Soil Physicochemical Characteristics and Comprehensive Fertility of Pinus densiflora Artificial Forests in Shandong Province

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0860

Abstract

Abstract:

Soil physicochemical characteristics are important parts of soil fertility. The research on soil physical and chemical properties and the evaluation of soil fertility are of great significance for the diagnosis of soil quality, which can provide a scientific basis for the rational management of artificial forests. The authors took 35 typical plots of Pinus densiflora forests in the mountainous area of central Shandong Province and the hilly area of eastern Shandong Province as the objects, through the combination of field investigation and indoor analysis, 13 soil indexes were sampled and determined, and the physical and chemical properties of forest soil were studied. The comprehensive index method was used to evaluate the soil fertility of P. densiflora forests. The results showed that the content of soil organic matter, total nitrogen, available nitrogen and available potassium were at the middle level, while the content of available phosphorus was relatively low. The soil pH was acidic, and the soil electrical conductivity (EC) was generally very low, ranging from 19.6 to 115.6 μS/cm, and cation exchange capacity (CEC) was also low as a whole; the soil bulk density and porosity were in the moderate grade, 74.54% and 65.71% respectively. The overall thickness of soil layer was at a moderate level. The average value of soil clay content was only 9.35%, which was at a low or very low level, resulting in a relatively high silt/clay ratio. There were great differences in soil comprehensive fertility among different plots; the comprehensive soil fertility of P. densiflora forests in Kunyu District of Yantai and Yiyuan County of Zibo were the highest, significantly higher than that in other counties. The soil fertility index of P. densiflora forests in the mountainous area of central Shandong was higher than that in the hilly area of eastern Shandong. There was a significantly negative correlation between stand density and soil comprehensive fertility index.

Key words: Pinus densiflora artificial forest, soil physicochemical characteristics, comprehensive fertility index, correlation analysis, stand density, Shandong Province

CLC Number:

S714.8

CHENG Hongyan, ZHANG Lanying, WANG Feng, DU Zhenyu. Soil Physicochemical Characteristics and Comprehensive Fertility of Pinus densiflora Artificial Forests in Shandong Province[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(23): 70-76.

Figures/Tables 7

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编号		地点		林龄/a		密度/(株/hm²)		郁闭度		林下盖度/%		海拔/m		坡度		坡向
1	烟台市牟平区		16		2800		0.6		50		121		20		南
2	烟台市牟平区		16		2300		0.5		50		126		32		东偏南5^o
3	烟台市牟平区		16		2200		0.6		70		112		21		北偏东24^o
4	烟台市牟平区		16		2300		0.8		70		130		30		北偏东29o
5	烟台市牟平区		16		3700		0.85		95		152		20		西
6	烟台市牟平区		16		3700		0.7		53		170		21		西偏南6o
7	烟台市牟平区		16		3600		0.85		20		169		22		西偏南40o
8	烟台市牟平区		16		2000		0.5		50		166		24		西偏南18o
9	烟台市莱山区		22		2600		0.5		98		161		23		北偏西15o
10	烟台市莱山区		23		3300		0.3		90		163		22		北偏西50o
11	烟台市莱山区		22		3000		0.9		80		142		18		西偏北30o
12	烟台市莱山区		20		4800		0.7		98		140		20		北偏东12o
13	烟台市昆嵛区		65		500		0.7		95		150		35		北偏西39o
14	烟台市昆嵛区		65		900		0.85		90		120		30		东偏北8o
15	烟台市昆嵛区		65		2900		0.9		95		150		10		东偏南5o
16	日照市东港区		20		2900		0.7		95		65		30		北偏东8o
17	日照市东港区		20		5700		0.8		98		54		15		西偏北20o
18	日照市东港区		20		2400		0.7		20		40		20		西偏北10o
19	日照市东港区		20		2800		0.65		80		90		22		西偏南16o
20	日照市东港区		20		1300		0.3		98		130		18		南偏东26o
21	日照市东港区		20		1700		0.8		90		150		30		西偏南24o
22	日照市东港区		20		2300		0.75		90		70		11		西南
23	日照市东港区		20		2000		0.9		50		60		22		南偏东30o
24	日照市东港区		16		6500		0.8		50		40		23		东偏北1o
25	日照市东港区		20		1900		0.5		90		140		25		南偏东13o
26	淄博市沂源县		56		600		0.4		95		490		45		北偏东1o
27	淄博市沂源县		56		900		0.5		95		530		30		南偏西40o
28	淄博市沂源县		56		1200		0.65		95		570		30		南偏西36o
29	淄博市沂源县		56		1200		0.55		98		700		22		北偏西7o
30	淄博市沂源县		56		1800		0.8		85		710		26		西偏南22o
31	淄博市沂源县		56		1200		0.85		15		720		15		南偏西7o
32	泰安市岱岳区		65		600		0.6		98		680		24		北偏东18o
33	泰安市岱岳区		65		500		0.4		95		638		28		西偏北42o
34	泰安市岱岳区		65		600		0.75		90		605		25		南偏西30o
35	泰安市岱岳区		65		1000		0.7		80		177		18		北偏东25o

编号		地点		林龄/a		密度/(株/hm²)		郁闭度		林下盖度/%		海拔/m		坡度		坡向
1	烟台市牟平区		16		2800		0.6		50		121		20		南
2	烟台市牟平区		16		2300		0.5		50		126		32		东偏南5^o
3	烟台市牟平区		16		2200		0.6		70		112		21		北偏东24^o
4	烟台市牟平区		16		2300		0.8		70		130		30		北偏东29o
5	烟台市牟平区		16		3700		0.85		95		152		20		西
6	烟台市牟平区		16		3700		0.7		53		170		21		西偏南6o
7	烟台市牟平区		16		3600		0.85		20		169		22		西偏南40o
8	烟台市牟平区		16		2000		0.5		50		166		24		西偏南18o
9	烟台市莱山区		22		2600		0.5		98		161		23		北偏西15o
10	烟台市莱山区		23		3300		0.3		90		163		22		北偏西50o
11	烟台市莱山区		22		3000		0.9		80		142		18		西偏北30o
12	烟台市莱山区		20		4800		0.7		98		140		20		北偏东12o
13	烟台市昆嵛区		65		500		0.7		95		150		35		北偏西39o
14	烟台市昆嵛区		65		900		0.85		90		120		30		东偏北8o
15	烟台市昆嵛区		65		2900		0.9		95		150		10		东偏南5o
16	日照市东港区		20		2900		0.7		95		65		30		北偏东8o
17	日照市东港区		20		5700		0.8		98		54		15		西偏北20o
18	日照市东港区		20		2400		0.7		20		40		20		西偏北10o
19	日照市东港区		20		2800		0.65		80		90		22		西偏南16o
20	日照市东港区		20		1300		0.3		98		130		18		南偏东26o
21	日照市东港区		20		1700		0.8		90		150		30		西偏南24o
22	日照市东港区		20		2300		0.75		90		70		11		西南
23	日照市东港区		20		2000		0.9		50		60		22		南偏东30o
24	日照市东港区		16		6500		0.8		50		40		23		东偏北1o
25	日照市东港区		20		1900		0.5		90		140		25		南偏东13o
26	淄博市沂源县		56		600		0.4		95		490		45		北偏东1o
27	淄博市沂源县		56		900		0.5		95		530		30		南偏西40o
28	淄博市沂源县		56		1200		0.65		95		570		30		南偏西36o
29	淄博市沂源县		56		1200		0.55		98		700		22		北偏西7o
30	淄博市沂源县		56		1800		0.8		85		710		26		西偏南22o
31	淄博市沂源县		56		1200		0.85		15		720		15		南偏西7o
32	泰安市岱岳区		65		600		0.6		98		680		24		北偏东18o
33	泰安市岱岳区		65		500		0.4		95		638		28		西偏北42o
34	泰安市岱岳区		65		600		0.75		90		605		25		南偏西30o
35	泰安市岱岳区		65		1000		0.7		80		177		18		北偏东25o

指标	转折点
指标	x₁	x₂	x₃	x₄
有机质/(g/kg)	10	50
全氮/(g/kg)	0.5	1.2
碱解氮/(mg/kg)	30	120
有效磷/(mg/kg)	3	20
速效钾/(mg/kg)	30	150
土层厚度/cm	20	100
CEC/(cmol/kg)	10	25
容重/(g/cm³)	1	1.2	1.5	2
pH	4.5	6.5	7.5	8.5
EC/(μS/cm)	120	350	1000	1500
孔隙度/%	35	45	55	65
粘粒/%	20	30	40	50
粉粘比	0.7	1.2	2.5	3.5

指标	转折点
指标	x₁	x₂	x₃	x₄
有机质/(g/kg)	10	50
全氮/(g/kg)	0.5	1.2
碱解氮/(mg/kg)	30	120
有效磷/(mg/kg)	3	20
速效钾/(mg/kg)	30	150
土层厚度/cm	20	100
CEC/(cmol/kg)	10	25
容重/(g/cm³)	1	1.2	1.5	2
pH	4.5	6.5	7.5	8.5
EC/(μS/cm)	120	350	1000	1500
孔隙度/%	35	45	55	65
粘粒/%	20	30	40	50
粉粘比	0.7	1.2	2.5	3.5

指标	平均值	标准差	最小值	最大值		变异系数/%		指标等级/%
指标	平均值	标准差	最小值	最大值		变异系数/%		低		中		高
有机质/(g/kg)	26.34	14.55	12.1	71.2	55.24		–		91.43		8.57
全氮/%	0.11	0.06	0.04	0.29	53.79		2.86		62.85		34.29
有效氮/(mg/kg)	94.64	48.11	14.60	256	50.84		5.71		74.29		20
有效磷/(mg/kg)	4.10	5.94	0.60	26	144.83		68.57		22.86		8.57
有效钾/(mg/kg)	48.54	20.01	20.00	111	41.22		11.43		88.57