1研究综述
天赐我国的油茶被专家们赞誉为“国宝级特色资源”,但长期以来由于认识程度不够,导致油茶产出效益较低,资源优势没有转化成为经济优势,随着油茶价值的“面纱”逐步揭开,油茶的相关研究越来越多,研究其土壤养分的空间异质性,可以为油茶施肥提供理论依据,防治水土流失,维护林地的可持续发展。
1.1油茶的价值优势
1.1.1经济价值
油茶果有很高的经济价值及食用价值,其种仁含油率约为55%,所产茶油含油酸、亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸达90%以上,比花生油和菜油都高,且不含豆油、花生油中的黄曲霉素,不含菜油中的芥酸,不含动物油中的高胆固醇,并且易于人体吸收,属于一种优质高级食用油,茶油中含有17种氨基酸和6种维生素,其中维生素A、E含量分别为5112.55林g/10摊、20.28mg/1009,其营养成分可以与橄榄油媲美,因此被称为“东方橄榄油”。一亩品种优良的壮年油茶林,只要加强经营管理,一般能产25一30kg油,高的甚至产40一SOkg。按现行每公斤纯茶油40元计算,亩产收入在1000一2000元,而且花工少、成本低。
1.2国内外油茶研究现状
1.2.1我国油茶栽培研究现状
从南宋开始的2300多年的栽培历史过程中,油茶起到的经济建设作用不容小觑。建国后,我国的油茶产业得到了良好的发展,从时间上大致经历了四个阶段:第一阶段:恢复阶段(1949一1960年)建国前,我国油茶生产处于半荒芜状态,解放后土地改革运动的开展,充分的调动了广大林农的生产积极性,大力发展粮棉油生产。1958年,全国的油茶产量达到了一个高峰。虽然这一阶段的油茶经营还比较粗放,属于低水平生产时期,但也为国家做出了贡献,缓解了食用油的不足。第二阶段:徘徊阶段(1960一1975年)在这段时间,国家经历了一系列政治运动和三年自然灾害,农林产业受到了影响,油茶产业发展缓慢,效益低微,油茶的平均年产量下降到7.5万t。第三阶段:调整阶段(1975一1985年)经过了政治动荡,国家开始重新将油茶产业的发展提上日程,有关部门先后三次召开全国油茶生产现场会,着重研究和部署如何加快发展油茶生产问题。1976一1979年,国家先后拨款共1亿多元进行新林的营造和老林的改造,建设了以木本油料为主的生产基地,油茶产业得到了一定的推动。第四阶段:产业化发展初级阶段1985年以后,国家出台的农民政策得到了进一步的落实,很多先进的适用科技成果得到了推广应用,油茶产业化发展初现端倪,企业和农户建基地、家庭联产承包制,加工企业的新建和技术改革,农业产业结构的调整和优化,为油茶生产带来了前所未有的发展机遇,茶油的年产量增加到万t以上。
1.2.1.1我国油茶产业发展的历史与成就
2005年,中国科学院、科技部、中国社会科学院、中国林业科学院、北京大学、北京农业大学等科研单位的专家学者、企业界人士等人在北京召开了首次“中国油茶产业发展战略”学术研讨会,围绕茶油与健康、油茶产业发展的生态、环境与经济、社会效益、茶油生产现状与未来展望及中国油茶产业发展战略等进行讨论,推动了我国油茶产业的发展。截止2007年,全国油茶籽产量919947t,其中产量在十万吨以上的省(区)有湖南、江西和广西。我国现有4531.3万亩油茶林,但是油茶的产出水平还很低,据估算全国茶籽亩产量仅20kg,亩产值仅有100元左右。此外,为了增加油茶的品质,我国进行了油茶的良种认定,根据2008年第12号国家林业局公告,审定通过了岑软2号等29个油茶品种,认定通过了湘林51等3个油茶品种作为林木良种。
2土壤养分空间变异的研究方法
2.1传统统计分析法
传统统计分析法是空间变异研究中最早被使用的、也是最广泛采用的一种分析方法,是英国统计与遗传学家FISher.RA于1925年在所著的《研究工作者的统计方法》中提出的。这种方法的统计原理是假设研究的变量为纯随机变量,样本之间是完全独立且服从某已知的概率分布。其统计方法是按质地将土壤在平面上划分为若干较为均一的区域,在深度上划分为不同土层,通过计算样本的均值、标准差、方差、变异系数以及进行显著性检验来描述土壤特性及养分的空间变异。在很长的一段时间内,这种方法被视为对土壤空间异质性研究唯一的统计分析法,取得了大量的成果。然而随着各国科学工作者的不断研究,发现许多土壤特性在空间上具有相关性,但由于FISher统计法基本上是定性描述,只能概括土壤特性变化的全貌,而不能反映其局部的变化特征汇,因此,在很多情况下,该统计原理难以准确的描述土壤特性的空间分布,这就迫切的要求土壤工作者寻找一种新的办法来解决这一问题。
2.2地统计学方法
2.2.1地统计学概念
地统计学(GeostatistiCS),亦称地质统计学,是由南非地质学家D.GKrige于上世纪50年代初提出,60年代由法国著名统计学家GMhateorn在大量理论研究工作基础上形成的新统计学理论。地统计学是以区域化变量理论(theoryregional_izedvariable)为基础,以变异函数(Vaogram)为基本工具来研究分布于空间并呈现出一定的随机性和结构性的自然现象的科学。该理论最早应用于探矿和采矿,经过20年的应用与发展,已被扩展到分析各种自然现象的空间异质性和空间格局,成为生态学、土壤学、环境科学等诸多领域的空间分析的研究工具。地统计学分析法于上世纪70年代,被土壤学家引入到土壤科学研究领域来定量地分析上壤特性空间变异特征。
3 研究内容........................................... 21
4 材料和方法........................................... 21-24
4.1 试验地概况........................................... 21-22
4.2 土壤样品的采集处理........................................... 22-23
4.3 土壤样品的分析方法........................................... 23
4.4 数据分析方法........................................... 23
4.5 数据处理........................................... 23-24
5 结果与分析 ...........................................24-44
5.1 油茶林土壤养分要素特征分析........................................... 24-28
5.1.1 土壤养分含量的统计特征分析........................................... 24-26
5.1.2 土壤养分分级状况 ...........................................26-28
5.2 土壤养分空间变异特征........................................... 28-38
5.2.1 土壤养分含量频数分布图 ...........................................28-32
5.2.2 油茶林土壤养分的半方差分析........................................... 32-38
5.3 油茶林土壤养分含量的空间分布格局 ...........................................38-44
5.3.1 土壤理化性质的空间分布........................................... 38-40
5.3.2 土壤大量元素的空间分布........................................... 40-41
5.3.3 土壤中量元素的空间分布 ...........................................41-42
5.3.4 土壤微量元素的空间分布 ...........................................42-44
结论
采用普通克里格法,选用最佳拟合模型对永丰油茶林土壤共14种特性及养分含量数据进行插值,绘制其空间分布图。从结果来看:理化性质中土壤pH总体呈现酸性,含量自西向东有增加的趋势;交换性酸有出较好的变异格局,东部含量最高,表明试验地保肥能力较强;土壤有机质呈块状分布趋于一致,含量变化较小,但总体处于低水平,受施肥、耕作等人为因素的影响。
土壤大量元素全量养分的空间分布各异,试验区氨态氮含量的高值区域集中于西北部原生植被分布的地区,东部地区的含量仅为10mg/L左右;大范围面积的磷素处于严重缺乏状态,中部地区有小面积受到微地形的影响,有效磷含量变化较大:有效钾受后期人为施肥的影响,分布较为混乱。土壤中量元素的有效钙、有效镁总体呈现大块状分布,空间分布较为明显,但整体含量较低,全部处于临界水平之下。而由于土壤类型的影响,速效硫含量极为丰富,整个试验地均处于高等肥力水平。
五种微量元素的分布都较为分散,尤其是有效硼、有效锰、有效锌的变化较为剧烈。其中有效铁的含量丰度最高,有效铜、有效锰、有效锌、有效硼的含量在低、中、高、极高这四个等级分布中较为均衡,但总体来说仍有缺乏。在具体的营林管理中,应较多的关注含量较低、较为缺乏的元素,不仅对氮磷钾需要加大施肥力度,而且要适当施用有机肥,还要对微量元素进行适当补充。
在本实验区域,进行精准施肥和管理,应大量增施氮、磷、钾、钙、镁肥,有选择性区域的增施硼、铜、锰肥,适当控制硫素、铁素的增加,以免引起养分浪费和土壤污染,以维持地力,保持生态平衡。