中龄林分；松土抚育；土壤孔隙；土壤水分

中图分类号 S 714  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2024）12-0117-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.12.025

Effects of Soil Loosening Operation on the Soil Physical Properties and Tree Growth in Phoebe bournei Plantation

CHEN Bin

（Sanming Forestry Bureau of Fujian Province， Sanming， Fujian 365000）

Abstract In order to cultivate large diameter timber of Phoebe bournei， we conducted a 3-year soil loosening experiment on Phoebe bournei middle-aged stands. The main findings are as follows：loosening the surface soil， causing a decrease in soil bulk density， which increases year by year over time；an increase in soil capillary and non capillary pores， which decrease year by year; an increase in the natural moisture content and maximum water capacity of the soil， and over time， the natural moisture content and maximum water capacity decrease year by year; the growth of stands is accelerated， and the diameter at breast height， tree height， and volume growth are significantly higher than those of forests without loose soil， and the larger the soil loosening area， the better the growth. For cultivating large diameter timber of Phoebe bournei，it is recommended to do soil loosening operation every 3-5 years.

Key words Phoebe bournei;Middle-aged stand;Soil loosening operation;Soil porosity;Soil moisture

基金项目 三明市林业科研项目“珍贵用材树种闽楠中龄林培育试验研究”（2019Ly-065）。

作者简介 陈彬（1989—），男，福建尤溪人，工程师，从事森林资源培育研究。

收稿日期 2023-08-18

闽楠［Phoebe bournei （Hemsl.）Yang］，樟科（Lauraceae）楠属（Phoebe）植物，国家二级保护树种。自古以来，闽楠是我国珍贵的用材树种，具有极高的经济价值。目前闽楠天然林资源渐危，人工培育是保护和发展闽楠资源的主要途径。20世纪80年代以来，我国南方各地进行了较大规模的闽楠人工栽培，并对闽楠的生物生态学特性及生长进行了较多研究［1-10］，但大部分研究只针对闽楠的育苗及幼林［11-17］，对中龄及以上闽楠林分的研究较少［18］。生产经营过程中，大部分闽楠人工林经营只在幼林阶段进行抚育管理，到中龄阶段基本上是任由生长，未进行抚育等。此外，闽楠常有因土壤板结导致地面水分进入土壤缓慢，难以成林成材。

闽楠的高价值是在成材后特别是达到大径材后才能体现，因此对闽楠中龄林进行培育是闽楠人工林研究的关键。笔者在长期研究闽楠人工林的基础上，选择生长较好的闽楠人工中龄林进行松土，研究林地松土后土壤物理性质的变化以及对林木生长的影响，以期为闽楠人工林的集约经营提供科学依据。

1 试验地概况

试验地为福建省中部尤溪县，地理坐标为117°48′30″～118°40′E，25°50′36″～26°26′30″N，属中亚热带季风性湿润气候，全境面积342 036.76 hm2，东面距海约100 km。

试验地设在福建省尤溪国有林场华口溪工区，海拔100～300 m，土壤为红壤，土层厚度50～80  cm。试验地以前为杉木人工林，面积12.5 hm2，于1980年进行采伐，同年9—10月进行劈草炼山清理林地，并采用穴状整地，规格为穴面宽60  cm，深40 cm，穴底宽30  cm。1981年2月采用闽楠实生苗进行造林，造林密度为1 800株/hm2，1991年采用下层间伐法进行过一次间伐抚育，间伐强度为株数的30%。

闽楠人工林经过30余年的生长，个体差异很大。部分林木占较好的生长空间，生长很好，今后的生长潜力很大；而很大一部分林木生长较差，处于林冠下层，生长潜力很小。2019年10月对生长较好的3 hm2闽楠人工林进行调查，调查结果：林分密度为870株/hm2，林分平均胸径15.6 cm，平均树高11.4 m。其中胸径＞19.9 cm的优势木642株，占24.6%；胸径在15.0～19.9 cm的亚优势木648株，占24.8%；胸径在10.0～14.9 cm的普通木425株，占16.3%；胸径＜10.0 cm 的被压木894株，占34.3%。

2 试验方法

2.1 试验设计

由于闽楠人工林个体差异极大，生长良好的优势木处于林冠上层，枝叶繁茂，生长潜力大，有望成长为大径材，是闽楠人工林培育的主要目标。而其他林木生长较差，生长潜力有限，很难培育成大径材，因此该试验选择在优势木中进行。

试验采用3个处理3次重复的完全随机区组设计。3个处理分别为处理①松土16 m2/株，处理②松土9 m2/株，处理③不松土。共设标准地9个，每个标准地面积3 333 m2。试验总面积30 000 m2。

2.2 试验实施

2019年11月按试验设计进行松土抚育措施。处理①以树为中心，在树的上、下、左、右各2.0 m内松土，深度15～20 cm；处理②以树为中心，在树的上、下、左、右各1.5 m内松土，深度15～20 cm；处理③为对照，不松土。

2.3 调查方法

生长量调查：2019年10月在试验前对试验林木进行全面调查，测定林木胸径、树高、枝下高、冠幅等，以胸径为主，结合树高、枝下高、冠幅、冠形等因素对林木进行分级，确定优势木、亚优势木、普通木和被压木。2022年10月对试验林分的优势木进行调查，测定胸径和树高，对照3年前测定的胸径、树高数据，计算3年来的胸径、树高和材积生长量。表1为在选定的优势木中进行松土抚育试验前及试验3年后测定的林木生长情况。

土壤调查：2019年12月、2020年12月、2021年12月、2022年12月共4次进行土壤调查，在每个标准地内设1个主剖面和2个辅助剖面进行土壤调查，分别在0～20、20～40、40～60 cm土层采集土壤样品，用环刀法测定土壤的容重、土壤毛管孔隙度和非毛管孔隙度、土壤自然含水量和最大持水量。

3 结果与分析

3.1 松土对土壤容重的影响

土壤容重是体现土壤物理性质的重要指标之一。由表2可知，0～20 cm土层松土对土壤容重有较大影响，松土当年，3个处理土壤容重表现为处理③>处理②>处理①，松土处理①、处理②基本相近，且二者间差异不显著（P＞0.05），而未松土处理③明显较重，与处理①、处理②差异显著（P＜0.05），原因可能是松土后，土壤疏松，土壤容重下降。

松土后第2～4年，3个处理均表现为处理①与处理②土壤容重相近，且二者间差异不显著（P＞0.05），处理③明显较重，与处理①、处理②差异显著（P＜0.05）。不同年份间，处理①、处理②均表现为随时间的推移，土壤容重逐年增大，且2019、2020年与2021和2022年差异显著（P＜0.05），处理③各年度土壤容重基本相近，且差异不显著（P＞0.05）。这说明松土不仅改变当年的土壤容重，而且在松土几年后仍有一定影响。

20～40与40～60 cm土层，各处理间差异不显著（P＞0.05），各年度间差异也不显著（P＞0.05），这是由于松土抚育只在0～20 cm土层进行，对深层土壤的容重影响不大。在3个土层土壤中，处理①、处理②土壤容重均表现为0～20 cm土层<20～40 cm土层<40～60 cm 土层，表明土壤上松下紧；而处理③土壤容重表现为20～40 cm土层<0～20 cm土层<40～60 cm土层，土壤为紧—松—紧的状态，表明0～20 cm的表土层已硬化。

3.2 松土对土壤孔隙度的影响

土壤孔隙大小可体现土壤的疏松程度，是土壤肥力的重要指标之一。

由表3可知，在0～20 cm土层松土对土壤孔隙组成有较大影响。松土当年处理①与处理②基本相近，且二者间差异不显著（P＞0.05），而处理③明显较小，与处理①、处理②差异显著（P＜0.05），这是由于松土后土壤疏松，导致土壤孔隙度增加。

松土后第2～4年，3个处理毛管孔隙度和非毛管孔隙度均表现为处理①与处理②基本相近，且二者间差异不显著（P＞0.05），而处理③明显较小，与处理①、处理②差异显著（P＜0.05）。不同年份间，处理①与处理②均表现为随着时间的推移，土壤的毛管孔隙度和非毛管孔隙度逐年下降，2019、2020年与2021和2022年差异显著（P＜0.05），而处理③各年度间土壤的毛管孔隙度和非毛管孔隙度基本相近。这说明松土不仅改变当年的土壤孔隙度，而且在松土几年后仍有一定影响。

0～20与20～40 cm土层，各处理间差异不显著（P＞0.05），各年度间差异也不显著（P＞0.05），这是由于松土抚育只在0～20 cm土层进行，对深层土壤的毛管孔隙度和非毛管孔隙度影响不大。

在3个土层土壤中，

处理①、处理②毛管孔隙度和非毛管孔隙度均表现为0～20 cm土层＞20～40 cm土层＞40～60 cm 土层，3个土层土壤的毛管孔隙度和非毛管孔隙度表现为多—中—少状态；而处理③则表现为20～40 cm土层＞0～20 cm土层＞40～60 cm土层，3个土层土壤则表现为中—多—少的状态，表明0～20 cm表土层坚实。

3.3 松土对土壤水分的影响

3.3.1 松土对自然含水量的影响。

土壤水分是土壤肥力的重要指标之一，而自然含水量大小决定了土壤水分状况。由表4可知，0～20 cm土层松土对土壤自然含水量有较大影响，松土当年，3个处理自然含水量表现为处理①>处理②>处理③，处理①与处理②基本相近，二者间差异不显著（P＞0.05），而处理③明显较小，与处理①、处理②间差异显著（P＜0.05）。这是由于松土后土壤疏松，土壤自然含水量增加。

松土后第2～4年，3个处理自然含水量均表现为处理①与处理②基本相近，且二者间差异不显著（P＞0.05），而处理③明显较小，且与处理①、处理②差异显著（P＜0.05）。不同年度间，处理①与处理②均表现为随着时间的推移，土壤自然含水量逐年下降，差异达到显著水平（P＜0.05），而处理③各年度间土壤的自然含水量基本相近，且差异不显著（P＞0.05）。这说明松土不仅影响当年的自然含水量，而且在松土几年后仍有一定影响。

20～40与40～60 cm土层，自然含水量表现与0～20 cm相近，处理①、处理②与处理③间差异显著（P＜0.05），有些年度间差异也显著（P＜0.05），这是由于松土抚育虽然只在0～20 cm土层进行，但由于水是往下流的，土壤上层水分多，土壤下层水分也自然多。

3.3.2 松土对最大持水量的影响。

最大持水量是土壤水分的上限，其大小决定了土壤水分的多少，从而决定着林木的生长状况。由表4可知，0～20 cm土层，松土对土壤最大持水量有较大影响，松土当年，3个处理最大持水量表现为处理①>处理②>处理③，处理①与处理②基本相近，且二者间差异不显著（P＞0.05），而处理③明显较小，且与处理①、处理②差异显著（P＜0.05），这是由于松土后土壤疏松，土壤孔隙度特别是非毛管孔隙度增大，下雨时从土壤表层渗透到土壤的水分快而多，因而土壤的最大持水量增加。松土后第2～4年，3个处理最大持水量均表现为处理①与处理②基本相近，且二者间差异不显著（P＞0.05），而处理③明显较小，且与处理①、处理②差异显著（P＜0.05）。不同年度间，处理①与处理②均表现为随着时间的推移，土壤最大持水量逐年下降，差异达到显著水平（P＜0.05），而处理③各年度间土壤最大持水量基本相近，且差异不显著（P＞0.05）。可见，松土不仅影响当年的最大持水量，而且在松土几年后仍有一定影响。20～40与40～60 cm土层，最大持水量表现与0～20 cm相近，各处理①、处理②与处理③间差异显著（P＜0.05），有些年度间差异也显著（P＜0.05）。

在3个土层土壤中，处理①、处理②、处理③自然含水量表现为0～20 cm土层<20～40 cm土层<40～60 cm土层。处理①、处理②最大持水量表现为40～60 cm土层<20～40 cm土层<0～20 cm土层，而处理③则表现为40～60 cm土层<0～20 cm 土层<20～40 cm土层。

3.4 松土对闽楠林木生长的影响

松土抚育虽然是简单的营林措施，但对闽楠中龄林分的林木生长具有很好的促进作用。由表5可知，胸径、树高和蓄积生长，3个处理均表现为处理①＞处理②＞处理③，三者的差异均达到显著水平（P＜0.05）。胸径生长，处理①3年时间生长2.03 cm，分别是处理②、处理③的170.6%、298.5%，处理②是处理③的175.0%；树高生长，处理① 3年时间生长1.48 m，分别是处理②、处理③的135.8%、180.5%，处理②是处理③的132.9%；蓄积生长，处理① 3年时间生长0.122 2 m3，分别是处理②、处理③的182.9%、301.0%，处理②是处理③的164.5%。这充分说明松土抚育有利于闽楠林木的生长，松土面积越大越好。闽楠进入中龄林后，林木生长越来越慢，而林地表层土壤板结及土壤水分减少是主要原因。因此，进行松土抚育，有利于改善林地土壤的结构，提高土壤孔隙度，增加土壤水分含量，是促进林木生长的有效措施。

4 讨论

闽楠是珍贵的用材树种，一直深受人们的喜欢，但目前可用资源极其贫乏，一方面，天然资源极度枯竭，全国只有极少的天然林，现已严加管护禁止采伐利用；另一方面，人工栽培的闽楠林虽然面积不小，但由于对闽楠的生物生态学了解较少，现有的闽楠人工林大都生长不良，很少能成长为大径材。而闽楠只有成长为大径材后才有使用价值，才能成为珍贵的木材，因此，培育大径材是闽楠人工林的目标。每年5—9月是林木生长的最好季节，但如果雨水较少，土壤水分往往不足，将成为制约林木生长的主要因子。决定土壤水分含量的主要因子是土壤的孔隙组成，特别是表土层的孔隙状况。土壤孔隙多特别是非毛管孔隙多，一方面土壤所能贮藏的水量就多（最大持水量大），另一方面下雨时雨水进入土壤快而多，在雨季能够贮藏较多水分，这样土壤水分就较多。闽楠林分进入中龄后，生长很慢，如处理③3年胸径生长只有0.68 cm，树高生长0.82 m。且由于闽楠林分林地干燥，表层土壤极易板结，下雨时水分进入土壤慢，大部分雨水随着地表流失，导致进入土壤的水分少，土壤水分不足，这是林木生长慢的主要原因。

通过对表层土壤进行松土，使表层土壤疏松，表层土壤的孔隙增加，一方面可以增加土壤蓄水能力，另一方面在下雨时能使水快速地浸透到土壤中，使大部分水进入土壤而减少地表径流，这样就能增加土壤的水分含量，从而有利于林木生长，是促进林木生长的有效措施。

5 结论

对闽楠中龄林分进行松土抚育的3年试验，结果表明：松土使林地的表层土壤疏松，土壤容重下降，但随着时间的推移，土壤容重逐年增加；土壤的毛管孔隙度和非毛管孔隙度增加，但随着时间的推移土壤毛管孔隙度和非毛管孔隙度逐年减少；土壤的自然含水量和最大持水量增加，但随着时间的推移自然含水量和最大持水量逐年减少；林木生长加快，胸径、树高、蓄积生长均明显高于不松土，且松土面积越大，生长越好。对于培育大径材为目标的闽楠人工林，需要每3～5年进行一次松土抚育。

参考文献

［1］ 楚秀丽，刘青华，范辉华，等.不同生境、造林模式闽楠人工林生长及林分分化［J］.林业科学研究，2014，27（4）：445-453.

［2］ 曾思齐，黄炎俊，肖化顺，等.木荷次生林闽楠导入初期生长影响因素研究［J］.中南林业科技大学学报，2013，33（8）：1-5.

［3］ 吴载璋.楠木杉木混交林生长效应研究［J］.福建林学院学报，2005，25（2）：142-146.

［4］ 龚擎红，刘光正，王丽艳，等.闽楠人工林不同坡位生长特性研究［J］.南方林业科学，2015，43（5）：22-24，28.

［5］ 陈存及，刘宝，李生，等.闽楠人工林的经营效果［J］.福建林学院学报，2007，27（2）：101-104.

［6］ 刘宝，陈存及，林思祖，等.不同密度闽楠苗木地上部分与地下部分竞争的定量研究［J］.福建林学院学报，2013，33（2）：119-123.

［7］ 陈淑容.不同立地因子对楠木生长的影响［J］.福建林学院学报，2010，30（2）：157-160.

［8］ 吴载璋，陈绍栓.光照条件对楠木人工林生长的影响［J］.福建林学院学报，2004，24（4）：371-373.

［9］ 王东光，尹光天，杨锦昌，等.磷肥对闽楠苗木生长及叶片氮磷钾浓度的影响［J］.南京林业大学学报（自然科学版），2014，38（3）：40-44.

［10］ 杨礼旦.不同地类造林对闽楠幼林的影响［J］.安徽农业科学，2021，49（7）：115-117.

［11］吴君，吴冬，楼雄珍.不同基质配比及复合肥处理对3年生楠木容器苗生长的影响［J］.西部林业科学，2015，44（1）：109-113，120.

［12］ 王樱琳，韦小丽，段如雁，等.闽楠幼苗对大量元素缺乏的响应［J］.西北林学院学报，2014，29（2）：61-65.

［13］ 王东光，尹光天，邹文涛，等.氮素营养对闽楠幼苗生长及光合特性的影响［J］.林业科学研究，2013，26（1）：70-75.

［14］ 王艺，王秀花，张丽珍，等.不同栽培基质对浙江楠和闽楠容器苗生长和根系发育的影响［J］.植物资源与环境学报，2013，22（3）：81-87.

［15］ 李铁华，文仕知，彭险峰，等.维生素溶液对闽楠种子活力的影响［J］.中南林业科技大学学报，2010，30（10）：51-55.

［16］ 盛杰，陈月华，吴际友，等.闽楠家系苗期光合特性的研究［J］.中南林业科技大学学报，2015，35（6）：45-49.

［17］ 张兰，韦小丽，王明丹，等.育苗密度对闽楠苗生长及生理的影响［J］.贵州农业科学，2015，43（12）：139-142.

［18］ 陈圆媛.单株综合抚育对闽楠中龄林生长的影响研究［D］.福州：福建农林大学，2018.