七葉蓮幼林施用不同肥料效應(yīng)分析

劉慶云，朱臻榮，姜遠(yuǎn)標(biāo)，劉 悅，段海龍，黃游華

(1.普洱市林業(yè)科學(xué)研究所，云南 普洱 665000； 2.云南省林業(yè)科學(xué)院，云南 昆明 650204)

著名的育種學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Noman E.Borlaug于1994年在全面分析了20世紀(jì)以來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的相關(guān)因素之后宣稱“本世紀(jì)全世界作物產(chǎn)量增加的一半是來自化肥”，(Borlaug and Doswell，1994)[1]，施肥是植物速生豐產(chǎn)的重要途徑，是可持續(xù)發(fā)展集約化農(nóng)業(yè)不可或缺的生產(chǎn)資料。配方施肥也成為林業(yè)栽培研究的熱點(diǎn)之一，被廣泛應(yīng)用于落葉松(Larixkaenpferi)[2-3]、思茅松(Pinuskesiyavar.langbianensis)[4]、桉樹(Eucalyptus)[5]、山桂花(Paramicheliabaillonii)[6]、馬尾松(Pinusmassoniana)[7]、西南樺(BetulaalnoidesBuch Ham)[8]等。礦質(zhì)元素是影響植物生命活動(dòng)的重要因素，而土壤又往往不能完全及時(shí)滿足植物的需要，因此施肥就成為補(bǔ)充養(yǎng)分、提高產(chǎn)量和改進(jìn)品質(zhì)的主要措施之一[9]。

七葉蓮(Scheffleravenulosa)是五加科鵝掌柴屬植物，又稱密脈鵝掌柴，云南的熱帶、亞熱帶為七葉蓮集中分布區(qū)域。中藥材七葉蓮是密脈鵝掌柴的干燥莖葉，其性溫、味甘，有消腫止痛、舒經(jīng)活絡(luò)的功效。在臨

床上用于風(fēng)濕骨痛、跌打損傷、頭痛、胃痛及各種手術(shù)后疼痛等。七葉蓮有著悠久的藥用歷史，自古以來憑著神奇的止痛效果，一直被云南省的少數(shù)民族廣泛傳承和使用著。也是云南生物醫(yī)藥重點(diǎn)培育的十大品牌之一。顯著的生物活性，確切穩(wěn)定的臨床療效，使七葉蓮在藥物劑型和品種等方面得到了深入的開發(fā)研究，隨著云南省自主創(chuàng)新產(chǎn)品——金品系列藥物腫痛氣霧劑、痛舒膠囊(片)、腫痛搽劑、腫痛凝膠等的應(yīng)用，僅云南省藥物研究所下屬制藥廠年均使用量超過80 t，且呈不斷增加趨勢(shì)；加之七葉蓮四季常綠，果實(shí)艷麗，造型便利，有較高的觀賞價(jià)值而作為綠化樹種使用。導(dǎo)致長(zhǎng)期以來遭到無節(jié)制的掠奪性采挖，造成野生資料日趨枯竭，因此人工繁殖栽培成為制藥、綠化企業(yè)可持續(xù)發(fā)展、做大做強(qiáng)的有效途徑[10]。

目前七葉蓮在藥用機(jī)理、有效成分、臨床效果等[11-16]方面的研究可查，而有關(guān)其造林方面的的研究少見報(bào)道。本項(xiàng)目選用N、P、K、NP、NK、KP、NPK、腐熟羊糞、阿維菌素和對(duì)照CK等不同肥料配方對(duì)七葉蓮進(jìn)行施肥試驗(yàn)，根據(jù)3 a的觀測(cè)資料對(duì)不同施肥處理的七葉蓮幼林樹高、地徑、萌枝數(shù)量、地上部分鮮重以及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析，初步選出最佳肥料組合及其配比，以期為科學(xué)經(jīng)營(yíng)七葉蓮藥用原料林提供參考。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在普洱市思茅區(qū)龍?zhí)多l(xiāng)老魯寨，距思茅區(qū)68 km，地理位置為北緯22°40′30″、東經(jīng)100°40′04″，海拔1000～1150 m，由于受潮濕的西南季風(fēng)和干暖的西北風(fēng)南支急流交替控制，普洱市成為典型的南亞熱帶北緣季風(fēng)氣候類型，11月—翌年4月為干季，5—10月為雨季，干濕季明顯，年均溫15.3～20.2 ℃，≥10 ℃年積溫6000～7500 ℃，年均降水量1700 mm，年日照時(shí)間1900～2200 h。土壤屬于泥質(zhì)巖風(fēng)化物發(fā)育的紅色赤紅壤，土層厚度在0.8～1.0 m以上，土壤肥力中等[17]。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

2014年5月中旬，選取平均高度為19 cm，地徑1.12 cm的七葉蓮健壯苗木，在普洱市思茅區(qū)龍?zhí)多l(xiāng)老魯寨營(yíng)造施肥試驗(yàn)林。林地?zé)捝角謇砗?，按株行? m×3 m定點(diǎn)挖穴，穴規(guī)格50 cm×60 cm×40 cm。試驗(yàn)用的化肥：尿素(N 46%)、過磷酸鈣( P2O5≥16%)、硫酸鉀(K2O 54%)、復(fù)合肥(N-P2O5-K2O=15-15-15)，阿維菌素(含量NPK≥5%，有機(jī)質(zhì)≥45%，有效活性菌≥0.2億·g-1，pH值5.5～8)為市場(chǎng)購買的商品肥，羊糞為自行發(fā)酵半年以上的圈肥。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方法，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)施肥量直接選用不同肥料進(jìn)行組合，其中化肥施肥量按等量設(shè)計(jì)。共設(shè)置N、P、K、NP、NK、KP、NPK、羊糞、阿維菌素9個(gè)處理，分別為尿素150 g·株-1、過磷酸鈣150 g·株-1、硫酸鉀150 g·株-1、尿素75 g·株-1+過磷酸鈣75 g·株-1、尿素75 g·株-1+硫酸鉀75 g·株-1、過磷酸鈣75 g·株-1+硫酸鉀75 g·株-1、復(fù)合肥150 g·株-1、羊糞500 g·株-1、阿維菌素200 g·株-1，以不施肥為對(duì)照(CK)。每個(gè)處理的面積為20 m×30 m，3次重復(fù)。同一區(qū)組的立地條件基本一致。

2014年5月以基肥形式施肥1次，按施肥處理的設(shè)計(jì)要求，回土一半后，放入肥料攪拌均勻后再回滿土。10月追肥1次，采取溝施方式，即在離冠幅外緣垂直滴水處開挖月牙形溝，其長(zhǎng)×寬×深=50 cm×15 cm×15 cm，開溝后均勻撒入設(shè)計(jì)的肥料后回土，要求肥與土充分混合均勻以免造成肥害。撫育管理：造林當(dāng)年8月?lián)嵊?次，10—11月?lián)嵊?次。

2.3 調(diào)查與數(shù)據(jù)處理

分別于2015年11月、 2016年11、2017年10月調(diào)查測(cè)定，每施肥小區(qū)觀測(cè)30株(每處理共90株)，記錄七葉蓮的株高、地徑、萌枝數(shù)量；地上部分鮮重從測(cè)量數(shù)據(jù)中獲得的平均木上采集，每個(gè)處理采集3株，共采集30株。七葉蓮株高用卷尺測(cè)定(精度為1 cm)，地徑用游標(biāo)卡尺測(cè)定(精度為0.01 mm)，萌枝數(shù)量為七葉蓮主莖上萌生枝條的數(shù)量，地上部分鮮重用市場(chǎng)購買臺(tái)秤稱量(精度為2 g)。

采用單因素方差分析比較10個(gè)處理的株高、地徑、萌枝數(shù)量的差異，在此基礎(chǔ)上采用多目標(biāo)決策中的一維比較法進(jìn)行最優(yōu)施肥的評(píng)價(jià)和選擇[18]，首先把株高、地徑、萌枝數(shù)量換算成同一效用單位，由于株高、地徑、萌枝數(shù)量等作為評(píng)價(jià)植物生長(zhǎng)量的重要指標(biāo)，評(píng)價(jià)指標(biāo)愈高愈好，呈遞增關(guān)系。效用值采用下式轉(zhuǎn)換公式：U=1-0.9(Vmax-V)/(Vmax-Vmin)，式中：U為性狀指標(biāo)效用值；Vmax為每個(gè)施肥中的目標(biāo)的最大值；Vmin為每個(gè)施肥中的目標(biāo)的最小值；V為每個(gè)施肥中的目標(biāo)值[19]。其次采用綜合權(quán)重評(píng)分法，將株高、地徑、萌枝數(shù)量3個(gè)性狀標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值，分別以專家估算(經(jīng)驗(yàn)值)權(quán)重0.3344、0.3449、0.3206計(jì)算綜合得分值，綜合評(píng)價(jià)值=性狀指標(biāo)效用值×對(duì)應(yīng)性狀指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，計(jì)算株高、地徑和萌枝數(shù)量的綜合評(píng)價(jià)值，然后確定最優(yōu)施肥組合及施肥量[20]。在Excel 2003、SPSS 17.0中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同施肥處理的七葉蓮生長(zhǎng)性狀差異性分析

3年的調(diào)查數(shù)據(jù)(表1)表明，各處理間的株高、地徑、萌枝數(shù)量和鮮重有明顯差異。2017年各處理間株高、地徑和萌枝數(shù)量差異更明顯，株高NP處理是對(duì)照的1.54倍，地徑NP處理是對(duì)照的1.49倍，萌枝數(shù)量NPK處理是對(duì)照的2.75倍。說明隨著肥效的發(fā)揮，效應(yīng)差異越來越大。方差分析結(jié)果表明，不同施肥處理間的七葉蓮的株高(F=19.84**)、地徑(F=36.125**)、萌枝數(shù)量(F=49.8644**)差異極顯著。其中，萌枝數(shù)量差異最顯著。進(jìn)一步進(jìn)行差異性多重比較，結(jié)果詳見表1。

表1 不同施肥處理株高、地徑、萌枝數(shù)量、鮮重多重比較

*：同行不同小寫字母為差異顯著。

3.1.1 不同施肥處理間的苗高生長(zhǎng)差異分析 從表1可見，施肥對(duì)七葉蓮平均高的影響顯著。施肥當(dāng)年，各處理苗高平均值為26.7～41.6 cm，是對(duì)照的1.3～2倍；施肥1 a后，各處理苗高平均值為78～108 cm，是對(duì)照的1.2～1.66倍；施肥2 a后，各處理苗高平均值為127～164 cm，是對(duì)照的1.2～1.66倍。2017年最佳施肥處理是NP處理，平均高度達(dá)到164 cm；其次是NPK處理，平均高度達(dá)到160 cm；再次是羊糞處理，平均高達(dá)到157 cm；施肥不明顯的處理是KP處理，平均株高為127 cm，樹高生長(zhǎng)為對(duì)照的1.2倍。

3.1.2 不同施肥處理間的地徑生長(zhǎng)差異分析 由表1可見，施肥對(duì)七葉蓮平均地徑生長(zhǎng)有顯著影響。施肥當(dāng)年，各處理地徑平均值為1.07～1.25 cm，是對(duì)照的1.2～1.4倍；施肥1 a后，各處理地徑平均值為1.32～1.51 m，是對(duì)照的1.2～1.4倍；施肥2 a后，各處理地徑平均值為1.99～2.47 cm，是對(duì)照的1.3～1.6倍。2017年最佳處理是阿維菌素處理，達(dá)到2.47 cm；其次是NPK、羊糞、NP處理；效果不明顯的施肥組合是KP處理，平均地徑為1.99 cm。

3.1.3 不同施肥處理間的萌枝數(shù)量差異性分析 萌枝數(shù)量是衡量七葉蓮生物量大小影響最大的因素之一，萌枝數(shù)量越多，生物量就越大。由表1可知，施肥當(dāng)年，七葉蓮各處理萌枝數(shù)量差別不大；施肥后1 a，各處理萌枝數(shù)量平均值為1～1.71枝·株-1，是對(duì)照的1～1.7倍；施肥2 a后，各處理萌枝數(shù)量平均值為1.26～3.14枝·株-1，是對(duì)照的1.1～2.8倍。施肥最好的處理是羊糞處理。施肥有效促進(jìn)了七葉蓮枝條的萌發(fā)。

3.1.4 不同施肥處理間的地上部分鮮重(生物量)差異分析 七葉蓮單株地上部分鮮重取決于苗高、地徑和萌枝數(shù)量，是衡量植物生物量的綜合指標(biāo)，也是經(jīng)營(yíng)培育的目的。從表1可知，施肥當(dāng)年，各處理間鮮重變化不大，是對(duì)照的1～1.44倍；施肥1 a后，各處理間鮮重差異明顯，分別是對(duì)照的1.3～2.48倍；2017年各處理間平均鮮重是對(duì)照的1.42～2.42倍。2017施肥處理最好的是羊糞，達(dá)到1232 g·株-1，其次是NP處理(1211 g·株-1)和NPK處理(1203 g·株-1)。

3.2 不同施肥處理七葉蓮生長(zhǎng)性狀的綜合評(píng)價(jià)

在對(duì)不同施肥處理的各生長(zhǎng)性狀逐一方差分析和多重比較的基礎(chǔ)上，采用多性狀聯(lián)合評(píng)價(jià)分析選出最優(yōu)的施肥處理組合。根據(jù)3年生七葉蓮幼樹株高、地徑、萌枝數(shù)量的比值，采用綜合權(quán)重評(píng)分法，將株高、地徑、萌枝數(shù)量3個(gè)性狀的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，然后分別以權(quán)重0.3344、0.3449、0.3206計(jì)算綜合得分值，各施肥處理株高、地徑、萌枝數(shù)量的綜合評(píng)價(jià)值計(jì)算結(jié)果見表2、表3。綜合評(píng)價(jià)值排名第1的為NP處理，綜合評(píng)價(jià)值為0.5799；其次為羊糞處理；再次為NPK處理，綜合評(píng)價(jià)值分別為0.5418、0.5385。

表2 株高、地徑和萌枝數(shù)量效用值

3.3 不同施肥的經(jīng)濟(jì)效益分析

生產(chǎn)成本包括基本建設(shè)投資(苗木、林地清理、整地、種植、肥料、施肥、撫育費(fèi)用及10%的間接費(fèi))、經(jīng)營(yíng)成本(管護(hù)、管理)、生產(chǎn)成本(修剪、晾曬、包裝、運(yùn)輸)3大類。以世界銀行林業(yè)貸款的基本建設(shè)、經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)、投資等各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)作為參照，結(jié)合普洱市具體生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行成本核算，產(chǎn)值計(jì)算按現(xiàn)行市場(chǎng)價(jià)格為準(zhǔn)[21]，具體詳見表4。

表3 綜合評(píng)價(jià)值

從投產(chǎn)3 a七葉蓮的生產(chǎn)投資與產(chǎn)值來看，培育七葉蓮短期藥用林的施肥宜選用NP、羊糞、NPK 3種肥料處理，年收益分別為38119.5、37734、37348.5元·hm-2。

表4 生產(chǎn)成本與產(chǎn)值統(tǒng)計(jì)

表4(續(xù))

4 結(jié)論

1)經(jīng)3 a七葉蓮施肥試驗(yàn)表明：2017年不同施肥組合間七葉蓮的株高(F=19.84**)、地徑(F=26.125**)、萌枝數(shù)量(F=56.093**)差異極顯著。株高最高的是NP處理，平均高度達(dá)到164 cm；地徑最大的是阿維菌素處理，達(dá)到2.47 cm；萌枝數(shù)量最佳的是羊糞處理，達(dá)到3.14枝·株-1，是對(duì)照的2.75倍；地上部分鮮重最佳的是羊糞處理，達(dá)到1232 g·株-1，是對(duì)照的1.5倍。

2)根據(jù)3年生七葉蓮幼樹株高、地徑、萌枝數(shù)量性狀指標(biāo)權(quán)重系數(shù)，通過綜合評(píng)價(jià)排名第1的為NP處理，綜合評(píng)價(jià)值為0.5799；其次為羊糞、NPK處理，其綜合評(píng)價(jià)值分別為0.5418、0.5385。

3)培育目標(biāo)是獲得最佳經(jīng)濟(jì)效率，通過經(jīng)濟(jì)效益核算，根據(jù)3年生七葉蓮的產(chǎn)出比，培育七葉蓮短期藥用林施肥宜選用NP肥料，年收益是38119.5元·hm-2。

4)通過試驗(yàn)表明，NP施肥處理能極大促進(jìn)七葉蓮生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量；通過多目標(biāo)決策中進(jìn)行最優(yōu)施肥方案的評(píng)價(jià)和選擇，最優(yōu)施肥處理為NP；效益分析最優(yōu)施肥處理也是NP，可推薦作為七葉蓮苗木培育和造林后幼樹施肥上使用。