不同配比施肥對肉桂人工林生長的影響

梁曉靜，韋曉娟，梁文匯，李開祥，李寶財，朱昌叁，武建云

（廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院 廣西特色經(jīng)濟林培育與利用重點實驗室 國家林業(yè)和草原局八角肉桂工程技術研究中心 廣西木本香料工程技術研究中心，南寧 530002）

肉桂（Cinnamamun cassia）系樟科（Lauraceae）樟屬常綠喬木，是廣西最具特色和資源優(yōu)勢的經(jīng)濟林樹種之一，廣西的藤縣、防城區(qū)、岑溪市被國家林業(yè)局命名為“中國肉桂之鄉(xiāng)”[1]?！皬V西肉桂”為全國僅有的兩個以省級命名的地理標志保護產(chǎn)品之一[2]。桂皮是醫(yī)藥中的珍品，在中藥配方中廣為應用，對年老體弱者有奇效，常與人參、鹿茸、燕窩并稱為“參、茸、燕，桂”[3-4]。

桂皮產(chǎn)品規(guī)格有板桂、桂通、煙仔桂、桂碎等[5]，其中最上乘的為板桂[6]，板桂的獲取需要10年以上的肉桂大徑林，生產(chǎn)上大徑林往往與小徑林共同經(jīng)營，即種植5～6年，進行1 次間伐，可以獲取枝葉和桂通，保留的肉桂樹繼續(xù)生長以培育大徑林，獲取價值更高的板桂。施肥作為人工林豐產(chǎn)培育的重要措施之一，能夠維持營養(yǎng)平衡，提高產(chǎn)量和經(jīng)濟效益[7]，肉桂施肥多在輪伐期短的小徑林進行，10年以上的大徑林很少進行施肥，長此以往，會導致養(yǎng)分失衡和地力衰退，不利于高產(chǎn)和優(yōu)質大徑林的持續(xù)培育。

對肉桂施肥方面的研究已有不同施肥處理對肉桂1年生容器苗生長的效應[8]，李寶福[9]的閩南山地短輪伐期肉桂人工林施肥效應等文獻報道，尚未涉及針對長周期大徑林肉桂人工林培育的相關施肥技術研究。本文以10年生肉桂人工林為研究對象，采用氮（N）、磷（P）、鉀（K）3 因素3 水平正交施肥試驗設計，對肉桂胸徑、樹高和皮厚的年生長量進行測定與分析，以期為肉桂大徑林的養(yǎng)分管理，以及可持續(xù)經(jīng)營提供科學理論依據(jù)和應用參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在廣西林科院肉桂資源圃，位于廣西南寧市北郊（108°21′E，22°56′N），海拔95 m，屬亞熱帶季風氣候區(qū)，光照充足，年均日照時數(shù)為1 600～1 800 h；雨量豐沛，年降水量1 347.2 mm；空氣濕潤，年均相對濕度為80%；氣候溫和，年均氣溫在21.6 ℃左右，≥10 ℃年有效積溫在7 200 ℃，極端最低溫度-1.5 ℃，極端最高溫度39.4 ℃，一般年份有2～4 d輕微霜凍；土壤為沙頁巖發(fā)育而成的赤紅壤，pH值4.5～6。

1.2 試驗設計

供試的肉桂人工林為2007年春季定植的1年生中國肉桂家系苗，密度為1.5 m×1.5 m，試驗采用3 因素3 水平正交設計，3 因素分別為N（尿素46%），P（過磷酸鈣12% P2O5），K（氯化鉀50%K2O），3 水平分別為0（不施肥），100 g（有效元素含量），200 g（有效元素含量），共設9個處理，每個處理3次重復，每個重復5株，隨機排列（表1）。2017年3月和5月分別施肥1 次，采取溝施法，于樹冠投影外延兩側挖溝，溝長60～80 cm，溝深10～15 cm，溝寬20～25 cm，施肥后立即覆土。

1.3 測定方法

2017年3月施肥前，用帶刻度的標桿測量樹高，用胸徑尺測定胸徑，用游標卡尺測定胸徑處樹皮厚度。2018年3月，用同樣方法測定試驗樣株的樹高、胸徑和樹皮厚度，前后所得數(shù)據(jù)差的絕對值即為肉桂樹高、胸徑和樹皮厚度的年生長量。

表1 L9（33）正交設計Tab.1 L9（33）orthogonal design

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010 和SPSS 13.0 進行數(shù)據(jù)處理，采用模糊數(shù)學中的隸屬函數(shù)法[10]，對胸徑、樹高和皮厚增量隸屬值進行累加，求其平均值，并進行各處理間比較，評價施肥處理效果。與處理效果呈正相關的指標用公式：U（X）=（X-Xmin）∕（Xmax-Xmin），與處理效果呈負相關的指標用公示：U（X）=1-（X-Xmin）∕（Xmax-Xmin），式中，X 為各處理某一指標的測定值，Xmax為所有處理某一指標的最大值，Xmin為所有處理某一指標的最小值[11]。采用此公式得出各處理下各指標的隸屬函數(shù)值，將3個指標的隸屬函數(shù)值累加求其平均值，綜合評價越大，施肥處理效果越好，反之則越差。

2 結果與分析

2.1 N、P、K 不同營養(yǎng)元素及其交互作用對肉桂年生長量的影響

為揭示N、P、K 不同營養(yǎng)元素對肉桂生長的影響，對各影響因素及其交互作用下胸徑、樹高、皮厚等生長指標的年生長量進行統(tǒng)計，并進行方差分析。影響胸徑年生長量最大的是NPK 元素的交互作用，胸徑年生長量為1.29 cm，但方差分析顯示未達到顯著影響，其次是PK元素的交互作用，胸徑年生長量為1.27 cm，達到顯著差異水平（P＜0.05），影響最小的是NP 交互作用，為0.94 cm；樹高年生長量受PK元素的交互作用影響最大，樹高年生長量為0.88 m，達到顯著差異水平（P＜0.05），影響最小的是NPK 交互作用，僅為0.37 m；皮厚年生長量受各個營養(yǎng)元素的影響，均達到了顯著（P＜0.05） 或極顯著差異（P＜0.01），NP元素的交互作用影響最大，皮厚年生長量為0.58 mm，其次是PK 元素的交互作用，為0.55 mm，影響最小的是NPK元素的交互作用，為0.42 mm（表2）。

表2 N、P、K作用下肉桂年生長量均值及方差分析Tab.2 Influence of different factors and their interactions on growth mean values of Cinnamomum cassia and ANOVA

2.2 不同配比施肥對肉桂年生長量的影響

對不同配方施肥處理間各生長指標年生長量的均值進行多重比較（表3）。結果表明，肉桂胸徑、樹高及皮厚的年生長量在不同施肥處理間均有顯著差異，說明不同配比施肥處理對肉桂胸徑、樹高生長以及皮厚增加都有較大影響，從而影響到生物量，進一步多重比較發(fā)現(xiàn)，處理1（CK）的各性狀值基本小于所有施肥處理（樹高年生長量除外），說明施肥能明顯促進肉桂的生長。處理2和處理9 的胸徑年生長量最大（1.29 cm），比CK 高76.71%，其次為處理3（1.24 cm），比CK高69.86%。樹高年生長量最大的為處理4（1.03 m），其次為處理3（0.97 m），分別比CK 高178.37%和162.16%，最小的為處理6（0.36 m），比CK小2.70%。皮厚年生長量最大的為處理3（0.66 mm），其次為處理8（0.65 mm），分別比CK高266.67%和261.11%。

表3 正交設計不同處理對肉桂年生長量的多重比較Tab.3 Multiple comparison of annual growths of Cinnamomum cassia by orthogonal design with different treatments

2.3 施肥對肉桂生長的隸屬函數(shù)綜合分析

對肉桂胸徑、樹高及皮厚的年生長量等3個指標進行隸屬函數(shù)分析。各處理組的隸屬函數(shù)平均值依次為處理3＞處理4＞處理2＞處理5＞處理8＞處理9＞處理6＞處理7＞處理1，可見各施肥處理組的隸屬函數(shù)平均值均大于不施肥處理（表4）。說明施肥對肉桂生長的影響較大，此評價體系中效果最佳的處理為處理3（N0P200K200）。

表4 不同施肥處理下肉桂年生長量的隸屬函數(shù)分析Tab.4 Subordinate function analysis of annual growths of Cinnamomum cassia under different fertilization treatments

3 結論與討論

本試驗通過正交設計的方法，研究了不同配比施肥對肉桂人工林胸徑、樹高和皮厚等年生長量的影響，不僅精簡了試驗次數(shù)，且提高了工作效率和試驗的可靠性[12-13]。試驗結果表明，與CK相比，各處理組肉桂胸徑、樹高以及皮厚的年生長量總體上顯著提高，說明施肥能明顯促進肉桂的生長。處理2 和處理9 的胸徑年生長量最大，比CK 高76.71%，其次為處理3，比CK高69.86%。樹高年生長量最大的為處理4，其次為處理3，分別比CK高178.37%和162.16%，最小的為處理6，比CK 小2.70%。皮厚年生長量最大的為處理3，其次為處理8，分別比CK高266.67%和261.11%。隸屬函數(shù)綜合分析認為，效果最佳的處理為處理3（N0P200K200）。

通過方差分析發(fā)現(xiàn)不同施肥處理對肉桂胸徑、樹高和皮厚的生長影響差別較大，N、P、K元素及其交互作用對皮厚的生長影響均達到了顯著或極顯著的水平，PK 的交互作用對肉桂胸徑、樹高、皮厚等生長指標的年生長量影響較大，均達到了顯著水平。這與任開磊等[14]的研究結果相似，低濃度的N肥和高濃度的P肥和K肥對植株的生長具有促進作用。

本研究只對不同配比施肥下，肉桂胸徑、樹高和皮厚的年生長量進行了研究，至于不同施肥處理下肉桂品質有無影響尚未進行研究，今后還需借鑒文中的試驗結果開展不同施肥處理對肉桂品質影響的研究，從而為肉桂大徑林培育生產(chǎn)實踐提供理論參考。