胶园间种咖啡对土壤养分的影响

时间：2020-03-24 05:26:23 来源：千叶帆本文已影响人

摘要研究胶园连续间作咖啡对胶园土壤养分状况的影响，为胶园进行合理高效的施肥管理提供科学的理论依据。通过对云南省德宏垦区瑞丽农场、盈江农场、遮放农场3个胶园11年连续间作咖啡的试验，研究对胶园土壤中养分状况的影响。试验结果表明，连续间种咖啡降低了胶园土壤有机质、碱解氮、全氮以及全钾的含量，增加了胶园土壤速效磷含量和pH值，与不间种相比有机质、碱解氮、速效磷、全磷、全钾含量以及pH值具有显著差异。因此，生产中应该根据胶园土壤状况，及时调整施肥方案，追加所需要的氮肥和钾肥。

关键词胶园间作；咖啡；土壤养分；德宏垦区

中图分类号 S571.2 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2018.01.001

Abstract The effect of intercropping coffee on rubber soil nutrient was analyzed， and to provide the scientific basis for the efficient fertilization management. The continuous intercropping experiment was carried out in Ruili Farm， Yingjiang Farm and Zhefang Farm. The content of organic matter， alkaline nitrogen， total nitrogen and total potassium were decreased， however， the available phosphorus content， pH value were increased after intercropping 11 years of coffee. The content of organic matter， alkaline nitrogen， available phosphorus， total phosphorus， total potassium and pH value were significant different from the rubber plantation with no intercropping coffee. According to the condition of rubber plantation soil， the fertilization plan must be timely adjusted， the nitrogen fertilizer and potash fertilizer were necessary.

Keywords intercropping of rubber plantation ； coffee ； soil nutrients ； Dehong reclamation area

云南省德宏州是中國橡胶母树的故乡，具有悠久的植胶历史，其地理位置处于北纬23.88～24.80°、东经97.60～98.33°，属南亚热带半湿润季风气候，适合橡胶树生长。自20世纪50年代，大面积植胶以来，至今德宏州橡胶种植面积已达9 840 hm2。我国胶园间种始于20世纪50年代，经本世纪的发展，其理论依据和实践研究模式得到了较快的发展和推广。目前，德宏州主要以橡胶—咖啡、橡胶—茶叶的胶园间种模式为主，其中以咖啡间种面积最大，是我国橡胶—咖啡间种主产区之一[1]。在幼龄胶园间作胡椒、草豆蔻、砂仁、生姜、甘蔗等作物对土壤养分影响的研究较多[2-4]，然而对胶园连续间作咖啡超过5年对土壤养分状况影响的研究较少。本文对连续间作咖啡11年的胶园土壤养分状况进行研究，分析胶园间种咖啡对土壤养分含量的作用规律，为胶园间种咖啡提供基础数据和理论支持，从而为胶园进行合理高效地施肥管理提供科学的理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验设计

试验在云南省德宏州瑞丽农场、盈江农场、遮放农场胶园进行，胶园于2003年定植，橡胶品种为云研77-4，种植形式为宽行密株，橡胶株距2.5 m，行距12～14 m。从2003年定植橡胶树后，一直在橡胶行内间作咖啡，咖啡距橡胶树2～3 m，咖啡株行距为1 m×2 m。橡胶树和咖啡均按常规施肥方式进行。常规施肥方式：橡胶树每株年施有机肥2次共20 kg以上，尿素3次共0.6 kg，过磷酸钙2次共0.4 kg，硫酸钾或氯化钾1次0.2 kg，硫酸镁1次0.15 kg，尿素在5～8月份施完，其它肥料在9～10月份施用。咖啡树每年年头施有机肥、磷肥1次，有机肥每株5 kg，磷肥每株0.1 kg，两者混匀后沿树冠外挖宽20 cm、深30 cm的一条沟，施后盖土。每年旱季浇水肥2～3次；每年追施尿素共0.2 kg/株，于5月、7月、8月、9月分4次追肥；年追复合肥0.2 kg/株，于6月、8月、9月、10月分4次完成追肥；年施硫酸钾肥0.3 kg/株，于5月、7月、8月、9月分4次完成追肥。每次追肥均沿树冠外挖浅坑撒施，施后盖土。

1.2 采样及样品分析测定方法

选取云南省德宏州瑞丽农场、盈江农场、遮放农场连续间种咖啡11年的3处胶园作为采样地，并在对应样地附近选非间作胶园为对照。土样采集时避开施肥穴，采层深度为0～20 cm，每个样地设置3个重复，每个样地采6个混合土样，分别是间种行3个土样，非间种行3个土样（对照样品）。为了保证土壤样品的代表性，每个土壤样品均随机采集6～20个点进行混合，后采用四分法分选1 kg左右的土样带回实验室。将带回实验室的土壤样品去除残根石子等杂质，摊成薄薄的一层，放置于室内桌面通风处阴干、碾细，过20目、60目、100目筛后，保存于密封塑料袋中供分析检测用[5-6]。

对土壤样品分别测定有机质、碱解氮、全氮、有效磷、全磷、全钾、pH 7项养分指标，土壤有机质测定采用重铬酸钾溶解法—外加热法[7]；碱解氮采用碱解扩散法[8]；全氮采用半微量凯氏法[9]；有效磷采用NH4F-HCL法[10]；全磷采用NaOH熔融-钼锑抗比色法[11]；全钾采用NaOH熔融-火焰光度计法[12]；pH采用电位法[13]。

1.3 数据分析

使用Excel及SPSS 20.0 软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同地区橡胶园间种咖啡对土壤有机质含量的影响

所选瑞丽农场、盈江农场、遮放农场3处连续间种咖啡11年的胶园土壤有机质的变化情况如图1所示。瑞丽农场、盈江农场、遮放农场3个胶园土壤有机质含量较不间种均下降，下降幅度分别为2%、5%、10%。对3个胶园间种土壤与不间种土壤进行了独立样本t检验，结果如表1～3所示。表1～3表明，3个胶园间种土壤有机质含量与不间种相比具有极显著差异（P<0.01）。

试验结果表明，连续间种咖啡11年后显著降低了胶园土壤有机质含量，而土壤有机质在一定含量范围内与土壤肥力呈正相关，说明长期间种咖啡降低了土壤肥力。

2.2 不同地区橡胶园间种咖啡对土壤碱解氮含量的影响

所选瑞丽农场、盈江农场、遮放农场间种咖啡橡胶园的土壤碱解氮变化情况如图2所示。瑞丽农场、盈江农场、遮放农场3个胶园连续间种咖啡11年后的土壤碱解氮含量较不间种均下降，下降幅度分别为3%、7%、14%。对3个胶园间种土壤与不间种土壤碱解氮含量进行了独立样本t检验，结果如表1～3所示。表1～3表明，3个胶园间种土壤碱解氮含量与不间种相比具有极显著差异（P<0.01）。

试验结果表明连续间种咖啡11年后极显著降低了胶园土壤碱解氮含量，而土壤碱解氮是土壤氮元素的主要来源，是土壤所提供的植物生活所必需的易被作物吸收利用的氮营养元素，能够较灵敏地反映土壤氮素动态和供氮水平，是土壤氮素肥力的重要指标，因此说明长期间种咖啡降低了土壤供氮水平。

2.3 不同地区橡胶园间种咖啡对土壤全氮含量的影响

所选瑞丽农场、盈江农场、遮放农场间种咖啡橡胶园的土壤全氮的变化情况如图3所示。瑞丽农场、盈江农场、遮放农场3个胶园间种咖啡11年后的土壤全氮含量较不间种均下降，下降幅度分别为10%、55%、20%。对3个胶园间种与不间种土壤全氮含量进行了独立样本t检验，结果如表1～3所示。表1表明，瑞丽农场胶园间种土壤全氮含量与不间种相比差异性不显著（P>0.05），表2～3表明，盈江、遮放农场胶园间种土壤全氮含量与不间种相比差异性极显著（P<0.01）。

试验结果表明，连续间种咖啡11年后降低了胶园土壤全氮含量，而作物的氮素大多来自土壤，全氮含量常用于衡量土壤氮素的基础肥力，說明长期间种咖啡降低了土壤氮素的基础肥力。

2.4 不同地区橡胶园间种咖啡对土壤速效磷含量的影响

所选瑞丽农场、盈江农场、遮放农场间种咖啡橡胶园的土壤速效磷的变化情况如图4所示。瑞丽农场、盈江农场、遮放农场3个胶园间种咖啡11年后的土壤速效磷含量较不间种均增加，增加幅度分别为1%、9%、129%。对3个胶园间种与不间种土壤速效磷含量进行了独立样本t检验，结果如表1～3所示。表1～表3表明，3个胶园间种土壤速效磷含量与不间种相比差异性显著（P<0.05）。

试验结果表明，连续间种咖啡11年后增加了胶园土壤速效磷含量，土壤速效磷是指能被植物直接吸收和利用的无机磷（IP）或者小分子有机磷（Org-P），是评价土壤磷素供磷能力的重要指标，说明长期间种咖啡增加了土壤的供磷能力。

2.5 不同地区橡胶园间种咖啡对土壤全磷含量的影响

所选瑞丽农场、盈江农场、遮放农场间种咖啡橡胶园土壤全磷变化情况如图5所示。瑞丽农场胶园间种咖啡11年后的土壤全磷含量较不间种增加90%，盈江农场间种胶园的土壤全磷含量较不间种增加1%，遮放农场间种胶园的土壤全磷含量较不间种下降2%。李娟等[14-15]研究表明，成龄胶园间种薯类作物（芋头、红薯、紫薯、马铃薯）和姜科作物（生姜、草豆蔻、砂仁）都降低了土壤全磷含量，而李云等[16]研究表明，油茶幼林间种大豆提高了土壤全磷含量。说明间种作物、土壤类型、间种管理的不同对胶园土壤全磷的影响不同。

对3个胶园间种与不间种土壤全磷含量进行了独立样本t检验，结果如表1～3所示。表1表明，瑞丽农场胶园间种土壤全磷含量与不间种相比差异显著（P<0.05）。表2～3表明，盈江农场和遮放农场胶园间种土壤全磷含量与不间种相比差异不显著（P>0.05）。

2.6 不同地区橡胶园间种咖啡对土壤全钾含量的影响

所选瑞丽农场、盈江农场、遮放农场间种咖啡橡胶园土壤全钾含量的变化情况如图6所示。瑞丽农场、盈江农场、遮放农场3个胶园间种咖啡11年后土壤全钾含量较不间种均下降，下降幅度分别为81%、36%、15%。对3个胶园间种与不间种土壤全钾含量进行了独立样本t检验，结果如表1～3所示。表1～3表明，3个胶园间种土壤全钾含量与不间种相比具有显著差异（P<0.05）。

试验结果表明，连续间种咖啡11年后显著降低了胶园土壤全钾含量，而土壤全钾是植物主要的营养元素，能够促进植物光合作用，是重要的作物产量影响指标，也是指导农业科学施肥的重要指标，因此在长期间种咖啡的胶园应及时补充钾肥。

2.7 不同地区橡胶园间种咖啡对土壤pH值含量的影响

所选瑞丽农场、盈江农场、遮放农场间种咖啡橡胶园土壤pH值的变化情况如图7所示。瑞丽农场、盈江农场、遮放农场3个胶园间种咖啡11年后土壤pH值较不间种均增加，增加幅度分别为8%、0.9%、4%。对3个胶园间种与不间种土壤pH值进行了独立样本t检验，结果如表1～3所示。表1～3表明，3个胶园间种土壤pH值与不间种相比具有显著差异（P<0.05）。

3 讨论与结论

胶园间种通过物种间生态互补效应，减少水土流失，充分利用水肥光热资源，提高了系统生产力。胶园间种对解决橡胶树非生产期的经济收入、抗虫害稳产量、土地资源高效利用等问题发挥着重要的作用。因咖啡与橡胶树是既不争夺气候资源，又能适应橡胶树林间环境的亚阳性小型灌木作物，胶咖间种成为德宏地区主要间作模式。胶咖间种相比橡胶单种明显提升了胶园的经济效益、社会效益和生态效益，以德宏垦区为例，增加了土地利用率30%～57%，增加了每亩土地产值782.46～932.00元[17]，提高了农民收入，解决了富余劳动力就业问题。

对德宏州瑞丽农场、盈江农场、遮放农场3个间种咖啡胶园的养分含量变化情况的研究表明，连续间种咖啡11年对胶园土壤养分含量不同程度的影响。长期间种咖啡降低了胶园土壤有机质、碱解氮、全氮以及全钾的含量，增加了胶园土壤速效磷含量和pH值，而对胶园土壤全磷含量的影响没有统一的增加或者降低，与不间种相比有机质、碱解氮、速效磷、全磷、全钾含量以及pH值具有显著差异。长期间种咖啡增加了胶园土壤的供磷能力，降低了胶园土壤的供氮水平，减少了胶园土壤中的氮营养元素和钾营养元素，根据胶园土壤状况，应及时调整施肥方案，追加所需要的氮肥和钾肥，为橡胶树提供最佳的营养供给，以保证橡胶的产量和质量，提高橡胶树对病虫害的抵抗力，减少不必要的肥料投入，减少环境污染风险，提高养分资源利用率，从而实现胶园养分优化管理。

参考文献

[1] 李娟. 瑞丽市胶园间作现状及发展建议[J]. 中国热带农业，2013，（01）：19-22.

[2] 吴志祥. 幼龄胶园间种土壤肥力及土壤酶活性特征研究[J]. 南方农业学报，2011，42（1）：58-64.

[3] 罗萍. 幼龄胶园间作对土壤肥力的影响[J]. 中国农学通报，2013，29（01）：7-12.

[4] 贺军军. 幼龄胶园间种菠萝对土壤肥力和种植效益的影响[J]. 西南农业学报，2016，29（2）：337-341.

[5] 鲍士旦. 土壤农化分析（第3版）[M]. 北京：中国农业出版社，1999：25-106.

[6] 崔晓阳. 东北森林氮素营养的生态学：土壤环境，树种行为及氮营养生态学[M]. 哈尔滨：东北林业大学出版社，1998.

[7] 土壤检测第6部分：土壤有机质的测定[S]. 中华人民共和国农业行业标准，NY/T 1 121.6-2 006.

[8] 森林土壤氮的测定[S]. 中华人民共和国林业行业标准，LY/T 1 228-2 015.

[9] 土壤检测第24部分：土壤全氮的测定[S]. 中华人民共和国农业行业标准，NY/T 1 121.24-2 012.

[10] 土壤检测第7部分：土壤有效磷的测定[S]. 中华人民共和国农业行业标准，NY/T 1 121.7-2 014.

[11] 土壤全磷测定法[S]. 中华人民共和国农业行业标准，NY/T 88-1 988.