深挖垦复对锥栗重要农艺性状及土壤理化性质的影响

　　摘 要：为探索锥栗林地高效的土壤管理方式，提升我国锥栗栽培管理技术水平，进而提高其产量、品质以及经济效益。该研究采用全垦和环垦两种方式对锥栗林地进行连续4年的深挖垦复，通过测定垦复前后土壤理化性质变化以及锥栗树体生长、叶片表型和生理特征、结果性状、产量及品质等重要农艺性状，统计数据并进行对比分析。结果表明：(1)深挖垦复对锥栗林地土壤理化性质改善效果显著，两种垦复方式土壤容重较垦复前降低31.21%及以上(0～30 cm处)，土壤含水率、土壤孔隙度、有机质含量以及各种大量元素含量较垦复前和对照均有不同程度的增加，土壤肥力及其保水保肥能力显著增强。(2)環垦区土壤有机质含量、有效磷含量以及交换性镁含量高于全垦区，其土壤有机质含量较垦复前增加40.59%，远高于全垦增加幅度(17.76%)，从土壤保肥能力的角度来看，环垦效果优于全垦。(3)土壤肥力的提升增强了其对锥栗叶片的供肥能力，使得叶片含水率、叶绿素含量以及各种矿质元素含量显著增加，从而提升其光合作用能力。(4)深挖垦复对锥栗树体生长、结实能力、产量及品质同样具有显著的提升效果，其中全垦和环垦区单位面积产量分别是对照的1.75倍和1.33倍，且栗苞总重、单果质量、出籽率、可溶性糖含量以及磷、钾元素含量显著高于对照，而空苞率显著低于对照。综上，深挖垦复是改良林地土壤和提高锥栗生产力的有效举措。

　　关键词： 锥栗， 深挖垦复， 土壤理化性质， 结实能力， 产量， 营养品质

　　锥栗(Castanea henryi)是我国南方著名的干果和特色经济林树种，广泛分布于秦岭、淮河以南的浙江、福建、安徽、江西、湖南等14个省(市、区)，尤以浙南闽北地区资源最为集中。其坚果似锥形，风味独特、品质优良，且富含淀粉、可溶性糖、蛋白质以及人体所需的多种维生素和矿质元素，营养价值较高(龚榜初和刘国彬，2013;马海泉等，2013;Fan et al.， 2015)。目前，我国锥栗人工栽培面积约8万hm2，年产量为7.5 万t，每公顷产不足1 050 kg，每公顷产收益不足22 500元，土地利用率、经济效益等均未得到充分发挥(杨龙等，2018)。除去品种因素外，栽培管理技术落后是限制锥栗产量和效益增长的主要因素，其中土壤管理是锥栗栽培管理中最为重要的一个环节，锥栗树体生长、养分积累、产量及品质等与土壤管理水平存在极大的关联(彭小博，2017)。锥栗一般种植于较为贫瘠的山地、丘林地，随着林分年龄的增长，加之灌溉、施肥、防病虫和除草药剂的频繁使用以及极端干旱天气等诱因，致使林地土壤板结现象突出，土壤透气性、保水能力以及有机质含量等逐年降低，甚至出现水土流失、石漠化现象，且对于肥料不能充分吸收和有效利用，从而导致锥栗树体营养不良、长势差、产量和品质不佳。

　　深挖垦复是改善林地土壤结构和肥力的有效举措，目前已在油茶、核桃等经济林树种上广泛应用(黄应成，2009;姜志娜，2012;费晓康，2013)，而在锥栗上虽有少量林地使用该方法，但其对土壤理化性质以及锥栗生长、结实、产量及品质等影响尚缺乏系统性研究。因此，本研究采用全垦和环垦两种方式对锥栗成林林地进行连续多年的深挖垦复，对其土壤理化性质变化以及锥栗树体生长、叶片表型和生理特征、结果性状、产量及品质进行观测和对比分析，以探索锥栗林地高效的土壤管理方式，为提高我国锥栗栽培管理技术水平、提升锥栗产量和经济效益提供技术支撑。

　　1 材料与方法

　　1.1 试验地概况和试验材料

　　试验地设在浙江省庆元县屏都街道洋背村锥栗园区，海拔350 m，土壤为黄壤土，肥力较差;锥栗嫁接苗种植于2006年春季，栽植密度4 m × 4 m，主要品种为浙江省审定良种‘早香栗’，配置少量授粉树品种;田间管理条件一般，因长期未进行深翻等抚育管理，土壤板结严重，透气性和保水能力较差。

　　1.2 方法

　　试验于2014年1月至2017年12月进行，历时4 a，采用全垦(以树体基部为中心，半径1 m圆形以外区域)和环垦(树冠滴水线处宽2 m的环形区域)两种方式(处理)对锥栗林地进行深挖垦复，挖地深度为40～50 cm，以不垦复作为对照;采用随机区组试验，每种处理设置0.1 hm2的锥栗成林，3次重复。

　　1.2.1 土壤取样 采用“S”形取样方法，每处理选取5个样方，3次重复，试验开展前设置好取样位置，钉立木桩作为标记;采用长度30 cm、直径4.5 cm的圆柱形不锈钢管进行取样，每个样方分别采集地面水平线以下0～30 cm处和30～60 cm处的土样，取样后立即称量湿重，分别装入塑料袋并做好标记;取样时间分别为2014年1月(垦复前)和2017年12月(试验开展第4年)。

　　1.2.2 土壤理化指标测定 土样采集后带回实验室进行烘干处理，烘干至恒重后分别称量土壤干重;根据土样湿重、干重和体积测算土壤含水率和土壤容重，用比重瓶法测定土壤比重;土样有机质含量、水解性氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁及pH值分别参照LY/T 1237-1999、LY/T 1228-2015、LY/T 1232-2015、LY/T 1234-2015、LY/T 1245-1999、LY/T 1245-1999及 LY /T 1239-1999测定。

　　1.2.3 叶片取样及其表型、生理指标测定 2017年7月份叶片营养元素稳定时，采集两种垦复处理和对照区的锥栗叶片，采样时期和方法參照刘同祥等(2017)，每种处理随机选取5～10株生长发育较为一致、无病虫害的锥栗大树，从树体中上部四周采集30～50片完整的功能叶片，带回实验室进行表型和生理指标测定。叶片的长度、宽度、叶形指数、叶面积等用CI-202便携式叶面积仪测量，叶柄长度用游标卡尺测量，叶片湿重用百分之一天平称量，测量完成后对叶片进行烘干处理，烘干至恒重后称量干重，计算比叶重和叶片含水率;叶绿素含量和类胡萝卜素含量测定参照王文杰等(2009);叶片可溶性糖含量用蒽酮比色法;叶片氮含量测定参照范志影等(2007);叶片磷含量、钾含量、钙含量及镁含量测定参照LY/T 1270-1999。

　　1.2.4 树体生长、结果及产量调查测定 2017年8—9月对不同垦复处理和对照区锥栗树体生长、结果性状及产量进行观测，每种处理每区组选取15株生长发育较为一致、无病虫害的锥栗大树，3次重复;树体生长、结果性状及产量等均以单株为测量单位，每种处理取45株树的平均数。

　　1.2.5 果实表型及营养品质指标测定 2017年9—10月对锥栗果实表型及营养品质指标进行测定，每种处理随机选取5～10株生长发育较为一致、无病虫害的锥栗大树，从树体中上部四周采集30～50个饱满、无病虫害的成熟栗苞，带回实验室进行表型和营养品质指标测定。淀粉含量、可溶性糖含量测定用蒽酮比色法;蛋白质、磷、钾、钙、镁及氨基酸总量分别参照GB 5009.5-2010、GB/T 5009.87-2003、GB/T 5009.91-2003、GB/T 5009.268-2016、GB/T 5009.90-2003及GB/T 8314-2013测定。

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