27年生杉木擇伐后施肥研究

陳榮國

摘 要：通過對27年生杉木林擇伐后進行施肥試驗，經過2.5年生長，對其生長情況進行調查，采用一般線性模型+的數量化方法Ⅰ分析。結果表明：合理施肥能夠更好地促進27年生杉木擇伐后的蓄積生長，特別在缺少氮地區，27年生杉木擇伐后采用尿素與鈣鎂磷按2∶1混合，1.05kg/株的施肥量具有最佳的經濟效益;分徑階統計結果顯示，擇伐后徑階越大，年蓄積生長越大。

關鍵詞：擇伐杉木;施肥;徑階;蓄積;影響

中圖分類號 S79? 文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）17-0057-03

杉木（Cunninghamia lanceolata）是福建主要的用材樹種之一。據2017年森林資源檔案，杉木作為大田縣主要的用材樹種之一，縣域境內面積達59365hm2，占全縣森林總面積的33.7%，其中，生態林杉木面積8102hm2。隨著森林生態建設需要，特別是重點生態區位，“主伐—擇伐”越來越重要，據統計，2011—2016年大田縣杉木擇伐面積達4599hm2。對于這些擇伐后和將要采用擇伐的杉木林，如何發揮擇伐后保留林分更大經濟和生態效益，更快促進擇伐林分生長，已成為當下重要的研究課題[1-6]。為此，本研究開展了27年生杉木擇伐后施肥試驗，以期為杉木林可持續經營、大徑材培育、擇伐更新提升經濟和生態效益及近自然培育提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗地設在大田縣赤頭坂國有林場大湖38林班4大班1、3小班，面積28hm2，海拔500～700m，地理坐標為北緯25°45.1′～25°45.4′、東經117°31.9′～117°32.4′。地處戴云山西側，境域屬丘陵小盆地，屬中亞熱帶季風氣候，年降雨量1040～2435mm，極端最高溫36℃，極端最低溫-7℃，年均氣溫15.3～19.6℃，常年無霜期230～311d。該試驗地于1989年造林，種植株行距為2m×2m，林分密度2500株/hm2，土壤為暗紅壤土，土層厚度小于80cm左右，有機質含量中等，施肥試驗前土壤主要養分見表1。施肥前杉木葉色表現微黃，林分有缺氮的特征。

1.2 試驗設計 施肥試驗在27年生杉木擇伐后進行。2015年2月進行相應擇伐作業，擇伐株數強度40%，擇伐后林分密度1500株/hm2，施肥因素采用完全隨機區組試驗設計，每個處理樣地規格：20m×30m，上中下坡同一水平等高線各連續布設3個不同水平施肥處理和1個不施肥對照，徑階因素由于實驗條件限制，根據株數不相等特點和自身分布隨機性，采用各處理分徑階統計平均值設計[7]。肥料配比及用量確定依據前人生產經驗與投資成本制定，尿素總N含量≥46.4%，鈣鎂磷有效P2O5含量≥12%，最大施肥量為1.5kg/株，在上坡方向距樹蔸30～50cm，月牙狀施肥，并覆土踩實。2015年4月2—5日進行施肥試驗，本次施肥結合土壤條件，施用肥料按尿素2：鈣鎂磷1混合，試驗設3個處理，處理a施用量0.75kg（尿素0.5kg+鈣鎂磷0.25kg），處理b施用量1.05kg（尿素0.7kg+鈣鎂磷0.35kg）、處理c施用量1.5kg（尿素1kg+鈣鎂磷0.5kg），以不施肥為對照（CK）。3次重復，2個小班共6個重復[1-6]。

1.3 數據調查及統計 2015年3月份下旬，對不同施肥處理和對照分樣地逐株按序號掛牌，依據各處理樣地株序號胸徑、樹高調查。2017年10月份中旬，對胸徑、樹高等生長因子進行調查。采用福建省杉木人工林二元立木材積公式計算處理前及2.5年生長期后各徑階平均蓄積量[8]，分不同施肥處理按徑階對蓄積生長量統計，取各徑階平均蓄積生長量。以DPS17.10版軟件處理數據，采用一般線性模型的數量化方法Ⅰ分析，以各個處理因子的第1個類目作為參照，平方和分解方式：Ⅲ型，編碼方式：0～1化虛擬變量（數量模型Ⅰ），來分析施肥、徑階因素的影響程度，從而為杉木擇伐對象和伐后合理施肥方案確定方向[7]。

2 結果與分析

蓄積因子是衡量生物量的主要指標，其生長量決定了森林的經濟和生態效益。各個處理2.5年后生長調查結果見表2，回歸分析結果見表3，方差分析結果見表4，殘差診斷結果P=0.2844>0.05，說明殘差服從正態分布，應用一般線性模型進行分析是可行的。

回歸方程如下：

y=-0.0002+0.0010A（0.75）+0.0041A（1.05）+0.0054A（1.5）+0.0017B（8）+0.0033B（10）+0.0055B（12）+0.0083B（14）+0.0133B（16）+0.0168B（18）+0.0248B（20）。相關系數R=0.98173，決定系數R2=0.96379，調整相關系數Ra=0.97291，調整決定系數R2=0.94655，統計檢驗F值=55.8957，自由度DF（10，21），P值=0.0000。

2.1 施肥對蓄積生長量的影響 由表4可知，A因素（施肥量）：F=13.0910，P=0.0000，P值小于0.0001，說明施肥對27年生杉木擇伐后年生長量有著顯著影響。由表3回歸分析方程計算，以徑階14cm、1500株/hm2參照，擇伐后2.5年，不施肥A（0.00）蓄積生長12.15m3/hm2，施肥A（0.75）蓄積生長13.65m3/hm2，施肥A（1.05）蓄積生長18.30m3/hm2，施肥A（1.50）蓄積生長20.25m3/hm2，說明通過施肥能充分發揮27年生杉木擇伐后生長潛力，促進蓄積生長效果明顯。從回歸分析結果表，A（0.75）P值大于0.05，說明施肥量A（0.75）對杉木擇伐后年生長量影響不顯著，A（1.05）、A（1.50）P值均大于0.05，說明施肥量A（1.05）、A（1.50）對杉木擇伐后年生長量影響顯著，而回歸系數值A（1.05）為0.0041與A（1.50）為0.0054相近，說明A（1.05）與A（1.50）作用相近，A（1.50）配比的尿素為1kg，綜合以往專家研究成果，不是越大越有效，特別是尿素，量大時甚至是肥害作用。根據LSD法多重比較，施肥量A（1.05）、A（1.50）與A（0.75）、A（0.00）在0.05水平蓄積生長影響差異達到顯著，但A（1.05）與A（1.50）、A（0.75）與A（0.00）在0.05水平差異不顯著，進一步說明，在缺氮地區，施肥量不足，促進效果不明顯，充足合理施肥量對27年生杉木擇伐后年生長量才有著顯著影響，從而更快地提升杉木林分的經濟和生態效益。綜合人工、材料等，施肥量A（1.05）經濟效果最好，詳見表5。通過本次試驗，在缺氮地區，27年生杉木擇伐后，施肥量A（1.05）較合理。

2.2 徑階對蓄積生長量的影響 徑階與蓄積生長具有直接相關性。由表4可知，B因素（徑階）：F=74.2406，P=0.0000，P值小于0.0001，說明徑階對杉木擇伐后年蓄積生長量有顯著影響。由表3回歸分析結果表，以徑階B（6）為參照，B（8）不顯著，B（10）以上達到顯著影響，并且徑階越大，蓄積生長越大，經濟和生態效益越大。主要由于徑階越大，根系越發達，樹冠更大，吸收養分和光合作用能力更強，生長更快。另外，小徑階基本屬于被壓木、下層木，樹高和胸徑生長本身較弱，生長緩慢，這也與現狀相符。

3 結論與討論

本試驗結果表明：（1）施肥對27年生杉木擇伐后年生長量具有顯著影響，綜合以往的研究成果，并不是越大越有效，特別是尿素，其量大時甚至產生肥害作用。根據LSD法多重比較，施肥量0.75、1.05、1.5kg/株3個處理水平，綜合人工、材料等，施肥量1.05kg/株經濟效果最好，即在缺氮地區27年生杉木擇伐后，采用尿素與鈣鎂磷按2∶1混合，施肥量1.05kg/株是較合理的措施。本試驗地，林分現狀為中小徑材，生長能力較弱，低于整體平均水平，施肥試驗數據說明充足合理施肥量能夠較好促進生長。原因之一是根據土壤氮、磷、鉀含量，針對土壤中含量低于正常水平元素而制定合理施肥方案，原因之二是肥料釋放養分所形成土壤生境適宜樹木生長需求，從而森林生物量越大，經濟和生態效益越大。27年生杉木，對于經營大徑材正是生長期，為中小徑材向大徑材培育方向、可持續經營提供可行性依據。（2）徑階對杉木擇伐后年生長量具有顯著影響，徑階是蓄積生長的直接因素之一，基本上徑階生長伴隨著樹高同步生長，直接促進蓄積生長，徑階越大，蓄積生長越快。這主要是因為徑階越大，根系更發達，樹冠更大，吸收養分和光合作用能力更強，生長更快，而小徑階基本屬于被壓木、下層木，樹高和胸徑生長本身較弱。因此，徑階越大，自身生長能力越強，蓄積增長越快，森林生物量越大，經濟和生態效益越大，徑階對生長量影響也就越大，為杉木大徑材培育、擇伐更新促進生態效益提供依據。根據本次試驗徑階分析結果，結合近自然培育森林機理，擇伐要合理控制大徑階，盡量伐除小徑階，通過補植闊葉樹種，促進復層林形成，使林分結構更合理，進一步提升森林的經濟和生態效益[9]。

通過本次杉木擇伐后施肥試驗，進行2.5年生長期前后的胸徑、樹高調查，采用一般線性模型的數量化方法Ⅰ分析，其結果對杉木擇伐后培育具有較好的理論指導價值。其他不同地類、不同生長年限的杉木擇伐，可根據該試驗結果，制定合理施肥與近自然培育方案，促進近自然生態林業發展。

參考文獻

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（責編：張宏民）