赤水河流域毛竹林生產(chǎn)力對尿素和不同配方系列復(fù)合肥的響應(yīng)1)

張喜，張佐玉，黃世平，霍達，姜霞

(1.貴州省林業(yè)科學(xué)研究院，貴陽550011; 2.貴州省赤水市林業(yè)局，貴州赤水564700)

赤水河源于云南省鎮(zhèn)雄縣，于四川省合江縣匯入長江，是川、黔、滇三省的界河。流域面積20 440km2，位于云貴高原東部向四川盆地的過渡地帶，海拔變幅221～2 000m。南北氣流在云貴高原交匯后下沉增溫，赤水河下游部分氣溫指標甚至高過四川盆地，形成貴州省內(nèi)兩大高溫區(qū)之一[1]；另一方面，赤水河下游成土以侏羅系、白堊系和第四系的紫色砂(頁)巖、砂(泥)巖發(fā)育的紫色土和黃壤為主，適宜毛竹[2](PhyllostachysheterocyclaCV.pubescens)林生長。下游的赤水市被稱為“中國十大竹子之鄉(xiāng)”，毛竹林面積達26 405hm2、占竹林總面積的49.32％。隨著黔北20萬t竹漿林基地和加工配套化工程建設(shè)的實施，對竹材資源的需求量日益增加，通過施肥途徑提高毛竹林生產(chǎn)力的訴求也日益高漲。赤水河流域毛竹林類型及影響因素[3]，不同徑級類型的土壤理化指標變化[4]，出筍成竹[5]以及撫育與采伐組合措施[6]對毛竹林生產(chǎn)力的影響已有報道，缺少施肥對毛竹林生產(chǎn)力影響的研究?，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)施肥對毛竹殘次林[7-8]復(fù)壯，以及筍材兼用林[9]定向培育有顯著效應(yīng)，施肥還能影響土壤養(yǎng)分與地上生物量構(gòu)成[10]以及換葉期冠層形成與光合能力[11]，連續(xù)施肥[12]對毛竹稈型特征及生物量空間構(gòu)型也有明顯影響，還出現(xiàn)了區(qū)域性的毛竹專用肥[13]。這些研究表明肥效因肥料類型、立地因素和毛竹林質(zhì)量而異，對毛竹林生長影響也具有多向性，有必要研制適合赤水河流域毛竹林生長的專用肥。本文以相同輔料為基礎(chǔ)，不同氮、磷和鉀配比形成復(fù)合肥系列，研究尿素和不同配方復(fù)合肥系列對毛竹林生產(chǎn)力的影響，旨在篩選適合赤水河流域毛竹林生長的復(fù)合肥，滿足生產(chǎn)上的需求。

1 研究區(qū)概況

試驗在赤水市葫市鎮(zhèn)進行。赤水市位于貴州省西北部，E 105°36′25″～106°14′56″、N 28°15′02″～28°45′58″，海拔變幅221～1 730.1m。年均溫(海拔293m)18.1℃、變幅17.5～19.1℃，1月均溫7.9℃、變幅5.8～10.8℃，7月均溫28℃、變幅23.9～33.0℃，≥0℃年積溫計365d和6 621.7℃、≥10℃年積溫計279d和5 888.3℃。年降水量1 268.8mm、變幅881.2～1 268.8mm，年蒸發(fā)量1 307.1mm。年日照時數(shù)1 297.7h，變幅999.4～1 529.2 h。主要森林類型包括中亞熱帶常綠闊葉林、針闊混交林、針葉林和竹林?？h域立體氣候明顯，區(qū)域差異顯著。試驗區(qū)面積46hm2，海拔變幅560～895m。母質(zhì)為侏羅紀和白堊紀紅色砂巖，土壤為黃壤。土壤pH4.67～4.84，有機質(zhì)量20.46～29.66g/kg，全氮量1.01～3.79g/kg，全磷量0.08～0.14g/kg，全鉀量33.63～35.06g/kg，水解氮量37.76～298.36mg/kg，有效磷量3.19～7.12mg/kg，速效鉀量81.36～123.39mg/kg，陽離子交換量12.44～32.52cmol/kg，交換性鹽基量2.34～6.58 cmol/kg。

2 研究方法

2.1 試驗設(shè)計

選擇立地和毛竹林質(zhì)量相近、坡面單一，面積>1 hm2的小班進行施肥實驗。處理包括專用復(fù)合肥類型E(Ef)、F(Ff)和G(Gf)，以及尿素(Ur)和對照(Kc)，單個處理面積0.07 hm2(667m2)，處理間開挖10cm寬、30cm深的隔鞭溝。采用隨機區(qū)組設(shè)計、3重復(fù)實驗。頭年10月完成本底調(diào)查與施肥，第二年監(jiān)測出筍成竹。其中尿素量為225kg/hm2，復(fù)合肥B、C和D量為300 kg/hm2，輔料主要為市供銷社農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)廢料的發(fā)酵物組成。清林后，結(jié)合松土均勻撒施肥料。

2.2 樣地設(shè)置與監(jiān)測

表1 試驗林本底毛竹林分主要指標變化

在每個處理有代表性地段設(shè)立20m×20m固定樣地，于3月出筍開始至4月結(jié)束期間，以筍尖出露地表5cm視為出筍，每日定時標號插牌登記出筍數(shù)量動態(tài)，5月初統(tǒng)計成竹數(shù)量與測定單株胸徑。不同處理監(jiān)測樣地林分密度(F=2.79*)差異顯著、表現(xiàn)在復(fù)合肥E和G之間，平均胸徑(F=0.17)，以及Ⅰ(F=0.24)、Ⅱ(F=0.22)、Ⅲ(F=0.61)和Ⅳ(F=0.67)度竹株數(shù)比率差異不顯著，表明試驗林布置有較好的一致性(表1)。

2.3 模型引用與統(tǒng)計分析

毛竹稈材(W稈=0.10872076D2.343767592)和枝葉(W枝葉=0.79406626D0.851338077)生物量模型[15]及統(tǒng)計分析[14]參照參考文獻。

3 結(jié)果分析

3.1 出筍成竹量變化

分析發(fā)現(xiàn)毛竹林不同處理間出筍量(F=0.94)、成竹量(F=0.67)和成竹率(F=1.65)差異不顯著。和對照相比(圖1)，尿素處理的出筍量、成竹量和成竹率分別為123.03％、104.12％、84.64％，復(fù)合肥E、F和G的相應(yīng)值為101.97％、87.63％、85.93％，110.53％、107.22％、97.01％，122.37％、102.06％、83.41％。表明施用尿素和復(fù)合肥均能提高出筍量、降低成竹率，除復(fù)合肥E外、尿素和其它復(fù)合肥還能提高成竹量。

圖1 毛竹林不同處理的出筍成竹量(上)和成竹率(下)變化

3.2 新竹質(zhì)量變化

毛竹林不同處理新生竹平均胸徑(F=0.13)和胸高斷面積(F=0.50)差異不顯著。同對照相比(圖2)，尿素、復(fù)合肥E、復(fù)合肥F和復(fù)合肥G的新生竹平均胸徑和胸高斷面積率分別為102.20％、106.49％，100.97％、87.98％，103.61％、113.62％，100.26％、100.56％。施肥能提高新生竹平均胸徑，除復(fù)合肥E外，尿素和其它復(fù)合肥還能提高新生竹胸高斷面積。

圖2 毛竹林不同處理新生竹平均胸徑(上)和胸高斷面積(下)變化

3.3 生物量變化

毛竹不同處理稈材量(F=0.48)、枝葉量(F=0.61)和地上生物量(F=0.51)差異不顯著。同對照相比(圖3)，尿素、復(fù)合肥E、復(fù)合肥F和復(fù)合肥G的新生竹稈材量、枝葉量和地上生物量分別為106.86％、105.19％、106.50％，88.01％、87.82％、87.97％，114.93％、109.70％、113.80％，100.52％、101.15％、100.66％。除復(fù)合肥E外，尿素和其它復(fù)合肥均能提高新生竹稈材量、枝葉量和地上生物量。

圖3 毛竹林不同處理新生竹稈材量和枝葉量(上)及地上生物量(下)變化

3.4 肥種綜合效應(yīng)評價

不同肥種類型對毛竹林生產(chǎn)力的綜合效應(yīng)評價指標共3類6個指標(表2)。綜合效應(yīng)指數(shù)其中Nmax=3，包括出筍成竹，新竹質(zhì)量和生物量；Mmax=2，如出筍成竹中的出筍量和成竹量；Xmax和Xmin分別為某一指標在不同處理中的最大值和最小值。

表2 不同肥種類型對毛竹林生產(chǎn)力的綜合效應(yīng)

分析發(fā)現(xiàn)復(fù)合肥F出筍量增幅僅中下水平，但成竹量、新竹質(zhì)量和生物量增幅較大，適宜于用作毛竹林大徑材培育。復(fù)合肥G和尿素的出筍成竹量增幅較高、達中上水平，復(fù)合肥G的新竹質(zhì)量和生物量增幅較小，不及尿素的中上水平，前者可作為筍用林和筍材兼用林培育的肥種、但肥效較低，后者肥效較高、但單元素肥料不利于地力維護，生產(chǎn)上宜慎用兩種肥料。復(fù)合肥E的出筍成竹、新竹質(zhì)量和生物量減小，不適宜作為肥種推廣。不同肥種類型的綜合效應(yīng)指數(shù)排序為復(fù)合肥F(271.34％)>尿素(228.33％)>復(fù)合肥G(160.46％)>對照(100.00％)>復(fù)合肥E(17.59％)。

4 討論與建議

4.1 毛竹林施肥具有明顯的增產(chǎn)效應(yīng)。赤水河流域毛竹林生產(chǎn)力的影響因素較多[3]，同大徑級(DBH≥8cm)毛竹林[4]相比，試驗林土壤除水解氮量和有效磷量稍高外，土壤其它肥力和養(yǎng)分指標均較低，施肥可成為提高毛竹林生產(chǎn)力的重要手段之一。本研究表明尿素和不同配方復(fù)合肥在毛竹林出筍成竹量、新竹質(zhì)量和生物量方面有不同程度的增產(chǎn)效應(yīng)，差異不顯著。對照的出筍成竹率為63.82％、同已有的報道值68.42％～68.52％相近[5]，不同肥種處理的成竹率較對照值低、變幅53.23％～61.90％。復(fù)合肥E和對照處理的毛竹本底林分主要指標差異不顯著，其成竹數(shù)量、稈材等地上生物量指標僅及對照的87.63％、87.82％～88.01％，出筍量、新竹平均胸徑為對照的101.97％、100.97％。成竹率和復(fù)合肥E的異常變化有待進一步分析。

4.2 毛竹林施肥效應(yīng)具有多向性。本研究僅分析了施肥對毛竹林出筍成竹、新竹質(zhì)量和生物量的影響，施肥還能影響毛竹林土壤養(yǎng)分[10]、換葉期冠層形成與光合能力[11]，連續(xù)施肥對毛竹林稈材特性與生物量空間結(jié)構(gòu)有明顯影響[12]，施肥對成竹影響的經(jīng)濟效益分析較多[7-9]，但涵養(yǎng)水源、保育土壤、固碳釋氧、積累營養(yǎng)物質(zhì)和凈化大氣等方面[16]的研究較少，有必要深入開展施肥對毛竹林生產(chǎn)力影響的綜合效應(yīng)研究。

[1]周政賢.貴州森林[M].貴陽:貴州科技出版社,中國林業(yè)出版社,1992.

[2]中國科學(xué)院中國植物志編輯委員會.中國植物志(9-1) [M].北京:科學(xué)出版社,1996.

[3]張喜,張佐玉,崔迎春,等.赤水河流域毛竹林類型及影響因素[J].竹子研究匯刊,2012,31(2)：1-5.

[4]張佐玉,張喜,崔迎春,等.貴州毛竹林不同徑級類型的土壤理化特性變化[J].竹子研究匯刊.2012.31(2)：6-10.

[5]吳炳生,梁紅玲,楊頤忠,等.毛竹林不同經(jīng)營度出退筍及筍體生長測算[J].貴州農(nóng)學(xué)院學(xué)報,1986(1):60-69.

[6]陳家洪,張喜,尹潔,等.撫育和采伐組合措施對毛竹林生產(chǎn)力的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010,38(4)：2110-2111,2152.

[7]林旺煜.毛竹殘次林復(fù)壯技術(shù)試驗[J].中國林副特產(chǎn),2008(5): 40-41.

[8]黃連桂,周海平,李曉鐵,等. 凍災(zāi)毛竹低產(chǎn)林施肥試驗[J].中國林副特產(chǎn),2011(1): 26-31.

[9]張德值. 筍竹兩用毛竹低產(chǎn)林改造試驗[J].中國林副特產(chǎn),2004(6): 26-27.

[10]張勇江,魯順保,汪峻,等.施肥對毛竹林地土壤養(yǎng)分和地上生物量的影響[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2011,33(3):0542-0547.

[11]金曉春,金愛武,宋艷冬,等.施肥對毛竹林換葉期冠層形成及光合能力的影響[J].浙江林學(xué)院學(xué)報,2010,27(1): 57-62.

[12]陳孝丑,劉廣路,范少輝,等.連續(xù)施肥對毛竹林生長特征及生物量空間構(gòu)型的影響[J].浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報,2012,29(1): 52-57.

[13]洪偉,陳輝,吳承禎.毛竹專用復(fù)合肥研究[J].林業(yè)科學(xué),2003,39(11)：81-85.

[14]余建英,何旭宏.數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與SPSS應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社,2003.

[15]巫啟新.貴州毛竹林類型與林分結(jié)構(gòu)的研究[J]. 竹子研究匯刊，1983，2(1)：112-124.

[16]LY/T1721-2008，森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范[S].北京：國家林業(yè)局，2008.