核桃林下不同作物的间套作效应

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核桃(Juglans regia)是世界四大干果之一,栽植历史悠久,分布广泛。核桃口味鲜美、营养丰富,具药用保健功能,出仁出油率较高,是我国的重要油料作物。目前大部分核桃林在种植前期经济效益低,养护成本高,本文基于农林复合经营可提高土地资源可持续性的特点,设置不同的核桃经营模式,即核桃除草纯林(NP)、核桃保留荒草纯林(HC)、核桃间作红薯(HS)、核桃间作烟草(YC)、核桃间作大豆(DD)和核桃间作辣椒(LJ),对核桃的生长情况、产量与收益、土壤理化性质、土壤微生物进行比较,旨在揭示和评价不同经营对核桃生态、经济效应,为核桃林的可持续经营提供依据。主要结果如下:(1)不同经营模式的核桃生长情况存在差异,其中NP核桃米径年度增量、春梢、叶长、叶宽、叶厚、和叶厚数值最低,间作农作物或保留野草均有利于土壤条件和核桃生长,其中间作烟草最能增加核桃米径年度增量、叶片厚度及含水量,且夏梢抑控效果最好。与NP相比,其余林分核桃叶片的N、P、Mg和Mn含量均有不同程度的提高;保留荒草可显著增加核桃叶片P、Ca、Mg、Fe含量;核桃叶片的Zn、P含量显著最高的均为YC,Ca、Cu含量显著最高均为HS;而LJ由于辣椒产量高而收获带走这些养分量更多,核桃叶片P、K、Cu、Zn含量显著最低。(2)林下农作物间作中种植烟草和辣椒的收益较为可观,其中辣椒经济效益最高。保留野草或间作农作物的农林复合模式均有利于核桃产量,但若不合理营养管理,林下作物如LJ因产量过高会消耗过多土壤养分,不利于于核桃产量,荒草和红薯大量的生物量通过凋落物将部分营养归还土壤,故HC和HS最有利于核桃产量增加。(3)不同经营模式下的各样地土壤理化性质存在一定差异。NP容重显著高于其余模式,土壤总孔隙度、毛管孔隙度显著低于其余模式。其余模式的土壤物理性质在不同程度上均有改善,综合容重、土壤含水量、壤总孔隙度、毛管孔隙度,发现间作红薯对核桃林分的土壤物理性质改良作用最为明显。而间作烟草和辣椒中铺设地膜带来的负面影响,由于土壤无法及时接受降雨且透气性不佳导致其土壤物理性状显著差于其余间作农作物的林地土壤。NP土壤p H显著高于其余模式、林分土壤OM、TP、Zn、Mn、AP、AK含量最低,其余5林分土壤均有改善,其中YC样地的OM、TN、TK、Zn、AK、AP含量均最高;间作辣椒或许会对土壤碱解氮含量带来一定的负面影响,保留荒草极大程度上促进了土壤对有效磷的释放。因此在核桃林地中适当保留荒草对核桃土壤有效养分转换存在促进作用。(4)间作作物或保留野草的经营模式可提高核桃林地的土壤微生物多样性,增加不同分类水平的微生物数量,但间作烟草或会带来负面影响。6模式土壤优势细菌门包括Actinobacteriota(放线菌门)、Proteobacteria(变形菌门)、Chloroflexi(绿弯菌门)、Acidobacter iota(酸杆菌门),土壤优势真菌门包括Ascomycota(子囊菌门)、Mortierellomycota(被毛菌门)、unclassified_k__Fungi和Basidiomycota(担子菌门),且NP和YC林分土壤微生物门物种组成丰度均与其他林分的具有较大差异,且YC与NP间也存在明显差异。冗余分析可知显著影响细菌群落结构变化的土壤因子主要是AP、SCP、SMC和TP,显著影响真菌群落结构变化的土壤因子主要是AP和TP。总之不同经营模式下的林分中核桃生长、土壤理化性质及土壤微生物结构多样性均存在差异,除草不利于核桃的生长生产及土壤环境,农林复合经营对核桃生长、土壤环境具有显著改善效果,其中保留野草也在一定程度上改善了核桃的生长及土壤环境,而间作烟草对核桃生长情况、核桃及间作物产量及经济效益、土壤理化性质、土壤微生物多样性均更加有利,但需要注意烟草病害防治及地膜铺设带来的影响,综合评价YC是本研究6个处理的最佳经营模式,HS、LJ也是值得推广的模式但养分管理需同时兼顾核桃和间作作物的营养特性。
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