山核桃林地土壤生态过程与调控

**章 山核桃栽培概述 **节 山核桃简介 一、山核桃的栽培历史 胡桃科(Juglandaceae)山核桃属(Carya)植物是优良的木本油料作物，果实具有较高的含油率和营养价值，是世界著名干果。全世界现存山核桃属有18个种和2个亚种，主要分布于北美东部地区及亚洲东南部地区，我国分布有5种，分别为山核桃(C. cathayensis)、越南山核桃(C. tonkinensis)、贵州山核桃(C. kweichowensis)、湖南山核桃(C. hunanensis)和大别山山核桃(C. dabieshanensis)；引入栽培1种为美国山核桃(C. illinoinensis)，又称薄壳山核桃。其中，以山核桃的价值和开发程度*高。 山核桃又称浙江山核桃，是我国特有的优质干果和木本油料植物，产于浙江临安、淳安、桐庐、安吉，以及安徽等地。到目前为止，山核桃林主要分布于浙、皖交界的天目山区，其中以浙江临安*多。山核桃的种植历史悠久，对化石资料的研究显示，远在4000万～2500万年前的第三纪，我国华东地区就有分布，后因第四纪冰川毁灭，仅在浙、皖交界的天目山区保留下来。在弘治十五年(公元1502年)的《绩溪县志》中记有“山胡桃食小而核薄”；嘉靖六年(公元1527年)的《宁国县志》中也有“山核小而圆，肉似核，核能榨油，壳可助火”的记载；明万历《群芳谱》和清康熙《广群芳谱》均记载“南方有山核栎，底平如槟榔，皮(壳)厚而坚，多内少瓤，其壳甚厚，须椎之方破”。这些记载均指山核桃多山野自生，少为林木栽培。故一般文献记载山核桃利用历史为500年，而作为人工栽培是近100～200年的事。 二、山核桃的生物学与生态学特性 (一) 山核桃的生物学特性 山核桃为落叶乔木，小枝髓心充实。奇数羽状复叶，小叶具锯齿。4月上中旬展叶，4月底至5月初开花，5月底至6月初雄花开始分化，并很快分化出三个雄花序轴原基以及苞片，7月中旬以后停止分化，进入休眠，直至次年的4月中下旬完成雄花序的分化，从开始分化至结束总共历时11个月。与雄花花芽不同，雌花花芽开始分化是在4月初至4月中旬之间，并且分化速度十分迅速，仅14d左右就能完成分化过程。山核桃果实于9月上旬及中旬成熟，每年白露前后开始采收，10月下旬起开始落叶，11月至次年3月为山核桃的休眠期。 (二) 山核桃的生态学特性 山核桃主要分布于浙、皖两省交界的天目山区，地处北纬29°～31°、东经118°～120°，所在地年平均气温13.5～17.2℃，年降水量1000～1500mm。山核桃为半阴性树种，在海拔200～800m的背阴面生长较好。山核桃在生长过程中需要充沛的雨水，但在不同的物候期对雨水的需求量也不同。在春梢生长和花器生长发育期间，需要充足的雨水，在开花期雨水过多则会导致授粉率下降，对山核桃的坐果率产生巨大影响。对山核桃花芽分化和开花习性的研究显示，花期降水天数、降水量与产量呈显著负相关。 三、山核桃的利用价值 山核桃具有重要的营养价值和经济价值。山核桃种仁含油率高达69.8%～74.0%，居所有木本原料之首，同时含粗蛋白7.8%～9.6%、粗脂肪67.5%～71.7%，富含人体所必需的钾、钙、镁等矿质元素；山核桃青果皮可入药，外用于痈肿疮疡、疥癣、牛皮癣、白癜风等症状；山核桃油富含不饱和脂肪酸，占粗脂肪的88.38%～95.78%，具有润肺、滋补的功效，可降低血脂，预防冠心病等高危疾病；山核桃种仁中主要营养成分有17种氨基酸、8种脂肪酸，具有独特的营养价值和保健价值。山核桃树体通直、木材坚硬、纹理美观、抗腐抗冲击力强，可以广泛用于军工、船舶、建筑等行业；山核桃壳不仅能提取化学原料碳酸钾和焦磷酸钾，还可以制作活性炭；山核桃叶片、果皮、树皮还可以制作杀虫剂；山核桃种仁含油量高、蛋白质丰富、营养价值高，其干果可加工成风味特产或糖果糕点等出售；作为一种比较好的经济作物，山核桃具有管理少、投入少、经济效益高等特点。山核桃的栽培对地方经济有很大的影响，目前生产、加工和销售山核桃的企业有几百家，通过各种经销渠道，已经把山核桃销往全国各地，每年带来的经济利益达到几十亿元。浙江省山核桃产量占全国山核桃总产量的70%以上，临安区的种植面积、产量都约占全国总面积、总产量的50%，山核桃收入占主产区农民收入的60%～70%，是当地经济支柱产业和农民的主要收入来源。 第二节 山核桃生长的立地环境 一、地质环境 山核桃主要分布在寒武系地层中，在下奥陶统、上震旦统和燕山期花岗岩中也有分布。根据岩性组合，可将山核桃分布区的主要地层分为侵入岩、上侏罗统火山碎屑岩、下奥陶统下部的钙质泥岩、寒武系碳酸盐岩和上震旦统碳酸盐岩等5个岩组。 土壤中的微量元素是山核桃微量元素的主要来源，而岩石是土壤形成的物质基础，因此岩石和土壤中微量元素的丰度与山核桃的正常生长密切相关。山核桃果肉中含有20种元素，钾、钙、镁、铝、钠等元素的平均含量分别为3991.3mg kg-1、3760.1mg kg-1、1580.7mg kg-1、4.67mg kg-1、4.5mg kg-1，锰、钡、锌、铁、铜、钒、锶等微量元素的含量分别为102.6mg kg-1、59.1mg kg-1、68.7mg kg-1、41.9mg kg-1、18.2mg kg-1、4.2mg kg-1、7.3mg kg-1。寒武系地层中与山核桃果仁相关的微量元素中，锰、钡、钛、锶的含量较高，且变化率小；其次是铜、锌、钒、铅，其含量中等，但变化率大；而锡、铬、镍的含量低，变化率也小。土壤有机质是土壤的重要组成物质，其含量的高低对土壤形成过程以及土壤的物理、化学、生物等性质影响很大，同时它又是植物和微生物生命活动所需的养分及能量来源。 二、地形地貌 在山核桃适生的区域内，地形地貌对山核桃生长、结果影响较大，其中起主要作用的是海拔、坡度、坡向和坡位。 山核桃分布在海拔50～1200m的丘陵山地，*适宜的海拔高度为300～700m。低海拔的山核桃易受高温、干旱的危害，导致空果多；在海拔800m以上的山地，由于气温低、生长时间短，一般果实较小、产量低。 坡度影响土壤、水分、光热的分布。陡坡水土流失严重、土层薄、土壤肥力差，易遭旱灾，产量不高且不稳定；5°以下的坡地常因排水不良、土壤的通气性差，产量也不高。 山核桃幼林喜阴，结果后怕高温干旱和强光直照，80%以上的山核桃成林分布在阴坡或半阴坡。但随着海拔的升高，气温下降、湿度增大、光照减少。所以在海拔较高的地区山核桃产量阳坡高于阴坡。山核桃高产林多分布在山的中、下坡；在山顶和上坡则往往由于土薄、坡陡、强光直照、风大，生长和结果都差。 三、土壤条件 山核桃主要分布在低山和丘陵区，土壤成熟度低，主要为残坡积物。不同时代的地层、岩石和土壤作用对土壤的形成及演化具有明显的控制作用，形成不同类型的土壤，不同类型的土壤又控制和影响山核桃的分布及生长。山核桃分布的土壤类型出现的频率从高到低依次为寒武系泥质灰岩等母岩形成的油黄泥、下奥陶统钙质泥岩等形成的黄红泥钙质页岩土、寒武系-奥陶系泥(页)岩以及上侏罗统火山碎屑岩等形成的黄泥土、寒武系炭质泥灰岩和炭质泥(页)岩等形成的黑泥土，而黄泥沙土、黄泥土、香灰土、黄油泥、片石沙土、紫红沙土、黄泥沙土等出现频率均小于5%。不同岩性和物化性质的母岩还决定着经风化、淋滤、搬运而形成的土壤的质地、结构、含水性、理化性质和营养组成状况。 黑色石灰土、山地黄壤上的山核桃产量高、质量好，第四纪红土及幼年石灰土产量低。高产林分的土壤理化指标为酸性至中性，质地由轻壤至轻黏，有机质含量大于15g kg-1，层厚度大于60cm。 四、适生条件 金志凤等(2011)利用GIS技术对浙江省山核桃栽植的气候—土壤—地形进行了区划，综合考虑年平均气温、年降水量、年日照时数和花期晴天数4个气候因子，以及坡度、坡向、海拔高度、土壤类型和土壤质地等环境要素，将山核桃栽植划分为*适宜、适宜和不适宜3个区域。马俞高和吴竹明(2004)对浙江省果品特产地质背景值分析表明，山核桃喜深厚肥沃、微酸至中性、盐基饱和度高的土壤，适生于海拔200～700m山地，以钙元素质量分数高的碳酸盐岩和钙质泥页岩为宜，要求土体较厚、砾石质量分数适中、砂黏比小、质地重壤—中黏、有机质和营养元素质量分数高。安徽省的宁国、敦县、绩溪、族德等海拔200～700m和大别山区金寨县海拔500～900m的背风中坡是山核桃分布的主要区域；以石灰岩、花岗岩发育的土壤为宜，尤以石灰岩发育的黑色石灰土佳，其次是山地黄壤。安徽省宁国山核桃种植区划分为适宜种植区7处、一般种植区4处，同时发现山核桃生长较好的区域土壤中铜、锰、锌、铁、钼、硼、钴、铬、镍、硒等微量元素质量分数较高。地形和地球化学条件是影响安吉县山核桃生长的主要因子，低山区的天荒坪流纹质凝灰岩分布区土壤有效钾、氮、硫、锰质量分数高，钙、镁质量分数较高，有利于山核桃生长；以丘陵为主的杭垓碳酸盐岩分布区土壤有效磷、铁、钙、镁、铜、锌质量分数特高，山核桃长势较差；上墅石英二长岩分布区为中山区，其元素组合和山核桃长势介于二者之间。影响湖南省靖州县山核桃林生长和产量的立地因子主要是母质、土壤类型和土层厚度。大别山山核桃适宜的土壤pH为微酸性，果实品质与土壤肥力间的相关性显著。 第二章 研究区概况与研究方法 **节 研究区概况 研究区位于浙江省西北部、杭州市西部的临安区(29°～31°N，118°～120°E)。临安区东西宽约100km、南北长约50km，总面积3126.8km2；辖5个街道、13个乡(镇)、298个行政村。临安是我国山核桃的中心产区，有“中国山核桃之都”的美称，截止到2021年，临安山核桃种植面积达57万亩①，年产量达1.1万t。 临安地形地貌多样奇特，其境内地势自西北向东南倾斜，区境北、西、南三面环山，形成一个东南向的马蹄形屏障。西北多奇峰异岭、深谷沟壑；东南则是丘陵宽谷，地势平坦，全境地貌以中低山丘陵为主。西北、西南部山区平均海拔在1000m以上，东部河谷平原海拔在50m以下；西部清凉峰海拔1787m，东部石泉海拔仅9m，东西海拔相差1778m，为浙江省罕见。境内低山丘陵与河谷盆地相间排列，交错分布，大致可分为中山—深谷、低山丘陵—宽谷和河谷平原三种地貌形态，中山(海拔1000m以上)面积占5.4%，中低山(海拔800～1000m)占8.8%，低山(海拔500～800m)占18.3%，丘陵岗地(海拔100～500m)占57.4%，河谷平原(海拔100m以下)占10.4%。 临安属亚热带季风气候，温暖湿润，光照充足，雨量充沛，四季分明。年均降水量1350～1500mm，降水日158d，无霜期年平均为237d，年均气温16℃，极端*高和*低气温分别为41.7℃和-13.3℃，年均积温5774.0℃，年均日照时数为1774h。境内以丘陵山地为主，立体气候明显，从海拔不足50m的锦城至海拔1506m的天目山顶，年平均气温由16℃降至9℃，相差7℃，相当于横跨亚热带和温带两个气候带。研究区2013年的降水量和月均温变化如图2-1所示。 临安境内山脉分北、南两支，北支为天目山脉，南支为昱岭山脉。其中，天目山脉为浙江省主干山脉仙霞岭北支，由江西怀玉山经安徽黄山逶迤入境，横亘境内西北部，总体走向从西北向东南，西起浙皖边界清凉峰(海拔1787m)，东至临安与余杭交界的窑头山(海拔1094m)。其主脉自清凉峰向东北逶迤，有龙塘山(海拔1586m)、长坪尖(海拔1226m)、马啸岭(海拔1502m)、百丈岭(海拔1334m)、纤岭(海拔1014m)、千顷山(海拔1347m)、照君岩(海拔1449m)；支脉纵横，有柳岭(海拔730m)、芦塘岭(海拔885m)、