福建洋口杉木幼林施用专用肥试验

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  摘 要:在福建省洋口国有林场,采用裂区区组设计,以肥料品种为主处理,以施肥量为副处理,开展杉木幼林施用螯合型复合专用肥与通用型复合肥对比试验,结果表明:施肥能促进杉木幼林的生长,而且随着施肥量的增加生长效果越好;施专用肥比施等养分量的通用型复合肥的增产效果更为明显,而且长势旺盛;Ⅰ型专用肥(N∶P2O5∶K2O =12∶12∶6)和Ⅱ型专用肥(N∶P2O5∶K2O =15∶9∶6)的施用效果没有差异,适宜的施用量为每株450~600g。与施450~600g等养分量的农用普通型复合肥相比(基本等价投入),施用后前2a的未成林阶段,林分树高、胸径分别提高3.54%~9.84%和5.27%~15.08%;施肥后4a,林分进入6a生幼林阶段,则林分总体平均树高、胸径、材积分别提高6.64%~13.67%、4.47%~9.36%和23.26%~26.71%;专用肥的肥效可以持续4.5~5a,比常规化肥的肥效可长0.5a。
  关键词:杉木幼林;复合专用肥;施肥试验
  中图分类号 S714.8;S791.27 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2013)13-110-04
  杉木(Cunninghamia lanceolata (Lamb.)Hook)是南方各省区最重要的商品材速丰林树种之一。其生长快,产量高,材性好,用途广,为福建省传统的用材树种,栽培面积最大,约173万hm2,占全省现有人工林的47.9%,近几年每年造林面积都在5万hm2左右。由于林地的长期多代经营,出现了产量下降、土壤肥力退化等现象[1]。随着集约经营程度的提高,造林单位、林农也逐步开始施肥,施肥面积逐年增加。但由于目前我国研制和生产的林木专用复合肥发展速度缓慢,供应品种极少,市场上缺乏林木专用肥,广大林农基本施用农用化肥,不仅影响了施肥效果,同时容易引起林地土壤板结,破坏土壤结构和营养平衡,常出现生理病症,或材性差、抗性弱、抵御自然灾害的能力低[2-4]。同时,杉木传统生产上很少施肥,经验缺乏。针对林业生产用肥存在的问题,立题开展杉木速丰林高效复合专用肥研发与推广应用,课题组从调研福建及周边省区杉木施肥现状资料入手,并根据本省种植杉木速丰林的立地、土壤状况以及杉木不同生育阶段的需肥特点、营养特性,进行专用肥配方的定位制备、调制与测试,并采用生化鳌合技术[5]试生产系列鳌合型复合专用肥。现就该专用肥在福建大田梅林国有林场的初步试验结果进行总结,为推广应用提供参考。
  1 材料与方法
  1.1 试验地概况 试验地位于福建省洋口国有林场,地处东经117°53′、北纬26°50′,气候属中亚热带季风气候区,气候温和、雨量充沛,年均气温18.5℃,最高温40℃,最低温-11℃;年均降水量1 880.2mm,相对湿度82%,全年无霜期230d,偶有降雪,为杉木中心产区。施肥试验地设在该场板桥工区9-6-4小班,小班面积13.7hm2,试验林面积3.3hm2,前茬为杉木采伐迹地。林地土壤为花岗岩发育的红壤,海拔120~285m,坡向西南,坡度15°~20°,林地等级为Ⅱ类地,林下植被以芒萁骨、白茅为主。试验林为2007年春造林,造林密度220株/667m2,整地规格为50cm×35cm×30cm,块状整地,造林种苗为本场选育的2.5代杉木良种,造林后前3a每年全面除草抚育2次。施肥前林分长势较均匀整齐,试验前3a生林分平均树高3.1m、胸径4.5cm。
  1.2 供试肥料 专用肥的氮、磷、钾有效总养分量≥30%(Ⅰ型:N∶P2O5∶K2O=12∶12∶6,Ⅱ型:N:P2O5:K2O=15∶9∶6)。产品除了含有氮、磷、钾等大量元素外,还含有Ca、Mg、B、Zn等中微量元素且为螯合态,易于被林木吸收利用,专用肥由福建中化智胜化肥有限公司生产并提供;农用普通型复合肥的氮、磷、钾有效总养分量≥45%(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15),从当地农资部门采购。
  1.3 试验设计与施工 试验采用裂区设计,以肥料品种为主处理,以施肥量水平为副处理(不同肥种用量按等总有效养分量计算),见表1,重复3次。同一重复内各小区的立地条件(坡向、坡度、海拔、坡位、土壤肥力)基本一致。
  表1 裂区区组设计的供试肥料因子及施肥水平(g/株)
  [副处理
  (施肥水平)\&主处理(肥类)\&A追肥专用Ⅰ型\&B追肥专用Ⅱ型\&C普通复合肥\&1(ck)\&0\&0\&0\&2\&150\&150\&100\&3\&300\&300\&200\&4\&450\&450\&300\&5\&600\&600\&400\&]
  2009年4月中旬,分别在3a生幼林林分内,选择长势比较均匀的林分,按试验设计方案实施施肥试验。采用沟施,在每株树冠投影处于坡上方开挖一弧形沟,沟深10cm、宽20cm,沟长50cm,均匀撒施后覆土。
  1.4 调查测定与数据整理 追肥后1个月内进行第1次现场跟踪调查,随后于2009年9月下旬(施肥当年)、2010年6月(施肥第2年)、2012年6月(施肥第4年)对各试验处理小区进行林木生长、林相状况等全面调查。数据汇总后,采用DPS统计分析工具进行方差分析与多重比较。
  2 结果与分析
  2.1 施肥后未成林生长效果 调查数据汇总后,整理成裂区试验生长量双向表(表2、表3)。从表2、表3看出,施肥后前2a,不论是专用肥还是农用普通型复合肥,施肥均能明显促进未成林林分的生长,而且随着施肥量水平的增加生长量也趋于加大,与不施肥(对照)林分相比,施专用肥的林分树高、胸径在施肥后当年,分别比对照提高2.6%~14.4%和6.1%~25.3%,第2年分别提高2.1%~10.4%和2.7%~20.5%;施农用普通型复合肥的林分树高、胸径当年也分别比对照提高0.3%~6.6%和0.5%~18.8%,第2年分别提高0.8%~2.4%和5.3%~14.1%。從专用肥与农用普通型复合肥比较看,2种专用肥的施用效果相当,当年林分树高、胸径分别比等有效养分量的农用普通型复合肥提高2.0%~6.7%和5.3%~13.9%,第2年林分树高、胸径分别提高了3.16%~9.84%和5.70%~15.83%(可由表2、表3计算)。而且,从林相看,施用专用肥的林分叶片翠绿色,浓绿程度优于施等养分量农用普通型复合肥处理,林相总体树势强壮、生机盎然。   表2 裂区施肥试验生长量(2009年,施肥后当年)两向列表
  [性状\&主处理
  (肥料品种)\&副处理(施肥量水平)\&主处理均值\&1\&2\&3\&4\&5\&树(m)\&A\&3.08\&3.16\&3.19\&3.34\&3.40\&3.23A\&B\&2.98\&3.14\&3.32\&3.37\&3.41\&3.24A\&C\&3.01\&3.02\&3.13\&3.16\&3.21\&3.11B\&副处理均值\&3.02dD\&3.11cC\&3.21bB\&3.29aAB\&3.34aA\&\&胸径(cm)\&A\&4.29\&4.55\&4.64\&4.81\&4.99\&4.66a\&B\&3.99\&4.55\&4.78\&4.93\&5.00\&4.65a\&C\&3.99\&4.01\&4.25\&4.33\&4.74\&4.26b\&副处理均值\&4.10dD\&4.36cC\&4.56bBC\&4.69bB\&4.91aA\&\&]
  注:主处理、副处理均值后的小写字母为5%显著水平,大写字母为1%极显著水平;两两间含有相同字母为没有差异,否则有差异。下同。
  表3 裂区施肥试验生长量(2010年,施肥后第2年)两向列表
  [性状\&主处理
  (肥料品种)\&副处理(施肥量水平)\&主处理均值\&1\&2\&3\&4\&5\&树高(m)\&A\&3.96\&4.04\&3.98\&4.10\&4.22\&4.06A\&B\&3.84\&3.92\&4.13\&4.18\&4.24\&4.06A\&C\&3.77\&3.77\&3.84\&3.96\&3.86\&3.84B\&副处理均值\&3.86cB\&3.91bcB\&3.98bAB\&4.08aA\&4.11aA\&\&胸径(cm)\&A\&6.97\&7.19\&7.42\&7.60\&7.88\&7.41a\&B\&7.03\&7.22\&7.67\&8.02\&8.47\&7.68a\&C\&6.45\&6.79\&6.92\&7.19\&7.36\&6.94b\&副处理均值\&6.82eD\&7.07dCD\&7.34cBC\&7.61bAB\&7.90aA\&\&]
  对不同肥料不同施肥量的林分生长量进行方差分析结果表明,在施肥后当年、第2年的未成林阶段,不同肥料间、不同施肥量间的树高、胸径均达极显著差异水平(施肥后当年肥料间的F树高=20.783**,F胸径=7.338**,F0.05/0.01(2,24)=3.40/5.61。施肥量间的F树高=39.879**,F胸径=32.399**,F0.05/0.01(4,24)=2.78/4.22;施肥后第2年肥料间的F树高=15.182**,F胸径=6.547**。施肥量间的F树高=12.170**,F胸径=32.588**)。说明,选择合适的肥种和施肥量对杉木未成林生长有意义。进一步分别对不同肥种间、不同施肥量的林分生长量差异进行显著性多重比较,从肥种看,在施肥后前2a的未成林阶段,施用专用肥A、B的林分树高、胸径均极显著或显著地高于农用普通型复合肥的林分,而专用肥A与专用肥B的林分生长量没有差异(见表4的主处理多重比较);从肥料用量水平看,施肥用量水平4和5的树高、胸径均极显著或显著地高于其它3个水平,且水平4与水平5之间的树高没有差异,胸径差异达显著或极显著(见表4的副处理多重比较),因此,施肥用量为水平4~5较为合理。綜上分析,以Ⅰ型或Ⅱ型专用肥,每株施用量450~600g较好,该施肥量施用当年,林分树高、胸径比不施肥林分可分别提高8.44%~14.43%和12.12%~25.31%,比等养分农用普通型复合肥(基本等价投入)的林分树高、胸径可分别提高5.70%~6.65%和5.27%~13.86%(可由表2计算);施肥后第2年,林分树高、胸径比等养分农用普通型复合肥可分别提高3.54%~9.84%和5.70%~15.08%(可由表3计算)。
  表4 裂区施肥试验生长量(2012年,施肥后第4年,林龄6a)两向列表
  [性状\&主处理
  (肥料品种)\&副处理(施肥量水平)\&主处理均值\&1\&2\&3\&4\&5\&树高(m)\&A\&5.67\&5.65\&5.98\&6.06\&6.21\&5.91a\&B\&5.94\&5.72\&6.37\&6.36\&7.13\&6.30a\&C\&5.22\&5.42\&5.59\&5.70\&5.80\&5.55b\&副处理均值\&5.61b\&5.60b\&5.98ab\&6.04a\&6.38a\&\&胸径(cm)\&A\&11.70\&11.92\&12.02\&12.13\&12.63\&12.08a\&B\&11.20\&10.90\&11.86\&11.53\&12.21\&11.54ab\&C\&10.48\&10.70\&11.01\&11.41\&11.63\&11.05b\&副处理均值\&11.13c\&11.17c\&11.63b\&11.69b\&12.16a\&\&材积(m3)\&A\&0.033 7\&0.035 0\&0.037 6\&0.038 6\&0.042 5\&0.037 5a\&B\&0.033 0\&0.029 6\&0.038 5\&0.036 3\&0.044 9\&0.036 5ab\&C\&0.025 2\&0.027 1\&0.029 5\&0.032 2\&0.033 9\&0.029 6b\&副处理均值\&0.030 6c\&0.030 6c\&0.035 2b\&0.035 7b\&0.040 4a\&\&]
  2.2 施肥后幼龄林生长效果 从表4看出,施肥后第4年,林分进入6a生的幼林阶段,不同施肥品种及其施肥量的林分生长效果基本上与未成林阶段一样,从专用肥与农用普通型复合肥比较看,在试验设计的施肥量水平范围内,专用肥比施等有效养分的农用普通型复合肥平均树高、胸径、材积生长量分别提高4.24%~22.93%、1.87%~11.40%、9.23%~32.45%,同时林分长势仍然较为旺盛,说明肥效进入幼林阶段尚未完全消失。   进一步对不同肥料不同施肥量的幼林林分生长量进行方差分析和多重比较结果表明,不同肥料间、不同施肥量间的树高、胸径、材积均达显著或极显著差异水平(肥料间的F树高=6.940**,F胸径=8.111**,F材积=5.949**,F0.05/0.01(2,24)=3.40/5.61;施肥量间的F树高=6.088**,F胸径=8.397**,F材积=7.873**,F0.05/0.01(4,24)=2.78/4.22)。从肥种看,施用专用肥的林分树高、胸径、材积生长量均显著地高于等养分投入的农用普通型复合肥林分,而且2种专用肥的效果没有差别;从肥料用量看,用量水平4和5的各生长量显著地高于其它低用量水平的林分。综上分析,杉木幼林施用专用肥是可行的,适宜量为每株450~600g,该使用量也比较符合现有经济条件和生产水平,施用后4a进入6a生的幼林阶段,施用量为450~600g的专用施与等养分投入的农用普通型复合肥比(基本等价投入),林分总体平均树高、胸径、材积分别提高6.64%~13.67%、4.47%~9.36%和23.26%~26.71%(由表4主处理均值计算)。
  2.3 专用肥的肥效持续性分析 为分析施用不同肥料的肥效持续性,利用不同施肥处理林分的生长量定位调查资料,对施用不同肥料品种的林分年树高和年胸径生长量随时间的变化趋势进行分析。从图1、图2看出,施用不同肥料品种的林分,树高年生长量均在施肥当年最高,随后趋于下降。胸径年生长量均在施肥后第2年(林分4a生)最高,随后趋于下降。这一方面主要是由林木生长规律和气候所决定,另一方面是肥效趋于减弱所致。此外,在施肥后的4a内林分年树高和年胸径生长量均比不施肥的对照林分高,但随着施肥后的时间延长,不同肥料品种处理的生长量减弱幅度不一样,其中常规化肥处理的年树高和年胸径生长量下降幅度最大。
  
  图1 施肥后不同时期树高年生长趋势
  
  图2 施肥后不同时期胸径年生长趋势
  通过曲线模拟,其年树高生长量曲线在施肥后第4年与对照生长量曲线相交,胸径大约在施肥后4.5a两者相交,说明常规化肥的肥效在施肥后4~4.5a已基本消失。而施用专用肥处理的林分年树高和年胸径生长量下降幅度相对小些,通过曲线模拟,专用肥的年树高和年胸径生长量曲线大约在施肥后4.5~5a与对照的生长量曲线相交,说明,专用肥的肥效可以持续4.5~5a,比常规化肥的肥效可长半年。
  3 结论与讨论
  (1)杉木幼林施肥有明显的增产效果,而且随着施肥量的增加生长量趋于加大;施专用肥比施等养分量的农用普通型复合肥(基本等价投入)的增产效果更为明显,而且长势旺盛。在该试验地立地条件下,Ⅰ型专用肥(N∶P2O5∶K2O=12∶12∶6)和Ⅱ型专用肥(N∶P2O5∶K2O=15∶9∶6)的施用效果没有差异,适宜的施用量为每株450~600g。
  (2)施用Ⅰ型或Ⅱ型专用肥,每株施用量450~600g,与等养分农用普通型复合肥(基本等价投入)相比,施用后前2a的未成林阶段,林分树高、胸径分别提高3.54%~9.84%和5.27%~15.08%。施肥后4a,林分进入6a生幼林阶段,则林分总体平均树高、胸径、材积分别提高6.64%~13.67%、4.47%~9.36%和23.26%~26.71%。
  (3)肥效的持續性分析表明,专用肥的肥效可以持续4.5~5a,比常规化肥的肥效可长0.5a。
  (4)本研究只是洋口林场Ⅱ类地幼林的试验结果,至于不同立地条件下、不同林龄的专用肥施用效果及其对树体与土壤营养、木材材质等影响还有待继续研究。
  参考文献
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