不同栽培模式对油茶幼林土壤养分和茶油品质的影响

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：本实验在油茶幼林分别套种大豆、花生、西瓜、玫瑰花和茶树5种不同作物，比较不同栽培模式对油茶林土壤养分及茶油品质的影响，以筛选出适合在本地推广的油茶套种模式。结果表明：套种时，油茶林土壤养分含量较未套种均有所增加，其中，套种大豆、花生时有机质含量增加差异极显著，分别增加1.00g/kg、2.31g/kg;套种大豆时全氮和碱解氮增加差异极显著，分别增加0.17g/kg、13.04mg/kg;套种西瓜、玫瑰花时全磷和有效磷含量增加差异极显著，分别增加0.14g/kg、0.16g/kg，1.09mg/kg、1.23mg/kg;套种西瓜、玫瑰花时全钾和速效钾含量增加差异极显著，分别增加2.63g/kg、2.68g/kg，13.53mg/kg、11.55mg/kg。套种模式下，茶油品质较未套种有所提高。茶油酸值降低0.01～0.17mg/g，过氧化值降低0.09～0.64mmoL/kg，多酚含量增加0.02～0.48mg/kg，其中套种大豆、茶树对油茶品质的提高效果极显著。综合考虑，油茶林套种大豆、茶树是适合在本地推广的栽培模式。
　　关键词：油茶;栽培模式;土壤养分;茶油;品质
　　中图分类号：S7
　　文献标识码：A
　　DOI：10.19754/j.nyyjs.20200415024
　　收稿日期：2020-03-19
　　基金项目：四川省科技厅“生态栽培对油茶生长和土壤理化性质的影响”（项目编号：2016JY0259）;四川省科技厅“大头芥菜腌制加工与品质控制关键技术研究”（项目编号：2016JY0146）
　　作者简介：黄彤（1975-），女，硕士，副教授。研究方向：茶叶生物化学与天然产物化学。
　　油茶（Camellia oleifera），属山茶科（Theaceae）山茶属（Camellia），是我国特有的木本油料作物[1]，栽培历史悠久，在湖南、江西、广西、广东、福建、海南、四川等地均有分布。茶油中油酸和亚油酸等不饱和脂肪酸含量占90%以上[2]，已被联合国粮农组织作为一种健康型高级食用植物油重点推广[3]，是《中国食物结构改革与发展规划纲要》要求大力发展的食用植物油，因此近年来全国油茶种植规模逐渐扩大。
　　由于油茶一般要5a以上才能投產，收益期较长，所以在一定程度上影响了茶农对油茶林生产管理的积极性，管理较粗放，抚育措施以清耕为主，导致油茶林地表水土流失严重，土层变薄，土壤肥力不断衰退，直接影响了油茶林盛果期的单位面积产量。因此，如何防治水土流失，改善林下土壤肥力，促进油茶幼林生长，成为油茶幼林管理中亟待解决的技术难题[4]。合理的油茶幼林套种可以有效改善土壤肥力、促进油茶幼林生长、增加经济收入和防止油茶林水土流失等[5-7]，因此逐渐成为解决以上技术难题的有效途径。白玉娜等[8]研究指出，油茶幼林套种豇豆、黄豆等豆科作物，可有效降低不同深度土层的土壤容重，提高土壤总孔隙度、排水能力和最大持水量，同时不同深度土层有机质、全氮、全钾、全磷、速效氮、速效钾、速效磷的含量均有不同程度提高。查钱慧等[9]研究了花生和大豆2种作物间种对油茶林地土壤养分含量的影响，结果发现，间种2种作物均能改善林地土壤，间种组土壤全磷、全钾、碱解氮、速效钾含量均有显著提高。但目前油茶林套种大多集中在对豆科作物的套种[10-13]，而不同套种作物对油茶影响的比较研究较少。本文以幼年油茶林作为实验对象，在林间分别套种大豆、花生、玫瑰花、西瓜和茶树5种不同作物，比较不同栽培模式对油茶林土壤养分及茶油品质的影响，以筛选出适合在本地推广的油茶套种栽培模式，为油茶套种经营提供理论依据，以促进油茶产业的可持续健康发展。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验区基本情况
　　试验地位于宜宾市翠屏区金坪镇九州油茶综合开发有限公司油茶林基地，海拔300～550m，属于中亚热带气候，兼有南亚热带气候属性，雨量充沛，热量充足，雨热同季。年平均气温18.7℃，年平均降水量1143.5mm。试验地以25°的坡地为主，坡改梯，酸性土壤。
　　1.2 试验材料
　　本研究以二年生大果红花油茶树为实验对象，梯上单行种植，株距为2.0m。根据宜宾本地的种植习惯和市场需求选择大豆、花生、西瓜、玫瑰花和茶树为套种作物，所需种子和种苗由市场购买。
　　1.3 试验设计
　　在试验地选择长势均匀的林地作为试验区。由于是坡地，根据海拔高度进行分区，每个小区面积100m2左右。在每个小区分别套种大豆、花生、西瓜、玫瑰花、茶树，以不套种为对照。每个处理设置3次重复试验，利用山梯作为保护行。套种作物根据实际情况进行栽种，距油茶根部20～30cm，套种密度以各作物生长后能覆盖地表为宜。套种实验于2016年3月份开始。茶树和玫瑰花通过条栽方式进行定植;花生、大豆、西瓜通过播种方式完成，复种至2018年。套种期间，对油茶和各套种作物实施正常田间管理。
　　1.3.1 油茶林土壤养分含量测定
　　2018年所有套种作物收获完成以后，每个小区随机抽取10株油茶树作为取样点，在油茶树根区范围内进行土样采集。土层深度为0～20cm，每个样点取土1kg，自然风干后，进行土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾等指标的测定。其中，有机质采用重铬酸钾容量法（NY/T 1121.6-2006）测定;全氮采用凯氏定氮法（LY/T 1228-2015）测定;碱解氮采用碱解扩散法（LY/T 1228-2015）测定;全磷采用碱熔法（LY/T 1232-2015）测定;有效磷采用比色法（LY/T 1232-2015）测定;全钾采用碱熔法（LY/T 1234-2015）测定;速效钾采用原子吸收分光光度法（LY/T 1234-2015）测定。 　　1.3.2 茶油品质指标的测定
　　分别从不同套种模式的油茶树上采集油茶果，去壳，风干后采用压榨法制取茶油5L进行茶油酸值、过氧化值、多酚品质指标测定。其中，酸值采用滴定法（GB 5009.229-2016）测定;过氧化值采用滴定法（GB 5009.227—2016）测定;多酚采用分光光度法（LS/T 6119—2017）测定。
　　1.4 数据处理与分析
　　采用SPSS17.0软件，运用单因素方法分析法对测量数据进行分析，组间数据采用Duncan法检验差异显著性。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同栽培模式对油茶林土壤养分的影响
　　2.1.1 不同栽培模式对油茶林土壤有机质含量的影响
　　土壤有机质是存在于土壤中的所有含碳的有机物质，是土壤固相部分的重要组成成分，其含量与土壤肥力水平密切相关。根据表1、图1，不同栽培模式下油茶林土壤有机质含量存在差异。与未套种相比，套种大豆、花生的油茶林土壤有机质含量分别增加1.00g/kg、2.31g/kg，差异极显著;套种西瓜的油茶林土壤有机质含量增加0.81g/kg，差异显著;套种玫瑰花、茶树的油茶林土壤有机质含量分别增加0.61g/kg、0.53g/kg，差异不显著。
　　土壤有机质的主要组成部分是各类植物的凋落物、死亡的植物体及根系。套种作物的枯枝落叶分解形成腐质层，增加了土壤有机质的含量。不同栽培模式中，套种花生增加土壤有机质含量的效果最显著，其次是大豆。
　　2.1.2 不同栽培模式对油茶林土壤氮含量的影响
　　氮素是植物生长的重要大量元素，其含量直接反映了土壤的供氮能力。土壤中的氮元素包括有机氮和无机氮，土壤氮含量的高低直接影响植物的生长。根据表1、图2，不同栽培模式下油茶林土壤全氮含量存在差异。与未套种相比，套种大豆、花生的油茶林土壤全氮含量分别增加0.17g/kg、0.11g/kg，差异极显著;套种西瓜、玫瑰花的油茶林土壤全氮含量分别增加0.01g/kg、0.02g/kg，差异不显著;套种茶树的油茶林土壤全氮含量降低0.01g/kg，差异不显著。不同栽培模式中，套种大豆和花生能极显著地增加油茶林土壤全氮含量。
　　碱解氮是土壤水解性氮，也叫有效氮，能反映土壤近期氮素供應能力。碱解氮含量的高低，取决于土壤有机质的含量和质量以及土壤全氮含量，一般将其作为土壤氮素有效性的指标。根据表1、图3，不同栽培模式下油茶林土壤碱解氮含量存在差异。与未套种相比，套种大豆的油茶林土壤碱解氮含量增加13.04mg/kg，差异极显著;套种花生的油茶林土壤碱解氮含量增加6.1mg/kg，差异显著;套种西瓜、玫瑰花、茶树的油茶林土壤碱解氮含量分别增加3.04mg/kg、0.67mg/kg、0.72mg/kg，差异均不显著。不同栽种模式中，套种大豆时油茶林土壤碱解氮含量的增加最显著。
　　2.1.3 不同栽培模式对油茶林土壤磷含量的影响
　　土壤全磷含量是土壤中所有磷素含量的总和，反映土壤磷的储备状况，其多少主要取决于成土母质，还受气候条件、土壤有机质含量、土壤pH值以及人为耕作的影响。根据表1、图4，不同栽培模式下油茶林土壤全磷含量存在差异。与未套种相比，套种大豆、西瓜、玫瑰花的油茶林土壤全磷含量分别增加0.11g/kg、0.14g/kg、0.16g/kg，差异极显著;套种花生、茶树的油茶林土壤全磷含量分别增加0.06g/kg、0.02g/kg，差异不显著。不同栽种模式中，套种大豆、西瓜、玫瑰花时油茶林土壤全磷含量的增加为极显著。
　　有效磷，也称为速效磷，是土壤中可被植物吸收的磷组分，是土壤磷素养分供应水平高低的指标。根据表1、图5，不同栽培模式下油茶林土壤有效磷含量存在差异。与未套种相比，套种大豆、西瓜、玫瑰花的油茶林土壤有效磷含量分别增加0.80mg/kg、1.09mg/kg、1.23mg/kg，差异极显著;套种花生、茶树的油茶林土壤有效磷含量分别增加0.38mg/kg、0.08mg/kg，差异不显著。不同栽种模式中，套种大豆、西瓜、玫瑰花时油茶林土壤有效磷含量的增加为极显著。
　　2.1.4 不同栽培模式对油茶林土壤钾含量的影响
　　土壤全钾是指土壤中含有的全部钾，包括水溶性钾、交换性钾、非交换性钾和结构态钾，是土壤钾总储量丰缺的指标。土壤全钾含量主要受土壤矿物种类的影响，另外生物气候条件、土地利用方式等因素也会对全钾含量有一定影响。根据表1、图6，不同栽培模式下油茶林土壤全钾含量存在差异。与未套种相比，套种大豆、西瓜、玫瑰花的油茶林土壤全钾含量分别增加2.11g/kg、2.63g/kg、2.68g/kg，差异极显著;套种花生的油茶林土壤全钾含量增加1.26g/kg，差异显著;套种茶树的油茶林土壤全钾含量增加0.48g/kg，差异不显著。不同栽种模式中，套种大豆、西瓜、玫瑰花时油茶林土壤全钾含量的增加为极显著。
　　速根据表2、图9，不同栽培模式下茶油过氧化值有较大差异。与未套种相比，套种大豆、花生、茶树的茶油过氧化值分别降低0.48mmoL/kg、0.40mmoL/kg、0.63mmoL/kg，差异极显著;套种西瓜的茶油过氧化值降低0.15mmoL/kg，差异显著;套种玫瑰花的茶油过氧化值降低0.09mmoL/kg，差异不显著。不同栽种模式中，套种茶树时茶油过氧化值最低。
　　根据表2、图10，不同栽培模式下茶油多酚含量有较大差异。与未套种相比，套种大豆、茶树的茶油多酚含量分别增加0.20mg/kg、0.48mg/kg，差异极显著;套种花生的茶油多酚含量增加0.13mg/kg，差异显著;套种玫瑰花的茶油多酚含量增加0.02mg/kg，差异不显著;套种西瓜的茶油多酚含量降低0.09mg/kg，差异不显著。不同栽种模式中，套种茶树时茶油多酚含量最高。 　　3 讨论与结论
　　针对传统油茶幼林疏于管理和抚育，导致林下土壤板结、贫瘠，影响油茶产量和质量的现状，本实验通过在大果红花油茶幼林地分别套种大豆、花生、西瓜、玫瑰花和茶树，研究不同栽培模式对油茶林土壤养分和茶油品质的影响，结果表明如下。
　　不同栽培模式对油茶林土壤养分的影响不同。与对照相比，套种都能引起土壤中各养分含量的增加，但是随套种作物不同，增加程度有差异。套种大豆、花生，能极显著增加土壤中有机质含量;套种大豆能极显著增加土壤中全氮和碱解氮含量;套种大豆、西瓜、玫瑰花，能极显著增加土壤中全磷含量;套种西瓜、玫瑰花，能极显著增加土壤中有效磷含量;套种大豆、西瓜、玫瑰花，能极显著增加土壤中全钾含量;套种西瓜、玫瑰花，能极显著增加土壤中全钾含量;套种茶树，对土壤中各养分的增加作用不显著。套种对土壤养分含量产生积极影响的主要原因为套种能改善土壤物理性状[14]，降低容重、增加土壤的非毛管孔隙度、毛管孔隙度、总孔隙度和土壤通气度等，进而影响土壤化学性质;套种能改善土壤微生物群落结构和各类群微生物生物量[15]，通过参与有机质分解，腐殖质形成，影响土壤养分;套种能影响土壤酶活性[16]，从而影响土壤微生物活动和土壤肥力。土壤理化性质、土壤微生物和酶活性之间关系密切，通过相互作用，共同影响油茶的生长。本实验中，套种大豆、花生对土壤有机质、氮素的增加作用较强，这可能与豆科植物的固氮作用以及其落叶容易形成腐殖质有关。套种西瓜、玫瑰花对土壤磷素、钾素的增加作用较强，其原因还有待进一步研究。综合比较，不同栽培模式中，油茶林套种大豆对土壤养分的增加作用最强。
　　不同栽培模式对茶油品质的影响存在不同。与对照相比，套种都能提高茶油品质，但是随套种作物不同，提高程度有差异。套种大豆、茶树，能极显著降低茶油酸值;套种大豆、花生、茶树，能极显著降低茶油过氧化值;套种大豆、茶树，能极显著增加茶油多酚含量。酸值高低直接反映了茶油中所含游离脂肪酸多少，是评定茶油品质优劣的重要指标[17]。过氧化值是指油茶中过氧化物的含量，是检验茶油品质的指标之一。酸值和过氧化值越低，表明茶油品质越好。多酚是天然抗氧化剂，可以与茶油中的脂肪酸结合起到抗氧化作用，延缓茶油变质，多酚含量越高，茶油抗氧化性越強，品质就越好。综合比较，不同栽培模式中，油茶林套种大豆、茶树对茶油品质影响较大，其中套种茶树时茶油品质最好。
　　综上所述，在油茶幼林套种大豆、花生、西瓜、玫瑰花和茶树，都能改善油茶林土壤养分状况和提高茶油品质，其中，套种大豆对土壤养分含量的增加作用最强，套种茶树时茶油品质最好。综合考虑，油茶林套种大豆是一种比较理想的值得推广的油茶套种模式，另外本地主产茶叶，茶树是多年生作物，经济效益较好，套种时对油茶品质的影响也最强，所以也可以将其作为适宜的套种模式。实际生产中采用何种栽培模式，需要根据各地实际情况因地制宜进行选择。
　　参考文献
　　[1] 曾建平.现代油茶的发展意义及栽培技术[J].农业与技术，2019，31（12）：72-73.
　　[2]李志钢，马力，陈永忠，等.我国油茶籽的综合利用现状概述[J].绿色科技，2018（6）：191-194.
　　[3]仲山民，杨凯，王超，等.不同种类油茶籽油的品质分析与比较[J].经济林研究，2015，33（2）：26-33.
　　[4]李云，黄永芳，叶小萍，等.油茶幼林间种大豆对土壤养分含量的影响[J].经济林研究，2013，31（2）：54-59.
　　[5]齐青松.间作对油茶幼林生长及经济效益的影响[J].现代农业科技，2019（4）：118-119.
　　[6]彭秀，曾静，李秀珍.间作对油茶幼林生长及土壤养分的影响[J].四川林业科技，2013，34（4）：14-17.
　　[7]丁怡飞.不同间作模式对油茶生长及林地生态的影响[D].合肥：安徽农业大学，2018.
　　[8]白玉娜，陈辉，杨志坚，等.不同栽培模式对油茶幼林土壤肥力的影响[J].森林与环境学报，2017，37（1）：67-74.
　　[9]查钱慧，杨亚慧，黄永芳.两种间种对油茶林地土壤养分含量的影响[J].亚热带植物科学，2015，44（2）：130-134.
　　[10]吴栋健.油茶林间作决明对土壤和油茶生长的影响研究[J].乡村科技，2018（2）：95-96.
　　[11]涂礼坚.油茶园套种印度豇豆对土壤肥力的影响及饲喂肉兔效果研究[J].现代农业科技，2018（12）：227-228.
　　[12]杨柳平.梅州市幼龄油茶园间种大豆高效种植模式[J].现代园艺，2011（10）：35-36.
　　[13]莫晶.油茶-花生间作土壤酶活性及养分研究[D].长沙：中南林业科技大学，2017.
　　[14]冯金玲，郑新娟，杨志坚，等.套种模式对油茶生长及根际土壤理化性质的影响[J].森林与环境学报，2015，35（04）：324-330.
　　[15]郑灏，杨志坚，冯金玲，等.不同林下套种模式对油茶幼林根区土壤化学特性及微生物的影响[J].福建农林大学学报（自然科学版），2015，44（2）：147-153.
　　[16]冯金玲，郑新娟，杨志坚，等.5种栽培模式对油茶土壤微生物及酶活性的影响[J].西南林业大学学报，2016，36（2）：10-16.
　　[17]梁帆，郭华，周玥.4种工艺制取的油茶籽油的品质分析及比较[J].食品科技，2016，41（5）：196-200.
　　（责任编辑 贾灿）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15182553.htm