摘要
三峡库区地质疏松、降雨丰富、人多地少，加之土地利用不合理，导致库区坡耕地存在着严重的水土流失，土地生产力严重下降。近年来，香榧套种模式被广泛应用于库区坡耕地，以期达到控制水土流失，提高土壤肥力的目的。因此开展该区不同香榧套种模式对土壤理化性质的影响及土壤肥力质量评价的研究显得尤为重要。本研究选取三峡库区坡耕地典型香榧套种模式(香榧纯林TG、香榧-黄精TGP、香榧-大豆TGG)为研究对象，通过结合野外取样与室内测定等方法，分析了各模式下的土壤理化性质变化规律以及其之间的相关性，运用主成分分析(PCA)与土壤肥力质量指数法计算了各个模式下的土壤质量综合得分并对其排名。根据排名高低筛选出土壤肥力质量最好的套种模式。试验结果为三峡库区土壤质量的改善以及农林复合的推广应用提供理论依据。主要研究结果如下: (1)TGG土壤容重最低，土壤总孔隙度、最大持水量、毛管持水量均为最高。与TG相比，TGG的容重降低了5.84％;总孔隙度、最大持水量、毛管持水量分别提高了12.99％、32.78％、6.90％。TGP和TGG的土壤稳定入渗速率是分别是TG的2.07、2.97倍。入渗过程的回归拟合分析结果表明，通用经验模型的入渗过程拟合效果最好，其R2值处于0.939-0.982之间，更适用于描述研究区的土壤水分入渗特征。 (2)各模式中，0.25-0.05mm土壤微团聚体含量最高，而2-0.25mm土壤微团聚体含量最低。特征微团聚体(PCM)和分形维数(D)均表现为TGG＞TGP＞TG。与TG相比，TGP和TGG的PCM分别提高了20.83％、122.92％;D分别提高了0.38％、1.89％。回归分析表明:D与2-0.25、0.02-0.002、＜0.002mm土壤微团聚体均呈极显著正相关，而与0.25-0.05mm土壤微团聚体呈极显著负相关。PCM除了与0.25-0.05mm土壤微团聚体呈极显著负相关外，与其他粒径微团聚体均呈显著正相关。 (3)不同香榧套种模式的土壤pH、电导率(EC)均表现为TGG最高，与TG相比，TGG的土壤pH、EC分别提高了42.35％、190.14％。不同香榧套种模式对土壤有机碳和养分含量有不同程度的提高。与TG相比，TGG对土壤有机碳和养分含量提高的效果最好，土壤有机碳(C)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)及速效钾(AK)含量分别提高了13.63％、42.86％、35.90％、22.96％、66.70％、224.98％、20.94％。不同套种模式下土壤C∶N介于8.39-10.73之间;C∶P介于31.63-45.22之间;N∶P介于3.25-5.61之间，均低于全国平均值(14.4,136,9.3)，且N∶P小于10,N为限制性养分。 (4)不同香榧套种模式土壤理化性质之间的相关分析结果表明:土壤容重与毛管孔隙度、C∶N、AN∶AP呈正相关，而与非毛管孔隙度、最大持水量、碱解氮、电导率、全氮、有效磷、AP∶AK呈负相关。总孔隙度与pH、全磷、AP∶AK、电导率呈正相关，仅与C∶P、AN∶AP呈负相关。最大持水量与pH、电导率、全磷、碱解氮、有效磷、AP∶AK、速效钾呈正相关，仅与AN∶AP呈负相关。土壤pH、电导率均与碱解氮、有效磷、速效钾、AP∶AK、全氮、全磷呈正相关，仅与AN∶AP呈负相关。全氮与全钾、碱解氮、有效磷、速效钾、AP∶AK呈正相关，而与C∶N、AN∶AP呈负相关。上述各项指标之间的相关性关系均达到显著性水平(P＜0.05或P＜0.01)。 (5)通过主成分分析和土壤肥力质量指数法对各个套种模式的土壤质量进行综合评价，结果表明:各土层土壤质量综合得分排序均为TGG＞TGP＞TG。 综上所述，合理的香榧套种模式可以有效改善土壤的理化性质，对提高土壤肥力及增强水土保持效益有重要意义。研究区内TGG模式对土壤质量的提升效果最好。
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