不同施肥處理對造林用紅豆樹幼苗高、徑生長的影響

李俊，王珺，張曉勉，吳敏霞，錢金海，李賀鵬，岳春雷，房瑤瑤

（1.溫嶺市自然資源和規劃局，浙江 溫嶺 317500；2.浙江省林業科學研究院，浙江 杭州 310023；3.溫嶺市溫嶠鎮人民政府，浙江 溫嶺 317527）

紅豆樹Ormosia hosiei屬豆科Leguminosae紅豆屬Ormosia常綠喬木，是我國特有珍貴用材樹種，國家二級保護野生植物[1]。由于紅豆樹心材堅硬，紋理別致，樹形優美，是目前中國紅木家具的主要木材原料和良好的園林觀賞樹種。隨著對紅豆樹木材需求量的增大，紅豆樹天然林和較大單株遭到大量砍伐，由于紅豆樹結實量少且無規律，扦插、嫁接繁殖等種植技術不成熟，造成扦插成活率低、幼苗培育難、人工林早期生長緩慢等問題[2-4]。目前，對紅豆樹的研究主要集中在種子育苗、組織培養、遺傳多樣性等方面[5-7]，關于不同栽培方式、不同施肥措施等造林前處理對紅豆樹造林效果的影響研究較少。本研究通過分析不同試驗處理（苗木規格、苗木類型、截干方式、施肥處理）對紅豆樹當年生幼樹生長的影響，為紅豆樹在造林實踐中的應用提供技術參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

紅豆樹試驗苗木均為實生苗，來自浙江省臺州市臨海苗圃地徑2 cm左右營養缽苗和帶土球苗、地徑4 cm左右帶土球截頂苗和全冠苗，截頂處理為截去頂梢。施用肥料為NEB菌根肥（北京恩益碧農林科技有限公司生產）和挪威產進口復合肥（挪威雅苒國際有限公司）（N∶P∶K=15∶15∶15）。

1.2 試驗地概況

試驗地設在溫嶺市路澤太一級公路城北街道段沿線山體迎面坡，立地條件好，原山體上部以馬尾松Pinus massoniana林為主，下坡為空地，試驗地設在山坡下坡空地，坡度20°，坡向朝南。試驗區屬中亞熱帶季風氣候，年平均氣溫為17.3℃，平均無霜期為252 d，平均蒸發量為1 270.2 mm；年平均降水量為1 649.6 mm，平均降水日為169 d，每年3－6月和8－9月為明顯的雨期。土壤屬紅壤，土層厚度為50～150 cm，有機質含量為23.6 g·kg-1，pH5.5。

1.3 試驗方法

紅豆樹苗木分為2個徑級（1年生苗地徑2 cm、2年生苗地徑4 cm），5種施肥處理（空白、復合肥30 g·株-1、復合肥50 g·株-1、菌根肥3.47 g·株-1、復合肥30 g·株-1+菌根肥3.47 g·株-1）、2種苗木類型（營養缽、帶土球）、2種截干方式（截頂、全冠），共設11個試驗因子的16個試驗處理（表1），每個處理設置3個重復，每個重復5株，參試苗木共240株。其中，地徑2 cm土球和營養缽苗，營養缽選用規格為14 cm（直徑）×18 cm（高度），土球苗土球直徑14 cm；地徑4 cm苗不管截頂還是全冠，土球直徑統一為20 cm。造林前進行穴狀整地，穴口徑在60～80 cm，深度在60～80 cm，并根據具體區塊調整種植穴大小。造林時，分別稱取對應試驗處理的復合肥和菌根肥用量，施于事先編有號碼的種植穴內。具體操作方法為：在種植穴內施加對應處理所需肥料后放入苗木，覆土種植，最后掛好標簽。

1.4 調查方法及數據分析

初始種植時間為2019年3月29日，使用鋼圈尺測量苗木高度，游標卡尺測量苗木地徑，于2019年10月31日再次進行調查。將2019年3月測定的幼苗高度、地徑數據分別記為H1、D1，2019年10月測定的幼苗高度、地徑數據分別記為H2、D2。高生長量（Height Growth Yield，HGY）為H2－H1，地徑生長量（Diameter Growth Yield，DGY）為D2－D1，高徑比為H2/D2。

表1 試驗設計Table 1 Experiment design

利用SPSS16.0軟件進行相關性分析。效益評價采用模糊數學隸屬函數法[8]，對紅豆樹苗不同處理條件下的綜合效益進行綜合評價，計算公式如下：

式中，Xj為j指標的測定值，Xjmax為j指標的最大測定值，Xjmin為j指標的最小測定值。Xu為測定指標相應的隸屬函數值，若所測指標與幼苗生長特性呈正相關，則采用（1）式計算隸屬函數值Xu1，若測試指標與幼苗生長特征呈負相關，則用（2）式計算隸屬函數值Xu2。累加各處理各指標的具體隸屬函數值，求出平均值后進行比較，以評定最佳處理。

2 結果與分析

2.1 不同處理對紅豆樹苗高生長量、地徑生長量的影響

苗高及地徑能夠比較直觀的對施肥效應作出反應，是判斷施肥對苗木生長影響的重要指標[9]。由圖1可以看出，在相同施肥條件下，地徑2 cm的帶土球紅豆樹苗種植后其高生長量和地徑生長量均顯著高于相同地徑的營養缽苗（P＜0.05）。處理6、處理7、處理8、處理9、處理10的高生長量分別比處理1、處理2、處理3、處理4、處理5高106.6%、100.0%、137.3%、71.3%和199.8%，地徑生長量分別高210.0%、226.7%、242.9%、158.3%和192.3%，表明在相同施肥措施下，帶土球種植可有效促進地徑2 cm紅豆樹苗高生長和地徑生長。其原因可能為營養缽苗因苗期根系生長受缽體空間限制，造林時雖移除營養缽但根系因窩根現象生長仍相對較慢，而帶土球裸根苗根系生長不受空間限制，更有利于植物高度和地徑的全面生長。

圖1 5種施肥處理條件下地徑2 cm營養缽、土球苗高生長量（A）和地徑生長量（B）比較Figure 1 Effect of 5 fertilization treatments on height and ground diameter growth of seedlings with 2 cm ground diameter by container and ball transplanting

由圖2可以看出，在相同的施肥條件下，截頂和全冠兩種截干方式對地徑4 cm紅豆樹土球苗的高生長及地徑生長產生不同的效果，截頂苗的高生長量比對應施肥處理（空白、復合肥30 g·株-1、復合肥50 g·株-1）全冠苗分別高125.1%、40.8%、136.4%，兩者間均差異顯著（P＜0.05）（圖2A），其中以處理13（50 g·株-1復合肥）的效果最佳；但截頂苗的地徑生長量整體低于相對應處理的全冠苗，分別為對應施肥處理（空白、復合肥30 g·株-1、復合肥50 g·株-1）的81.8%、65.5%、81.3%，但兩者間的差異不顯著（圖2B）。

綜合圖1、圖2可以看出，不同苗木徑級（2 cm、4 cm）不同苗木類型（土球苗、營養缽苗），在施用復合肥及菌根肥條件下（復合肥30 g·株-1、復合肥50 g·株-1、菌根肥3.47 g·株-1、復合肥30 g·株-1+菌根肥3.47 g·株-1）對苗木高生長量、地徑生長量都具有促進作用，但促進效果不同，效果的比較需綜合高生長量、地徑生長量、高徑比、造林成本等多個指標進行評價。

圖2 3種施肥處理下地徑4 cm土球苗截頂、全冠高生長量和地徑生長量比較Figure 2 Effect of 3 fertilization treatments on height and ground diameter growth of seedlings with 4 cm ground diameter of ball transplanting by cutting back and complete crown

2.2 不同處理對紅豆樹苗高徑比的影響

高徑比是指苗木的高度與地徑之比，是反映苗木生長的重要指標[10]。高徑比適宜的苗木，生長勻速，抗逆性強[11]。由圖3可知，在相同的施肥處理條件下（空白、復合肥30 g·株-1、復合肥50 g·株-1、菌根肥3.47 g·株-1、復合肥30 g·株-1+菌根肥3.47 g·株-1），地徑2 cm紅豆樹土球苗的高徑比比營養缽苗分別高58.8%、40.7%、60.8%、40.1%、41.2%。在相同處理條件下，地徑2 cm苗的高徑比比相同處理（全冠、帶土球，施肥處理為空白、復合肥30 g·株-1、復合肥50 g·株-1）的地徑4 cm苗分別高34.9%、27.0%、46.7%，說明紅豆樹幼苗生長初期的高生長快而地徑生長相對緩慢，而當進入速生期，隨著苗高生長的加快，地徑生長也隨之加快。

圖3 不同處理下的紅豆樹苗高徑比Figure 3 Effect of different fertilization treatment on height-ground diameter ratio of seedlings

2.3 不同處理對紅豆樹苗生長影響的綜合效益評價

由于不同評價指標條件下的最佳處理方法并不一致，因此必須綜合考慮多方面因素，采用多指標綜合評價最佳處理方法。本試驗采用模糊數學中的隸屬函數法，選擇高生長量、地徑生長量、高徑比和造林成本4項指標對16種不同處理的造林綜合效益進行評價。造林成本包括苗木費、肥料費、種植費、撫育費、林地清理費。

首先對原始數據進行轉換，然后利用隸屬函數計算公式分別計算出各處理條件下苗木高生長量、地徑生長量、高徑比及造林成本4個指標相應的隸屬函數值Xu，最后累加各個指標的具體隸屬函數值，求出平均值后進行比較（表2），平均值越大，表明該處理造林綜合效益越高。

表2 不同處理紅豆樹苗的綜合成本及各指標隸屬函數值Table 2 Integrated cost and subordinate function value of different treatment

由表2可以看出，對紅豆樹幼苗不同處理的4個指標隸屬函數平均值進行排序，其中排列前五位的依次為處理7（0.613 3）＞處理8（0.601 3）＞處理6（0.563 9）＞處理10（0.554 8）＞處理9（0.517 3），且其平均隸屬函數值均超過0.5，而其他處理的平均隸屬函數值均低于0.5，這說明在試驗區進行紅豆樹山地造林時，使用地徑2 cm帶土球苗配合施用30 g·株-1復合肥造林，造林當年綜合效益最高。

3 討論與結論

3.1 討論

株高、地徑是苗木生長狀況和苗木質量的重要指標，除了樹種的遺傳特性外，生長的環境條件和不同種植方式對造林效果有著顯著的影響[12]。本研究表明，在試驗區紅豆樹山地造林時，地徑2 cm采用帶土球苗、地徑4 cm采用土球截頂苗，其綜合造林效果更好，也說明了不同徑級幼苗適宜不同苗木類型和種植方式。幼苗生長初期采用營養缽能更好地保護根系、提供養分，對根系生長更有促進作用，但進入速生期則由于苗期時因營養缽空間限制，造成根系窩根而影響造林生長，與帶土球苗種植相比其生長優勢明顯下降。這與陳秋夏等對木荷Schima superba、油松Pinus tabulaeformis等樹種的研究結果一致[13-14]。

有研究顯示[15-17]，施肥濃度不同、肥料搭配不同，對林木的地徑、高度、根系、生物量等的影響都有顯著差異，科學合理施肥可以避免養分不足與過度施肥問題，有效提高苗木質量。本研究表明，紅豆樹苗不同施肥處理效果差異較大，除處理5（地徑2 cm營養缽苗施復合肥30 g·株-1+菌根肥3.47 g·株-1）和處理10（地徑2 cm土球苗施復合肥30 g·株-1+菌根肥3.47 g·株-1）對紅豆樹苗高生長無明顯促進效果外，其余各施肥處理對紅豆樹苗高生長和地徑生長均有不同程度的促進作用。其中，地徑2 cm土球苗配合施用30 g·株-1復合肥、地徑4 cm帶土球截頂苗配合施用50 g·株-1復合肥對苗木生長的促進效果明顯高于其他施肥處理，表明小徑級苗適宜少量施肥，但隨著苗木的生長發育、徑級增大，施肥量也需相應提高。菌根肥所含叢枝泡囊菌根菌Glomus versiforme的根外菌絲長度遠大于根毛，可輔助吸收距離根系較遠的土壤養分。本文試驗周期相對較短，營養缽苗可能因時間限制施用菌根肥效果未有體現，因此并不適用營養缽育苗。

截頂、全冠是苗木生長期調控苗木生長狀態以適應于造林地環境的苗圃培育措施。一般截頂處理后苗木的光合面積減小，在一定程度上會影響苗木的光合作用以及根系對礦質營養、水分的吸收，降低苗木的高、徑生長[18-19]。但有研究表明，截頂對大徑級苗的生長具有抑制作用，對小徑級苗的生長卻有較好的促進作用[20]，減少苗木地上部分蒸騰，從而促進苗木生長[21]。本次試驗結果也表明，地徑4 cm的帶土球苗木截頂處理生長優勢明顯。

3.2 結論

綜合選擇高生長量、地徑生長量、高徑比和造林成本4項指標，采用模糊隸屬函數法對紅豆樹苗不同處理條件下的造林效益進行綜合評價，結果表明在試驗區開展紅豆樹山地造林時，采用地徑2 cm土球苗并配合施用30 g·株-1復合肥，可在保證造林效果的基礎上有效節省造林成本，實現綜合造林效益最優化。

本研究由于僅對紅豆樹山地造林苗當年的生長情況進行了分析，今后的研究將對不同施肥措施、不同種植方式對紅豆樹山地造林苗長期生長情況及相關生理指標的影響進行長期深入的研究，對綜合造林效果進行更深入全面的研究分析，以了解紅豆樹的造林生長動態。