紅錐幼樹配方施肥效應分析

李寶福，朱　煒，李　瑩

(福建省林業科學研究院，福建 福州，350012)

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紅錐幼樹配方施肥效應分析

李寶福*，朱煒，李瑩

(福建省林業科學研究院，福建 福州，350012)

摘要：采用正交設計，對紅錐幼樹開展N、P、K、B、Zn肥多元素組合田間施肥試驗，結果表明，配方施肥對促進紅錐幼樹的生長是很有效的，氮肥單施有顯著促生長效應，而其它養分單因素效應不顯著，但磷與硼、鉀與鋅互作對產量有極顯著的正效應，體現了多元素配方施肥的意義；肥料效應回歸分析得出幼樹最優養分施用量及配比為：每株N 29.4 g，P2O5 54.0 g，K2O 45.0 g，B 2.25 g，Zn 3.15 g，配比N∶P2O5∶K2O∶B∶Zn=1.0∶1.8∶1.5∶0.1∶0.1。采用該施肥配方，施肥后1年樹高生長量可達119 cm以上，通過合理配方施肥能有效促進紅錐幼樹生長。

關鍵詞：紅錐；幼樹；配方施肥

林木施肥與養分管理在森林培育中具有不可代替的作用，在社會公益林建設中，合理的施肥可提高幼林成活率、加速林分郁閉、提高森林的功能、質量與覆蓋率[1]。配方施肥，是一種平衡施肥的技術措施，它是建立在現代農業科學技術成果的綜合運用基礎上，通過了解掌握土壤供肥特性，樹體需肥特點以及肥效并分析養分間的相互作用規律，提出常規元素與微量元素肥料的最佳施肥量和施肥配比，林木必須通過合理施肥，使樹體營養元素濃度保持適當的水平與比例，才能實現穩產、高產目的，這是林木配方施肥的理論基礎[2]。大量研究與實踐表明[3-4]，配方施肥不僅可以加快林木營養生長、改善木材性質，而且能增強林木的抗逆性及降低水土流失等作用。

紅錐(Castanopsis hystrix)是殼斗科常綠闊葉喬木，為我國南亞熱帶優質用材樹種，具有速生成林早、適應性強、材質優、價值高等一系列優良特性，可作為用材和水源涵養林進行純林種植，亦可作為殘次林、生態公益林改造及林下套種的混交造林樹種，種質資源極有開發價值，紅錐的優良特性，逐步為科研和生產部門所重視，人工造林發展較快[5-7]。紅錐造林涉及到施肥與養分管理的主要問題是：施肥的必要性、肥料的用量、配方以及如何預測施肥的效益等。目前，針對紅錐施肥相關的研究較少，涉及到的研究有廣西林科院的容器苗施肥試驗[8-9]，而幼林和中林齡施肥試驗[10-11]僅探討N、P、K3要素的養分配比關系，而開展除NPK三要素外包括其它中微量元素的多元配方施肥試驗研究的尚未見報道。本研究在以往紅錐營養特性、幼林和中林齡施肥試驗的基礎上[10-12]，開展多元素配方施肥試驗，為推廣造林和高效培育紅錐速豐林提供技術支持，使之與優良種質材料的應用形成良種良法。

1研究地概況

研究地位于福建仙游溪口國有林場，地處東經118°28′～118°33′之間，北緯25°23′～25°43′之間，該地區屬典型的南亞熱帶海洋性季風氣候，溫暖濕潤，雨量充沛，冰霜少見，年平均氣溫21.8℃，極端最低氣溫-3.5℃，極端最高氣溫38.7℃，年降水量1 535.5 mm，年平均相對濕度78%，年蒸發量1 342.2 mm，年日照時數1 995.9 h，年無霜期316～341 d[1]。配方施肥試驗地設在設在該場的場部管理區林厝后，林班號032-07-040，林地為馬尾松采伐跡地，土壤為紅壤，土層厚度大于100 cm，立地質量等級為Ⅲ類地。

2材料與方法

2.1試驗材料

紅錐苗木為福建省華安金山國有林場的母樹林混合種子培育的容器苗，1年生平均苗高35 cm。造林地經塊狀整地后，挖穴規格為40 cm×40 cm×30 cm，株行距為2 m×2.5 m，造林密度為2000株/hm2。2013年4月初造林，造林后當年5、9月分別塊狀鋤草撫育各一次。

2.2試驗設計與實施

根據以往幼樹營養特點研究以及幼林和中齡林氮磷鉀施肥試驗結果，開展N、P、K、B、Zn肥多元素組合田間施肥試驗，試驗采用L16(45)正交設計，施用氮肥、磷肥、鉀肥、硼肥和鋅肥，共4個水平(表1)，正交設計共16個處理(表2)，重復3次。實施方法：按表2所設計的各肥料施用量進行施肥，每處理30-40株。在幼樹樹冠滴水處兩邊挖長20 cm、深15 cm的彎月溝，將肥料均勻撒入并覆土。施肥時間為2014年3月初。

表1　各水平具體肥料施用量

注：各肥料有效養分含量為：尿素含氮46%，過磷酸鈣含12% P2O5、氯化鉀(硫酸鉀)含60% K2O，硼砂含15% B, 硫酸鋅含21% Zn。

表2　各試驗處理具體施肥量

續表2

處理號處 理正交設計施肥水平具體肥料用量(g/株)N肥P肥K肥B肥Zn肥尿素過磷酸鈣硫酸鉀(或氯化鉀)硼砂硫酸鋅7N2P3K4B1Zn2 234125030075058N2P4K3B2Zn1243215045050509 N3P1K3B4Zn2 313427505015510N3P2K4B3Zn132431751507510011N3P3K1B2Zn433124753000101512 N3P4K2B2Zn334213754502501013 N4P1K4B2Zn34142310007551014N4P2K3B1Zn4423141001505001515N4P3K2B4Zn1432411003002515016N4P4K1B3Zn2441321004500105

2.3測定與統計方法

施肥前測定各小區生長量，施肥后于2014年9月底(6個月)和2015年3月底(12個月)野外全面實地測量每小區試驗林的地徑、樹高、冠幅等指標。數據統計分析按正交設計試驗統計方法在計算機上完成。

3結果與分析

3.1施肥對幼樹生長影響的總體趨勢

表3　不同施肥處理的幼樹生長調查結果

施肥后6個月、12個月的林木生長情況調查結果見表3，施肥前的1年生幼樹地徑、樹高和冠幅分別為1.0～1.4 cm、110～128 cm、50～60 cm，施肥后1年即2年生時，幼樹地徑、樹高、冠幅分別為2.5～3.7 cm、189～261 cm、98～121 cm，總體上，施肥的幼樹生長量基本上都明顯優于不施肥的。由于是實生苗造林，施肥時1年生幼樹的生長情況不完全一致，即不同施肥處理的林木生長量本底值不同，為此利用施肥后的生長量增量來分析施肥效果。由表4可以看出，施肥6個月和12個月，不同施肥間的幼樹地徑、樹高和冠幅均有較大差別，有施肥的幼樹生長量均明顯高于對照。限于施肥6個月時，養分的效應尚未完全發揮而難以客觀評價施肥效應，因此用施肥后12個月時的生長量來分析不同施肥處理對幼樹生長的影響。總體上，施肥后12個月，幼樹的地徑、樹高和冠幅平均增量分別為1.73 cm、116.33 cm和53.69 cm，比對照(不施肥林分)分別提高了36.2%、66.7%和3.4%。其中，相對較好的處理4、處理5的平均地徑、樹高、冠幅分別比對照提高77.2%～95.3%、74.6%～80.1%、24.5%～34.9%。經方差分析及其顯著性檢驗表明，不同處理間的上述指標均達極顯著差異水平，說明配方施肥對促進紅錐幼樹的生長是很有效的。

表4　不同施肥處理的幼樹林分生長效應狀況

3.2幼樹配方施肥效應分析

要評價施肥的效果通常需要選用一個綜合性狀指標比照不同施肥的差異并確定最佳施肥量和配比。本研究中的生長量指標有地徑、樹高和冠幅，假如利用3個指標來衡量施肥效應則很有可能出現不同的施肥方案甚至結果相互矛盾，考慮到樹高是地力(或土壤肥力)最敏感的響應指標而且與地徑、冠幅存在密切的相關性，再者對幼樹來說容易精確測定，為此，本研究利用施肥后12個月的幼樹高增量作為評價施肥效應的綜合指標。

表5　施肥試驗極差分析結果

最小的因素是鋅(硫酸鋅)，5因素對樹高生長量的效應大小依次為：N(尿素)>B(硼砂)>P(過磷酸鈣)>K(氯化鉀)>Zn(硫酸鋅)。因素水平效應大小看，極差分析中的k值大小是反應因素水平效應大小，各因素的4個施肥水平中K值最大的，表明因素的該水平最有利于提高產量的效果。從極差分析的各因素K值大小看， N素(尿素)以N2水平為好，P(過磷酸鈣)以P4水平為好，K(氯化鉀)以K4水平為好， B(硼砂)以B4水平為好，Zn(硫酸鋅)以Z3水平為好，即5個因素的最佳施肥水平組合為N1P4K4B4Zn3，這與試驗結果中的處理4組合產量最高比較接近。

3.3施肥配方的初步確定

正交試驗方差分析可以得出最優施肥組合，但施用量和配比均為試驗設計范圍內的固定施肥組合，而施肥設計水平外定量施肥量及配比卻無法確定，而且無法探討因子間的互作效應。為了探討養分間的互作效應、各肥料養分的具體使用量及其配比，進一步采用數理統計方法建立回歸方程來進行分析。

Y= 3.4476877+1.43612036X1-0.01123281X1*X1+0.00455994X2*X4+0.0173665X3*X5

R=0.9353**F=27.2021** (Df=(4,11))，顯著水平p=0.0001，剩余標準差 S=6.5035，各主導因素的t值、顯著性水平以及相關系數見表6。

表6　肥料效應回歸方程的主導因子的

統計結果顯示，肥料效應回歸方程的相關系數R 、F均達到了極顯著的水平，而回歸各因子參數的顯著性檢驗表明，入選的各項均在不同程度上達到了極顯著的水平[15]。采用最小二乘法算得顯著性水平α=0.05時的回歸估計精度為1-(t0.05×S)/Y=88.59%。說明所確定的多項式回歸方程基本上能反映出相應的樹種生長量與其肥料養分間的關系。由表6看出，單因素僅氮素有顯著效應，而其它因素的單因素效應均不顯著，但磷與硼、鉀與鋅互作對產量均有極顯著的正效應。說明，紅錐幼樹適當單施氮肥對生長有顯著的促進效果，單施P、K以及B、Zn沒有效果，但是元素間存在互作效應，這就體現了多元素配方施肥的意義。

表7　理論上最高生長量時各肥料最適組合

由表7看出，每株施尿素63.93 g+過磷酸鈣450.0 g+氯化鉀75.0 g+硼砂15 g+硫酸鋅15 g即最優施肥組合及其配方為：每株N 29.4 g，P2O554.0 g，K2O 45.0 g，B 2.25 g，Zn 3.15 g，配比N∶P2O5∶K2O∶B∶Zn=1.0∶1.8∶1.5∶0.1∶0.1。采用該施肥配方，理論上，施肥后12個月幼樹林分樹高生長量可達170 cm，假設以理論產量的70%作為目標產量，則采用相應施肥配方，施肥后1年，樹高生長量可達119 cm，現實施肥處理的平均生長量達到理論測產量的68.56%，除對照及個別配方施肥外，大部分的配方施肥處理的產量達到預測最高產量值的70%～78.5%，說明通過合理配方施肥可望有效促進紅錐幼樹生長。

4討論

(1)配方施肥對促進紅錐幼樹的生長是很有效的，體現在有施肥的幼樹樹高、地徑、冠幅不同程度上高于不施肥的林分，而且在不同施肥組合處理間存在顯著或極顯著差異。肥料效應分析表明，氮素有顯著促生長效應，而其它養分單因素效應均不顯著，但磷與硼、鉀與鋅互作對產量均有極顯著的正效應。說明，紅錐幼樹適當單施氮肥對生長有顯著的促進效果，單施P、K以及B、Zn沒有效果，但是元素間存在互作效應，這就體現了多元素配方施肥的意義。

(2)經肥料效應回歸分析，幼樹最優施用量及組合為：每株施尿素63.93 g+過磷酸鈣450.0 g+氯化鉀75.0 g+硼砂15 g+硫酸鋅15 g即最優施肥養分用量及其配比為：每株N 29.4 g，P2O554.0 g，K2O 45.0 g，B 2.25 g，Zn 3.15 g，配比N∶P2O5∶K2O∶B∶Zn=1.0∶1.8∶1.5∶0.1∶0.1。采用該施肥配方，理論上，施肥后12個月幼樹林分樹高生長量可增加170 cm，假設以理論產量的70%作為目標產量，則施肥后1年，樹高生長量可增加119 cm。本施肥試驗中的幼樹平均生長量達到理論預測值的68.56%，除對照及個別配方施肥外，大部分的配方施肥處理的生長量達到預測值的70%～78.5%，說明通過合理配方施肥能有效促進紅錐幼樹生長。

(3)施肥受諸多因素的影響如除了受氣候、立地、肥料類型以及經營管理的影響外，關鍵是樹木本身遺傳基因決定的，比如本研究的施肥量及配比與以往桉樹、杉木、馬尾松等其它樹種的研究結果不一樣[13-17]。本研究得出的最佳施肥量和配比可為高效培育紅錐用材林提供參考，其結果可作為紅錐養分管理內容的優化和補充，對于指導紅錐幼樹豐產經營具有一定的實際意義。但本試驗研究的結果并非一成不變的施肥模式，尚需在生產上更大范圍內進一步中試、完善、矯正。同時，隨著林齡的增長，不同生長發育階段的施肥量及配比可能不一樣，也需要進一步研究。

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Effectof formulated fertilizer on the saplings of Castanopsis hystrix [Fagales: Fagaceae]

LIBao-fu*,ZHUWei,LIYing

(FujianAcademyofForestry，Fuzhou,Fujian350012,China)

Abstract：A field fertilization experiment was carried out to study the effect of multi-element combination of N, P, K, B, Zn fertilizer on the saplings of Castanopsis hystrix [Fagales: Fagaceae] based on the orthogonal design. The results showed that the formulated fertilizer was very effective to promote the growth of Castanopsis hystrix saplings. Application of N fertilizer alone could significantly promote the growth, but the effect of individual applications of other nutrients was not significant. The interaction of P and B fertilizer, and that of K and Zn fertilizer had significant positive effect on yield, reflecting the significance of multi-element formula fertilization. The regression analysis of fertilizer effect indicated that the optimal fertilizer nutrient application rate and ratio per plant sapling are: N 29.4 g, P2O5 54.0 g, K2O 45.0 g, B 2.25 g, Zn 3.15 g, and N∶P2O5∶K2O∶B∶Zn = 1.0∶1.8∶1.5∶0.1∶0.1, respectively. Using this formula, the height of the tree could reach more than 119 cm after 1 year of fertilization. The study proved that appropriately formulated fertilizer could effectively promote the growth of Castanopsis hystrix saplings.

Key words:Castanopsis hystrix; saplings; formulated fertilizer

文章編號：1008-0457(2016)01-0023-06國際DOI編碼：15958/j.cnki.sdnyswxb.2016.01.006

中圖分類號：S725.5；S792.17

文獻標識碼：A

*通訊作者：李寶福(1968-)，男，教授級高工，主要研究方向：森林培育、林木遺傳育種；E-mail：2003libaofu@163.com。

基金項目：福建省發改委農業“五新”項目《紅錐壯苗繁育與優質用材林定向培育技術示范推廣》(閩財指[2012]951)；福建省林業科技計劃項目《紅錐壯苗繁育與豐產林培育技術規程 》(閩林科[2015] 1號)。

收稿日期：2016-01-04；修回日期：2016-01-18