桉樹人工林培育需肥量研究

王永忠，周建輝，竹萬寬，杜阿朋

桉樹人工林培育需肥量研究

王永忠1，周建輝1，竹萬寬2，杜阿朋2＊

(1.寧夏回族自治區(qū)固原市原州區(qū)疊疊溝林場，寧夏 固原 756000；2.國家林業(yè)和草原局桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022)

為深入研究不同經(jīng)營目標(biāo)下桉樹人工林養(yǎng)分需求與施肥特點，本研究利用收集整理的桉樹文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，依照相關(guān)的模型，分析計算桉樹人工林培育的施肥量。結(jié)果表明：桉樹紙漿材NPK養(yǎng)分需求總量為257.2 ~ 803.92 kg·hm-2、桉樹膠合板材NPK養(yǎng)分需求總量為1 055.15 ~ 2 836.08 kg·hm-2、桉樹實木用材NPK養(yǎng)分需求總量不低于3 298.09 kg·hm-2；考慮到目前桉樹人工林施肥過程中較低的肥料利用率，桉樹紙漿材施用專業(yè)復(fù)合肥總量為4.99 ~ 15.61 t·hm-2；桉樹膠合板材施用專業(yè)復(fù)合肥總量為20.49 ~ 50.06 t·hm-2，桉樹實木用材施用專業(yè)復(fù)合肥總量為要超過60.03 t·hm-2。

桉樹人工林；需肥量；肥料利用率

人工林是我國森林的重要組成部分，根據(jù)第九次全國森林資源清查結(jié)果[1]，全國人工林面積8 003.1萬公頃，木材蓄積量34.52億立方米。桉樹()是世界三大速豐林樹種之一，在我國種植面積已達(dá)546.74萬公頃，蓄積量2.156億立方米，年產(chǎn)木材超過3 000萬立方米，是我國南方重要的戰(zhàn)略樹種，為緩解國內(nèi)木材供需矛盾作出了重要貢獻(xiàn)[2]。

施肥是工業(yè)用材林培育的基礎(chǔ)技術(shù)措施，不僅能通過刺激光合作用以增加林木單株凈初級生產(chǎn)力[3]，而且還能促進(jìn)林地土壤肥力的可持續(xù)發(fā)展[4]。研究表明，肥料對提高林木生長的貢獻(xiàn)率達(dá)30%以上[5]，而施肥措施占桉樹增產(chǎn)份額的30% ~ 60%[6]。由于我國南方桉樹種植區(qū)氣溫較高、雨水較多且多為集中的暴雨，林地施肥后肥料養(yǎng)分極易隨地表徑流流失、滲透或地面揮發(fā)，造成浪費，利用率較低，并造成一定的環(huán)境污染。為緩解上述問題，除研究應(yīng)用新型肥料如緩控釋肥料、桉樹專用菌肥、多功能肥料外[6]，還應(yīng)在桉樹經(jīng)營培育過程中分生長階段地計量施肥措施[7-8]。本研究基于歷史文獻(xiàn)數(shù)據(jù)建立的桉樹生物量方程和實際測定的桉樹樹體養(yǎng)分含量，分析桉樹不同經(jīng)營目標(biāo)(紙漿材和中大徑材)下各生長階段的養(yǎng)分需求量，根據(jù)市場上的施肥配比，考慮普遍的肥料利用率，最終得出各培育目標(biāo)下依據(jù)桉樹經(jīng)營收獲量計算得到的桉樹人工林培育需肥量，以期為桉樹人工林的高效可持續(xù)經(jīng)營提供數(shù)據(jù)參考和技術(shù)支持。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

利用CNKI中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫和萬方數(shù)據(jù)庫，檢索在1978－2017年間國內(nèi)公開發(fā)表的中國桉樹人工林生物量文獻(xiàn)并匯總相關(guān)數(shù)據(jù)，共篩選出127組生物量數(shù)據(jù)，將收集整理后的數(shù)據(jù)按照各項指標(biāo)建立數(shù)據(jù)庫[9]。

1.2 桉樹林需肥量計算

根據(jù)廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)“DB44/T 1965-2017 桉樹人工林測土配方施肥技術(shù)規(guī)程”中在不考慮林地土壤養(yǎng)分供應(yīng)量情況下桉樹人工林經(jīng)營培育中的施肥量計算公式[10]：

2 結(jié)果與分析

2.1 不同培育目標(biāo)下桉樹人工林培育年限分析

根據(jù)中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“LY/T 2009－2017 桉樹大徑材培育技術(shù)規(guī)程”中的規(guī)定[11]：桉樹小徑材是指胸高直徑在8 ~ 14 cm的桉樹林木；桉樹中徑材是指胸高直徑在16 ~ 26 cm的桉樹林木；而桉樹大徑材是指胸高直徑達(dá)到28 cm及以上的林木。一般情況下，桉樹林作為紙漿材培育基本上為小徑材；膠合板材多為中徑材；桉樹大徑材多用于實木用材。根據(jù)利用歷史文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫建立的桉樹林齡與林分平均胸徑統(tǒng)計模型(圖1)反推計算可知，桉樹紙漿材培育年限為3.20 ~ 7.25 a；桉樹膠合板材培育年限為8.81 ~ 17.93 a；桉樹實木用材培育年限約19.98 a。

圖1 桉樹林齡與桉樹林分平均胸徑關(guān)系

2.2 不同培育目標(biāo)下桉樹人工林收獲量分析

基于桉樹可持續(xù)經(jīng)營的原則，桉樹人工林采伐時僅取走地上部分的生物量，伐樁進(jìn)行催腐處理留在林地，故各培育目標(biāo)下桉樹林目標(biāo)產(chǎn)量僅計算除根系外的所有地上部分生物量。

圖2 桉樹林分平均胸徑與目標(biāo)產(chǎn)量(地上生物量)關(guān)系

本文利用歷史文獻(xiàn)數(shù)據(jù)建立了桉樹林分平均胸徑與桉樹林地上部分生物量的統(tǒng)計模型(圖2)。再依據(jù)文獻(xiàn)[11]的規(guī)定(具體表述詳見2.1)計算可知，桉樹紙漿材(平均胸徑8 ~ 14 cm)目標(biāo)產(chǎn)量44.65 ~ 139.57 t·hm-2；桉樹膠合板材(平均胸徑16 ~ 26 cm)目標(biāo)產(chǎn)量183.19 ~ 139.57 t·hm-2；桉樹實木材(平均胸徑28 cm以上)目標(biāo)產(chǎn)量要超過572.59 t·hm-2。

2.3 不同培育目標(biāo)下桉樹人工林需肥量分析

根據(jù)文獻(xiàn)[12]桉樹解析木實際測量桉樹樹體N、P、K含量(平均為3.44、0.58和1.74 g·kg-1)來計算桉樹培育中的養(yǎng)分需求量。

圖3 不同平均胸徑下桉樹林分養(yǎng)分需求總量

根據(jù)圖3可知，收獲桉樹紙漿材總需N素養(yǎng)分為153.60 ~ 480.12kg·hm-2、P素養(yǎng)分25.90 ~ 80.95 kg·hm-2、K素養(yǎng)分77.70 ~ 242.85 kg·hm-2；收獲桉樹膠合板材總共需要的N素養(yǎng)分630.16 ~ 1 693.77kg·hm-2、P素養(yǎng)分106.25 ~ 285.58 kg·hm-2、K素養(yǎng)分318.74 ~ 856.73kg·hm-2；獲桉樹實木材至少需要的N素養(yǎng)分1 969.69 kg·hm-2、P素養(yǎng)分332.10kg·hm-2、K素養(yǎng)分996.30kg·hm-2。

圖4 不同平均胸徑下桉樹林分養(yǎng)分施肥總量

依據(jù)1.2中的計算公式可計算桉樹經(jīng)營過程中的施肥量。根據(jù)研究可知[13]，桉樹對氮素肥料利用率最大為7.69%，對磷素肥料利用率范圍最大為1.32%，對鉀素肥料利用率范圍最大為10.38%。因目前桉樹用肥多為復(fù)合肥，肥料總量以所需單元素計算所得肥料最大值即可?，F(xiàn)以市場上N17-P6-K12的桉樹專用復(fù)合肥40%總養(yǎng)分含量來計算不同林分平均胸徑桉樹林需要的施肥量可知(圖4)：桉樹紙漿材(平均胸徑8 ~ 14 cm)施肥總量為4.99 ~ 15.61 t·hm-2；桉樹膠合板材(平均胸徑16 ~ 26 cm) 施肥總量為20.49 ~ 50.06 t·hm-2；桉樹實木用材(平均胸徑28 cm以上)施肥總量要超過60.03 t·hm-2。

3 討論與結(jié)論

(1) 本研究得出桉樹紙漿材培育年限為3.20 ~ 7.25 a、桉樹膠合板材為8.81 ~ 17.93 a、桉樹實木用材為19.98 a。這一結(jié)果是基于歷史文獻(xiàn)數(shù)據(jù)分析所得，對比目前實際桉樹經(jīng)營年限來看，與該結(jié)論基本一致。

(2) 本研究中依據(jù)歷史文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的目標(biāo)產(chǎn)量計算桉樹N、P、K養(yǎng)分總需求量分別為：紙漿材257.2 ~ 803.92 kg·hm-2、膠合板材1 055.15 ~ 2 836.08 kg·hm-2、實木用材不低于3 298.09 kg·hm-2。

(3) 本研究中桉樹紙漿材施肥總量為4.99 ~ 15.61t·hm-2；桉樹膠合板材施肥總量為20.49 ~ 50.06 t·hm-2；桉樹實木用材施肥總量超過60.03t·hm-2。該結(jié)果因未考慮林地土壤本身供給的養(yǎng)分、桉樹林分凋落物返還土壤的養(yǎng)分以及大氣降水等其他外源性的養(yǎng)分輸入，故而要比實際的施肥量要大。在未來的研究中可加強(qiáng)這幾個方面歷史文獻(xiàn)大數(shù)據(jù)的搜集和整理，進(jìn)而為桉樹經(jīng)營施肥量計算的精準(zhǔn)化奠定基礎(chǔ)。

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Study on the Fertilizer Requirements ofPlantation

WANG Yongzhong1, ZHOU Jianhui1, ZHU Wankuan2, DU Apeng2

(1.;)

In order to further study the nutrient requirements and fertilization characteristics ofplantations under different management objectives, the fertilization quantities for plantations was analyzed and calculated according to relevant models using data collected from publishedliterature. The results showed that the total NPK nutrient requirements ofpulpwood plantation was 257 ~ 804 kg·hm-2, that ofplywood plantations was 1 055 ~ 2 836 kg·hm-2, and that ofsolid wood was no less than 3 298 kg·hm-2. Considering the low fertilizer utilization rate of Eucalyptus Plantation at present, the total amount of professional compound fertilizer applied topulpwood is 4.99 ~15.61 t·hm-2. The total amount of professional compound fertilizer applied toplywood is 20.49 ~ 50.06 t·hm-2. And the total amount of professional compound fertilizer applied tosolid wood is more than 60.03 t·hm-2.

plantations; fertilizer requirements; fertilizer use efficiency

10.13987/j.cnki.askj.2020.01.004

S725.5

A

廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新項目(2018KJCX014)；2016 年省級生態(tài)公益林激勵性補助資金項目(2016-03)；廣西創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展專項(桂科AA17204087-9)；廣東湛江桉樹林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站資助

王永忠(1975－ )，男，工程師，主要從事人工林培育工作

杜阿朋(1979－ )，男，副研究員，主要從事桉樹人工林生態(tài)系統(tǒng)定位研究，E-mail:dapzj@163.com