森林与环境学报  2016, Vol. 36 Issue (02): 195-202   PDF    
http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2016.02.011
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刘顺, 吴珍花, 盛可银, 谢意太, 郭晓敏, 张文元
LIU Shun, WU Zhenhua, SHENG Keyin, XIE Yitai, GUO Xiaomin, ZHANG Wenyuan
江西毛竹林土壤理化性质与养分吸附特性
Soil physico-chemical properties and nutrient absorption in Phyllostachys edulis forests in different areas of Jiangxi
森林与环境学报, 2016, 36(02): 195-202
Journal of Forest and Environment, 2016, 36(02): 195-202.
http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2016.02.011

文章历史

收稿日期: 2015-08-06
修订日期: 2015-10-08
江西毛竹林土壤理化性质与养分吸附特性
刘顺1, 2, 吴珍花1, 盛可银1, 谢意太3, 郭晓敏1, 张文元1     
1. 江西农业大学林学院, 江西南昌 330045;
2. 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所, 北京 100091;
3. 江西省贵溪市双圳林场, 江西贵溪 335414
摘要: 为了了解江西省毛竹林土壤养分状况,采用常规和土壤养分系统研究法,分析了不同分布区毛竹林土壤理化性质和养分吸附特性。结果表明:不同分布区毛竹林土壤理化性质不同,但只有容重差异显著。容重以于都最大,崇义较小,土壤孔隙状况与之相反,持水性能变化规律不明显。不同分布区Fe、Mn、S和B较丰富,N、P、K低于临界值;崇义和兴国土壤Ca和Mg、于都土壤Zn、铜鼓土壤Ca、Mg、Zn和Cu均低于临界值。不同分布区间,于都土壤P、K和Cu吸附率最高,S、Mn、Zn和B吸附率分别以铜鼓、贵溪、兴国和崇义最高;兴国土壤K、S、Cu和Mn吸附率最低,铜鼓土壤P和Zn吸附率最低,B吸附率以贵溪最低。土壤理化性质对不同养分元素的影响不同;容重与土壤孔隙状况、容重与持水性能、有机质和pH与养分吸附率的相关性呈相反的趋势;养分元素吸附率与该元素养分含量呈不同的相关关系,有正相关(Mn和Zn)、负相关(S和Cu)和相关性不明显(P、K和B)。不同分布区养分元素含量的缺乏和丰富状况不同,在指导实际生产中,应充分考虑土壤养分状况和土壤对养分元素的吸附作用,采取合理的养分管理措施,从而达到环境友好、可持续的毛竹林经营。
关键词: 土壤理化性质    养分吸附    毛竹    不同分布区    
Soil physico-chemical properties and nutrient absorption in Phyllostachys edulis forests in different areas of Jiangxi
LIU Shun1, 2, WU Zhenhua1, SHENG Keyin1, XIE Yitai3, GUO Xiaomin1, ZHANG Wenyuan1     
1. College of Forestry, Jiangxi Agricultural University, Nanchang, Jiangxi 330045, China;
2. Institute of Forest Ecology, Environment and Protection, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China;
3. Shuangzhen Forest Farm of Guixi City, Guixi, Jiangxi 335414, China
Abstract: In order to understand soil nutrient status of Phyllostachys edulis forest, soil physico-chemical properties and nutrient absorption in P. edulis forest from different regions were studied by conventional method and the system diagnosis method of soil nutrient status. The results showed that soil physico-chemical properties were different among regions, but only bulk density had significant difference. Bulk density was largest in Yudu and smallest in Chongyi, soil porosity conditions were in contrast, while water holding capacities were irregular. Fe, S, Cu and Mn were sufficient, but the contents of N, P and K in all research regions, Ca and Mg in Chongyi and Xingguo, Zn in Yudu and Ca, Mg, Zn and Cu in Tonggu were lower than critical value. The absorption capacities of P, K and Cu were largest in Yudu, while that of S, Mn, Zn and B were largest in Tonggu, Guixi, Xingguo and Chongyi, respectively. The lowest absorption capacities of K, S, Cu and Mn were in Xingguo, the lowest absorption capacities of P and Zn were in Tonggu while that of B was in Guixi. The soil physico-chemical properties had effects on soil absorption capacity with different effective on different nutrients. The relationship of nutrients absorption with bulk density and soil porosities, bulk density and water holding capacity, organic matter and pH were in contrast. Absorption of Mn, Zn and their contents were positively correlated, respectively, on the contrary S, Cu absorption and their contents were negatively correlated, and the correlation of P, K, B absorption and their contents were not obvious. The above results indicated that soil nutrient status and absorption capacities existed difference among different regions may caused by soil physico-chemical properties. In guiding the actual production, we should give full consideration to the nutrient content and absorption conditions to make reasonable management measures based on nutrient sufficiency or insufficiency from different regions, so as to achieve environmentally friendly, sustainable management.
Key words: soil physico-chemical property    nutrient absorption    Phyllostachys edulis (Carr.) H. de Lehaie    different areas    

森林土壤是森林生态系统重要的组成部分,其养分状况是土壤肥力重要的物质基础[1, 2],关系到植物的生长和群落的动态。由于土壤本身的吸附特性,会造成土壤中营养元素的有效性降低[3]。土壤物理性状是土壤性质的重要组成部分[4],也是土壤肥力的重要内涵和土壤质量评价的重要指标[5],对土壤养分元素的有效态含量具有重要的影响[6]。因此研究土壤理化性质及其养分有效性是了解生态系统结构、功能及生态过程,实现土壤资源持续利用的关键[7]。土壤养分状况系统研究法是在国际上土壤测试和推荐施肥的基础上逐步发展形成的[8],是研究土壤养分供应状况、吸附固定能力、养分限制因素的简捷快速方法[9],通过吸附试验研究判定营养元素是否与土壤发生固定、复合等不正常反应,将土壤对营养元素的吸附固定能力大小作为土壤养分综合评价指标和推荐施肥的依据[10],是比较系统、科学和准确的土壤养分状况分析方法[11, 12]。该方法于1988年通过加拿大钾磷研究所(Potash and Phosphate Institute of Canada,PPI/PPIC)项目引入中国[8, 13],目前已在不同植被类型(玉米[14]、水稻土[15]、香蕉[16]、油茶林[11, 17]等)土壤和不同土壤类型[18, 19]方面开展了广泛的研究工作,并取得了大量的研究成果。但其在竹林土壤研究,指导竹林养分管理方面的应用还比较少。

毛竹[Phyllostachys edulis (Carr.) H. de Lehaie]是中国竹类植物中分布范围最广、栽培面积最大、蓄积量最多、经济价值最高的竹种,在中国林业生产中占有非常重要的地位[20, 21]。合理及时地补充生长所需的各种养分是毛竹林丰产、稳产的必要措施[22]。但不同分布区毛竹林土壤养分元素含量差异较大[23],根据不同地区土壤养分状况制定合理的养分管理措施,对毛竹养分利用和保护环境具有重要的作用。课题组采用常规和ASI法相结合的方法,对江西省不同分布区毛竹林土壤理化性质和养分吸附特性进行研究,以期为毛竹林的养分管理提供科学的技术手段和理论依据。

1 研究区概况

江西省地处长江中下游南岸(北纬24°29'-30°05',东经113°34'-119°10'),属亚热带季风气候,年平均气温16.3-19.7 ℃,年平均降水量1 278.2-2 734.0 mm,水热、土壤和生境条件十分适宜毛竹生长,全省由南到北、由东至西,海拔1 300 m以下均有毛竹林分布[24]。研究样点选择在江西省崇义县、兴国县、于都县、贵溪市和铜鼓县,分别位于赣西南、赣南、赣东南、赣东北和赣西北,区域内均有大面积成片的毛竹林。各研究区的毛竹林土壤均为红壤,毛竹林具体情况见表1

表1 不同分布区毛竹林样地基本情况1 Table 1 Basic information of the samples of P. edulis forests in different areas
地区 Region区位 Location海拔 Elevation/m坡度 Slope/(°)坡位 Slope position坡向 Aspect密度Density /(tree·hm-2)胸径 DBH/cm高度 Height/m
崇义Chongyi赣西南SWJ51020中坡Mid-slope东南Southeast3 5609.812.9
兴国Xingguo赣南SJ78428中坡Mid-slope南South2 5837.69.2
于都Yudu赣东南SEJ54519中坡Mid-slope西南Southwest3 3508.69.9
贵溪Guxi赣东北NEJ51024下坡Downslope西北Northwest2 52910.913.0
铜鼓Tonggu赣西北NWJ80716中坡Mid-slope西南Southwest2 3918.710.4
1) SWJ, Southwest Jiangxi. SW, South Jiangix. SEJ, Southeast Jiangxi. NEJ, Northeast Jiangxi. NWJ, Northwest Jiangxi. DBH, diameter at breast height.
2 材料与方法 2.1 供试土壤的采集与准备

2013年8-9月,在各研究区域内选择有代表性的毛竹林标准样地3个(20 m×20 m),在每个样地分别按S型随机布设5个采样点供土壤物理性质测定和10个采样点供有效养分及吸附特性测定。土壤物理性质测定采用环刀法,分0-10 cm和10-20 cm土层进行采样测定。采用土钻在每个采样点采集0-40 cm土样,充分混匀,带回实验室,自然风干后过2 mm筛,供有效养分和吸附试验测定。

2.2 土壤物理性质与有效养分含量的测定

森林土壤物理性质测定采用环刀法[25](环刀容积100 cm-3),指标为土壤容重、最大持水量、毛管持水量、最小持水量、非毛管孔隙度、毛管孔隙度和总孔隙度。

采用美国(佛罗里达)国际农化服务中心(Agro Services International Inc)提供的方法(简称ASI法)[13, 15, 26]测定有机质、pH、P、K、Cu、Fe、Mn、Zn、Ca、Mg、S和B等速效养分含量。有效P、K、Cu、Mn和Zn用0.25 mol·L-1 NaHCO3+0.01 mol·L-1 EDTA+0.01 mol·L-1 NH4F联合浸提液提取,有效S和B用0.08 mol·L-1 Ca3(PO4)2浸提,有效Ca、Mg和N用1 mol·L-1KCl浸提,土液体比为1∶10。P、S和B含量分别用钼锑抗比色法、BaCl2比浊法和姜黄素比色法测定,其余元素含量测定采用原子吸收分光光度法。

2.3 吸附试验

吸附试验是根据土壤有效养分含量的测定结果,在一系列定量的土壤样品中加入不同含量的各营养元素溶液,充分混匀后自然风干,以模拟短时间田间条件下各元素与土壤组分从饱和到干过程的反应[10]。各营养元素吸附溶液的浓度见表2。同样以ASI法测定风干土样各养分元素的含量,以加入营养元素含量为横坐标,风干后浸提量为纵坐标,建立养分加入量与提取量的关系方程:y=ax+b,其中,a为提取系数,其值越大,土壤吸附能力越弱,反之越强,土壤对各养分的吸附率(absorption rate,AR)[27]采用如下公式计算:AR=(1-a)×100%。

表2 7种元素吸附溶液的浓度 Table 2 Content of 7 nutrient elements in absorption solution
处理号 Treatment元素吸附溶液的浓度 Content of nutrient elements in absorption solution/(mg·L-1)
PKSCuMnZnB
10000000
2202510152.50.25
34050202105.00.50
4801004042010.01.00
51602008084020.02.00
6320400160168040.04.00
2.4 数据分析

采用Excel和SPSS进行分析与制图。土壤物理性质采用双因素方差分析,多重比较采用LSD法。因一些因素的限制,各地区样地土样充分混合后,进行土壤有效养分含量和吸附试验的测定。土壤吸附率与理化性质的冗余度分析(redundancy analysis,RDA)采用CANOCO软件进行分析。

3 结果与分析 3.1 土壤物理性质

不同分布区毛竹林土壤物理性质间的差异只有容重达到显著差异,而在不同土层间也只有容重、最大持水量和毛管持水量达到了显著的差异,其余指标间均未达到显著差异,表明所选择研究区域毛竹林土壤物理结构存在一定的相似性。

3.1.1 土壤容重

容重对土壤透气、入渗、持水、溶质迁移及土壤抗侵蚀能力有很大影响[28]。不同分布区和不同土层毛竹林土壤容重均存在显著差异(表3图1)。不同分布区毛竹林0-10 cm和10-20 cm土层土壤容重分别介于0.88-1.09 g·cm-3和1.05-1.26 g·cm-3,于都毛竹林地最高,崇义毛竹林地较低。土壤容重随着土层的增加均呈降低趋势,崇义和贵溪毛竹林土壤容重在土层间差异显著。

表3 不同分布区毛竹林土壤物理性质的方差分析1 Table 3 Variance analysis of soil physical properties in P. edulis forests in different areas
变异来源 SourceBDMaxMCCWCMinMCNCPCPTP
分布区 Region4.81*1.291.520.451.690.590.45
土层Soil layer26.93*7.12*5.31*2.401.900.341.13
分布区×土层Region×Soil layer1.040.180.210.222.200.140.32
1) BD:容重;MaxMC:最大持水量;CWC:毛管持水量;MinMC:最小持水量;NCP:非毛管孔隙度;CP:毛管孔隙度;TP:总孔隙度。表中数据为方差分析的F值,*表示差异显著(P < 0.05)。Note: BD, bulk density. MaxMC, maximum moisture capacity. CWC, capillary water capacity. MinMC, minimum moisture capacity. NCP, non-capillary porosity. CP, capillary porosity. TP, total porosity. Data in the table were F values of variance analysis. *indicates significant difference at 0.05 level.

图1 不同分布区毛竹林土壤容重变化 Figure 1 Changes of bulk density of P. edulis forests among different areas 注:同一土层不同字母表示差异显著(P < 0.05);*表示不同土层间差异显著(P < 0.05)。Note: The different letters in the same soil layer mean significant difference at 0.05 level. *indicates significant difference at 0.05 level between different layers.
3.1.2 土壤持水性能

土壤持水性能是评价土壤涵养水源的重要指标,对林木生长具有重要的影响。最大持水量、毛管持水量和最小持水量均随着土层的增加而降低(表4),两层土壤间差值以贵溪最大,三者分别相差139.05、127.20、93.29 g·kg-1。不同分布区0-20 cm土层平均最大持水量介于435.65-555.60 g·kg-1,毛管持水量为419.68-540.09 g·kg-1,最小持水量为350.89-415.42 g·kg-1;最大和最小持水量大小依次为崇义>兴国>铜鼓>贵溪>于都;毛管持水量则为崇义>铜鼓>兴国>贵溪>于都。

表4 不同分布区毛竹林土壤持水性能和孔隙状况1 Table 4 Water holding capacity and porosity situation of P. edulis forests among different areas
地区 Region土层 Soil layer/cm持水性能 Water holding capacity/(g·kg-1) 孔隙状况 Soil porosity/%
MaxMCCWCMinMCNCPCPTP
崇义 Chongyi 0-10601.90 (44.68)584.26 (44.59)435.39 (29.96)1.48 (0.30)50.92 (3.28)52.40 (3.13)
10-20509.29 (32.18)495.92 (32.13)395.44 (36.03)1.40 (0.19)51.68 (1.80)53.08 (1.73)
兴国 Xingguo 0-10590.57 (56.57)495.62 (21.07)402.37 (24.30)9.65 (6.12)49.52 (1.00)59.17 (5.79)
10-20473.89 (53.68)461.32 (52.07)399.95 (43.74)1.33 (0.26)49.07 (1.99)50.40(2.14)
于都 Yudu 0-10473.03 (41.62)457.07 (41.18)383.06 (34.98)1.77 (0.38)48.35 (2.00)50.12 (2.13)
10-20398.27 (20.15)382.29 (19.55)318.71 (15.96)2.00 (0.74)47.72 (1.35)49.72 (1.45)
贵溪 Guxi 0-10548.21 (62.40)502.87 (66.47)421.18 (67.19)4.16 (0.89)47.73 (6.00)51.89 (5.54)
10-20409.16 (56.59)375.67 (49.71)327.89 (45.20)3.76 (0.80)43.02 (4.02)46.78 (4.59)
铜鼓 Tonggu 0-10554.47 (64.61)534.66 (63.00)421.89 (53.20)1.88 (0.25)50.79 (5.16)52.67 (5.27)
10-20493.53 (63.62)465.58 (58.57)370.80 (64.88)2.84 (0.61)47.94 (4.60)50.79 (5.00)
1) MaxMC:最大持水量;CWC:毛管持水量;MinMC:最小持水量;NCP:非毛管孔隙度;CP:毛管孔隙度;TP:总孔隙度。括号内的数据为标准误差。Note: MaxMC, maximum moisture capacity. CWC, capillary water capacity. MinMC, minimum moisture capacity. NCP, non-capillary porosity. CP, capillary porosity. TP, total porosity. Data in brackets were standard error.
3.1.3 土壤孔隙状况

土壤孔隙状况影响土壤生物化学过程和植物生长。土壤毛管孔隙和总孔隙度总体表现为表层>下层(除崇义外),于都和铜鼓土壤非毛管孔隙表现为表层 < 下层,其余均为表层>下层(表4)。不同分布区0-20 cm土层平均非毛管孔隙度、毛管孔隙度和总孔隙度分别介于1.44%-5.49%、45.38%-51.30%和49.34%-54.79%;土壤孔隙状况在不同分布区间变化规律不明显。

3.2 土壤养分状况

研究区域土壤pH介于4.97-5.95,平均5.30,呈弱酸性,土壤有机质含量较丰富,适宜毛竹生长。不同分布区毛竹林土壤有效养分含量差异较大,与ASI提供的养分临界值相比,各地区Fe、Mn、S和B含量高于临界值,平均含量分别是临界值的10.70、3.83、2.39和2.84倍;而N、P和K总体低于临界值,表明不同分布区毛竹林总体呈现缺乏N、P、K的现象;其余元素在不同地区间呈现的规律不同,崇义、兴国和铜鼓毛竹林土壤Ca和Mg、于都和铜鼓毛竹林土壤Zn及铜鼓毛竹林土壤Cu均小于临界值,其他地区均大于临界值,表明不同分布区毛竹林养分限制因子具有差异性。

表5 不同分布区毛竹林土壤有效养分含量1 Table 5 Soil available nutrient content of P. edulis forests among different areas
分布区RegionpH有机质 OM/(g·L-1)有效元素含量 Available nutrient elements content/(mg·L-1)
NH4+-NNO3--NPKCuFeMnZnCaMgSB
崇义Chongyi 4.9755.1425.081.574.3153.352.4129.7516.752.272.060.5532.500.83
兴国Xingguo 5.9550.3127.461.574.1163.932.994.4010.003.210.253.9034.300.25
于都Yudu5.0655.2511.591.573.7248.061.4131.8012.101.7993.1157.8028.630.80
贵溪Guixi5.1457.3430.632.174.1190.381.282.4038.402.5655.6130.5024.250.63
铜鼓Tonggu5.4041.5222.701.573.7237.480.896.5018.401.5153.954.4023.740.33
临界值Critical value----12.0078.201.010.005.002.0401.0121.5012.000.20
1) OM, organic matter.
3.3 土壤养分吸附特性

对不同分布区毛竹林土壤养分吸附特性进行分析(表6)可知,不同分布区毛竹林土壤对B、Mn、Zn、S和P的吸附作用较强,吸附率均总体大于60%;而对K和Cu的吸附作用相对较小,吸附率平均为38.12%和30.71%。不同分布区毛竹林对P、S、Mn、Zn和B变异相对较小,变异系数分别为2.03%、4.63%、8.62%、2.59%和5.29%;而K和Cu的变异较大,变异系数分别为19.86%和15.94%。

表6 不同分布区毛竹林土壤养分吸附率 Table 6 Soil nutrient absorption rates of P. edulis forests in different areas
地区 Region土壤养分吸附率Soil nutrient absorption rate/%
PKSCuMnZnB
崇义Chongyi64.6134.4465.7528.3978.9368.8387.88
兴国Xingguo64.4629.5059.6124.9671.7671.8880.15
于都Yudu64.6949.9063.9637.8279.9469.2282.92
贵溪Guxi63.9537.2765.4732.9790.8368.6176.04
铜鼓Tonggu61.6039.4767.4829.4178.1366.9283.01
3.4 土壤养分吸附特性与理化性质的相互关系

RDA结果表明土壤理化性质对不同养分元素吸附特性的影响不同(图2)。土壤物理性质与养分吸附特性的RDA结果[图2(a)]中轴一较多的反映了容重和土壤持水性能的影响,轴二更多的反映土壤孔隙状况的影响。S、Cu和K的吸附率与容重呈正相关,与土壤持水性能和孔隙状况呈负相关;Zn与之相反;Mn和B与容重的相关性较弱。土壤养分性质与养分吸附特性的RDA结果[图2(b)]中轴一较多的反映了在不同分布区高于和低于养分临界值的养分元素(Zn、Cu、Ca和Mg等)和pH的影响,轴二更多的反映NPK和其它一些养分元素的影响。在元素养分吸附率与其养分含量的相关性中,只有Mn和Zn吸附率分别与其养分含量呈正相关,S和Cu吸附率分别与其养分含量呈负相关,而P、K和B吸附率分别与其养分含量相关性不明显。

图2 土壤养分吸附与理化性质的冗余度分析 Figure 2 Redundancy analysis of soil nutrient absorption and physico-chemical properties 注:实线为养分吸附率;虚线为物理性质和有效养分含量。 Note: solid line,soil nutrient absorption rate; dotted line,soil physical properties and available nutrient content.
4 讨论

不同地区由于自然条件、植被组成、土壤母质以及人为干扰等因素的影响会造成土壤理化性质存在差异。本研究区毛竹林土壤容重为0.98 g·cm-3(0-10 cm)和1.13 g·cm-3(10-20 cm),低于浙江丽水毛竹林[29],略高于贵州赤水河流域毛竹林[30]。不同分布区间土壤持水性能和土壤孔隙度状况存在一定差异,导致这方面的因素是多样的。陈双林等[31]研究表明海拔对毛竹林土壤物理性质和水分特性有重要影响,随着海拔的升高,土壤物理性质和水分特性有利于毛竹林生长。毛竹林的生长会同土壤主要理化指标间出现协调演化的现象,从而引起土壤理化指标随毛竹径级变化呈规律性变化[30]。不同生长情况的毛竹林,地上伴生植物组成、凋落物和地下鞭根存在差异,地下鞭根生长差异会引起土壤容重的变化,并不同程度改善土壤孔隙状况[32]。非毛管孔隙度是影响土壤持水能力的重要因子,凋落物分解程度是影响土壤持水性能的重要因素[33]。本研究得出不同分布区毛竹林土壤持水性能和孔隙状况无显著差异,可能是由于研究区内气候条件较接近等因素引起。

研究区域土壤呈弱酸性,土壤有机质较丰富,适宜毛竹的生长。不同分布区土壤有效养分含量差异较大,各地区Fe、Mn、S和B含量高于ASI提供临界值,N、P和K总体低于养分临界值,其余元素在不同产地间的规律不同。崇义、兴国和铜鼓毛竹林土壤缺少Ca和Mg,与胡冬南等[34]对铜鼓笋用林研究结果相同;于都和铜鼓毛竹林土壤缺Zn及铜鼓毛竹林土壤缺Cu,这与江西省不同区域油茶林土壤普遍缺N、P、K、Mg、B、Zn的状况存在一定差异[17]。涂淑萍等[35]对赣南黄竹林土壤研究表明N、P、K、S、Mg元素严重缺乏,而Zn含量稍低。以上结果表明土壤养分亏缺状况受不同地区和植被类型的共同影响。需要注意的是铜鼓毛竹林土壤缺素种类较多,且较严重。

当营养元素以肥料施入土壤后,可以被土壤组分吸附(或固定)使得养分有效性和当季利用率降低[36]。不同分布区毛竹林土壤对B、S和P等阴离子的吸附作用较强,这与江西省各地区油茶林土壤的研究结果一致[17],大于对阳离子K和Cu的吸附率,因为研究区酸性红壤具有强烈的脱硅富铝化作用,盐基高度淋失而Fe、Al等氧化物相对积累(从研究区土壤养分状况也可看出土壤Fe含量较高,表5),使得对阴离子有较强的吸收[36]。研究区土壤对B的吸附较强,可能是由于土壤pH相对较低,土壤对B的吸附量随pH下降而升高[37];但pH较低,会使含锌化合物的溶解度升高[38],即Zn的吸附率下降,与本研究中Zn的吸附率较高相反,这是因为除了土壤pH值,母质也是影响元素吸附的重要因素,奚如春等[11]对江西不同母岩土壤养分状况研究发现千枚岩类土壤对Zn的吸附固定量大,而花岗岩对Zn的吸附固定量小;另外,土壤CaCO3含量也对Zn具有吸附作用[38],从而增大Zn的吸附率。不同分布区间土壤养分吸附率差异较小,P、S、Mn、Zn和B吸附率在不同分布区间的变异系数均小于10%,为弱变异,P和K吸附率为中等变异。不同分布区间,于都土壤P、K和Cu吸附率最高,S、Mn、Zn和B吸附率分别为铜鼓、贵溪、兴国和崇义最高;而兴国土壤K、S、Cu和Mn吸附率最低,铜鼓土壤P和Zn吸附率最低,B吸附率以贵溪最低。

土壤理化性质与土壤中养分元素的吸附、解吸动态密切相关[39]。容重和S、Cu、K呈正相关,与Zn呈负相关,与其它元素的相关性较弱,这总体与土壤孔隙状况和持水性能的趋势相反。有机质和pH是影响土壤养分元素吸附的重要因素,有机质能够提供长效、稳定和全面的营养,并分解成具有良好胶结作用的腐殖质,促进养分有效化,特别是一些金属营养元素[40];pH不仅影响矿物表面对离子吸附量,而且还影响其吸附机制[41]。有机质Mn、S、Cu和K呈正相关,与Zn和B呈负相关;pH对养分元素的吸附作用与有机质总体呈现相反的作用。在元素养分吸附率与其养分含量的相关性中,只有Mn和Zn吸附率分别与其养分含量呈正相关,S和Cu吸附率分别与其养分含量呈负相关,而P、K和B吸附率分别与其养分含量相关性不明显。养分元素吸附率与其它养分元素含量的相关性,呈现不同元素间相关性不同,如Cu和K的吸附率与P和Zn和含量呈负相关,与Ca和Mg呈正相关,与Mn的相关性较弱;杨苞梅等[27]对广西和福建两省荔枝园土壤研究也得出养分吸附率与不同养分含量呈不同的相关性,并认为是引起土壤养分吸附差异的影响因素。

5 结论

不同分布区毛竹林土壤容重差异显著,以于都最大,崇义较小,土壤孔隙状况与之相反,持水性能变化规律不明显。不同分布区Fe、Mn、S和B较丰富,NPK低于临界值;崇义和兴国土壤Ca和Mg、于都土壤Zn、铜鼓土壤Ca、Mg、Zn和Cu均低于临界值。于都土壤P、K和Cu吸附率最高,S、Mn、Zn和B吸附率分别以铜鼓、贵溪、兴国和崇义最高;兴国土壤K、S、Cu和Mn吸附率最低,铜鼓土壤P和Zn吸附率最低,B吸附率以贵溪最低。土壤理化性质对不同养分元素的影响不同;容重与土壤孔隙状况、容重与持水性能、有机质和pH与养分吸附率的相关性呈相反的趋势;养分元素吸附率与该元素养分含量呈不同的相关关系,有正相关(Mn和Zn)、负相关(S和Cu)和相关性不明显(P、K和B)。

不同分布区毛竹林土壤养分吸附特性存在差异,可能与土壤物理性质和养分性质存在关联。不同分布区养分元素含量不同,在实际生产中,应充分考虑土壤养分状况和土壤对养分元素的吸附作用,采取合理的养分管理措施,从而达到环境友好、可持续的毛竹林经营。

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