土壤通气与林草的关系

1914—1924年间，我在菩萨研究了草与树木竞争时的影响因子，期间我们一直关注了如下三个问题：①为什么杂草会对果树造成很大的伤害？②树木清楚杂草的天然武器是什么？③树木根系对土壤通气如何反应？该研究的一部分结果发表在1925年出版的伦敦皇家协会的论文集中。结果表明，在影响土壤通气性的因素当中，植物一直发挥了重要的作用，本章即介绍了其中主要的结果论和一些原始记录。

从对菩萨气候的总结可以看到6月份西南季风间隔期一段时间，空气湿度很快上升，随之地下水位稳步上升，这样一直要持续到10月份才会下降。1992年，下层土壤水位上升了5米，直接影响了氧气的供给，因为这种上升的水位，会把土壤中富含二氧化碳的空气慢慢赶到大气中去。

当地的土壤是具有高钙质的泥质土壤，包含75%的细砂和25%的黏粒，约98%的土壤能够通过80目（每平方英寸有80个网孔）的筛子。表层土与下层土之间没有明显的界限，下层土由含土壤、黏土和细沙的交替土层组成，直至深层地下水，地下水一般出现在地表以下6米的地方。碳酸钙的含量经常会超过30%，可利用的磷酸盐大约在0.001%，尽管磷含量较低，菩萨所在的地区土壤表现肥沃，并保持了每平方千米超过3100人的高人口密度，还在没有任何磷肥支持下出口了大量的种子、烟草、牲畜以及剩余的劳动力。该区域农业生产所反映的事实和农业科学的理论假设即土壤分析显示的显著缺磷应通过施用磷肥来解决是相矛盾的。实际上，还有另外两个因素影响了作物生产，就是雨季后期由于土壤胶体呈分散状态，导致腐殖质流失和土壤通透性恶化。这时土壤表层孔隙积水，导致土壤渗透作用停止，以至于土壤缺氧，这种情况会首先通过作物的根系行为表现出来，，然后影响到作物生长。

为了研究土壤通气与林草的关系，我们在菩萨18亩的均一土壤上种植了8种果树，包括3种落叶树和5种长绿树，每一树种均从单一母体培育而来。树木栽种两年后，每棵树都长势良好且均匀一致；这时把8行树中每一行的9株树地表任由杂草生长，而把靠两端的两区树下的杂草清伐后作为对照。当草完全长高时，其对幼树的危害就明显表现出来，这时给靠南的3列树提供通风口，用碎砖块砌成宽45厘米，深60厘米的沟，正好位于两列树中间。为了确定杂草对果树的全部影响，从1921年我们在对照区的南面又恢复了杂草。在菩萨杂草对果树的有害影响要比英国沃本黏土上的表现更严重，在几年之内有几种树就完全死掉了。

我们在不同处理间发现根系发育差别很大，因此探讨草的危害原因的第一步似乎是要系统研究清耕处理下的根系系统，以确定一年里根系的活动区域，并把这些结果与果树地上部分的生长结合起来进行分析。该项工作于1921年进行，后来于1922年和1923年又进行了重复。方法很简单，就是把根系迅速暴露后，用细的喷水头冲洗使活动根系从土壤颗粒分离出来。每次只采用一株新鲜的植株样品，若人工充足，可在几小时内把深达6米植株根系系统的任意部分暴露出来便于观测。