柚木(Tectona grandis)为著名的热带珍贵用材树种，天然分布于缅甸、印度、泰国和老挝。因其独特的材质及较高的经济价值，被亚洲、非洲、大洋洲、中(南)美洲的许多国家或地区引种。我国引种柚木有170多年的历史, 遍及7个省(区)100多个县(市)(陈存及等, 2000；马华明等, 2003)。然而，在这些引种区域内，酸性至强酸性土壤面积约占2/3(潘一峰等, 1999)。土壤酸化导致有效养分, 特别是钙的流失及较高的交换性铝储量，严重影响柚木的生长和发育(Zech et al., 1991)。土壤pH值被认为是限制柚木天然分布和生长发育的重要因子之一(Kaosa-ard, 1998；TEAKNET, 1999)。柚木适宜中性和轻微偏碱性的土壤，最适pH值范围在6.5~7.5之间，玄武岩和泥炭土发育的pH值＜6.0的酸性土壤上柚木生长欠佳(Prui, 1951; Srisuksai, 1992)。钙是限制柚木生长的主要营养因子(Kaosa-ard, 1981; Krishnapilla et al., 2000; Mohan, 2005)。研究表明，柚木的生长发育需要大量的钙，土壤缺钙则柚木生长矮小(Seth, 1958; Kaosa-ard, 1981; Tewari, 1992)。土壤中的钙含量被作为柚木立地质量评价的指标(Kaosa-ard, 1998)。酸性土壤施用石灰，可提高土壤的pH值，增加土壤的钙量，但随施钙量的增加，植物对硼的吸收量降低(Gupta et al., 1972; Shear, 1975)。挪威云杉(Pecea abies)林中施石灰后，其针叶中硼含量有所下降(Lehto et al., 1994)。酸性土壤施用石灰导致植物缺硼或出现缺硼症状(Tanaka, 1967; 牛义等, 2003)可以通过增施硼肥措施加以纠正(Braekke, 1983b)。也有报道称，钙与硼间呈正相关关系，施硼可以增加对钙的运输与吸收(Dixon et al., 1973；Yamaurehi et al., 1986)。氮是植物生长需求量最大的营养元素，制约着植物的生长和产量的形成(Attiwill et al., 1993)。氮也是限制柚木生长主要营养元素(Mohan, 2005)。缺硼的土壤大量施氮会加剧硼缺乏症状，降低作物的产量(皮美美等, 1989)，但也有研究表明硼氮配施可以提高作物的产量(Umesh, 1976)及树木的生长量(黄宗益等, 1999)。钙、硼、氮配施对酸性土壤柚木生长有何影响，三者之间的相互作用及最适配比，也是酸性土壤柚木人工林经营急需解决的关键技术问题。针对上述问题，开展了钙、硼、氮不同配比苗期盆栽试验，以期为酸性土壤柚木苗木培育和人工林经营提供科技支撑。

1 材料与方法 1.1 试验材料 1.1.1 苗木

供试材料为柚木缅甸优良种源7544腋芽组培移栽苗。培育过程如下：在组培室内培育未生根的组培瓶苗，练苗后将幼苗从瓶中取出，剪掉愈伤组织，清洗，扦插在经5%高锰酸钾消毒的河沙苗床上。温室条件下培养(不施肥)3个月，待用。此时，平均苗高8.0 cm, 平均地径0.1 cm。

1.1.2 土壤

供试土壤为花岗岩上发育的赤红壤，取自中国林业科学研究院热带林业研究所(广州市龙洞)后山0~40 cm土层。土壤pH值4.25，＜0.02 mm的土粒含量占36.7%，有机质12.225 g·kg^-1，全氮0.702 g·kg^-1，全磷0.105 g·kg^-1，全钾34.881 g·kg^-1，碱解氮71.72 mg·kg^-1，有效磷1.09 mg·kg^-1，速效钾44.75 mg·kg^-1，交换性钙(1/2 Ca²⁺)5.07 mmol·kg^-1，交换性镁(1/2 Mg²⁺)0.691 mmol·kg^-1，交换性铝(1/3Al³⁺)³0.918 mmol·kg^-1，交换性锰11.468 mg·kg^-1，有效硼0.213 mg·kg^-1，阳离子交换量39.69 mmol·kg^-1，盐基饱和度17.56%。

1.1.3 肥料

氧化钙(分析纯), 含Ca 71.4%；硼酸(分析纯)，含有效B 17.5%；尿素(俄罗斯产)，含有效N 46%。磷钾肥：磷酸二氢钾(分析纯)，含P₂O₅ 52.44%，含K₂O 34.8%。

1.2 试验设计与方法

采用311-A混合最优回归设计(白厚义, 2003；茆诗松等, 1981; 吴健等, 1988；杨义群, 1990)，以Ca, B, N为因子，每因子5水平(表 1)，共计11个处理(表 2)。处理小区随机排列，3次重复，每处理小区4株苗(每盆1株)，即每处理共计重复12次。Ca, B用量参照赤红壤巨桉(Eucalyptus grandis)苗石灰和硼施肥试验用量(仲崇禄, 1996)及普通木麻黄(Casuarina equisetifolia)苗木硼最佳施用量(仲崇禄, 1994)设定，N用量参照柚木苗期多因素(N, P, K和沸石)施肥试验用量(梁坤南等, 2005)设定。

按照11个处理中肥料的实际用量(表 2)，分别称取氧化钙、硼酸和尿素。基质土壤经风干后过孔径5 mm土筛，称取2 kg，与称量好的氧化钙、硼酸以及磷酸二氢钾(0.4 g·株^-1，作底肥)充分混匀后装入上口径16 cm, 下口径12 cm, 高20 cm，容积3 L的塑料营养盆中。从沙床中取出苗木，用去离子水洗根后单株移入。尿素仅作追肥用，移苗后1个月开始追施，将称量好的尿素淋施土盆中，每次1/8用量，每半个月施1次(5—8月)，施满8次后停施。试验在具自动喷水浇灌设施的温室内进行，确保水分的定时、定量供给。

1.3 指标测定与数据分析

试验从2008年4月1日开始，10月1日结束，每月观测1次，共计6次。每次测定全部苗木的苗高与地径。试验结束时，测定苗高、地径后将苗木从盆中取出，叶、茎分离，分别称其鲜质量。洗净根，用滤纸吸干水分后称其鲜质量。随后将每株苗木的叶、茎、根在70 ℃温度下烘至恒质量，分别称干质量。采用SAS 8.0统计分析软件(美国SAS软件研究所)的方差分析过程(GLM)和二次响应曲面回归分析过程(RSREG)对苗高、地径及生物量(干质量)指标进行统计分析，Duncan法进行多重比较。

2 结果与分析 2.1 苗高生长

移苗1个月，不同处理的苗高生长差异已达极显著水平(P＜0.000 1)，2个月后，这种差异逐渐增大。3个月时，处理7的苗高生长显著的高于其他处理；处理8生长最差，3个月后几乎停止生长。4个月时，不同处理平均苗高的高低排序与5个月时相一致；5个月与6个月时的平均苗高，不同处理差异的相似程度则完全一致(表 3)，表明对苗高的影响在5个月时完全趋于稳定。此时，各处理对苗高生长影响顺序，处理7＞处理10和处理9＞处理2＞处理11＞处理4、处理6和处理1＞处理5、处理3和处理8。6个月时的平均苗高，最佳处理7(Ca：B：N=1.2 g·kg^-1：0.4 mg·kg^-1：0.3 g·kg^-1)是最差处理8(Ca：B：N=0 g·kg^-1：0.4 mg·kg^-1：0.3 g·kg^-1)的5.9倍。这2个处理之间，B与N的用量相同，钙的用量处理7最高，处理8最低。可见，在B与N用量相同的条件下，钙量(氧化钙)高低是直接影响苗高生长的主要因素。

2.2 地径生长

移苗后1个月，不同处理间的地径生长差异也已达到极显著水平(P＜0.000 1)。5个月与6个月时平均地径的多重比较结果表明，不同处理差异相似程度趋于一致(表 4)，表明不同处理对地径生长影响在5个月时也已完全趋于稳定。此时，不同处理对苗木地径生长的影响高低次序为：处理7＞处理9和处理10＞处理2和处理11＞处理4、处理6和处理1＞处理3、处理5和处理8。与苗高生长的影响相似，处理7对地径生长的促进作用最大，6个月时达0.77 cm, 而处理8则相反，该处理下苗木地径基本没有生长。

2.3 生物量(干质量)积累

6个月时，苗木不同器官(叶、茎、根)、地上部分及苗木总生物量的差异均达到极显著水平(P＜0.000 1)。处理7的叶片、茎、根系的生物量均显著的高于其他处理(表 5)。该处理苗木器官生物量高低依次为，叶＞茎＞根系，其中叶片生物量是茎的1.9倍，根系的2.8倍。

处理10和处理9的地上部分及总生物量大小无显著差异。从这2个处理Ca, B, N元素配比看，所施用的Ca量(0.6 g·kg^-1)和N量(0.3 g·kg^-1)均相同，仅施B量不同，处理10不施B，而处理9的施B量为最高(0.8 mg·kg^-1)。由此可见，在所给定的B用量范围内，B对柚木苗生物量积累没有显著的作用。处理10、处理9与处理2的施Ca量相同(0.6 g·kg^-1)，处理10和处理9所施N量相同，仅处理2为不施N。这3个处理地上部分及总生物量大小也无显著差异，但从生物量值大小比较看，处理10和处理9略高于处理2，说明施0.3 g·kg^-1的N比不施N略好。

无论是叶、茎，还是根系生物量，处理2都显著的高于处理11和处理1，这3个处理所施用的Ca和B量相同，分别为0.6 g·kg^-1和0.4 g·kg^-1，而N的施用量以处理1最高(1.2 g·kg^-1)，其次为处理11(0.6 g·kg^-1)，最少的为处理2(0 g·kg^-1)，表明N施入量越高，越不利于各器官生物量的积累。从不同处理生物量排序结果(表 5)可知，不施钙处理(即处理8)的各器官生物量均最低，该处理下的苗木几乎不能正常生长，与施用相同B, N用量的处理7无法相比。充分说明了酸性赤红壤上，钙对柚木苗木生物量积累的显著影响。

2.4 多项式回归模型及检验

为充分揭示苗木高、地径生长和生物量积累与Ca (X₁), B (X₂), N (X₃)营养元素之间的定性、定量关系，运用RSREG对6个月时的苗高、地径和总生物量指标建立三元二次多项式回归模型。方差分析表明，所建的3个回归模型均达到极显著水平(P＜0.000 1)。

从模型回归系数的显著性检验(表 6)和因变量的一次和二次项总体方差检验可知，钙、氮对苗高、地径和总生物量的生长影响达极显著水平，且两者间存在着交互作用，而硼未达到显著水平，表明钙与氮是影响苗木高、地径生长和总生物量积累的主要因素，而硼对柚木苗生长影响不大。为了解单一因子对总生物量(W)指标的影响采用“降维法”得如下方程：

(1)

(2)

(3)

依据方程(1)~(3)绘制柚木苗木总生物量单因子效应分析图(图 1)。从图 1中可以看出钙与总生物量呈正相关，表明钙是促进苗木生物量积累的主要营养因子，而N与苗木的总生物量指标呈负相关，表明追施氮肥不利于苗木生物量的积累。

3 结论与讨论

1) 酸性赤红壤上，Ca, B, N不同配施处理对柚木无性系7544苗期苗高、地径生长，叶、茎、根、地上部分及总生物量积累均产生显著影响。3种营养元素中，Ca是促进酸性赤红壤柚木无性系苗地上部分生长的主要营养因子和限制因子，B对其生长未产生显著影响，追施过多的N则不利于柚木无性系苗的生长。Ca与N之间存在交互作用，而Ca与B、B与N之间则无交互作用。

2) 11个处理中，处理7的苗高、地径生长和总生物量积累均最高，显著高于其他10个处理，分别是最差处理(处理8)的5.9，4.3和74.7倍。处理7的苗木器官生物量高低顺序表现为叶＞茎＞根系，其中叶片生物量是茎的1.9倍，根系的2.8倍。酸性赤红壤柚木无性系7544苗期最适Ca, B, N配比为：Ca：B：N =1.2 g·kg^-1：0.4 mg·kg^-1：0.3 g·kg^-1，相应的最适肥料配比为：CaO：H₃BO₃：(NH₂)₂CO=1.68 g·kg^-1：2.3 mg·kg^-1：0.65 g·kg^-1。

3) 赤红壤为南亚热带的地带性土壤，该类土壤一般呈酸性(pH值4.5~5.5)，且盐基含量普遍较低(广东科学院丘陵山区综合科学考察队，1991)。按照全国土壤普查技术标准(李淑仪等，2007)，本试验所用的酸性赤红壤的交换性钙、有效硼及碱解氮含量分属极缺乏、缺乏和偏低等级。试验结果表明，在所设定的B量(0~0.8 mg·kg^-1)范围内，B对柚木无性系7544苗期生长影响不显著，这可能是由于试验所设B量太低，未能达到显著促进苗木生长所需最低量所致；也可能是由于柚木无性系7544苗期硼需求量低，尽管土壤的有效硼含量也较低(0.213 mg·kg^-1)，但足以满足其生长所需，故对外源B不敏感。有关柚木苗木的B临界含量问题还有待研究和确定。

4) N素是柚木生长所必需的营养元素，但试验结果表明追施过多的N(尿素)则不利于柚木无性系7544苗木的生长。这主要是由于盆内土为强酸性土壤(pH值4.25)，追施尿素可导致盆内土特别是根际土壤pH值的下降及Al₃^-含量的提高(本试验土壤测定结果，见后续报道)，导致几乎无硝化作用的发生，严重制约柚木苗木根际对有效养分吸收的缘故。Katyal等(1988)对15个土壤的硝化活性研究表明，pH值4.6~5.1的土壤，几乎无硝化作用。土壤的硝化作用随pH值的升高而增强(Dancer, 1973)。即便有硝化作用的发生，NO₃^-1—N使土壤pH值升高的幅度一般低于NH₄⁺—N使pH值下降的幅度(陆景陵，2003)。石锦芹等(1999)研究也表明，尿素可酸化赤红壤，降低对Ca及土壤中其他营养元素的有效吸收。可见，尿素的施用，应以不加重土壤酸化为宜。

5) 在贫瘠酸强酸性赤红壤上培育柚木，建议增施足够量的钙，特别是以石灰为钙源，适当减少N(尿素)的用量，亦或采用硝酸盐类为氮源，以提高土壤的Ca含量和pH值，提高N的有效性及促进对其他营养元素的有效吸收。