影响槟榔林土壤养分流失的两大关键因素：坡度与化学除草

 槟榔是海南省种植面积第二大的热带高效经济作物。海南的槟榔林多为坡地造林，农事操作相对困难，所以在培育槟榔林时会使用一些经济、高效的经营管理措施，但在实施过程中未充分考虑到对生态环境、水土保持等造成的影响，加之海南多台风多降雨的气候特点，因此造成的槟榔林水土流失问题不可忽视。

目前，有关槟榔林除草或其他经营措施的研究多集中于土壤性质、植被恢复及林木生长等方面，对水土流失方面的研究较少，因此本文通过研究自然降雨条件下化学除草和坡度对槟榔林产流产沙及氮磷养分流失的影响，以期为槟榔林科学经营及水土流失防治提供依据。

试验设计：

采用野外径流小区原位观测法，在试验区选择3种坡度（7°、19°、30°）的槟榔林，分别设置6个径流小区（编号分别为1#、2#、3#、4#、5#、6#），进行化学除草和不除草(对照)两种处理的对比试验，每种处理重复3次。化学除草使用41%草甘膦异丙胺盐稀释60倍进行喷施，用量45L/hm²，径流小区表层土壤理化性质见表1。

表 1 径流小区表层土壤理化性质

试验期间降雨特征

研究区侵蚀性降雨集中于7—9月，根据2023年7月15日至9月15日观测结果，总计降雨18场，其中侵蚀性降雨11场，选取具有代表性的6场侵蚀性降雨数据进行分析，其次降雨量分别为17.2~64.4mm，降雨特征见表2。

除降雨量外，地表产流产沙还受降雨强度、降雨历时、分段雨强等降雨特征的综合影响，高雨强、短历时或低雨强、长历时降雨均可引起产流产沙。

表 2 研究区6场典型侵蚀性降雨特征

不同坡度和处理下槟榔林产流产沙特征

不同坡度和处理下槟榔林径流量、泥沙流失量见图1。由图1可知，相同坡度下化学除草处理的径流量和泥沙流失量均值均大于不除草处理的，其中：各坡度两种处理间径流量差异均未达到显著水平；7°坡面两种处理间泥沙流失量差异不显著，19°坡面差异显著，30°坡面差异极显著。

施用除草剂主要影响地表植被覆盖度，施药30d后植被覆盖度明显降低(接近0)，说明槟榔林下植被覆盖度的变化对径流量的影响较小，对泥沙流失量的影响较明显。

图 1 不同坡度和处理下槟榔林径流量与泥沙流失量

相同处理不同坡度槟榔林径流量和泥沙流失量均随坡度的增大而增大，30°坡面最大，7°坡面最小。化学除草处理的径流量均值随坡度从大到小依次为71.46、24.15、18.54m3/hm2，泥沙流失量均值依次为146.07、53.14、26.83kg/hm²；不除草处理的径流量均值随坡度从大到小依次为41.82、9.40、7.57m3/hm²，泥沙流失量均值依次为9.86、9.75、4.11kg/hm²。

径流量方面，两种处理下，30°与7°、19°坡面均呈极显著差异，而7°和19°坡面均无显著差异。泥沙流失量方面，化学除草处理，7°与30°坡面差异显著，19°与其他坡度坡面均无显著差异；不除草处理，3个坡度间均无显著差异。这说明同一处理下，坡度对槟榔林产流量有较显著影响，而对产沙量的影响较小。

不同坡度和处理下槟榔林氮磷流失特征

径流中DN、DP流失特征

不同坡度和处理下槟榔林径流DN、DP流失量见图2。由图2可知，3个坡度化学除草处理的径流平均DN、DP流失量均高于不除草处理的，其中：30°坡面化学除草处理的径流DN、DP流失量均值分别为5.40、3.19mg/m²，是不除草处理的2.64、2.76倍；

19°坡面化学除草处理的径流DN、DP流失量均值分别为2.06、1.17mg/m²，是不除草处理的3.67、4.91倍；7°坡面化学除草处理的径流DN、DP流失量分别为1.94、1.10mg/m²，是不除草处理的4.77、3.83倍。

图 2 不同坡度和处理下槟榔林坡面径流 DN、DP 流失量

两种处理不同坡度径流DN、DP流失量表现为30°坡面显著或极显著大于7°和19°坡面，而7°坡面与19°坡面之间差异均不显著。进一步分析发现不同坡度坡面原始土壤养分不同。

比如30°坡面中土壤全磷含量与其他坡面差异显著，但3个坡面土壤全氮与碱解氮含量无显著性差异，因此径流养分流失量与土壤性质相关性不大，陡坡径流养分流失量大于缓坡的主要原因是陡坡的径流量较大，径流冲刷带走了较多养分。

泥沙中TN、TP流失特征

不同坡度和处理下槟榔林泥沙TN、TP流失量见图3。由图3可知，3个坡面化学除草处理的泥沙平均TN、TP流失量均大于不除草处理的。

图 3 不同坡度和处理下槟榔林坡面泥沙 TN、TP 流失量

化学除草与不除草两种处理的泥沙平均TN、TP流失量均表现为30°坡面>19°坡面>7°坡面。化学除草处理中，30°坡面的泥沙TN、TP流失量均显著大于7°和19°坡面；而不除草处理中，3个坡度间泥沙TN、TP流失量差异均不显著。

不同处理和坡度条件下的泥沙TN、TP流失量差异与泥沙流失量的结果相似，说明泥沙养分流失量的多少主要受泥沙流失量的影响。

根据3个坡度坡面径流和泥沙养分流失量可以得到，化学除草处理的泥沙TN流失量占总流失量的99.62%，泥沙TP流失量占总流失量的99.44%；不除草处理的泥沙TN流失量占总流失量的98.99%，泥沙TP流失量占总流失量的98.34%，可见养分流失的主要载体是泥沙。

产流产沙量、氮磷流失量与降雨特征的相关性

为分析槟榔林坡面产流产沙的影响因素，对不同坡度、处理条件下槟榔林径流量及泥沙流失量与降雨特征参数进行相关性分析，结果见表3。

泥沙养分流失量与各降雨特征参数的相关性分析结果显示，两种处理下7°和19°坡面的泥沙TN、TP流失量多与降雨量有较大的相关性；

化学除草处理30°坡面泥沙TN、TP流失量均与I10和I30呈显著正相关，与平均雨强呈极显著正相关；不除草处理30°坡面泥沙TN、TP流失量与各降雨特征参数相关性均未达到显著水平。

表 3 产流产沙量、氮磷流失量与降雨特征的相关性

化学除草处理的产流产沙及氮磷流失量均大于不除草处理，且两者流失量均随坡度增大而增加，陡坡 + 化学除草对槟榔林土壤侵蚀和养分流失影响显著，建议避免陡坡造林和过度使用除草剂。