不同施肥模式對硬頭黃竹生長特征的影響

郭寶華，范少輝，劉廣路，蔡春菊，張大鵬，F(xiàn)EDEL

(1.國際竹藤中心 竹藤科學(xué)與技術(shù)重點實驗室，北京100102；2. 北京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，北京 100083)

不同施肥模式對硬頭黃竹生長特征的影響

郭寶華1，范少輝1，劉廣路1，蔡春菊1，張大鵬1，F(xiàn)EDEL2

(1.國際竹藤中心 竹藤科學(xué)與技術(shù)重點實驗室，北京100102；2. 北京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，北京 100083)

應(yīng)用正交實驗方法，研究了肥料配比、施肥量和施肥方法對硬頭黃竹生長的影響。結(jié)果表明：3個因素對硬頭黃竹新竹數(shù)量、新竹生物量、繁殖率有顯著或者極顯著影響（p＜0.05），對新竹平均胸徑的影響未達(dá)到顯著水平(p＞0.05)；新竹生物量影響因素的排列順序為施肥量＞施肥方式＞肥料配比，新竹數(shù)量、繁殖率影響因素的排列順序為施肥方式＞施肥量＞肥料配比；獲得最大生物量的施肥模式為：肥料配比（N∶P∶K）為5∶2∶1、施肥量為0.9 kg·叢-1、施肥方法為環(huán)施；獲得最多新竹數(shù)量和最佳繁殖率的施肥模式為：肥料配比（N∶P∶K）為5∶2∶1、施肥量為1.2 kg·叢-1、施肥方式為撒施（覆蓋土和枯落物）。試驗得到的施肥模式為指導(dǎo)硬頭黃竹實現(xiàn)科學(xué)的土壤營養(yǎng)管理提供了參考。未考慮不同養(yǎng)分元素之間的相互影響，養(yǎng)分元素之間的協(xié)同或拮抗作用需要進(jìn)一步研究。

硬頭黃竹；肥料配比；施肥量；施肥方式

硬頭黃竹Bambusa rigida是一種優(yōu)良的叢生竹種，具有生產(chǎn)力高、稈型條件好等特點[1]，在造紙和用材方面發(fā)展前景廣闊[2]，近年來隨著原料需求的不斷增長，硬頭黃竹的經(jīng)濟(jì)效益不斷上升，通過合理的經(jīng)營管理措施提高硬頭黃竹的生產(chǎn)力成為亟待解決的現(xiàn)實問題。土壤營養(yǎng)管理是提高林分生產(chǎn)力、取得更大經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，通常以施肥技術(shù)為核心內(nèi)容[3]。有關(guān)竹林營養(yǎng)管理的研究較多，在施肥量、肥料配比、施肥方式等方面都有較多的研究，眾多學(xué)者為實現(xiàn)竹林施肥的科學(xué)化進(jìn)行了卓有成效的研究。顧小平等[4]建立了N、P、K施肥與毛竹林產(chǎn)量相對生長方程和N、P、K施肥及留竹密度與毛竹林產(chǎn)量間的回歸模型，為毛竹林科學(xué)的配方施肥提供了理論參考；郭曉敏等[5]以生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分平衡理論為指導(dǎo)，對集約經(jīng)營毛竹林平衡施肥技術(shù)和養(yǎng)分管理理論做了系統(tǒng)研究，并對平衡施肥的經(jīng)濟(jì)收益進(jìn)行了測算。研發(fā)了撒施、帶施、穴施、伐篼施和竹腔施肥等多種施肥方式，并對不同施肥方式的效果和優(yōu)缺點進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究[6-8]。綜合來看，我國在竹林營養(yǎng)管理尤其是肥培理論和技術(shù)研究方面處于領(lǐng)先地位，但施肥研究的對象主要集中在毛竹[9-12]、雷竹[13-14]以及一些優(yōu)良筍用叢生竹[15-20]上，且已有的研究結(jié)論仍存在著施肥量、肥料配比、施肥方法差異較大，經(jīng)營措施不具體等問題，因而針對優(yōu)良叢生竹——硬頭黃竹開展施肥技術(shù)研究是十分必要的。

1 試驗地概況

研究地點位于叢生竹資源分布較為豐富的 四 川 省 長 寧 縣， 地 理 位 置 為 104°44′12″～l05°07′28″E， 28°15′09″～ 28°26′07″N。該區(qū)屬典型的中亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候，年均氣溫18.3 ℃，最冷月（1月份）平均氣溫8.2 ℃，極端低溫-4.2 ℃；最熱月（7月）平均氣溫27.3 ℃，極端高溫40.7℃，≥10 ℃ 的積溫5 970 ℃；年均降水量1 114.2 mm，年均蒸發(fā)量1 101.3 mm，年均空氣相對濕度83%，日照時數(shù)1 148 h，無霜期達(dá)350 d以上。地貌以中低山地和丘陵為主，由于受地形地貌影響，區(qū)域氣候垂直變化較明顯。植被覆蓋率42%，以毛竹Phyllostachys edulis、苦竹Pleibolastus amarus為主，還有梁山慈竹Dendrocalamus farinosus、慈竹Neosino calamus、硬頭黃竹等，近年引種了較大面積的撐綠雜交竹。其中，硬頭黃竹栽培面積超過1.87萬hm2，對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展有重要作用。

2 研究方法

2.1 實驗設(shè)計

采用正交試驗設(shè)計，具體見表1。因素A為 N、P（P2O5）、K（K2O） 比 例，A1比 例 為5∶2∶1，A2為3∶2∶1，A3為1∶2∶1；B因素為施肥總量，B1為0.6 kg·叢-1，B2為0.9 kg·叢-1，B3為1.2 kg·叢-1；C因素為施肥方法，C1為穴施，C2為環(huán)施，C3為撒施（覆蓋土和枯落物）；每個實驗處理5個重復(fù)，呈水平直線排列。共45個樣叢，另取空白對照9個。其中，尿素中N含量46%；磷酸二氫銨中N含量11%、P2O5含量44%；氯化鉀中K2O含量52%。

表1 正交實驗設(shè)計Table 1 Orthogonal experimental design

2.2 硬頭黃竹生長特征調(diào)查

硬頭黃竹試驗樣地施肥前土壤基本狀況：土壤容重1.31 g·cm-3，pH值4.09，有機(jī)質(zhì)含量15.91 g·kg-1，土層厚度65～75 cm，土壤濕潤。施肥作業(yè)在2011年3月上旬進(jìn)行。

對實驗竹叢進(jìn)行每竹檢尺，將具有完整物理連接的植株作為一個基株，調(diào)查其年齡、胸徑等因子。在2011年5月～11月，每15 d調(diào)查竹叢出筍數(shù)、退筍數(shù)、成竹胸徑等指標(biāo)，同時對新出竹筍進(jìn)行標(biāo)記，避免重復(fù)調(diào)查。

在試驗林內(nèi)選取生長良好、無病蟲害的竹叢各5叢，作為標(biāo)準(zhǔn)竹叢測定生物量。在竹叢內(nèi)抽取不同年齡、不同胸徑的硬頭黃竹16株作為標(biāo)準(zhǔn)竹，進(jìn)行測試分析。將選取的竹株從稈基處鋸斷，去枝葉后測量竹稈地徑、胸徑、全長，然后分別取下枝、葉，立即測定枝、葉、稈鮮質(zhì)量。同時取枝、葉和稈各500 g，帶回實驗室置于65 ℃烘箱內(nèi)烘干至恒質(zhì)量，冷卻后稱取干質(zhì)量，計算含水率及整株生物量。根據(jù)樣地中樣叢胸徑狀況推算實驗竹叢中新生竹生物量。

2.3 數(shù)據(jù)處理與分析

繁殖率公式為R=Ns/Nm，其中R為繁殖率，Nm為母竹株數(shù)，Ns為成竹數(shù)。

試驗數(shù)據(jù)在Excel 2010軟件中進(jìn)行整理和作圖，方差分析、逐步回歸分析用SPSS13.0軟件完成。

3 結(jié)果與分析

3.1 施肥模式對新竹數(shù)量的影響

肥料配比、施肥量和施肥方式對硬頭黃竹新竹數(shù)量有顯著或者極顯著影響（見表2），但是3個因素對新生竹數(shù)量的影響程度不同，其中施肥方式對新竹數(shù)量的影響最大，施肥量次之，肥料配比最小。

表2 施肥模式與新竹數(shù)量的方差分析Table 2 ANOVA of new bamboo number with different modes of fertilization

不同水平的肥料配比對新竹數(shù)量的影響程度的排列順序為A1＞A3＞A2，其中A1極顯著高于A2、A3（p＜0.01），A2與A3之間的差異未達(dá)到顯著水平；不同水平的施肥量排列順序為B3＞B2＞B1，其中B3與B2的差異未達(dá)到顯著水平，但是兩者均極顯著高于B1（p＜0.01）；不同水平的施肥方式排列順序為C3＞C2＞C1，其中C3與C2的差異未達(dá)到顯著水平，但是兩者均極顯著高于C1（p＜0.01）（見表3）。因而，A1B3C3、A1B2C3、A1B2C2均對新竹數(shù)量有良好的促進(jìn)作用，其中A1B3C3的效果最好。

表3 不同施肥模式多重比較分析?Table 3 Multiple comparison analysis of different fertilization modes

3.2 施肥模式對新竹胸徑的影響

肥料配比、施肥量和施肥方式對硬頭黃竹新竹胸徑的影響未達(dá)到顯著水平（p＞0.05）（見表4），但是3個因素影響程度表現(xiàn)出C＞A＞B，施肥方式對新竹胸徑的影響較大（見表4）。因素A不同水平的排列順序為A3（4.03 cm）＞A2（3.87 cm）＞A1（3.82 cm）；因素B的排列順序為B2（4.01 cm）＞B1（3.90 cm）＞B3（3.81 cm）；因素C不同水平的排列順序為C1（4.13 cm）＞C2（3.85 cm）＞C3（3.74 cm）（見圖1），A3B2C1組合對提高竹林平均胸徑效果最為顯著。

表4 施肥模式與新竹胸徑的方差分析Table 4 ANOVA of new bamboo DBH with different modes of fertilization

圖1 不同因素、水平硬頭黃竹新竹平均胸徑Fig. 1 Mean DBH of B. rigida new bamboo with different factors and levels

3.3 施肥量對硬頭黃竹新竹生物量的影響

肥料配比對新竹生物量的影響未達(dá)到顯著水平（p＞0.05），施肥量對新竹生物量的影響達(dá)到極顯著水平（p＜0.01），施肥方式對硬頭黃竹新竹生物量的影響達(dá)到顯著水平（p＜0.05）（見表5），3個因素對新生竹生物量的影響程度為B＞C＞A，施肥量對林分生物量的增加效果最明顯，施肥方式次之，肥料配比最小。

表5 施肥模式與新竹生物量的方差分析Table 5 ANOVA of new bamboo biomass with different modes of fertilization

肥料配比不同水平的排列順序為A1＞A3＞A2，其中A1與A3之間、A3與A2之間的差異未達(dá)到顯著水平，但是A1顯著高于A3（p＜0.05）；施肥量的排列順序為B2＞B3＞B1，其中B3與B2的差異未達(dá)到顯著水平，但是兩者均極顯著高于B1（p＜0.01）；施肥方式的排列順序為C3＞C2＞C1，其中C3與C2、C2與C1的差異未達(dá)到顯著水平，但是C3顯著高于C1（p＜0.05）（見表6）。因而，A1B3C3、A1B2C3、A1B2C2均對竹林生物量的增加有良好的促進(jìn)作用，考慮到肥料種類和利用效率，A1B2C2的效果最好。

表6 不同施肥模式的多重比較分析Table 6 Multiple comparison analysis of different fertilization modes

3.4 施肥方式對硬頭黃竹繁殖率的影響

施肥模式對硬頭黃竹的繁殖率有極顯著的影響（p＜0.01），3個因素對硬頭黃竹繁殖率的影響程度不同（見表7），施肥方式對硬頭黃竹繁殖率的影響最大，施肥量次之，肥料配比最小。

表7 施肥模式與硬頭黃竹繁殖率的方差分析Table 7 ANOVA of reproductive rate of B. rigida with different modes of fertilization

不同水平的肥料配比對繁殖率的影響程度的排列順序為A1＞A2＞A3，其中A2與A3之間的差異未達(dá)到顯著水平，但是A1極顯著高于A2和A3（p＜0.01）；施肥量的排列順序為B3＞B2＞B1，其中B1與B2的差異未達(dá)到顯著水平，B3均極顯著高于B1和B2（p＜0.01）；施肥方式的排列順序為C3＞C2＞C1，其中C2與C1的差異未達(dá)到顯著水平，但是C3極顯著高于C1和C2（p＜0.01）（見表8）。因而，A1B3C3對硬頭黃竹繁殖率的提高效果最好。

4 結(jié)論與討論

硬頭黃竹新竹數(shù)量和繁殖率對施肥方式的響應(yīng)最為顯著，其次為施肥量，最后為肥料配比，其中最佳施肥模式為：N∶P∶K為5∶2∶1、施肥量為1.2 kg·叢-1、撒施（覆蓋土和枯落物）。硬頭黃竹新竹生物量對施肥量響應(yīng)最為顯著，施肥方式次之，肥料配比最小，其中最佳施肥模式為：N∶P∶K為5∶2∶1、施肥量為0.9 kg·叢-1、環(huán)施。施肥量和施肥方式對硬頭黃竹新竹胸徑的影響未達(dá)到顯著水平，原因是新竹生物量的增加主要是通過新竹數(shù)量增加實現(xiàn)的，而不是通過胸徑的增加。

表8 不同施肥模式的多重比較分析Table 8 Multiple comparison analysis of different fertilization modes

本研究中新竹生物量的影響因子為：施肥總量＞施肥方法＞NPK比例，與筍用綠竹施肥影響因子的排列順序相近，為施肥總量＞NPK比例＞施肥方法[15,21]，施肥量可以顯著增加竹筍或者新竹產(chǎn)量。硬頭黃竹新竹數(shù)量和繁殖率影響因子的排列順序為：施肥方法＞施肥總量＞NPK比例，與筍用綠竹竹筍產(chǎn)量的影響因子不同，綠竹為筍用竹林，施肥、扒曬、覆蓋、挖筍等頻繁的干擾，土壤養(yǎng)分流失較為嚴(yán)重，土壤需要不斷投入有效養(yǎng)分以維持竹林生產(chǎn)力，而硬頭黃竹為用材竹林，施肥前為粗放經(jīng)營，原生產(chǎn)力較低，對土壤的養(yǎng)分消耗也較低，施肥過程中土壤的翻動可能比肥料本身對硬頭黃竹的影響更大。

本研究中推薦的N、P、K配比中氮素比例最高。氮是植物主要營養(yǎng)元素，是構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要成分，對作物的產(chǎn)量和品質(zhì)均有重要影響，充足的氮肥可以有效增加竹林生產(chǎn)力，相關(guān)的研究也證實了這一點，如“中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)—毛竹林豐產(chǎn)技術(shù)”，N、P、K肥料的配比是2∶0.66∶1，洪順山等人[22]推薦的配比為2.6∶1.6∶1，顧小平[9]得到的三要素比例應(yīng)為1.7∶0.2∶1，均以氮素比例最高，但是磷、鉀元素比例存在較大差異，可能和不同研究地點土壤本底資料不同有關(guān)。有關(guān)綠竹的研究也得出類似的結(jié)論，洪偉等[20]認(rèn)為N、P、K三要素的比例為1∶0.7∶1 ，1叢6株需施2 kg；而潘永春[23]認(rèn)為N∶P∶K比例以2∶1∶1～3∶1∶1之間效果好，復(fù)合肥施肥量為2～3 kg·叢-1。施肥量均高于本研究的1.2 kg·叢-1或者0.9 kg·叢-1，可能和2種竹林經(jīng)營目標(biāo)不同有關(guān)，綠竹以采筍為目標(biāo)，需要高強(qiáng)度的經(jīng)營，而硬頭黃竹為用材竹種，經(jīng)營要求低于綠竹。

硬頭黃竹新竹數(shù)量和繁殖率的影響因子為：施肥方法＞施肥總量＞NPK比例，說明施肥方法對硬頭黃竹的筍芽萌發(fā)和成竹具有重要作用。本研究中硬頭黃竹撒施和溝施效果較好，與已有研究結(jié)果相似。日本的野中重之認(rèn)為全面撒施為好[24]，金愛武通過對毛竹地下鞭生長特性研究，認(rèn)為發(fā)鞭長竹肥應(yīng)采用溝施法或蔸施法，嚴(yán)禁使用撒施法，筍芽分化肥采用撒施法，結(jié)合削草松土，翻入土層[6]。撒施可以促進(jìn)筍芽分化，撒施后進(jìn)行覆蓋可有效降低養(yǎng)分流失率。

植物在對各養(yǎng)分元素的吸收過程中存在一定的協(xié)同或拮抗作用[25]，該過程較為復(fù)雜，且在不同的土壤環(huán)境中其交互作用的表現(xiàn)形式也不相同，需要進(jìn)行長期和深入的研究，鑒于研究時間和工作量，本論文對該問題未展開研究，具體還需要進(jìn)一步深入研究與分析。

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Effects of different fertilization modes on growth characteristics of Bambusa rigida

GUO Bao-hua1, FAN Shao-hui1, LIU Guang-lu1, CAI Chun-ju1, ZHANG Da-peng1, FEDEL2
(1. Key Laboratory of Bamboo and Rattan, International Centre for Bamboo and Rattan, Beijing 100102, China;2. College of Forestry, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

The growth characteristics of Bambusa rigida with different fertilization mode was studied with orthogonal experiment method. The results show that there were significant differences or great significant differences among the new bamboo numbers,reproduction rate, biomass of new bamboo and the fertilization factors. The effects of the three factors to mean DBH of new bamboo did not reach signif i cant level. The order of the three factors affecting to the new bamboo biomass was: fertilizer amount＞fertilizing method＞fertilizer ratio; that to the new bamboo numbers and ratio reproductive both were: fertilizing method＞fertilizer amount＞fertilizer ratio. The best fertilization mode for obtaining maximum biomass was: the fertilizer ratio (N︰P︰K) being 5︰2︰1, the fertilizer amount being 0.9 kg per clump, and the fertilizing method being circling fertilization. The best fertilization mode for getting maximum new bamboo numbers and the reproduction rate was: the fertilizer ratio (N︰P︰K) being 5︰2︰1, the fertilizer amount being 1.2 kg per clump, and the fertilizing method being broadcastdistribution (covered soils and litters). The fertilization modes by the tests provided an important reference guide for the soil nutrition management of B. rigida. The synergistic or antagonistic effects between nutrient elements needed the further study because the study did not take accounted for the effects among different nutrient elements.

Bambusa rigida; fertilizer ratio; fertilizer amount; fertilizing method

S715.2

A

1673-923X(2013)07-0045-05

2013-01-12

國家“十二五”科技支撐項目（2012BAD23B04）；林業(yè)公益性行業(yè)科研專項（201104021）

郭寶華（1978-），男，河北保定人，博士研究生，主要從事森林培育研究；E-mail: bhguo@icbr.ac.cn

范少輝（1962-），男，福建永泰人，研究員，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事森林培育和森林生態(tài)學(xué)研究；E-mail: fansh@icbr.ac.cn

[本文編校：謝榮秀]