酸性土壤上不同鈣肥及用量對柚木苗生長的影響*

周再知,梁坤南,馬華明,黃桂華,李運興

(1.中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)研究所，廣東　廣州 510520;2.中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)實驗中心,廣西　憑祥 532600)

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酸性土壤上不同鈣肥及用量對柚木苗生長的影響*

周再知1,梁坤南1,馬華明1,黃桂華1,李運興2

(1.中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)研究所，廣東廣州 510520;2.中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)實驗中心,廣西憑祥 532600)

為確定酸性土壤上柚木適宜的鈣源肥料及用量，采用裂區(qū)設計，分別在廣西酸性赤紅壤和紫色土上，開展了3種鈣肥和4個鈣量的柚木苗期大田施肥試驗。結果表明：施肥6個月時，兩種土類上不同鈣肥和鈣量處理對柚木苗高和地徑影響顯著。酸性赤紅壤上，氧化鈣是促進柚木苗高和地徑生長的有益鈣肥，其次為硝酸鈣，最差為硫酸鈣,株施566g氧化鈣的苗高和地徑的生長量最大，分別比對照提高了27.7%和22.6%。酸性紫色土上，硝酸鈣是促進柚木苗高和地徑生長的有益鈣肥，其次為氧化鈣，最差為硫酸鈣，株施2 240g硝酸鈣的苗高和地徑的生長量最大，分別比對照提高了25.7%和14.2%。酸性赤紅壤較酸性紫色土更適合柚木的生長，此類土壤上培育柚木，應適量增加鈣的施入，以氧化鈣為鈣源肥料，避免使用硫酸鈣。

柚木；氧化鈣；硝酸鈣；硫酸鈣；赤紅壤；紫色土

鈣是植物生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素，具有保證質(zhì)膜穩(wěn)定性，維持細胞壁結構與功能，參與細胞內(nèi)的第二信使傳遞及各種生化調(diào)控的作用[1]。施鈣可提高離子吸收的選擇性，減輕酸性對植物造成的毒害作用，增強植物對鹽害、寒害、干旱和病蟲害等脅迫的抗性[2]。施鈣可促進細胞伸長和根系生長，缺鈣時，植物生長受到抑制，節(jié)間較短，植株矮小，頂芽、側芽、根尖等分生組織出現(xiàn)缺素癥狀，生長點壞死，幼葉卷曲畸形，葉緣開始變黃,逐漸壞死[2]。鈣是林木木材形成不可缺少的營養(yǎng)元素[3]，同時對調(diào)節(jié)土壤pH值起到至關重要的作用[4]。

柚木(Tectonagrandis)為馬鞭草科(Verbenaceae)柚木屬(Tectona)落葉、半落葉喬木，熱帶珍貴用材樹種[5]，其木材具有致密、堅韌、紋理通直、耐腐抗蟲及易加工等優(yōu)良特性，被廣泛用于建造船舶、碼頭，制作高檔家具、地板等[6～8]。柚木木材價格的高升，極大地促進了柚木人工林的種植，10個省區(qū)種植總面積約1.5×104hm2。許多研究表明，柚木在其生長和發(fā)育過程中需要大量的鈣，缺鈣的林分，柚木植株矮小、生長緩慢[9～11]。鈣是限制柚木生長的主要營養(yǎng)因子[11～13]。我國西部省區(qū)大面積的林地，土壤酸化，鈣離子大量流失[14]，柚木生長受到嚴重制約。通過施基肥或根外施肥方式進行合理的人工補鈣，可有效地中和土壤的酸度、增加土壤鈣儲量、促進柚木生長。然而，選用何種鈣源肥料，采用何種用量，尚不明確。本文針對西部地區(qū)典型的兩類酸性赤紅壤和紫色土，采用生產(chǎn)上常用的鈣素肥料，開展柚木苗期不同鈣肥及鈣量的篩選研究，確定兩類酸性土壤上適宜的鈣肥及鈣量，克服酸性土壤鈣素限制，促進柚木的生長，為西部地區(qū)廣大林農(nóng)正確選施鈣肥提供參考。

1　材料與方法

1.1試驗地概況

試驗地分別設在廣西壯族自治區(qū)憑祥市中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)實驗中心所轄青山實驗場(22°11′N,106°41′E)和哨平實驗場(22°4′N,106°54′E)內(nèi)坡度25°的低丘上。青山實驗場的土壤為砂泥巖發(fā)育的酸性赤紅壤，礦質(zhì)營養(yǎng)特別是K、Ca和Mg含量較低；哨平實驗場的土壤屬紫色砂巖(侏羅紀沉積巖)發(fā)育的酸性紫色土壤，土質(zhì)粘性，保水性差，但礦質(zhì)營養(yǎng)含量相對較高。2類土壤0～20 cm,20～40 cm土層土壤的理化特性見表1。

表1　試驗地土壤理化特性Tab.1　Soil chemical and physical characters on two trial sites

2個實驗場的氣候條件相似，屬南亞熱帶季風氣候，年均溫20.5～21.5℃，最冷月(1月)均溫12.3～13.1℃，≥10℃積溫6 900～7 518℃，極端最低溫-1.5℃。年降雨量1 220～1 380mm，蒸發(fā)量為1 300～1 700 mm，相對濕度80%～84%。

植物材料供試材料為柚木優(yōu)良無性系8301扦插繁殖生根苗。從柚木采穗圃中剪取萌芽，扦插到裝有輕基質(zhì)的營養(yǎng)袋中，培養(yǎng)6個月后選用長勢一致的苗木(平均苗高35cm,平均地徑0.25cm)開展大田試驗。

鈣源肥料氧化鈣(含CaO 99%)、硝酸鈣[5Ca(NO3)2·NH4NO3·H2O，含CaO 25%，N15%]、硫酸鈣(CaSO4,含CaO 33.25%)。

1.2試驗設計

采用裂區(qū)試驗設計，以3種鈣肥為主區(qū)，4個鈣量(0g/株,100g/株，200g/株和400g/株)為副區(qū)。主區(qū)和副區(qū)均隨機排列，3次重復。每塊試驗地包含36個小區(qū)，沿等高線排列，每小區(qū)種植30株(5行×6株)，株行距為2.0m×2.5m,其中小區(qū)四周為保護株，內(nèi)部12株為觀測株。

1.3施肥與分析方法

穴狀整地，按實際用量(表2)和試驗設計，分別將氧化鈣、硝酸鈣和硫酸鈣按穴施入，回土填滿。植苗后1個月時，追施氮肥和鉀肥。氮肥(尿素，含N46%)每株100g，鉀肥(氯化鉀，含K2O 60%)每株100g。追肥時，距苗木基部20～30cm處，兩側挖20cm×20cm×20cm的小溝，而后施入,與土混勻后覆土。植后6個月時，測定苗高和地徑。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用SAS 8.1軟件進行統(tǒng)計分析，Duncan檢驗法進行多重比較。

表2　兩種酸性土壤上的鈣肥用量Tab.2　Different dosages of 3 Ca-fertilizers　g/株

2　結果與分析

2.1赤紅壤上柚木苗高和地徑的方差分析

由表3可以看出，施鈣肥6個月時，不同鈣肥之間柚木的苗高和地徑生長存在極顯著差異(p<0.01)，不同鈣量之間存在顯著差異(p<0.05)。

表3　赤紅壤上柚木苗高與地徑生長方差分析Tab.3　ANOVA for the growth of height and root collar diameter of teak seedlings on acidic lateritic red soil

注：*表示0.05水平差異顯著,**表示0.01水平顯著,***表示0.001水平差異顯著，下同。

2.2赤紅壤上不同鈣肥對柚木苗高和地徑的影響

不同鈣源肥料的苗高多重比較表明，施肥6個月時，氧化鈣處理的苗高顯著高于硝酸鈣和硫酸鈣處理，而硝酸鈣和硫酸鈣處理之間苗高無顯著差異(圖1)。氧化鈣處理的平均苗高為1.2m，比硝酸鈣和硫酸鈣處理分別提高了11.9%和12.2%；氧化鈣處理的地徑顯著高于硫酸鈣處理，而與硝酸鈣處理沒有顯著差異(圖2)。氧化鈣處理下的地徑為2.7cm，分別比硝酸鈣和硫酸鈣處理提高6.2%和20.4%?？梢姡趸}是促進赤紅壤柚木苗高和地徑生長的有益鈣肥，其次是硝酸鈣，最差的是硫酸鈣。

圖1　赤紅壤上鈣肥處理下苗高生長差異Fig.1　Difference of height growth after application of three Ca fertilizers on latertic red soils

2.3赤紅壤上不同鈣量對柚木苗高和地徑的影響

赤紅壤上不同鈣肥用量對柚木苗高和地徑生長產(chǎn)生不同的影響。從表4可見，施鈣后6個月，苗高和地徑隨氧化鈣施用量的增加而增大，株施氧化鈣566g的苗高和地徑分別比對照提高了27.7%和22.6%。硝酸鈣不同用量之間對苗高影響不顯著；對地徑而言，高量的硝酸鈣處理有利于促進地徑的生長，株施2 240g硝酸鈣的地徑比對照提高了8.4%。在硫酸鈣用量上，中等用鈣量即株施842g時的苗高和地徑，分別比對照提高16.8%和1.3%，當株施最少量的硫酸鈣(421g)和最大量硫酸鈣(1 684g)時，苗高和地徑均與對照無顯著差異,甚至生長還不如對照。

圖2　赤紅壤上不同鈣肥處理下地徑生長差異Fig.2　Difference of root collar diameter after application of three Ca fertilizers on latertic red soils表4　兩種土類上不同鈣肥及鈣量對柚木苗高和地徑生長的影響Tab.4　Effect of different Ca fertilizer and dosage on the growth of seedling height and root collar diameter on both lateritic red soils and purplish soils

鈣肥類型鈣量/g·株-1鈣肥量/g·株-1苗高/m赤紅壤紫色土地徑/cm赤紅壤紫色土氧化鈣1001411.12±0.128ab0.98±0.102b2.63±0.221a2.09±0.193b2002831.25±0.132a1.09±0.097b2.78±0.218a2.43±0.193ab4005661.29±0.106a1.07±0.084b2.93±0.246a2.44±0.164ab硝酸鈣1005601.03±0.142ab1.15±0.108a2.28±0.254b2.45±0.175ab20011201.01±0.106ab1.21±0.117a2.50±0.230ab2.52±0.195a40022401.07±0.107ab1.27±0.111a2.59±0.196ab2.58±0.170a硫酸鈣1004210.96±0.145b0.79±0.090b2.06±0.256b1.89±0.168b2008421.18±0.129ab0.94±0.094b2.42±0.300ab2.23±0.199b40016841.13±0.183b1.03±0.079b2.29±0.293b2.25±0.148b對照001.01±0.148b1.01±0.114b2.39±0.235b2.26±0.215b

注： 同列字母不同者，表示差異顯著(p<0.05)，下同。

2.4紫色土上柚木苗高和地徑的方差分析

紫色土上苗高和地徑方差分析結果(表5)表明，施鈣處理6個月時，不同鈣肥處理柚木的苗高和地徑差異極顯著，不同鈣量對苗高、地徑亦有顯著影響。

2.5紫色土上不同鈣肥對柚木苗高和地徑的影響

3種鈣肥對紫色土上柚木的苗高產(chǎn)生顯著影響，多重比較(圖3)表明，硝酸鈣處理的苗高最大，其次為氧化鈣處理，最差為硫酸鈣處理。硝酸鈣處理下的苗高分別比氧化鈣和硫酸鈣處理提高了8.7%和22.5%，而氧化鈣處理又比硫酸鈣處理提高了12.7%。3種鈣肥對地徑的影響次序與對苗高的影響相似(圖4)，硝酸鈣處理下的苗木地徑分別比氧化鈣和硫酸鈣處理提高了5.0%和10.7%，而氧化鈣處理又比硫酸鈣處理提高了5.3%。

表5　紫色土上柚木苗高與地徑生長的方差分析Tab.5　ANOVA for the growth of seedling height and root collar diameter on acidic purplish soil

圖3　紫色土上不同鈣肥處理下苗高生長差異Fig.3　Difference of height growth after application of three Ca fertilizers on purplish soil

圖4　紫色土上不同鈣肥處理下地徑生長差異Fig.4　Difference of root collar diameter after application of three Ca fertilizers on purplish soil

2.6紫色土不同鈣量對柚木苗高和地徑的影響

不同鈣量對紫色土上的柚木苗高和地徑生長影響不同(表4)。隨硝酸鈣施用量增加，苗高和地徑生長加快。株施硝酸鈣2 240g的苗高和地徑分別比對照提高25.7%和14.2%，最低量株施560g處理的苗高和地徑也分別比對照提高了13.9%和8.4%。隨氧化鈣和硫酸鈣用量的增加，柚木苗高生長差異不顯著，但對地徑而言，隨施鈣量的增加地徑隨之增大。酸性紫色土上，株施560g(100g Ca處理)硝酸鈣比施株566g(400g Ca處理)氧化鈣和1 684g硫酸鈣(400g Ca處理)更能有效地促進柚木苗生長。

2.7不同土類上柚木生長差異

為比較相同試驗在兩種土類上對柚木苗生長的影響，按土類進行了統(tǒng)計分析。結果顯示，兩個土類間苗高存在顯著差異(p=0.011)，地徑存在極顯著差異(p=0.000 2)。多重比較(表6)表明，施肥處理6個月時，赤紅壤上柚木的苗高和地徑顯著高于紫色土。

表6　兩類酸性土壤上柚木苗高和地徑生長差異Tab.6　The growth difference of teak seedlings in terms of height and root collar diameter on two sorts of acidic soils

3　結論與討論

3種鈣肥和4個鈣量的試驗結果表明，無論是赤紅壤上還是紫色土上，施鈣6個月時，不同鈣肥及不同鈣量處理的柚木苗高和地徑差異顯著。

酸性赤紅壤上，柚木苗高、地徑生長隨氧化鈣施用量的增加而增加，氧化鈣處理下的苗高，分別比硝酸鈣和硫酸鈣處理提高11.9%和12.2%；地徑分別比硝酸鈣和硫酸鈣處理提高6.2%和20.4%；氧化鈣是促進柚木苗高和地徑生長的有益鈣肥，其次為硝酸鈣，最差為硫酸鈣。赤紅壤上穴施氧化鈣566g時苗高和地徑的生長量最大。相同施鈣量(純量)的情況下，氧化鈣處理的苗木生長均比其他2個鈣肥處理的苗木生長效果好，這與赤紅壤0～20cm及20～40cm土層pH值(分別為4.47和4.59)過低，而氧化鈣具有較強的中和土壤酸度的能力有關。土壤pH值亦被認為是限制柚木天然分布和生長發(fā)育的因子之一[15～16]。一些研究表明，柚木適宜生長在中性和輕微偏堿性的土壤上，pH值范圍一般在6.5～7.5之間，而在pH<6.0的酸性土壤上生長普遍欠佳[17～18]。Zhou[19]等對酸性赤紅壤基質(zhì)上柚木苗盆栽試驗結果表明，每公斤基質(zhì)施用0.84g氧化鈣分別提高了苗木根際和非根際土壤pH值0.61和0.67個單位。此外，氧化鈣可增加土壤水溶性和吸附性鈣含量[20]，對喜鈣植物特別是柚木的生長十分有益。

酸性紫色土上，施鈣肥6個月時，柚木苗高和地徑的生長隨硝酸鈣施用量增加而增加；硝酸鈣處理下的苗高生長量分別比氧化鈣和硫酸鈣處理提高了8.7%和22.5%，而氧化鈣處理又比硫酸鈣處理提高了12.7%；硝酸鈣處理下的苗高、地徑生長量最大，其次為施氧化鈣處理，最差為硫酸鈣處理；可見，酸性紫色土上，硝酸鈣是促進柚木苗高和地徑生長的有益鈣肥，其次為氧化鈣，最差為硫酸鈣；施硝酸鈣2 240g/株的處理，柚木苗高和地徑的生長量最大。相同施鈣量(純量)的情況下，硝酸鈣處理的苗木生長優(yōu)于其他2種鈣肥處理，這可能是由于酸性紫色土上硝酸鈣較其他2種鈣肥更易被柚木吸收、轉(zhuǎn)化和利用的緣故，有待進一步研究。盡管酸性紫色土的pH值、有機質(zhì)、速效氮、磷、鉀及代換性鈣、鎂含量高于赤紅壤，但0～20cm土層小于0.002mm的土壤顆粒占40.25%，20～40cm土層占50.88%，分別是赤紅壤的1.6倍和1.9倍。酸性紫色土物理性質(zhì)粘重，保水、透氣性差，是導致該類土壤上柚木整體生長欠佳的誘因。此外，酸性紫色土0～20cm和20～40cm兩個土層的交換性鋁含量是酸性赤紅壤的1.52和3.36倍。Zech等人的研究結果表明，柚木的生長與交換鋁呈負相關關系[21～22]，可見酸性紫色土的交換性鋁含量過高是影響柚木生長的又一誘因。

方差分析表明，無論是在酸性赤紅壤上，還是在酸性紫色土上，柚木的苗高和地徑不同區(qū)組之間差異亦顯著。這主要由于試驗區(qū)域山地不規(guī)整、破碎化所致。鋪設山地試驗，建議采用簡單的試驗設計或減少試驗小區(qū)種植株數(shù)，盡量選擇平緩、連片、立地條件一致的地塊，避免或降低區(qū)組間差異性。

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Growth Response of Teak (Tectona grandis)Seedling to Different Calcium Fertilizer on Acidic Soils

ZHOU Zai-zhi1,LIANG Kun-nan1,MA Hua-ming1,HUANG Gui-hua1,LI Yun-xing2

(1.Research Institute of Tropical Forestry,CAF,Guangzhou Guangdong 510520,P.R.China;2.Experimental Center of Tropical Forestry,CAF,Pingxiang Guangxi 532600,P.R.China )

To select effective Ca-fertilizers and dosage for promote teak growth on two sorts of acid soils,two field experiments with split block design were respectively carried out to study the growth response of cloned teak (TectonagrandisL.F.) seedlings to 3 calcium fertilizer and 4 calcium dosage in two acidic soils (lateritic red soil and purplish soil) in Guangxi.The results showed that there were significant differences among different Ca-fertilizers and Ca-dosage on 2 different acidic soils after 6 months fertilizing in terms of the growth of teak seedling’s height and root collar diameter.On acidic lateritic red soil,calcium oxide was identified to be the best calcium fertilizer for the growth of teak seedling’s height and root collar diameter,calcium nitrate was in middle,and calcium sulphate was the worst.The seedling’s height and root collar diameter reached the maximum after application of 566g per seedling, increased by 27.7% and 22.6% respectively compared with the control.On acidic purplish soil,calcium nitrate was identified to be the best calcium fertilizer for the growth of teak seedling’s height and root collar diameter,calcium oxide was in middle,and calcium sulphate was the worst.The seedling’s height and root collar diameter reached the maximum after application of 2 240g per seedling,increased by 25.7% and 14.2% compared with the control.Teak had good growth performance on acidic lateritic red soil than on purplish soil in Guangxi Province.To better manage teak in strongly acidic lateritic red soil,the optimal Ca-fertilizer is calcium oxide,and calcium sulphate is not suggested to use.

Tectonagrandis；calcium oxide;calcium nitrate;calcium sulphate;lateritic red soil;purplish soil

10.16473/j.cnki.xblykx1972.2016.05.006

2015-11-24

國家“十二五”科技支撐“柚木珍貴用材林定向培育技術研究(2012BAD21B0101)”項目的部分研究內(nèi)容。

周再知(1963-)，女，博士，研究員，主要從事森林培育研究。E-mail:zzzhou@ritf.ac.cn

S 792.99;S 723

A

1672-8246(2016)05-0031-07