北京地區沙地銀杏造林土壤施肥效果研究

徐亮

(北京市大興區林業工作站，北京 102600)

銀杏(GinkgobilobaL.)作為世界上最古老的孑遺植物之一，常被稱為“活化石”[1]。銀杏樹姿挺拔、葉形優美，具有秋季葉片變為明黃色、落葉的特點，自古以來，常被當作住宅院、街道和園林綠化的首選樹種[2]；具有很高的生態、經濟和社會效益。銀杏適應性廣，在平均氣溫8～20 ℃的地區都可栽植；對土壤pH的適應范圍為5.0～8.0；在酸性土、中性土、還是鈣質土，都可栽植[3]。隨著栽培、繁育技術不斷發展，銀杏已應用于大面積的造林活動中，現已是北方城市園林中栽植面積最大的彩葉樹種之一[4]。2012—2016年大興區平原造林工程共栽植銀杏76.1萬株，栽植的銀杏數量占栽植喬木總株數的12.4%。

銀杏栽植和養護中，施肥不足和缺乏營養是限制其生長和產量提高的主要原因[5]。大興區永定河畔土層薄、土壤貧瘠、堿性強，造林栽植的銀杏常出現葉片小、長勢不旺的狀況，夏季焦葉現象嚴重[6]。施肥措施是葉用銀杏林最重要的栽培技術之一，只有根據當地的土壤條件，采取合理的施肥技術和科學管理，通過改善土壤養分結構，以達到銀杏復壯的目的。截至目前，已有學者對葉用銀杏的定向培育技術以及土壤養分的動態變化開展了研究[7,8]，但有關大面積造林中銀杏的科學施肥管理以及探討銀杏生長、葉片養分與土壤養分三者間關系的研究未見報道。

本研究以北京永定河沿岸沙地平原造林地內的銀杏為研究對象，通過對比不同的施肥處理間銀杏生長量、葉片養分含量以及土壤養分含量的差異，探討適合北京沙地銀杏健康生長施肥技術；通過分析銀杏生長量、葉片養分以及土壤養分間的相互關系，為今后銀杏栽植和培育管理提供理論和數據參考，從而有效指導生產上的施肥工作。

1 試驗地概況

試驗地選在大興區龐各莊鎮南地村村南的平原造林地。大興區位于北京市南部，39°26′—39°51′ N，116°13′—116°43′ E，屬永定河沖積的平原地區。大興區海拔13.4～52.0 m，地勢自西北向東南緩傾；屬暖溫帶半濕潤大陸季風氣候，年均氣溫11.6 ℃，降水量556.4 mm。全境以沙壤土為主，通透性好，但pH值在8.5以上，且保水保肥能力差[9，10]。

2 研究方法

2.1 試驗設計

2016年春季設銀杏試驗地，在樣地內選擇銀杏200株，均為2012年春季平原造林栽植。設置4個施肥處理(OF，CF0.25，CF0.50，CF0.75)和1個對照組(CK)，參照孫曉梅等試驗方法[11]，每個處理有銀杏3行(30株)，并間隔1行(10株)避免相互影響。具體操作為：OF，每株施用有機肥0.1 kg，春季施用1次；CF0.25、CF0.50、CF0.75分別表示，每株每次施用復合肥分別為0.25 kg、0.5 kg、0.75 kg，均按春、夏兩季施肥；CK，正常管理，不施用任何肥料。所用的復合肥為勁素18-10-18，由山東史丹利農業集團股份有限公司生產，其特點為氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)含量分別為18.1%、10.0%、18.6%，同時添加活化腐殖酸(≥6%)以及生物活性菌(≥30億個·g-1)等。所用有機肥含有效活菌數(≥1億個·g-1)，有機質(≥40%)。

選取的銀杏植株測樹指標較為一致，胸徑9.28～10.08 cm，樹高6.73～7.07，冠幅在1.29～1.50之間(表1)，3個指標在各個處理組間沒有統計學上的差異性。

2.2 生長量調查

2018年秋季，對試驗地內的銀杏進行每木檢尺，調查指標包括胸徑、樹高、冠幅。

2.3 植物取樣及測定

葉片作為樹木的同化器官，其對土壤養分含量變化最為敏感[12，13]。本研究將葉片養分作為反映銀杏營養的指標。2018年秋季，在試驗地中按樹冠外圍東、南、西、北方向，選取銀杏冠下部枝條，并摘取枝條頂部第3、第4片葉子，多株采集并混合后裝入2個自封袋，隨后迅速裝入低溫保溫箱帶回試驗室進行處理[14，15]。蒸餾水沖洗干凈后，105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒重，粉碎后過100目篩，測定養分。分別采用分光光度法測定葉綠素含量，王水消解ICP-AES法測定磷、鉀含量，利用凱氏定氮儀測定全氮含量。

2.4 土壤取樣及測定

用直徑5 cm的土鉆采集土壤樣品，采集土層深度分別為0～10 cm，10～20 cm，20～30 cm，按土層深度分別采用四分法取土樣混合，裝入2個自封袋中，迅速帶回實驗室進行處理[14]。實驗室內，土壤樣品風干后，去除石塊、植物根系等雜物，過100目篩，測定土壤養分。各土壤養分測定的具體流程參照《園林綠化種植土壤》(DB11/T864-2012)。采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法(NY/T 1121.6-2006)測定有機質，堿解-擴散法(LY/T 1229-1999)測定水解性氮，鉬銻抗比色法(NY/T 1121.7-2014)測定有效磷，火焰光度計法(NY/T 889-2004)測定速效鉀，電位法(水浸提)(NY/T 1121.2-2006)測定pH值。

2.5 數據分析

應用SPSS18.0軟件對數據進行方差分析、多重比較以及相關性分析，采用Origin75軟件作圖。

3 結果與分析

3.1 不同施肥處理下的銀杏生長量

通過計算2018年與2016年調查數據間的差值得出不同施肥處理下各指標的生長量，并進行單因素方差分析(圖1中小寫字母表示在0.05水平上差異顯著)。圖1 顯示，施復合肥的3個試驗組(CF0.25，CF0.50，CF0.75)的生長量均顯著大于對照組(CK)，胸徑生長量比對照增加了44%～76%，樹高生長量比對照增加182%～224%，冠幅生長量比對照增加129%～220%。而施有機肥處理的試驗組(OF)生長量與對照組(CK)無顯著差異，說明復合肥的效果總體要優于有機肥，而且以每株施用0.50 kg復合肥試驗組(CF0.50)的生長量最大。

圖1 不同施肥處理下銀杏的生長量差異

3.2 不同施肥處理下的銀杏葉片養分狀況

基于葉片養分的檢測數據進行統計分析(圖2中小寫字母表示在0.05水平上差異顯著)，圖2結果顯示，施復合肥的3個試驗組(CF0.25，CF0.50，CF0.75)葉片各個指標(葉綠素、全氮、全磷、全鉀)含量均顯著高于對照組(CK)；而且每株施用0.50 kg(CF0.50)或0.75 kg(CF0.75)復合肥的試驗組，葉片中養分含量最高，與其他處理組差異顯著。而施有機肥的試驗組(OF)葉片養分含量與對照組(CK)無顯著差異。結果證實每株施用0.50 kg或0.75 kg復合肥，可以較好地改善葉片營養，而在2年的試驗周期內，施用有機肥對銀杏葉片養分含量的改善效果有限。

圖2 不同施肥處理下銀杏葉片養分因子差異

3.3 不同施肥處理下的土壤養分狀況

基于土壤養分的檢測數據進行統計分析(圖3中小寫字母表示在0.05水平上差異顯著)，圖3結果顯示，施復合肥較好地提高土壤的養分水平(水解性氮、有效磷、速效鉀以及有機質4個指標的含量均大于對照組)，有效降低土壤pH值，改善土壤狀況。結果證實，短期內施復合肥對土壤養分含量的提高程度顯著高于有機肥，而且施復合肥量與土壤養分含量間呈顯著正相關。

圖3 不同施肥處理下土壤養分因子差異

3.4 銀杏生長量、葉片養分與土壤養分間的相關性分析

由表2知，土壤中水解性氮、有效磷、速效鉀含量與銀杏葉片中葉綠素、全氮、全磷、全鉀含量以及銀杏胸徑、樹高、冠幅生長量間均存在明顯的正相關性；同時發現，銀杏葉片中的全氮、全磷、全鉀含量與土壤有機質也存在正相關性，與pH值則存在負相關性。

表2 銀杏生長量葉片養分與土壤養分的相關關系

注：“*”在0.05水平(雙側)上顯著相關；“**”在0.01水平(雙側)上顯著相關。

4 討論與結論

任何植物必需的礦質元素都有其獨特的生理功能，氮、磷、鉀作為植物生長必需的大量元素，具有不可替代性和可補償性。自然生長條件下，土壤供氮、磷、鉀能力不足，往往會成為植物生長的限制因子。有研究表明，銀杏缺氮，首先表現在葉色變黃，新葉變小、老葉呈黃綠色或紅紫色且落葉早，枝梢細弱，果實少而著色濃，抗逆性下降，甚至造成早衰和死亡；嚴重缺磷時，葉片出現紫色或紅色斑塊，葉緣呈半月形壞死，引起早期落葉、產量下降；嚴重缺鉀時，成年葉片從邊緣向內枯焦，且向下卷曲枯死，而且鉀元素含量越低，葉片焦枯的病情指數越高[14，15]。本研究試驗地選取大興區龐各莊造林地，其位于永定河畔，土層薄、土壤貧瘠、堿性強等特殊的立地條件造成土壤氮磷鉀等營養元素含量很低，栽植的銀杏出現葉片小，長勢弱等狀況，夏季常出現焦葉現象。

施肥措施是銀杏林最重要的栽培技術之一。依據當地的土壤條件，采取合理的施肥技術和科學管理，可有效改善土壤理化性狀、提高肥力，促進林木生長，同時提高銀杏生長季節抗逆性，減少黃化株率，達到復壯的目的[16]。謝友超等[17]研究表明，銀杏葉用園的施肥試驗，促進了銀杏幼苗根、莖、葉、干的生長，葉片產量顯著提高。本研究證實，按春、夏兩季施肥，改善了土壤養分和銀杏葉片養分含量，提高了銀杏生長量；并且發現，每株每次施用0.50 kg復合肥的試驗組(CF0.50)，銀杏胸徑、樹高、冠幅均達到最大值，顯著大于其他試驗組；而每株每次施用0.75 kg復合肥的試驗組(CF0.75)，與CF0.50試驗組相比，銀杏葉養分含量、銀杏生長量基本維持不變，本文支持存在施肥閾值的觀點[20]。因此，在2年的施肥周期內，按春、夏兩季施肥，每株每次施用0.50 kg復合肥，可以作為北京地區銀杏復壯施肥的標準。

銀杏的生長過程是一系列的生理活動過程，最典型的生理活動是光合作用。光合作用是影響銀杏生長的重要因素，銀杏光合作用的強弱與葉片內葉綠素含量的高低直接相關。大量研究表明，隨著施肥量增加，植物葉片葉綠素含量隨之增加，其光合速率以及光合產物也會顯著加強[19]。本研究證實，施復合肥處理的3個試驗組(CF0.25，CF0.50，CF0.75)葉片中葉綠素、全氮、全磷、全鉀含量均顯著高于未施用任何肥料的對照組(CK)，且隨著施肥量的增加而不斷提高，這與吳家勝等[20]得研究結果相一致。銀杏葉片內的氮元素能顯著提高葉綠素含量，增大光合速率和光合產物；鉀元素可提高葉片內葉綠素的穩定性，并調節葉片上氣孔的開閉，影響光合作用；磷元素可延長葉片光合作用的時間，提高銀杏干物質的積累量以及光合產物的運輸。總之，氮、磷、鉀混合施用，肥料利用率可提高25%左右，顯著提高葉片光合作用，促進銀杏生長[19]。本研究使用的復合肥為勁素18-10-10，該產品除富含氮、磷、鉀外，還添加有活化的腐殖酸以及生物活性菌等；使用的有機肥僅含有有機質和有效活性菌。本試驗證實該復合肥的施用能夠顯著提高土壤水解性氮、有效磷、速效鉀、有機質含量，降低pH值；結合相關性分析發現，銀杏的生長量、葉片養分與土壤水解性氮、有效磷、速效鉀含量呈明顯的正相關，葉片養分與土壤有機質、pH也存在一定的相關性。本研究中2年的試驗周期內，施用復合肥的效果要優于施用有機肥，并且在銀杏樹高、胸徑、冠幅增長等數據指標上達到了統計意義上的顯著水平。