林业科学  2004, Vol. 40 Issue (4): 99-105   PDF    
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卢立华, 蔡道雄, 何日明.
Lu Lihua, Cai Daoxiong, He Riming.
马尾松幼林施肥效应综合分析
Synthetic Analysis on the Fertilization Effects for Young Pinus massoniana Plantation
林业科学, 2004, 40(4): 99-105.
Scientia Silvae Sinicae, 2004, 40(4): 99-105.

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收稿日期:2003-06-23

作者相关文章

卢立华
蔡道雄
何日明

马尾松幼林施肥效应综合分析
卢立华, 蔡道雄, 何日明     
中国林业科学研究院热带林业实验中心 凭祥 532600
摘要: 1991-2002年在广西凭祥市热林中心伏波实验场花岗岩发育的山地红壤上,对马尾松幼林进行了不同施肥配比和不同施肥时间试验,结果表明:施肥对马尾松的造林成活率影响十分明显,方差分析显示,处理之间达到了极显著的差异,经多重比较,施NP、PK、NPK等复混肥做基肥的处理,其造林成活率都很低,与CK比都达到了极显著差异。对试验林进行连续12 a的生长量观测,从其生长曲线图可以看出,施肥对马尾松幼林生长的影响是长期的,初期肥效优的处理能连续保持其优势,反之亦然。对两试验第11年生的生长量进行方差分析,除不同时间施肥试验处理之间的蓄积量达到显著差异外,其余项目差异都不显著,但对生长的影响有所不同。在配比试验中对马尾松幼林生长最好的处理为P2(P2O5用量100 kg·hm-2),其树高、胸径、蓄积量与CK比分别增加了3.75%、14.17%、33.60%;在不同时间施肥试验中以Pe处理为最优,马尾松幼林的树高、胸径、蓄积量与CK比分别增加了3.98%、27.57%、45.76%, 多重比较还表明:Pe处理的蓄积量与CK比达到了显著差异。
关键词: 马尾松    幼林    施肥效应    
Synthetic Analysis on the Fertilization Effects for Young Pinus massoniana Plantation
Lu Lihua, Cai Daoxiong, He Riming     
Experimental Centre of Tropical Forestry, CAF Pingxiang 532600
Abstract: To find out the effects of fertilization and fertilization time on the survival rate and tree growth of young Pinus massoniana, a study was carried out on the mountain red soil sites derived from granite at Fubo Experimental Farm of Experimental Center of Tropical Forestry of CAF, in Pingxiang city of Guangxi Autonomous Region from 1991 to 2002. The results showed that there was an evident influence on the survival rate of Pinus massoniana by fertilization Variance Analysis showed that there were extremely significant differences among the treatments. By means of Multiple Comparison, it was found that the survival rate of the young trees fertilized with NP, PK and NPK as basal fertilizers was significant lower than CK. Based on the 12 years' successively determined data, the growth curves showed that fertilization had long time effect on the growth of the young Pinus massoniana and the better treatments at the beginning would continue to maintain predominance in the end. Variance Analysis of the growth increment data observed for 11 years, showed that there were not significant differences among treatments except their stand volume. The effects of the different treatments on the growth of Pinus massoniana were different. The best fertilizer treatment was P2(P2O5:100 kg·hm-2), in which the tree height, DBH and stand volume increased by 3.75%, 14.17% and 33.60% respectively than those of CK. The optimum time was P among all the time treatments, in which the tree height, DBH and stand volume increased by 3.98%, 27.57% and 45.76% respectively than those of CK. Furthermore, the stand volume of Pe treatment was significant higher than that of CK.
Key words: Pinus massoniana    Young stands    Effect of fertilization    

马尾松(Pinus massoniana)是多用途工业原料树种之一,具有生长快,适应性广,能耐干旱、瘠薄等优良特性,在我国林业生产中占有十分重要的地位(秦国峰,1992)。长期以来人们对马尾松的认识存在偏差,普遍认为其耐瘠薄,易栽培,不需施肥,只要粗放经营即可丰产,因此,对马尾松施肥的重视和研究不够。直到20世纪80年代初,随着我国木材需求的大量增加,马尾松施肥技术研究才为人们所重视。从已经进行的研究表明,马尾松也和其它树种一样,要实现速生丰产,除必须坚持控制立地质量、遗传质量、造林密度这“三控制”原则(秦国蜂, 2000)外,施肥也是重要手段之一。周政贤(2001)通过对多年、多地点的马尾松幼林、中龄林、近熟林施肥研究结果和对试验地土壤肥力特性进行分析表明:我国南方马尾松林区的土壤大都表现出缺P少K中等N的特点,因此,马尾松施肥均以P肥的效果为好,配合施N、K肥效最佳。中国林科院热带林业实验中心(以下简称热林中心)是马尾松的高产区,卢立华等(1993)对马尾松苗期的施肥试验表明,施P、K复合肥对促进马尾松苗期的生长效果最佳,用该苗木造林,其造林成活率、幼林生长量亦都比其它处理的苗木为优;梁瑞龙等(1996)汪炳根等(1996)分别对马尾松中龄林、近熟林进行的施肥试验结果证明,施P肥对马尾松中龄林、近熟林的生长都有明显的促进作用。本文则是通过不同肥种与肥量及不同施肥时间对马尾松造林成活率的影响及对马尾松幼林生长量进行连续12 a的观测,从中了解施肥与马尾松幼林生长的关系,为马尾松幼林施肥提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验地概况

试验地位于广西凭祥市的东部,22°2′N,106°41′E的热林中心伏波实验场金生站林区,地貌为低山,海拔550 m,属北热带季风气候区,年均温19.5℃,年降雨量1 400 mm,相对湿度83%,土壤为花岗岩发育的山地红壤,土层深厚达5 m以上。属杉木砍伐迹地,立地指数为18,A层(0~20 cm)的pH 4.5,全N 1.42g·kg-1;全P 0.36g·kg-1;全K 2.6 g·kg-1;水解N 146 mg·kg-1;有效P 4.6 mg·kg-1;速效K 34 mg·kg-1

1.2 试验设计与方法

同时铺设两项试验,均采用随机区组设计,4次重复,两项试验都选用:含N46%的尿素,含P2O5 18%的钙镁磷肥,含K2O 60%的氯化钾,追肥时间均为试验当年的3月份。

1.2.1 施肥量及配比试验

设11个处理(CK、N、P1、P2、P3、K1、K2、NP1、P1K1、P2K2、NP2K1),因子与水平见表 1。施肥方法:都将各处理的施肥量均分为2次施用,其中:N、K1、K2 3个处理为造林后的第2年和第3年各追肥1次,其余处理均为:第1次于造林前做基肥施用,第2次于造林后第3年做追肥施用。

表 1 试验因子和水平 Tab.1 Factors and levels of experiment
1.2.2 施肥时间试验

N、P、K肥用量均为100 kg·hm-2。试验设10个处理(CK:不施肥、Na:第2年追1次N肥;Nb:第3年追1次N肥;Pa:P肥作基肥;Pb:第2年追1次P肥;Pc:第3年追1次P肥;Pd:1/2 P肥作基肥,另1/2 P肥于第3年做追肥;Pe:将P肥均分,分别于第2年和第3年各做1次追肥;Ka:第2年追1次K肥; Kb:第3年追1次K肥)。

小区按长方形布置,面积111.5 m2,株数40株(4行×10株),中间16株为观测株,外围24株为保护行。定植坑规格60 cm×60 cm×40 cm,挖明坑,施基肥处理于造林前20 d回填成半明坑并将基肥施到坑内混均后将坑回满,不施基肥处理则直接回满土。于1991年1月用桐棉马尾松Ⅰ级苗造林,密度3 600株·hm-2,当年的6月30日对马尾松成活率进行调查,然后用营养袋苗补植。1999年对幼林进行修枝及清理杂、灌、草,2001年底间伐。

2 结果与分析 2.1 气候因子对马尾松造林成活率的影响

气候是影响造林成活的一个重要因素,也是影响林木生长的一个主要因素。在众多气候因子中,气温、日照、风速等因子都会对造林成活率造成影响,但只有降雨量对造林成活率的影响最为明显和直接。造林当年的月降雨量与历年月平均降雨量(1981-1990年10 a的平均数)见表 2

表 2 1991年月降雨量和1981—1990的10 a月平均降雨量 Tab.2 The monthly rainfall in 1991 and the monthly average rainfall in 10 years from 1981 to 1990

表 2可见,1991年的降雨量除7月和12月比历年多40.5%和241.0%外,其它月份的降雨量都明显少于往年,尤其是造林后的第2个月(即2月份),其降雨量与历年平均降雨量比减少了87%,另外几个月份的降雨量也明显减少,减幅为23.4%~80.9%。1991年全年降雨量与历年的年平均降雨量比减少达37.9%,属较干旱年份。我们通过查阅热林中心历年生产检查档案得到:1991年在试验地周边营造的马尾松生产林,其平均造林成活率为82.8%,而1989—1990年3个年度,在相邻地点营造的马尾松林成活率分别为90.9%、91.3%、92.0%,3 a平均成活率达91.4%,比1991年高8.6%,可见,马尾松虽属耐干旱树种,但遇到干旱年份,其成活率也会受到严重的影响。从表 3还可以看到,尽管试验林的管护措施比生产林要好,但其造林成活率(CK′)也仅为83.6%,与同年马尾松生产林比仅高0.8%,说明试验林和生产林的成活率受干旱气候影响的程度是一致的。

表 3 不同施肥配比对马尾松造林成活率的影响 Tab.3 The effects of different application of fertilizers on the survival rate of young Masson Pine in plantation
2.2 施肥对马尾松造林成活率的影响

在干旱气候下施基肥对马尾松成活率的影响至今未见相关的报导,笔者于1991年6月30日对马尾松不同施肥配比试验林的造林成活率进行了调查与研究,结果见表 3

表 3可见,不同施肥处理对马尾松造林成活率的影响十分明显。造林前施基肥的处理,其造林成活率都明显低于不施基肥处理,降幅达9.2%~72.3%,且成活率与施肥量之间成负相关,即施肥量越大,成活率也越低。为说明处理之间的差异程度,将成活率结果经sin-1x-2转换后进行方差分析,因处理N、K1、K2都为不施基肥处理,与CK无异,且马尾松的成活率都很接近,故将其合并为CK′后进行方差分析。结果表明:处理之间马尾松的成活率达到了极显著差异(F=47.41;F0.01(7, 21)=3.65),多重比较,结果见表 4

表 4 成活率经sin-1x-2转换后处理之间多重比较 Tab.4 Multi-analysis on the survival rate after transforming with sin -1x-2

表 4可见,CK′的成活率除与P1、P2二处理比没达到显著差异外,与其它处理比都达到了极显著差异,P1与P2比较差异不显著,与P3比差异显著,与其余处理比差异都达到极显著;P2与P3比较差异不显著;与P1K1比差异显著,与另外3个处理比,达极显著差异;P3与PK复合处理比差异不显著,但与NP1、NP2K1处理比较达到极显著差异;PK复合处理之间差异不显著,但与NP1、NP2K1处理比都达到极显著差异。说明在干旱气候条件下,施适量磷肥做基肥对马尾松造林成活率虽有影响,但影响尚不太大,与对照比差异不显著,但施基肥量达到P2O5100 kg·hm-2时,将会严重影响马尾松的造林成活;施PK、NP、NPK复混肥做基肥将显著降低马尾松的造林成活率,尤其N肥与其它肥种复混肥作基肥,其造林成活率最低,不足20%。说明在较干旱条件下马尾松造林不适宜用N肥或其复混肥做基肥,这主要因为N肥在高温干旱气候下易分解释放出氨气而致伤根或烧苗。K肥做基肥对马尾松的成活同样不妙,因KCL中的CL对马尾松根系有伤害(南京林产工业学院土壤教研室,1981)。如确实需要施基肥,可施用P肥,但用量最好控制在P2O550 kg·hm-2以下。

2.3 施肥对马尾松幼林生长的影响

对试验林进行了连续12 a的生长量观测,结果见表 5表 6

表 5 不同施肥处理马尾松幼林的生长 Tab.5 The growth of young Masson Pine forests treated with different fertilizers
表 6 不同时间施肥马尾松幼林的生长 Tab.6 The growth of young Masson Pine forests fertilized in different time
2.3.1 直观分析

表 56可见,处理之间在不同年度中的生长量趋势基本保持一致,为便于作直观的说明,选择1998—2002年的观测结果绘制成曲线图 12,从2个曲线图可以很直观地看到:两项试验在不同年度中的树高、胸径及蓄积生长量的曲线图总的趋势基本保持不变,说明施肥对马尾松幼林生长的影响具有长效性。从图 1可见,在配比试验中,P2处理的树高、胸径、蓄积量在5个年度的生长曲线中均位于同年度生长曲线的最高点。说明在所有处理中P2处理对马尾松幼林生长的影响效果最佳,即施P2O5 100 kg·hm-2对马尾松幼林的生长为最好。而处理K2则相反,其树高、胸径、蓄积量在5个年度的生长曲线中均处在同年度生长曲线的最低位置,说明施用K2O 200 kg·hm-2对马尾松幼林的生长不利,比CK还差,因此,在生产实际中要尽量避免应用。对不同时间施肥试验,从图 2可见:Na、Nb、Pa、Pc、Ka、Kb 6个处理在5个年度的树高、胸径、蓄积量生长曲线中所处的位置与CK比不相上下,几乎处于同一水平位置,说明这6个处理对马尾松幼林生长的影响与CK接近,即肥效不佳。而Pb、Pd、Pe 3个处理则都处于CK的上方,说明它们对马尾松幼林的树高、胸径和蓄积生长量都具有促进作用,尤其是Pd、Pe 2个处理,在不同年度的曲线图中互为最高,并在所有年度中都处于其它处理的上方,说明Pd(1/2 P肥做基肥,另1/2 P肥于第3年做追肥)或Pe(P肥量均分,分别于第2年和第3年各做1次追肥)处理对马尾松幼林生长的影响为最优。

图 1 不同施肥处理马尾松幼林树高、胸径、蓄积生长量变化 Fig. 1 The change in height, DBH, volume growth of the young Masson Pine forests in different fertilizer treatments
图 2 不同时间施肥马尾松幼林树高、胸径、蓄积生长量变化 Fig. 2 The change in height, DBH, volume growth of the young Masson Pine forests in different time
2.3.2 方差分析

从以上直观分析结果已知,施肥对马尾松幼林的生长是有影响的,为说明不同处理的影响程度,须对观测数据进行方差分析。由于年度之间树高、胸径及蓄积量的生长趋势比较一致,故两项试验都只选择一个年度的观测结果进行方差分析。因2002年度的观测结果已经过2001年底的间伐,数据已受到人为干扰的影响,故选2001年度(11 a生)马尾松的观测结果采分析,结果见表 7

表 7 11 a生马尾松幼林观测结果方差分析 Tab.7 The variance analysis result of the growth for the 11-year-old young Masson Pine forests

表 7方差分析结果表明:不同施肥配比试验,处理之间的树高、胸径及蓄积生长量均末达到显著差异,但不同处理对马尾松幼林生长的影响是有差别的,大多数施肥处理都能对马尾松幼林的生长起到不同程度的促进作用,尤其以P2处理为最优,其树高、胸径、蓄积生长量分别达到8.30 m、13.62 cm、151.90 m3·hm-2,即P2(施P2O5 100 kg·hm-2)处理的树高、胸径、蓄积生长量分别比CK增加了3.75%、14.17%、33.60%,增长效果明显。由于幼林施肥投资小,操作简单,能够取得这样的增产效果,从经济效益考虑是合算的。可见,如果肥种和肥量选择得当,马尾松幼林施肥的肥效是明显的,可获得较好经济效益,值得推广。

表 7结果还显示:不同时间施肥试验,处理之间树高、胸径的生长量没能达到显著差异,但处理之间的蓄积量达到了显著差异,多重比较(最小显著极差法5%D′=36.71;1%D′=47.07)表明:Pe处理的蓄积量与Na比达到了极显著差异,与CK、Pc、Kb、Nb、Ka 5个处理比达到了显著差异;Pd处理的蓄积量与Na比达显著差异,与其它处理比差异不显著。说明Pe为最佳的处理,其树高、胸径、蓄积生长量分别为7.84 m、13.88 cm、138.52 m3·hm-2,即Pe处理的树高、胸径、蓄积生长量与CK比分别增加了3.98%、27.57%、45.76%。故将P2O5 100 kg·hm-2均分为2,于造林后的第2、第3年各追1次P肥对马尾松幼林的生长效果最好。

3 小结

马尾松虽属耐干旱树种,但气候干旱对马尾松的造林成活率也会造成严重的影响,在本试验条件下,气候对成活率的影响为8.6%;而在干旱气候下结合施基肥,将对马尾松的造林成活率带来更为严重的影响,至少会导致马尾松的成活率降低9%以上,尤其是施用尿素及与之相混合的复混肥,造成的影响会更甚,如本试验的NP1、NP2K1两个处理,其造林成活率仅分别为12.5%和11.3%。与CK(对照)83.6%比降低了71.1%和72.3%,达到了极显著差异。可见,从造林成活率考虑,马尾松造林以不施基肥为好,特别是在干旱气候条件下更应避免施基肥,尤其是N肥及其复混肥作基肥。

不同施肥配比试验表明:在南方花岗岩发育的山地红壤上进行马尾松幼林施肥,除K2、P1K1两处理的蓄积量比CK低外,其余处理都有不同程度增加,说明马尾松施肥是有效的。在所有处理中以P2处理的肥效为最好,其树高、胸径、蓄积生长量分别比CK增加了3.75%、14.17%、33.60%,故马尾松幼林施肥应以P肥为主,且P肥的用量以P2O5 100 kg·hm-2为宜。

施肥时间试验证明:同一肥种在不同时间施用对马尾松幼林生长的影响不同,从11年生(2001年)蓄积量可见,对N肥:造林第3年追肥稍优于第2年。对P肥:将P肥用量均分,分别于第2年和第3年各做1次追肥优于1/2 P肥做基肥,另1/2 P肥于第3年做追肥,更优于将P肥量于造林第2年1次追完、P肥量全部做基肥、P肥于造林第3年1次追完;即不同时间施P肥的蓄积量为:Pe>Pd>Pb>Pa>Pc。对K肥:则为将K肥于造林第2年作追肥优于第3年追肥。

马尾松幼林2项施肥试验都表明:马尾松幼林施肥是有效的,而且,施肥对马尾松幼林生长的影响是长期的,选择合适的肥种、肥量及适宜的施肥时间,能对马尾松幼林的生长产生良好而持续的影响,由于马尾松幼林施肥的肥料用量不多,投资少,易操作,并能取得较好的经济效益,因此,值得推广应用。

参考文献(References)
梁瑞龙, 温恒辉, 谌红辉. 1996. 马尾松中龄林施肥效应研究. 林业科学研究, 9: 99-102.
卢立华, 汪炳根. 1993. 广西大青山马尾松苗期施肥试验. 林业科学研究, 6: 699-702. DOI:10.3321/j.issn:1001-1498.1993.06.016
南京林产工业学院土壤教研室. 1981. 苗圃施肥. 北京: 中国林业出版社.
秦国峰. 1992. 马尾松速生丰产培育技术. 北京: 中国科学技术出版社, 1-7.
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