探究水肥調(diào)控對(duì)刺槐人工林生長(zhǎng)的影響

陳培培 楊倩倩 侯金波

摘 要：目前我國(guó)水資源嚴(yán)重緊缺，化肥的無(wú)節(jié)制使用造成土壤嚴(yán)重污染，迫使我國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)向集約型精準(zhǔn)化生產(chǎn)發(fā)展。這就要求林業(yè)生產(chǎn)中要合理利用資源，達(dá)到節(jié)水、控肥、增肥效的目的。本文通過研究一至三年生刺槐優(yōu)良無(wú)性系人工林的精準(zhǔn)灌溉制度和精細(xì)施肥制度，以及生物學(xué)特性、生長(zhǎng)量、生理生態(tài)特性和材性等指標(biāo)，對(duì)精準(zhǔn)灌溉與精細(xì)施肥的響應(yīng)規(guī)律，提出刺槐人工林智能水肥一體化栽培配套技術(shù)，提高林分蓄積量20%以上。

關(guān)鍵詞：水肥調(diào)控；刺槐；生長(zhǎng)狀況

中圖分類號(hào)：S72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190515036

引言

我國(guó)是世界上水資源嚴(yán)重緊缺的國(guó)家之一，水資源總量不到世界的6%。水資源短缺已嚴(yán)重影響到我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、林業(yè)發(fā)展，甚至成為制約相關(guān)行業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的瓶頸。研究水資源的可持續(xù)再利用，已成為我國(guó)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展一項(xiàng)緊迫的、關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的課題。肥料在實(shí)現(xiàn)我國(guó)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展和保障國(guó)家木材安全方面同樣占有重要地位。但是，化肥盲目使用、過量投入、利用率不高，都會(huì)對(duì)河流、大氣、土壤和林產(chǎn)品造成嚴(yán)重污染，進(jìn)而嚴(yán)重危害自然環(huán)境，破壞人類的生存條件。種種形勢(shì)迫使我國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)向集約型精準(zhǔn)化生產(chǎn)發(fā)展。這就要求林業(yè)生產(chǎn)中要合理利用資源，達(dá)到節(jié)水、控肥、增肥效的目的。

本文通過研究一至三年生刺槐優(yōu)良無(wú)性系人工林的精準(zhǔn)灌溉制度和精細(xì)施肥制度，以及生物學(xué)特性、生長(zhǎng)量、生理生態(tài)特性和材性等指標(biāo)，對(duì)精準(zhǔn)灌溉與精細(xì)施肥的響應(yīng)規(guī)律，提出刺槐人工林智能水肥一體化栽培配套技術(shù)，提高林分蓄積量20%以上。

1 水肥一體化涵義

水肥一體化技術(shù)是指通過相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)水、控肥的同步控制，通過不斷優(yōu)化達(dá)到作物生長(zhǎng)所需水肥、環(huán)境保護(hù)兼顧的最佳狀態(tài)。主要是將作物所需養(yǎng)分（如：可溶性肥料、營(yíng)養(yǎng)液等）溶于水中，通過專用灌溉設(shè)施（如：噴灌），將水分、養(yǎng)分以最適濃度地供給，肥、水均勻地浸潤(rùn)地面15～20cm，促使作物根系更加發(fā)達(dá)，更好地促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育。

水肥一體化技術(shù)是一種精細(xì)化管理技術(shù)，在最大程度節(jié)約水肥資源、降低污染的情況下，可明顯加速人工林的生長(zhǎng)，大幅度提升林地生產(chǎn)力，縮短輪伐期，木材生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)栽培方法，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

2 水肥調(diào)控對(duì)刺槐人工林的必要性

刺槐是重要的用材樹種，是我國(guó)北方平原地區(qū)人工林的主要造林樹種?；蹦居猛臼謴V泛，是實(shí)木地板、實(shí)木家具、房屋橋梁、建筑、礦柱、機(jī)械車船制造等的優(yōu)質(zhì)原料。我國(guó)的刺槐栽培面積較大，但是大部分刺槐人工林沒有達(dá)到精細(xì)化經(jīng)營(yíng)管理的程度，栽培和經(jīng)營(yíng)粗放、不科學(xué)，造成生產(chǎn)效率普遍偏低，人工林生產(chǎn)力與國(guó)際平均水平相差較遠(yuǎn)。水肥一體化是刺槐人工林精細(xì)化栽培管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。我國(guó)北方水資源十分短缺，采用灌溉、施肥相結(jié)合的水肥一體化技術(shù)進(jìn)行節(jié)水灌溉措施培育刺槐人工林，可大幅節(jié)約水資源的同時(shí)，還可以對(duì)刺槐人工林進(jìn)行適時(shí)適量地施肥，減少肥料浪費(fèi)，節(jié)約施肥成本，從而顯著提高刺槐人工林的生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)效益。

3 研究目標(biāo)和主要研究?jī)?nèi)容

3.1 研究目標(biāo)

通過建立智能滴灌管理試驗(yàn)區(qū)，研究一至三年生刺槐優(yōu)良無(wú)性系人工林的精準(zhǔn)灌溉制度和精細(xì)施肥制度，以及生物學(xué)特性、生長(zhǎng)量、生理生態(tài)特性和材性等指標(biāo)，對(duì)精準(zhǔn)灌溉與精細(xì)施肥的響應(yīng)規(guī)律，提出刺槐人工林智能水肥一體化栽培配套技術(shù)，提高林分蓄積量20%以上。

3.2 主要研究?jī)?nèi)容

適合于栽培刺槐優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)林的智能滴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與維護(hù)技術(shù)；智能滴灌栽培條件下，刺槐常規(guī)苗和小規(guī)格苗造林技術(shù)；刺槐幼林精準(zhǔn)灌溉制度，包括滴灌土壤水分運(yùn)移規(guī)律、刺槐幼林土壤水分動(dòng)態(tài)變化規(guī)律、刺槐幼林水分利用效率、刺槐幼林不同灌溉量的生長(zhǎng)、生理響應(yīng)等；刺槐幼林精細(xì)施肥制度，包括刺槐幼林的生物量及N、P、K營(yíng)養(yǎng)元素吸收量、刺槐幼林對(duì)不同N、P、K施肥量的生長(zhǎng)和生理響應(yīng)、刺槐幼林對(duì)不同水肥耦合方案的生長(zhǎng)和生理響應(yīng)、滴灌施肥對(duì)刺槐幼林土壤養(yǎng)分及土壤微生態(tài)環(huán)境的影響等；刺槐智能水肥一體化栽培模式及配套栽培技術(shù)。

4 研究方法和技術(shù)路線

4.1 研究方法

采用土壤剖面的方法研究水肥一體化滴灌條件下，刺槐人工林的不同土質(zhì)土壤的水分運(yùn)移規(guī)律。具體方法為：在試驗(yàn)區(qū)域中，人工開挖長(zhǎng)2m，寬1m，深1m的觀測(cè)坑，每20cm做一個(gè)階梯觀測(cè)面，分別滴灌30min、1h、2h停止，之后每隔2h觀測(cè)記錄水分滲透情況。

采用設(shè)置灌溉量和施肥量梯度試驗(yàn)區(qū)對(duì)比的方法，研究不同灌溉施肥量對(duì)刺槐生長(zhǎng)的影響，得出了水肥一體化栽培刺槐人工林的最適灌溉施肥量。具體方法為：在合理制定刺槐人工林水肥一體化灌溉施肥方案的前提下，根據(jù)灌溉量及施肥量梯度，分別設(shè)置常規(guī)灌溉、2L灌溉、4L灌溉3個(gè)灌溉試驗(yàn)區(qū)和常規(guī)施肥、施肥量+30%、施肥量+60%、施肥量-30%、施肥量-60%等5個(gè)施肥量試驗(yàn)區(qū)，每隔1個(gè)月測(cè)量記錄刺槐樹高生長(zhǎng)量和胸徑生長(zhǎng)量，每年10月份（生長(zhǎng)期結(jié)束——落葉前）測(cè)量記錄個(gè)試驗(yàn)處理區(qū)內(nèi)刺槐的年樹高生長(zhǎng)量、胸徑生長(zhǎng)量及蓄積生長(zhǎng)量。

4.2 技術(shù)路線

5 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)滴灌條件下一至三年生刺槐人工林的土壤水分運(yùn)移規(guī)律、土壤含水量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律、灌溉施肥制度和最適灌溉施肥量以及刺槐人工林智能水肥一體化栽培模式及配套栽培技術(shù)的研究，將對(duì)在滴灌栽培刺槐人工林過程中，既節(jié)約水肥資源又獲得最大的邊際效益具有重要意義。本研究成果的推廣應(yīng)用將從根本上改變我國(guó)北方地區(qū)刺槐人工林粗放栽培的傳統(tǒng)模式，可解決長(zhǎng)期以來(lái)刺槐人工林栽培中供水不足或水資源浪費(fèi)、肥料利用率低等問題，大幅提高刺槐人工林的生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)效益。

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