閩北馬尾松二代種子園配方施肥試驗(yàn)研究

陸梅 李寶福

摘 要：對(duì)閩北馬尾松二代種子園開(kāi)展氮、磷、鉀、鎂、硼、鉬等多元素配比施肥試驗(yàn)，結(jié)果表明：不同配比施肥對(duì)馬尾松種子園的產(chǎn)量和質(zhì)量影響很大，表現(xiàn)在單株球果產(chǎn)量、出籽率、單粒重、種子園產(chǎn)量在不同施肥組合處理間存在顯著或極顯著差異。綜合二代種子園效應(yīng)分析結(jié)果，得出各肥料的最優(yōu)組合為：每株施尿素70.0 g+過(guò)磷酸鈣338.5 g+氯化鉀148.5 g+硫酸鎂100.9 g+硼砂1.4 g，即每株N 32.1 g，P2O540.6 g，K2O89.1 g，CaO 67.7 g，MgO 30.3 g，配比N∶P2O5∶K2O∶CaO∶MgO =1.0∶1.3∶2.9∶2.2∶1.0。在此基礎(chǔ)上，鉬肥以噴施0.1%濃度較合適，相當(dāng)于每株施用Mo 0.1 g。理論上二代種子園產(chǎn)量可達(dá)31.26 g/株，現(xiàn)實(shí)種子園施肥組合中最高產(chǎn)量也達(dá)到了27.68 g/株，是不施肥產(chǎn)量的10倍，與同樣經(jīng)營(yíng)管理水平下的經(jīng)驗(yàn)施肥或生產(chǎn)上普遍采用的施肥方式，至少可提高產(chǎn)量30%以上。

關(guān)鍵詞：馬尾松;二代種子園;配方施肥;種子產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)：S722.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-0457（2019）01-0043-05 國(guó)際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.01.008

配方施肥[1]是平衡施肥的一種技術(shù)措施，它是綜合運(yùn)用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技成果，根據(jù)植物需肥規(guī)律、土壤供肥特性、肥料效應(yīng)及養(yǎng)分間的相互作用規(guī)律，提出氮、磷、鉀等大量元素肥料與微量元素肥料的適宜施用量和配比[2]。研究表明，平衡施肥對(duì)于提高植物的產(chǎn)量及品質(zhì)都具有重要意義[3]。從現(xiàn)有文獻(xiàn)來(lái)看，目前有關(guān)平衡施肥試驗(yàn)的研究報(bào)道多針對(duì)農(nóng)作物，而對(duì)人工林尤其是種子園的平衡施肥試驗(yàn)報(bào)道相對(duì)較少[4-8]。葛藝早、劉文飛等[5]研究表明，通過(guò)精準(zhǔn)施肥可以有效提高杉木種子園的產(chǎn)量和種子品質(zhì);劉正渭[4]對(duì)馬尾松一代種子園配方施肥試驗(yàn)做了報(bào)道。本試驗(yàn)在前期的研究中，已對(duì)馬尾松二代種子園母樹(shù)的營(yíng)養(yǎng)特性和土壤養(yǎng)分進(jìn)行了測(cè)定分析，這為設(shè)計(jì)多元素田間肥料試驗(yàn)方案打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為此本試驗(yàn)設(shè)置了19種施肥處理，以探討其對(duì)種子產(chǎn)量及樹(shù)體長(zhǎng)勢(shì)等的影響，進(jìn)而找出二代種子園最宜施肥量和養(yǎng)分配比，為實(shí)現(xiàn)種子園高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和優(yōu)產(chǎn)提供科學(xué)精準(zhǔn)的施肥方案。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于地處E117°00′～119°25′，N26°30′～28°20′之間的閩北邵武衛(wèi)閩國(guó)有林場(chǎng)第二代馬尾松種子園。該林場(chǎng)屬于典型的中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年平均氣溫17.7℃，極端最高氣溫37.8℃，極端最低氣溫-6.4℃，年無(wú)霜期240～280 d，年日照時(shí)數(shù)1700～2000 h，年降水量1767.7 mm，年蒸發(fā)量1283.2 mm[9-10]。邵武衛(wèi)閩國(guó)有林場(chǎng)為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)林木良種基地，馬尾松二代無(wú)性系種子園，設(shè)在拿口羊尾山，園地土壤為山地酸性紅壤，土層厚度大于1 m，腐殖質(zhì)層厚2～4 cm，立地質(zhì)量等級(jí)為Ⅱ類(lèi)地。種子園規(guī)模大，輻射面廣，二代無(wú)性系種子園分別于2005年、2007年定植營(yíng)建，面積為34 hm2，分8個(gè)大區(qū)42個(gè)小區(qū)，含114個(gè)無(wú)性系（全同胞和半同胞各半），株行距6 m×7 m，每畝15株[9]。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)前期對(duì)馬尾松二代種子園母樹(shù)的營(yíng)養(yǎng)元素（針葉和球果）[9]和土壤養(yǎng)分的測(cè)定結(jié)果，以及生產(chǎn)上常用肥料的特性及利用率。設(shè)計(jì)氮、磷、鉀、鎂、硼、鉬（因過(guò)磷酸鈣磷肥中含有一定量的鈣，故不另設(shè)鈣肥試驗(yàn)）等與樹(shù)木生殖生長(zhǎng)密切相關(guān)的營(yíng)養(yǎng)元素試驗(yàn)。

氮、磷、鉀、鎂、硼5因素采用L16（45）正交施肥試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，在此基礎(chǔ)上增設(shè)噴施不同濃度的鉬肥（因母樹(shù)對(duì)鉬的需求量很少，且鉬肥通常噴施效果比較好）。L16（45）是指5個(gè)因素、4個(gè)水平、19個(gè)處理。其中：1水平指不施肥;3水平為中等水平;2水平=3水平×0.5，4水平=3水平×1.5。各因素施肥水平，見(jiàn)表1。各處理具體施肥量見(jiàn)表2。

1.3 試驗(yàn)實(shí)施

2012年3月在種子園林地選擇一個(gè)大區(qū)中同一坡面、光照較一致、立地條件基本相同的區(qū)組一個(gè)，按照表2的19種處理組合進(jìn)行配方施肥試驗(yàn)。每個(gè)處理5次重復(fù)，并盡可能選擇同一個(gè)無(wú)性系或無(wú)性系間產(chǎn)量相當(dāng)?shù)哪笜?shù)，以消除不同無(wú)性系產(chǎn)量差異的干擾。施用前先按各處理施肥量混合好裝袋，施肥方式為沿樹(shù)冠投影的左右邊緣開(kāi)20～30 cm深的環(huán)狀溝，然后施肥，覆土，并立即掛上記號(hào)牌。

1.4 調(diào)查采集樣品與數(shù)據(jù)分析

2012年底，依照不同的配方施肥處理，調(diào)查種子園的母樹(shù)長(zhǎng)勢(shì)和結(jié)果情況，測(cè)定母樹(shù)胸徑，采摘球果并測(cè)定球果產(chǎn)量、含水量、單粒重、出籽率，進(jìn)而求算出單株種子產(chǎn)量。以胸徑、球果產(chǎn)量和數(shù)量、單粒重、出籽率、種子產(chǎn)量等為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用Microsoft Excel和DPS軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)分析，擬合肥料效應(yīng)函數(shù)方程，分析探討不同配方施肥組合的差異性，并找出最宜施肥量和養(yǎng)分配比。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥組合對(duì)母樹(shù)長(zhǎng)勢(shì)及種子產(chǎn)量指標(biāo)的影響

種子園樹(shù)體長(zhǎng)勢(shì)、單株球果數(shù)量和產(chǎn)量、出籽率及單粒果重是衡量母樹(shù)種子產(chǎn)量的重要指標(biāo)[7]。由表3看出，經(jīng)方差分析及其顯著性檢驗(yàn)表明，不同施肥組合間的母樹(shù)胸徑生長(zhǎng)量、單株球果數(shù)量和產(chǎn)量、單粒重、出籽率及種子產(chǎn)量均達(dá)到顯著或極顯著差異水平。其中，以處理10的種子產(chǎn)量最高，達(dá)到27.68 g/株，是處理1（CK）的10.07倍，主要表現(xiàn)在單株球果數(shù)量和產(chǎn)量提高幅度較大;其余多數(shù)不同施肥處理的種子產(chǎn)量比CK均有不同程度的提高，但也有少數(shù)處理例外，如處理9、13 的種子產(chǎn)量與 CK 相當(dāng)，而處理5、12的種子產(chǎn)量明顯低于CK。這說(shuō)明，決定馬尾松種子園的產(chǎn)量除了母樹(shù)本身的遺傳外，科學(xué)配方施肥也是很關(guān)鍵的。此外，母樹(shù)球果產(chǎn)量和出籽率處于較低水平，而胸徑增長(zhǎng)率卻普遍表現(xiàn)為較大，表明母樹(shù)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)存在一定的相關(guān)性，這與遲健等人[6]研究得出的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)關(guān)系密切的結(jié)論相一致。因此，在生產(chǎn)上可通過(guò)合理施肥來(lái)調(diào)節(jié)二者之間的相互關(guān)系，盡可能使生殖生長(zhǎng)高于營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，從而促進(jìn)種子園產(chǎn)量的提高。

2.2 不同配方施肥的種子產(chǎn)量效應(yīng)分析

種子產(chǎn)量是種子園質(zhì)量和產(chǎn)量的綜合指標(biāo)，為此以單株種子產(chǎn)量為指標(biāo)進(jìn)一步深入分析不同施肥處理效應(yīng)。經(jīng)正交設(shè)計(jì)方差分析表明，16個(gè)正交施肥試驗(yàn)中，氮、磷、鉀、鎂、硼5個(gè)養(yǎng)分因子對(duì)二代種子園產(chǎn)量均有有顯著或極顯著的影響。從試驗(yàn)肥料因子的效應(yīng)大小看，由表4的極差R值大小可以看出，二代種子園極差R最大的因素是K（氯化鉀），最小的因素是N（尿素），5個(gè)因素對(duì)單株種子產(chǎn)量影響的主次關(guān)系依次是：K（氯化鉀）>P（過(guò)磷酸鈣）>B（硼砂）>Mg（硫酸鎂）>N（尿素）。

由試驗(yàn)結(jié)果可知，16個(gè)正交試驗(yàn)處理中，二代種子園以處理10和2最好，即以N3P2K4M3B1和N1P2K2M2B2的2個(gè)處理組合的產(chǎn)量最高，均極顯著高于其它處理組合。極差分析中的K值大小是反應(yīng)因素水平效應(yīng)大小，各因素的4個(gè)施肥水平中K值最大的，表明因素的該水平最有利于提高產(chǎn)量[10]。從極差分析的各因素K值大小看，二代種子園的N、P、K、Mg、B肥料的施用量水平分別以N1、P2、K4、Mg3、B1即N1P2K4M3B1組合最優(yōu)，這與施肥試驗(yàn)中的最優(yōu)組合N3P2K4M3B1和N1P2K2M2B2有所不同，是處理10和處理2兩個(gè)施肥組合的綜合水平，在一定程度上與試驗(yàn)結(jié)果也是相統(tǒng)一的。

此外，鉬肥的施用效應(yīng)，由17、18、19三個(gè)處理的種子產(chǎn)量方差分析及其顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表明，二代種子園以18處理即噴施0.1%鉬酸銨的產(chǎn)量最高且極顯著高于其它2個(gè)處理。說(shuō)明施用鉬肥對(duì)馬尾松種子園產(chǎn)量有利，以噴施0.1%濃度較合適，相當(dāng)于每株施用Mo 0.1 g。

2.3 馬尾松二代種子園配方施肥方案的初步確定

由前述分析結(jié)果可以得出種子園最優(yōu)施肥組合，但其施用量均為試驗(yàn)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的固定施肥量，為了更確切計(jì)算各肥料養(yǎng)分的具體使用量及其配比，利用正交施肥試驗(yàn)結(jié)果，以單株種子產(chǎn)量為因變量（Y），以N（尿素X1）、P（過(guò)磷酸鈣X2）、K（氯化鉀X3）、 Mg（硫酸鎂X4）、B（硼砂X5）為自變量，采用多項(xiàng)式回歸模型：y=b0+b1x+b2x2+b3z+b4z2+b5u+b6u2+b7xz+b8xu+b9zu……，建立多項(xiàng)式回歸效應(yīng)方程，并對(duì)方程及方程中的各項(xiàng)做顯著性測(cè)定，以自變量F≤F0.1（Fα= F0.1）為取舍標(biāo)準(zhǔn)，顯著性標(biāo)準(zhǔn)為F≥F0.1。多項(xiàng)式回歸方程：

R=0.9985**，F(xiàn)=169.6125*，顯著水平p=0.00012，剩余標(biāo)準(zhǔn)差 S=0.6168，各主導(dǎo)因素的t值、顯著性水平以及相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表6。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，回歸方程的相關(guān)系數(shù)R 、F均達(dá)到了極顯著的水平，而回歸各因子參數(shù)的顯著性檢驗(yàn)表明，入選的各項(xiàng)均在不同程度上達(dá)到了顯著或極顯著的水平。采用最小二乘法算得顯著性水平α=0.05、α=0.1時(shí)的回歸估計(jì)精度，二代種子園分別為1-（t0.05×S）/Y=83.50%和1-（t0.1×S）/Y=77.08%。說(shuō)明所確定的多項(xiàng)式回歸方程基本上能反映出種子園產(chǎn)量與肥料養(yǎng)分間的關(guān)系。

以種子產(chǎn)量Y為指標(biāo)，對(duì)回歸方程求一階偏導(dǎo)數(shù)，當(dāng)邊際產(chǎn)量YX=0時(shí)，理論上產(chǎn)量最大，此時(shí)各自變量的值即為最佳數(shù)值，經(jīng)統(tǒng)計(jì)軟件自行運(yùn)算，得到各肥料的最優(yōu)組合見(jiàn)表7。由表7看出，二代種子園每株施尿素70.0 g+過(guò)磷酸鈣338.5 g+氯化鉀148.5 g+硫酸鎂100.9 g+硼砂1.4 g，即最優(yōu)施肥組合及其配方為：二代種子園每株N32.1 g，P2O540.6 g，K2O89.1 g，CaO 67.7 g，MgO 30.3 g，配比N∶P2O5∶K2O∶CaO∶MgO =1.0∶1.3∶2.9∶2.2∶1.0。這與前述相應(yīng)的二代種子園最優(yōu)組合N1P2K4M3B1相吻合。該施肥配方，理論上二代種子園產(chǎn)量可達(dá)31.26 g/株，以理論產(chǎn)量的70%作為目標(biāo)產(chǎn)量的可能性，則采用本施肥配方可實(shí)現(xiàn)達(dá)21.9 g/株，現(xiàn)實(shí)二代種子園平均產(chǎn)量均不足預(yù)測(cè)產(chǎn)量的40%，而較好的施肥處理組合的產(chǎn)量已達(dá)到預(yù)測(cè)產(chǎn)量值，說(shuō)明合理配方施肥可有望大幅度提高種子園產(chǎn)量。

3 結(jié)論與討論

施肥對(duì)提高二代種子園產(chǎn)量有很大影響，體現(xiàn)在單株球果產(chǎn)量、出籽率、球果單粒重、種子產(chǎn)量在不同施肥組合處理間存在顯著或極顯著差異。由正交施肥試驗(yàn)的極差分析結(jié)果表明，二代種子園的N、P、K、Mg、B肥料的施用量水平以N1P2K4M3B1組合最優(yōu)，這與施肥試驗(yàn)中的最優(yōu)組合N3P2K4M3B1和N1P2K2M2B2有所不同，是處理10和處理2兩個(gè)施肥組合的綜合水平，在一定程度上與試驗(yàn)結(jié)果也是相統(tǒng)一的。鉬肥的施用效應(yīng)，二代種子園以18處理即噴施0.1%鉬酸銨的產(chǎn)量最高且極顯著高于17、19處理，說(shuō)明施用鉬肥對(duì)馬尾松種子園產(chǎn)量有利，以噴施0.1%濃度的較合適，相當(dāng)于每株施用Mo 0.1 g。

綜合效應(yīng)分析結(jié)果，得出各肥料的最優(yōu)組合為：二代種子園每株施尿素70 g+過(guò)磷酸鈣338.5 g+氯化鉀148.5 g+硫酸鎂100.9 g+硼砂1.4 g，即每株N 32.1 g，P2O540.6 g，K2O 89.1 g，CaO 67.7 g，MgO 30.3 g，配比N∶P2O5∶K2O∶CaO∶MgO =1.0∶1.3∶2.9∶2.2∶1.0。這與前述相應(yīng)的二代種子園最優(yōu)組合N1P2K4M3B1相吻合。該配方施肥，理論上二代種子園產(chǎn)量可達(dá)31.26 g/株，以理論產(chǎn)量的70%作為目標(biāo)產(chǎn)量的可能性，則采用本配方施肥可實(shí)現(xiàn)21.9 g/株，現(xiàn)實(shí)二代種子園平均產(chǎn)量均不足預(yù)測(cè)產(chǎn)量的40%，而較好的施肥處理組合的產(chǎn)量已達(dá)到預(yù)測(cè)產(chǎn)量值。說(shuō)明合理配方施肥可有望大幅度提高種子園產(chǎn)量。

研究得出，采用最優(yōu)施肥組合及配方，理論上二代種子園產(chǎn)量可達(dá)31.26 g/株，現(xiàn)實(shí)種子園施肥組合中最高產(chǎn)量也達(dá)到了27.68 g/株，是不施肥產(chǎn)量（僅2.75 g/株）的10倍，與同樣經(jīng)營(yíng)管理水平下的經(jīng)驗(yàn)施肥或目前生產(chǎn)上普遍采用的施肥方式，至少可提高產(chǎn)量30%以上。

這幾年邵武衛(wèi)閩國(guó)有林場(chǎng)每年均采用本研究提供的最優(yōu)配方施肥方案，種子園平均每年產(chǎn)量都達(dá)到了21.65～30.07 g/株，這進(jìn)一步驗(yàn)證了此施肥方案是可行的。當(dāng)然，由于立地和管理水平的差異，應(yīng)用在其他地方還有待根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行調(diào)整完善。

參 考 文 獻(xiàn)：

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