“有機+無機”追肥對營建高產桉樹人工林的影響研究

楊衛星

(廣西國有東門林場,廣西 崇左 532100)

1 引言

桉樹(Eucalyptus) 屬于桃金娘科( Myrtaceae) 桉屬(Eucalyptus) ，是世界著名的三大速生樹種之一，也是世界最有價值的硬質闊葉樹之一，具有生長快、產量高、周期短、材油兼備、經濟效益高及用途廣泛等特點[1]。廣西在桉樹研究領域上取得了巨大的成績，培育出的桉樹良種無性系種苗具有適應性強、生長速度快的優勢，成為桉樹人工林種植的主要品種[2]，是我國桉樹種植時間最早和種植面積最大的地區[3]。在“十三五”期間，廣西桉樹每年采伐限額3.19975×107m3，貢獻全國 1/4 以上的木材產量[4]。從派陽山林場近幾年伐區調查數據來看，桉樹林分大體生長情況是4～6年生林木平均胸徑為12.8～14.1 cm，平均樹高 16.6～19.5 m，林木生長量隨著林齡增加增量不大，且大徑材少，對經濟效益存在較大的制約。桉樹生長主要受所處環境中的水、肥、氣、熱等因子的影響[5]，可分為環境因子和土壤肥力因子，環境因子主要包括：坡位[6]、坡度[7]、海拔等[8,9]；土壤肥力因子主要包括：土壤容重、有機質、N、P、K 等[10]。國外桉樹施肥試驗始于1946年，而我國在 70年代初才開始對桉樹施肥進行試驗研究[11]。目前，我國桉樹人工林經營存在長期大量使用功能單一化學肥料而導致土壤本身肥力退化、肥料的利用率較低等嚴重的環境污染與生態破壞現象[12]。在人工林中若一味重視林產品收獲而忽視管理及補充林地養分，則會導致土壤逐步退化、林地肥力逐漸降低，不利于桉樹種植產業可持續發展[13,14]。廣西土壤基本以地帶性紅壤為主，隨著桉樹林施肥的逐步增加，土壤酸化也日益嚴重，造成土壤中 Fe2+、Al3+等離子對 P、K 營養元素的固定，從而減弱肥料的效力[15]。隨著桉樹人工林在廣西迅速發展的20多年中，相關科研機構及生產單位不斷研究及試驗使用高效桉樹生長促進肥料類型的桉樹專用肥，但其絕大多數仍以速溶性的無機肥為主，其肥效快，存在肥效持續時間短缺點[16]。何國華等[17]對總養分含量相同條件下施用有機—無機復混肥，其結果表明在苗木生長 17 個月的時候長勢最好。楊曉慧等[18]采用不同有機肥篩選出N∶P∶K 為 15∶5∶11 時對桉樹的胸徑和地徑增長促進效果最好。派陽山林場對公武分場桉樹人工林林分長相關因素分析及對相關文獻的查閱分析，得出結論為追肥的營養元素含量與次數是影響林木生長的主要原因之一。因此，為了使林分質量及效益有大幅度提高，達到“百元樹、萬元林”的培育目標，本試驗將調整追肥方法，并將伐木年齡由原來的4～6年延長至7年或更長，為之后的造林技術規程提供技術依據，為提高桉樹營林經濟效應、生態效應打下堅實的基礎。

2 試驗方法

2.1 試驗地造林

試驗樣地選擇在派陽山林場公武分場，林地應坡面開闊，坡度≤30°，土層厚度80 cm以上，土壤石礫含量5%，土壤肥力中等以上。清理林地后，采用沿等高線挖穴整地方式，穴面寬60 cm、底寬 50 cm 、深40 cm，挖明穴后回填碎表土，回土前每穴投放有機無機復混肥(含機質20%，含N、P、K有效養分含量20%)1000 kg作基肥。每畝110株，株行距2 m×3 m，行向與等高線平行。種苗為東門尾巨桉無性系DH32-29，良種編號：國S-SC-EU-001-2011。試驗時間2015年1月至2021年12月,2015年1月份種植，每年4月份追肥，11月份進行樣株測定胸徑、樹高。第1年追肥溝長20 cm、深15 cm,覆土厚度約10 cm，第2～7年追肥溝長30 cm、深20 cm，覆土厚度約10 cm。

2.2 樣地選擇及布置

按每100畝設3個樣地，每個樣地設3個重復，樣地均勻設置在坡上、中、下部，但不能設在林地邊緣，以避免邊緣效應影響試驗效果。進行設置固定樣地，樣地面積400 m2(如長邊定 22.22 m，則短邊是18.00 m等),形狀方形。采用激光測距儀測量樣地長、短邊水平長度，用羅盤儀確定樣地長、短邊方向，確保相鄰的兩條長短邊相互垂直，保障樣地四角呈90°。確立樣地后，在固定樣地四角插上 PVC 管，插入土壤后管高 50 cm 左右,州對樣地的邊界木噴紅色或其它顏色的油漆作標記，以便下次調查時易找到樣地及樹木。

2.3 樣株測量

對樣地范圍內的林木進行每木檢尺，逐株測量胸徑及樹高生長量，對木專用胸徑測量圍尺測胸徑(保留1位小數)，用測高桿(樹高≤6 m 使用)或激光測高儀(樹高>6 m時使用)測樹高(保留1位小數)。

2.4 林木蓄積量計算方法

采用廣西林業勘測設計院研究制的速生桉二元材積公式(2005年)進行計算：

V=C0×D(C1-C2(D+H))×H(C3+C4(D+H))

(1)

式(1)中：V表示材積，D表示胸徑，H表示樹高，模型參數值:

C0=1.09154145×10-4,C1=1.87892370,C2=5.69185503×10-3,C3=0.65259805,C4=7.84753507×10-3。

2.5 追肥營養元素及用量

追肥肥料配方為：①氮磷鉀復混肥(N、P2O5、K2O總有效養份≥30%十微量元素)；②氮磷鉀復混肥(N、P2O5、K2O總有效養份≥30%)；③有機-無機復混肥(含有機質20%，含N、P2O5、K2O總有效養份≥20%)。每年追肥用量見表1。

表1 樣地追肥配方及用量

2.6 不同追肥配方對樣株生長指標的影響

采用不同的追肥配方對試驗林分進行逐年追肥，其他除草除灌 、病蟲害防治等撫育管護方式一致，測定樣株的胸徑、樹高后進行記錄統計，分析追肥對林木連年生長指標與蓄積量的影響。

3 結果與分析

3.1 不同追肥配方對樣株胸徑增長情況的影響

從圖1可知，3個樣地中樣株平均胸徑在林齡24月前相對一致，在林齡36月后增長量差異逐漸增加，平均胸徑增加量總體表現為：樣地1<樣地2<樣地3。樣地1中的樣株胸徑在林齡48月后生長量受到一定抑制，增加較慢，可能原因是連年追肥中均含有微量元素，存在微量元素過量導致林木內細胞分裂速度減緩。樣地2中樣株平均胸徑在林齡72月后生長量趨向平緩狀態，可能原因是經過長時間對土壤內的微量元素消耗較多，而導致微量元素在樹木生長后期處于缺乏狀態，供應不上樹木的生長需求而限制了胸徑的生長，這與李步斌[19]、馬涪[20]、陳少雄[21]研究廣西桉樹人工林地土壤普遍少缺銅、硼等微量元素這一特征相一致。樣地3中樣株平均胸徑隨著林齡的增長而增長，在林齡84月時達到了17.5 cm，長勢良好，可能原因是其追肥配方中含有機質，利于改善土壤肥力，肥力釋放相對緩慢，持續時間長，利于促進樹木橫向生長。

圖1 不同追肥配方對樣株平均胸徑的影響

3.2 不同追肥配方對樣株樹平均高增長情況的影響

從圖2可知，3個樣地中樣株平均樹高在林齡36月前相對一致，在林齡48月后生長量差異逐漸增加，樹高增長量總體表現為：樣地3<樣地1<樣地2。樣地1與樣地2在前兩年追肥使用的肥料配方與用量一致，其樹高表現一致，樣地1與樣地3在前36月樹高增長相對一致，由此可知，在樹木生長期的前36月中，N、P、K含量一致的情況下，不同的微量元素或有機質含量對樹木的高生長起到一定的影響作用。如樣地2中在前36月中的追肥含有微量元素、在60月前的追肥中含有有機質，且具有足量的N、P、K營養元素利于樹木高生長，在84月時達到21.7 m。樣地1和樣地3的追肥配方中分別含有微量元素及有機質，在林齡60月時樹高生長逐漸減緩，由此可知長期施放微量元素對樹高的后期生產存在一定的抑制作用，長期施放有機質肥料對樹木的高生長表現出有效肥力不足的現象。

圖2 不同追肥配方對樣株平均樹高的影響

3.3 不同追肥配方對樣株平均樹蓄積量情況的影響

從表2可知，3個樣地林木單株平均蓄積量總的情況表現較好，林齡84月的單株蓄積量均在0.16 m3以上，如按每畝林木保存數90～100株來計算，每畝蓄積量為15.21～22.25 m3，經濟效益較好。從3個樣地的樣株林齡84月蓄積量情況分析，樣地3中的追肥配方較佳，其樣株平均蓄積量較好，達到0.2225 m3，其次是樣地2的樣株平均蓄積量0.2086 m3，再次是樣地1的樣株平均蓄積量0.1691 m3。由此可知，長期使用無機肥料時，在保證N、P、K含量可滿足樹木生長的同時需適當配合微量元素，但微量元素最好是在樹木生長前期使用，在林齡達到36月時可停止或適量減少使用，而有機質利于改善土壤結構及調節微生物群落，可連年適量用于追肥，利于生產大徑材。

表2 不同追肥配方對樣株平均樹蓄積量的影響 m3

4 結論與討論

桉樹作為一種短輪伐期速生樹種在我國廣西近20年來被廣泛種植，總體表現出單一樹種連栽經營模式，對林地土壤肥力的輸入與輸出產生重大影響。為了保護好生態的基礎上，進一步提高桉樹人工林經濟收益，在選擇氮磷鉀復混肥時也要適當補充微量元素及有機質。本試驗采用氮磷鉀復混肥(N、P2O5、K2O總有效養份≥30%十微量元素)、氮磷鉀復混肥(N、P2O5、K2O總有效養份≥30%)、有機-無機復混肥(含有機質20%，含N、P2O5、K2O總有效養份≥20%)三種復混肥輪流施用或單獨采用有機-無機復混肥(含有機質20%，含N、P2O5、K2O總有效養份≥20%)取得了較好的效果，林齡84月單株蓄積量可達0.2086 m3以上，按每畝林木保存量90株計算，蓄積量可達18.774 m3以上。連續追肥7年均采用有機-無機復混肥(含有機質20%，含N、P2O5、K2O總有效養份≥20%)對樹木生長及改善土壤肥力均有較大的益處，林齡84月單株蓄積量可達0.2225 m3以上，按每畝林木保存量90株計算，蓄積量可達20.025 m3以上，可進行推廣使用。連續追肥7年均采用氮磷鉀復混肥(N、P2O5、K2O總有效養份≥30%十微量元素)林齡84月單株平均蓄積量0.1691 m3，按每畝林木保存量90株計算，蓄積量達15.219 m3以上，低于其他兩個樣地的單株蓄積量，在今年的追肥管理上需適當降低微量元素的使用，以避免某種微量元素過量而抑制其他養分的利用。

有研究表明，長期種植桉樹會加劇土壤酸化，同時會使土壤養分貧瘠，有機質、全氮和全磷均出現不同幅度的下降，酸化現象嚴重[22，23]。其主要原因是桉樹經營周期短 、生長快，在短時間內對土壤中營養元素進行大量消耗，而回饋到土壤中的營養元素較少，導致土壤養分處于不平衡狀態，經營可持續性較差。如王卡石[24]基于桉樹人工林土壤養分現狀采取配方施肥，有效促進桉樹林土壤成分的優化及提升肥料利用率及施肥有效率。由此可知，為了改善土壤肥力條件，進行林木施肥前需采取測土配方施肥，以缺什么補什么為原則，保持生態平衡，在提高環境質量的同時，林分質量及經濟效益將會有大度提高，完全可達到派陽山林場“百元樹、萬元林”的培育目標。有效營建高產桉樹人工林。