互叶白千层精油提取剩余物还林对土壤及林分生长的影响

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随着互叶白千层人工林的持续经营,森林土壤质量持续降低,土壤板结硬化、微生物群落逐渐弱化、水肥流失严重、经营可持续性降低等问题凸显;此外,互叶白千层精油提取后的残体存在随意堆弃、再利用难等问题;鉴于上述原因,尝试将互叶白千层精油提取剩余物进行还林处理。本研究设置了 3个实验组(复合肥组CF、剩余物组FR、剩余物+菌剂组FR+EB)和1个对照组(CK),共计12块标准试验田,探究剩余物在林地环境下的分解规律和养分释放特征,以及对人工林土壤理化性质、互叶白千层幼林生长、林下植被分布特征等的影响。在充分利用互叶白千层精油提取剩余物的同时,达到提升人工林土壤质量、促进林分生长的目的,为人工林经营管理探索新的道路。研究结果如下:(1)经菌剂处理的互叶白千层精油提取剩余物其分解速率显著高于未经处理的剩余物。试验结束时,FR组和FR+EB组质量残留率分别为43.5%、26.8%,与初始养分含量相比,剩余物中C、N、P、K元素的含量均有所降低,下降的幅度分别为:2.3%~8.3%、6.4%~8.8%、8.7%~10.3%、28.1%~45.8%,而养分释放量分别为:2.71~3.56 t·hm-2、74.1~94.4kg·hm-2、1.122~1.391 kg·hm-2、13.2~16.4 kg·hm-2,FR+EB组的4种养分元素释放量均高于FR组;此外,Olson模型预测FR组和FR+EB组完全分解(t95%)所需的时间为:3.83a和2.25a。(2)施加互叶白千层精油提取剩余物,对人工林中上层(0-40cm)土壤物理、化学性质具有一定影响,施复合肥对人工林土壤物理性质几乎无影响,对中上层土壤化学性质具有一定影响。0-20cm 土层,FR组或FR+EB组显著降低了土壤容重,增加了土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、自然含水率、碱解氮、速效磷、有效钾、有机碳、胡敏酸和富里酸含量;20-40cm 土层,FR组或FR+EB组显著增加了土壤非毛管孔隙度、速效钾、有机碳、胡敏酸和富里酸含量;40-60cm 土层,2个施剩余物组对土壤理化性质均无显著性影响。可见,随着土层深度的增加,施加剩余物对土壤的影响能力逐渐降低。(3)施加互叶白千层精油提取剩余物及复合肥对人工林生长均具有促进作用。与对照组相比,CF组、FR组和FR+EB组互叶白千层树高增加了 8.0%~14.5%,地径增加了 3.9%~9.2%,冠幅增加了 7.5%~36.4%,生物量增加了 18.7%~40.3%,单株出油量增加了 33.3%~56.5%;FR组和FR+EB组增加了互叶白千层的根冠比,增加幅度为45.6%、79.4%,CF组则降低了互叶白千层的根冠比,下降幅度为16.2%。施加剩余物与施复合肥相比,对于促进互叶白千层生长具有更大的潜力。(4)施加互叶白千层精油提取剩余物对林下植被具有抑制作用,而施复合肥则与对照组相比差异不显著。与对照组相比,FR组和FR+EB组林下植被盖度分别下降了 57.1%、51.6%,林下植被的物种数量分别下降了 51.1%、49.6%,林下植被的生物量下降了 48.2%、20.7%。施加剩余物抑制了林下植被的生长,为互叶白千层幼苗生长腾出更多的空间、光照和土壤养分,从而促进互叶白千层幼苗的生长。结论表明:经菌剂处理后的互叶白千层精油提取剩余物其林下分解速率明显加快,试验结束时,其养分释放量显著高于未经处理的剩余物;施加剩余物能有效改良中上层土壤的物理性质,降低了土壤容重,增加了土壤孔隙度和自然含水率,对土壤N、P、K有效量、有机质、腐殖质含量有不同程度的增加,提升了土壤肥力;显著促进了互叶白千层幼林的生长,显著增加了人工林地树高、地径、生物量、根冠比、单株出油量;还抑制了林下杂草的生长。“剩余物+菌剂”处理组的林下分解时间为2.25a,符合互叶白千层的采收周期,在实践应用中可以采用此模式以促进精油提取剩余物的再利用并提高人工林的产出,经菌剂处理后的互叶白千层精油提取剩余物还林可以替代复合肥的施用,以达到可持续经营的目的。
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