禿杉中幼林施肥試驗(yàn)

蘇俊武，陳 強(qiáng)，劉云彩，劉永剛，王慶華，孫志剛，段成波

(1.云南省林業(yè)科學(xué)院，云南 昆明 650201；2.騰沖縣林業(yè)局森林資源管理站，云南 騰沖 679100)

禿杉(TaiwaniaflousianaGaussen)為杉科臺(tái)灣杉屬常綠高大喬木，天然分布于云南西部怒江流域貢山、碧江、騰沖、龍陵和瀾滄江流域的蘭坪、云龍等縣的闊葉混交林中，湖北西部、貴州南部也有零星分布[1-2]。因生長快，生命周期長，非常適宜培育大徑級(jí)材，在分布區(qū)和適宜區(qū)已廣為種植[3-5]。目前對(duì)禿杉的研究主要是在引種、扦插、組培育苗、氣候區(qū)劃、立地評(píng)價(jià)、造林技術(shù)、生長規(guī)律、間伐、密度控制、混交林和林分營養(yǎng)元素積累等方面的研究，在禿杉人工林的培育經(jīng)營中，苗期階段施肥對(duì)苗木生長有較好的促進(jìn)作用[6-7]，但是禿杉中幼林是否需要施肥和施肥的效果沒有定量的研究，為探索禿杉中幼林的生長能力和大徑材培育中經(jīng)濟(jì)合理的經(jīng)營技術(shù)，對(duì)11～14年生的禿杉人工林進(jìn)行大量元素和微量元素的連續(xù)施肥試驗(yàn)，并進(jìn)行生長測(cè)量和定性分析，以期為禿杉大徑材人工林的集約經(jīng)營提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于云南省騰沖縣曲石鎮(zhèn)回街村委會(huì)牛屎坡，東經(jīng)98°33′47″、北緯25°9′7″，年均氣溫14.7 ℃，≥10 ℃年積溫4647 ℃，年均降水量1465 mm。海拔1760 m，地勢(shì)平坦，土壤為黃壤，土層深厚，pH值5.44，土壤中營養(yǎng)成分含量較高(表1)，其中：有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀、鈣、鐵含量較高，硫、鎂、鋅、錳、硼、鉬含量較低。

表1 土壤營養(yǎng)元素含量

1.2 試驗(yàn)材料與方法

試驗(yàn)林為2000年?duì)I造的11年生禿杉林，株行距2 m×3 m。肥料為尿素(N含量46%)、復(fù)合肥(N 15%、P 15%、K 15%)、磷酸二氫鉀(KH2PO4含量99.5%)、硫酸鋅(ZnSO4·7H2O含量99.5%)、硫酸錳(MnSO4·H2O含量99.0%)、硼砂(Na2B4O·10H2O含量99.5%)、硫酸銅(CuSO4·5H2O含量99.0%)。

施肥試驗(yàn)分3組，分別采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，7個(gè)處理，3次重復(fù)。第Ⅰ組為大量元素施肥試驗(yàn)，第Ⅱ組為大量元素與微量元素混合施肥試驗(yàn)，均于2011年開始施肥，每個(gè)處理禿杉為10株，處理之間相隔3行禿杉，第1年肥料及用量見表2，第2年～第4年加大肥料量見表3。第Ⅲ組于2013—2014年開展試驗(yàn)，各處理肥料及用量與第Ⅰ組增加施肥量的設(shè)計(jì)相同，每處理面積為400 m2，67株，每年處理隨機(jī)抽取10株，于施肥前和施肥后的當(dāng)年12月對(duì)各處理進(jìn)行定株調(diào)查，實(shí)測(cè)樹高、胸徑和冠幅。

表2 第1年大量元素和微量元素施肥量(2011年)

表3 第2～第4年大量元素和微量元素施肥量(2012—2014年)

以二元材積公式計(jì)算材積(V=0.000058777042×D1.9699831×H0.8964157)，因林木生長存在一定差異，為消除不同處理間林木大小對(duì)施肥的影響，用施肥后的生長量減去施肥前的生長量，得到施肥后的林木凈生長量來進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥對(duì)禿杉中幼林樹高生長的影響

3組試驗(yàn)11～14年生禿杉樹高各年的凈生長量見圖1～圖3。施肥對(duì)禿杉幼林的高生長影響不大，在第Ⅰ組試驗(yàn)中，4 a累計(jì)施尿素最多的C處理施肥量達(dá)2700 g·株-1，累計(jì)施復(fù)合肥最多的F處理施肥量達(dá)2900 g·株-1，與其他處理的樹高凈生長量差異均不顯著；在第Ⅱ組試驗(yàn)中，除第1年施肥對(duì)禿杉樹高的生長量影響顯著(F=3.8161>F0.05=2.8477)外，4 a累計(jì)施肥量較多是B處理：共施尿素2600 g·株-1、磷酸二氫鉀280 g·株-1、微量元素(鋅、錳、硼、銅)400 g·株-1，D處理共施復(fù)合肥2700 g·株-1、微量元素(鋅、錳、硼、銅)400 g·株-1，F(xiàn)處理共施尿素1000 g·株-1、復(fù)合肥1000 g·株-1、微量元素(鋅、錳、硼、銅)400 g·株-1，與其他處理的樹高凈生長量差異均不顯著；在第Ⅲ試驗(yàn)中，2 a累計(jì)施肥量最大的C處理和F處理，均施尿素或復(fù)合肥1600 g·株-1，與其他處理的樹高生長差異均不顯著。

第Ⅰ組試驗(yàn)的4 a間樹高年平均生長量為0.72 m，其中2011年生長量為0.55m，2012—2014年年生長量在0.73～0.85 m之間，對(duì)照4 a間樹高年平均生長量為0.70 m；第Ⅱ組試驗(yàn)的4 a間樹高年平均生長量為0.85 m，其中2011年生長量為0.66 m，2012—2014年年生長量在0.72～1.11 m之間，對(duì)照4 a間樹高年平均生長量為0.81 m；第Ⅲ組試驗(yàn)2 a間樹高年平均生長量為0.98 m，其中2013—2014年樹高年生長量0.97～0.98 m之間，對(duì)照2 a間樹高年平均生長量為0.94 m。在3組試驗(yàn)中，各處理間樹高生長差異均較小。

圖1 第Ⅰ組樹高凈生長量圖2 第Ⅱ組樹高凈生長量

圖3 第Ⅲ組樹高凈生長量

2.2 施肥對(duì)禿杉中幼林胸徑生長的影響

3組試驗(yàn)胸徑各年的凈生長量見圖4～圖6。第I組試驗(yàn)中，施肥后第2年對(duì)禿杉胸徑凈生長量有顯著影響(F=3.0126>F0.05=2.8477)，但到第4年施肥對(duì)禿杉的胸徑生長量影響的差異不顯著；盡管禿杉的施肥量很大，最大的達(dá)尿素或復(fù)合肥800 g·株-1，最終與其他處理的胸徑凈生長量差異均不顯著。在3組試驗(yàn)中，不施肥處理(G)的胸徑凈生長均不是最小的，在第Ⅰ組試驗(yàn)的7個(gè)處理中處于第6位，在第Ⅱ組試驗(yàn)的7個(gè)處理中處于第3位，在第Ⅲ組試驗(yàn)的7個(gè)處理中處于第6位。

第Ⅰ組試驗(yàn)4 a間胸徑年平均生長量為1.94 cm，其中2011年生長量為1.22 cm，2012—2014年年生長量在2.13～2.23 cm之間，對(duì)照4 a間胸徑年平均生長量為1.87 cm；第Ⅱ組試驗(yàn)4 a間胸徑年平均生長量為1.97 cm，其中2011年生長量為1.38 cm，2012—2014年生長量在2.01～2.27 cm之間，對(duì)照4 a間胸徑年平均生長量為2.02 cm；第Ⅲ組試驗(yàn)2 a胸徑年平均生長量為2.07 cm，其中2013年生長量為2.05 cm，2014年生長量為2.09 cm。

2.3 施肥對(duì)禿杉中幼林的材積生長的影響

3組試驗(yàn)中單株材積各年的凈生長量見圖7～圖9。施肥量的多少對(duì)禿杉中幼林的材積生長量影響不大，各處理間材積凈生長量差異均不顯著。在3組試驗(yàn)中，對(duì)照(G)的材積凈生長均不是最小的，在第Ⅰ組試驗(yàn)的7個(gè)處理中處于第6位，在第Ⅱ組試驗(yàn)的7個(gè)處理中處于第3位，在第Ⅲ組試驗(yàn)的7個(gè)處理中處于第5位，11～14年生的禿杉幼林顯示出極強(qiáng)的材積生長力。

第Ⅰ組試驗(yàn)中禿杉4 a材積年平均生長量為0.000498 m3，其中2011年生長量為0.000221 m3，2012—2014年年生長量在0.000468～0.000693 m3間；第Ⅱ組試驗(yàn)中禿杉4 a材積年平均生長量為0.000531 m3，其中2011年生長量為0.000259 m3，2012—2014年年生長量在0.000538～0.000725 m3間；第Ⅲ組試驗(yàn)中禿杉2 a材積年平均生長量為0.000698 m3，其中2013年生長量為0.000614 m3，2014年生長量為0.000782 m3。

圖4 第Ⅰ組胸徑凈生長量圖5 第Ⅱ組胸徑凈生長量圖6 第Ⅲ組胸徑凈生長量圖7 第Ⅰ組材積凈生長量圖8 第Ⅱ組材積凈生長量圖9 第Ⅲ組材積凈生長量

3 結(jié)論與討論

禿杉11～14年生期間連續(xù)4 a的施肥試驗(yàn)結(jié)果表明，禿杉4 a累計(jì)施用尿素2700 g·株-1或復(fù)合肥2900 g·株-1或尿素2600 g·株-1、磷酸二氫鉀280 g·株-1、微量元素(鋅、錳、硼、銅)400 g·株-1，與對(duì)照在樹高、胸徑、材積和冠幅的生長量上影響不顯著。說明禿杉生長到一定階段，人工施肥對(duì)禿杉生長的促進(jìn)作用已經(jīng)不大，因其根系開始連生擴(kuò)展，構(gòu)成特殊的根群結(jié)構(gòu)[8]，從林地土壤中吸取營養(yǎng)物質(zhì)和水分滿足了生長需要。禿杉生長到 8～10 a以后林分已郁閉，林地中枯枝落葉不斷增多，成為林地有機(jī)物質(zhì)的主要來源，能維持和提高土壤肥力，保障禿杉持續(xù)穩(wěn)定的生長[9-12]。因此，禿杉造林一般在10 a后不必施肥，過度施肥將造成大量人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)，施肥應(yīng)遵循“養(yǎng)分歸還學(xué)說”和“報(bào)酬遞減律”[13-14]。

禿杉造林和大徑材人工林培育應(yīng)選擇優(yōu)良種源或良種，并選擇在最適宜區(qū)和適宜區(qū)水肥條件好、土層深厚、土質(zhì)疏松、排水良好的土壤上種植。造林早期階段，禿杉枝葉凋落物少，林地自肥能力弱，1～3 a的幼林期施肥可促進(jìn)其樹高、胸徑的快速生長和林分郁閉。10年生以后的禿杉中幼林，形成郁閉的林分，需進(jìn)行常規(guī)的撫育經(jīng)營和管護(hù)。

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