施肥對(duì)林木生長(zhǎng)效應(yīng)的理論研究

李花蘭

(晉城市林業(yè)技術(shù)推廣站，山西 晉城 048000)

林木施肥是集約經(jīng)營(yíng)人工豐產(chǎn)林提高森林生產(chǎn)力的重要技術(shù)措施，在林業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用愈來(lái)愈普遍。該措施可維持土壤養(yǎng)分平衡，增加木材產(chǎn)量，保證速生豐產(chǎn)。養(yǎng)分供給是林木生長(zhǎng)發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，樹體營(yíng)養(yǎng)元素濃度與林木生長(zhǎng)量、產(chǎn)量有密切的關(guān)系，是林木施肥的理論基礎(chǔ)。成熟林林地雖然有枯枝落葉，可以實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分循環(huán)，但經(jīng)分解變成能被林木吸收利用的養(yǎng)分較少，不能滿足林木生長(zhǎng)發(fā)育的需求。要使植物達(dá)到高產(chǎn)，樹體營(yíng)養(yǎng)元素濃度必須保持一定的水平與適當(dāng)?shù)谋壤駝t林木將會(huì)失去生理平衡。Liebig提出“最低養(yǎng)分律”，即決定作物產(chǎn)量的是土壤中相對(duì)最低的植物有效養(yǎng)分含量;Ulrich認(rèn)為“臨界百分比濃度”為作物生長(zhǎng)量(或產(chǎn)量)比最大生長(zhǎng)量(或產(chǎn)量)減少10%(或5%)時(shí)體內(nèi)元素濃度;之后，Chapman建立了植物營(yíng)養(yǎng)元素濃度與生長(zhǎng)量或產(chǎn)量關(guān)系模型[1，2］，推進(jìn)了施肥生長(zhǎng)效應(yīng)的研究。

1 施肥對(duì)林木生長(zhǎng)和林分產(chǎn)量的影響

1.1 施肥促進(jìn)林木生長(zhǎng)

在前蘇聯(lián)，每年對(duì)松林施氮肥，結(jié)果顯示樹干直徑增加2倍，樹高增長(zhǎng)1.4倍;施完全肥的林分比不施肥的林分直徑增長(zhǎng)2倍～8倍，樹高增長(zhǎng)1.9倍。施肥能夠促進(jìn)林木根系的發(fā)育，肥料對(duì)幼樹和大樹的側(cè)根與須根有顯著誘導(dǎo)作用，肥料層側(cè)根和須根數(shù)量明顯增多。曹幫華等對(duì)三倍體毛白楊苗期氮、磷、鉀不同配方施肥效應(yīng)的研究表明，氮起主導(dǎo)作用，磷的作用其次，鉀的作用最小。不同施肥配方明顯影響地徑的生長(zhǎng)，經(jīng)方差分析可知，配方間差異達(dá)到極顯著水平。地徑生長(zhǎng)量隨氮、磷施用量的增加而增加，但鉀的作用相對(duì)較弱[3］。吳家勝等對(duì)銀杏采葉園施肥效應(yīng)研究表明，施肥后苗高和新梢長(zhǎng)度都有明顯的增長(zhǎng)，各施肥處理的苗高和新梢長(zhǎng)度都明顯高于對(duì)照。最好的組合處理，苗高和新梢長(zhǎng)度是對(duì)照的122.41%和157.03%.不同施肥處理對(duì)苗高和新梢長(zhǎng)度的影響各不相同，可見肥料配比非常重要，否則即使增大施肥量，也不能使生長(zhǎng)量增加，甚至可能導(dǎo)致生長(zhǎng)量下降[4］。不同氮、磷、鉀施肥量對(duì)苗高和新梢長(zhǎng)度均有極顯著效應(yīng)。其中氮的離差平方和最大，磷次之，鉀最小，說(shuō)明對(duì)銀杏采葉園施肥應(yīng)重視氮肥的施用[5］。不同的氮、磷、鉀配施對(duì)銀杏苗木的根冠比也產(chǎn)生一定的影響。施肥后，根冠比均有不同程度的下降，平均根冠比為0.842，比對(duì)照降低13.28%.說(shuō)明該處理能較好地調(diào)節(jié)銀杏苗木地上、地下生物量分配，促進(jìn)地上部分生長(zhǎng)[4］。

1.2 施肥提高林分生物產(chǎn)量

施肥能夠顯著提高林分生物產(chǎn)量。我國(guó)對(duì)杉木幼林施磷肥，6 a后木材產(chǎn)量增加了28m3/hm2;對(duì)山核桃施肥產(chǎn)量提高了153.0 kg/hm2～399.5 kg/hm2;對(duì)黑荊樹施肥能提高樹皮、木材、單寧產(chǎn)量。吳家勝等對(duì)銀杏采葉園施肥效應(yīng)研究表明，施肥能提高銀杏苗木各器官生物量及總生物量，但不同的施肥處理效果不同，多數(shù)處理間存在極顯著差異。25種配施處理中效果最好的處理，其葉、莖、根及總生物量分別是對(duì)照的 183.26%，165.22%，129.07%和150.32%.可見正確的施肥配比是提高銀杏葉產(chǎn)量的關(guān)鍵[4］。

2 施肥對(duì)木材質(zhì)量的影響

施肥能夠提高樹干圓滿度，使木材年輪均勻。施肥對(duì)木材密度的影響結(jié)論不一致，有待進(jìn)一步研究。據(jù)日本學(xué)者伊藤守夫1986年的研究，施肥并結(jié)合修枝對(duì)提高樹干圓滿度具有顯著效果。湛紅輝、溫恒輝通過(guò)對(duì)馬尾松中齡林施肥試驗(yàn)表明，平衡施肥對(duì)促進(jìn)其生長(zhǎng)有利，單施某一肥料效果不理想，單施氮、鉀肥甚至產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。施肥8 a后，最佳處理的樹高、胸徑、蓄積比對(duì)照分別高11.5%，15.6%，13.0%[6］.鄭海水等[7］在云南省孟連縣對(duì)山桂花人工林的研究結(jié)果表明，各施肥配方對(duì)3年生山桂花幼林的生長(zhǎng)質(zhì)量有促進(jìn)作用。其中，以施用氮肥的效果最好，其次是氮、磷肥，再次是氮、磷、鉀混合肥，氮、鉀肥效果最差。韓恩賢等[8］對(duì)小葉楊采用盆插土培法輔以田間育苗施肥，試驗(yàn)結(jié)果顯示，在渭北旱原土壤條件下，未施肥的苗木高生長(zhǎng)量、樹干圓滿度和干物質(zhì)量顯著降低。

3 施肥對(duì)林木活力的影響

施肥能增加葉片中氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素和葉綠素的含量，使林木光合作用增強(qiáng)，活力提高。

3.1 施肥對(duì)光合速率的影響

不同的施肥配方對(duì)光合作用影響不同。氮是葉綠素合成所必需的礦質(zhì)元素，施氮肥后葉綠素含量急劇增加，光反應(yīng)加速，同時(shí)增加了葉片蛋白質(zhì)的百分率。而蛋白質(zhì)是酶的主要組成成分，使暗反應(yīng)順利進(jìn)行，從而直接影響光合作用;磷、鉀等參與碳水化合物代謝，缺乏時(shí)會(huì)影響糖類的轉(zhuǎn)變與運(yùn)輸，間接影響光合作用[9］。同時(shí)，磷也參與光合作用中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)變和能量代謝，對(duì)光合作用影響很大。曹幫華等對(duì)三倍體毛白楊苗期進(jìn)行了不同配方施肥效應(yīng)的研究，結(jié)果表明，不同施肥配方對(duì)光合作用的影響達(dá)到極顯著水平。3種元素中氮素對(duì)光合作用影響最大，磷次之，鉀的作用不明顯[3］。吳家勝等對(duì)銀杏苗生長(zhǎng)和生理特性的影響研究表明，施后葉片光合速率均有不同程度的提高，但不同處理的效應(yīng)不同，氮、磷、鉀對(duì)葉片光合速率均有極顯著效應(yīng)，但影響效應(yīng)大小不同，分別為氮＞磷＞鉀[4］。

3.2 施肥對(duì)葉綠素含量的影響

葉綠素含量的多少，直接影響光合作用和生長(zhǎng)狀況。侯昆等對(duì)麻櫟不同播種量及施肥生理效應(yīng)的研究表明，苗木剛進(jìn)入速生期時(shí)，葉綠素含量最高，到生長(zhǎng)后期時(shí)，葉綠素的含量相對(duì)降低[10］。吳家勝等對(duì)銀杏苗生長(zhǎng)和生理特性的研究表明，氮、磷、鉀配施，銀杏葉片葉綠素含量有明顯提高，但不同施肥處理對(duì)葉綠素含量的影響不同。經(jīng)方差分析表明，氮對(duì)葉綠素含量影響顯著，而磷和鉀的影響不顯著[4］。曹幫華等對(duì)三倍體毛白楊苗期不同配方施肥效應(yīng)的研究表明，不同氮、磷、鉀施肥比例對(duì)苗木葉綠素含量的影響不同，而且同一元素在苗木生長(zhǎng)不同時(shí)期的影響也不相同[3］。

3.3 施肥對(duì)苗木體內(nèi)養(yǎng)分含量的影響

從生理觀點(diǎn)來(lái)看，肥料中各種礦物質(zhì)元素對(duì)苗木的光合能力都有影響，而氮、磷、鉀是肥料的三要素，需求量大，肥效也顯著。韋龍賓等關(guān)于施肥對(duì)盆栽大葉櫟幼苗葉片營(yíng)養(yǎng)元素和幼苗生物量的影響研究表明，大葉櫟苗期葉片營(yíng)養(yǎng)含量與氮、磷、鉀肥都具有相關(guān)性，總體上均呈正相關(guān)關(guān)系，其中鉀、肥呈極顯著相關(guān)[11］。侯昆等對(duì)麻櫟不同播種量及施肥生理效應(yīng)的研究表明，麻櫟播種苗在不同生長(zhǎng)階段，氮、磷含量的高低不僅與施肥量有關(guān)，而且與苗木所處物候期、對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收和利用狀況及苗木本身生長(zhǎng)節(jié)律等密切相關(guān)。合理施肥能增加苗木體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)成分，從而增強(qiáng)光合能力。但當(dāng)施肥量增加到一定程度后，不僅使苗木體內(nèi)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素的含量下降，甚至引起營(yíng)養(yǎng)元素間的比例失調(diào)，導(dǎo)致光合作用減弱。所以，氮、磷、鉀應(yīng)以適當(dāng)比例混合，保持相對(duì)平衡，才能保證代謝的協(xié)調(diào)，促進(jìn)光合作用[11］。

3.4 施肥對(duì)苗木抗逆性的影響

施肥可抑制和減輕病蟲害。對(duì)杉木幼樹施鉀肥可以防治黃化病，控制炭疽病。施硼對(duì)控制濕地松和火炬松流脂病作用極顯著。國(guó)外施肥試驗(yàn)表明，施肥能增強(qiáng)林木對(duì)歐洲松毛蟲、僧侶舞毒蛾、小眼夜娥的抗性。

4 問(wèn)題與展望

目前，國(guó)內(nèi)外林木施肥研究?jī)?nèi)容廣泛，包括林木營(yíng)養(yǎng)診斷、施肥配方、林木營(yíng)養(yǎng)變化、森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化等。目前，盡管林木施肥研究取得了一些成果，但由于施肥對(duì)林木效應(yīng)的理論基礎(chǔ)內(nèi)容不夠全面，林業(yè)科技人員對(duì)有關(guān)林木施肥的理論和研究方法不了解，在一定程度上影響了研究工作的深入展開。

林木營(yíng)養(yǎng)診斷和施肥措施建立在植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)基礎(chǔ)上，以施肥產(chǎn)生的表觀特征效應(yīng)為判別標(biāo)準(zhǔn)。林木生長(zhǎng)狀況，除受營(yíng)養(yǎng)元素影響外，還受到周圍環(huán)境因素的影響，如光、熱、水、地形等。從養(yǎng)分平衡角度來(lái)看，植物的生長(zhǎng)取決于其內(nèi)部養(yǎng)分的含量和比例，只有在養(yǎng)分適宜且平衡的條件下，才能獲得最高生長(zhǎng)量或產(chǎn)量。目前，籠統(tǒng)地強(qiáng)調(diào)“速生豐產(chǎn)”，缺乏具體的生產(chǎn)目標(biāo)，盲目造林、施肥，造成人力、物力、財(cái)力極大浪費(fèi)。我們應(yīng)加強(qiáng)施肥效應(yīng)的理論研究，進(jìn)一步準(zhǔn)確地探索施肥對(duì)林木生長(zhǎng)、產(chǎn)量、質(zhì)量等方面的作用規(guī)律。在定性研究的基礎(chǔ)上，開展定量研究，通過(guò)定量研究，探求和制訂最佳施肥方案，以指導(dǎo)林木施肥。

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