除草與施肥對木荷人工林早期生長特性的影響

陳增祿

摘要： ?采用雙因素析因設(shè)計，以4年生木荷人工林為研究對象，共進(jìn)行8個除草與不同梯度施肥的綜合處理，結(jié)果表明：在一定施肥量范圍內(nèi)，除草與不除草兩種措施下，隨著施肥量的增大，木荷胸徑、冠幅、樹高、單株材積、林分蓄積量、單株地上生物量、林分地上生物量均增大;同一施肥量處理下，除草相比于不除草的木荷各生長指標(biāo)均有顯著增大。對木荷人工林生長特性進(jìn)行主成分分析，生長效果由高到低依次為：處理3、處理2、處理6、處理7、處理1、處理4、處理5、處理8。從投入成本角度考慮，處理2是除草與施肥的最優(yōu)組合，在降低成本的同時，木荷生長效果最優(yōu)。

關(guān)鍵詞： ?木荷; ?除草; ?施肥; ?生長特性

中圖分類號： ? S 792. 99 ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： ? A ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1001 - 9499（2020）04 - 0016 - 04

木荷（Schima superba）屬山茶科木荷屬，常綠闊葉大喬木，亞熱帶常綠闊葉林的重要建群種，也是我國珍貴的優(yōu)質(zhì)用材、高效生物防火及生態(tài)防護(hù)樹種，具有易于育苗、速生豐產(chǎn)、材性優(yōu)良、抗逆性和適應(yīng)性強(qiáng)、造林成效好、能夠顯著改善生態(tài)環(huán)境等特點，在林業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用[ 1 - 3 ]，在我國廣泛分布南方各省區(qū)。

以往對木荷的研究主要集中在高效育苗技術(shù)、環(huán)境因子脅迫、營造混交林效果評價、生物防火及生態(tài)特性、種子園構(gòu)建及遺傳多樣性分析等方面[ 4 - 8 ]，而木荷人工林經(jīng)營管理中，除草與施肥的綜合管理措施對木荷人工林早期生長特性的影響研究尚未見報道。木荷人工林養(yǎng)分供應(yīng)狀況及林下環(huán)境直接影響著木荷人工林生物量積累、生長發(fā)育與健康狀況，對林業(yè)生產(chǎn)效益及林分生態(tài)環(huán)境更是有著重要的影響。肥料種類及施肥量是林分養(yǎng)分管理的關(guān)鍵因子，施用復(fù)合肥更是能滿足植物對各元素和林木生長發(fā)育的需要。定期人為對林木進(jìn)行養(yǎng)分補充和調(diào)節(jié)，可維持土壤肥力并提高林木生長速度和改善林分健康狀況[ 9 - 10 ]。

雜草能夠改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力、促進(jìn)林木生長，還可以減少土壤和養(yǎng)分的流失，但是雜草超過一定高度和密度，對土壤養(yǎng)分就會過度消耗，與林木形成激烈的競爭關(guān)系，并且林間易發(fā)生病蟲害，嚴(yán)重影響林木生長，雜草較多的地方還不易人為進(jìn)山管理。因此，除草是一種必不可少的林分管理措施，適當(dāng)?shù)膹?fù)合肥用量與除草綜合管理措施可加快木荷人工林生長，改善林分健康狀況，但目前還缺少相關(guān)的報道。故本研究首次對木荷人工林進(jìn)行除草與不同施肥量的綜合處理，分析不同綜合處理對木荷人工林生長特性的影響，揭示各項生長指標(biāo)的變化規(guī)律，為木荷人工林經(jīng)營管理和生產(chǎn)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 研究區(qū)概況

研究區(qū)地處福建福清南峰村的000林班01大班（25°39′46″～ 25°39′50″N，119°17′8″～ ? 25°18′0″E），該區(qū)多為低山、丘陵，坡度約20°，坡向為北坡、東北坡，坡位為中坡、中下坡，屬典型的南亞熱帶海洋性氣候，季風(fēng)氣候顯著，夏長而無酷暑，冬短且少嚴(yán)寒，海拔高度200～300 m;氣候條件溫和，雨量充沛，年均氣溫在17～20 ℃，最低溫出現(xiàn)在1、2月，平均氣溫小于10 ℃，最高溫出現(xiàn)在7、8月，平均氣溫大于30 ℃，全年霜日較少，年均降水量為1 030～1 850 mm;林下植被以芒萁、五節(jié)芒、鐵線蕨為主;土壤理化性質(zhì)良好，以紅壤為主，土層較厚，可達(dá)60 cm。該研究區(qū)是木荷的適生區(qū)、良材培育主產(chǎn)區(qū)和理想的科技研究試驗區(qū)。

1. 2 試驗設(shè)計

于2015年4月選取無人工經(jīng)營管理、株行距2 m×2 m、2011年3月種植的1年生、長勢基本一致的木荷人工幼齡林，進(jìn)行除草與施肥處理。采用雙因素析因設(shè)計，在立地條件基本一致的不同地段上，布設(shè)樣帶。復(fù)合肥采用N∶P2O5∶K2O=5∶3∶2的比例，于2015年和2017年4月進(jìn)行除草與施肥。除草與施肥共8個處理（表1），每個處理3個重復(fù)，分別設(shè)置在樣地的上位、中位、下位，共24個標(biāo)準(zhǔn)樣帶，每個標(biāo)準(zhǔn)樣帶面積均為15 m×20 m，四角埋樁并拉線標(biāo)記，標(biāo)準(zhǔn)地四周二排（行）采取同樣試驗措施作為保護(hù)帶，其他經(jīng)營管理措施保持一致，其中，施肥采用的環(huán)狀溝施是沿樹冠滴水線圓周挖一條寬 15 cm、深15 cm的環(huán)形溝，將肥料施入后覆土。

1. 3 指標(biāo)測定

2019年8月對標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)所有木荷進(jìn)行每木檢尺，采用圍徑尺在離地面1.3 m處測定胸徑;用鋼卷尺測定東西、南北冠幅，求其平均值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析;采用測樹標(biāo)桿測定樹高，計算每塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)平均胸徑、平均樹高，以此選取3株標(biāo)準(zhǔn)木，再次量取樹高，沿地徑處伐倒，分別稱量帶皮樹干重（kg）、枝重（kg）、葉重（kg），再按1 m為一區(qū)分段在 0、0.5、1.5、2.5 m…等樹干處標(biāo)記南北方向，截取約 2 cm 厚的圓盤，最后不足1 m的作為梢頭并截取底部圓盤，帶回實驗室量取東西、南北直徑，求其平均值，按照區(qū)分求積式計算標(biāo)準(zhǔn)木的單株材積和林分蓄積量。再按隨機(jī)原則抽取各標(biāo)準(zhǔn)木枝、葉、干各部分樣品約500 g，帶回室內(nèi)將樣品置于105 ℃恒溫下烘干至恒重，按所測的含水率求算單株各器官的干重，合并計算單株地上生物量與林分地上生物量。

1. 4 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Microsoft Excel 2010和SPSS17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入、統(tǒng)計分析及圖表繪制;采用單因素方差分析進(jìn)行顯著性檢驗（P<0.05），同時采用LSD最小顯著差法進(jìn)行多重比較;除草與施肥處理效果評價采取主成分分析法。

2 結(jié)果與分析

2. 1 除草與施肥處理下立木胸徑、冠幅及樹高差異性分析

由除草與施肥對立木胸徑、冠幅及樹高的影響（表2）分析可知：同一施肥條件下，除草相比于不除草的木荷，其胸徑、樹高值要大，除處理1和5外，除草處理的木荷冠幅比不除草的也要大。處理2和處理3木荷的胸徑、冠幅和樹高均比處理1和處理4長得快，處理6和處理7木荷的胸徑和樹高均比處理5和處理8長得快，而處理5和處理6木荷冠幅比處理7和處理8長得快。對于8種處理，胸徑、冠幅、樹高在處理2與處理3間的差異沒有達(dá)到顯著水平，處理6與處理7的胸徑、樹高差異也不顯著，這可能是由于2015年施用200 g/株復(fù)合肥和2017年施用400 g/株復(fù)合肥，2015年施用300 g/株復(fù)合肥和2017年施用600 g/株復(fù)合肥兩種施肥處理效果基本一致，2015年施用200 g/株復(fù)合肥和2017年施用400 g/株復(fù)合肥的施肥量就可以滿足木荷人工林的正常生長，而多于的施肥量則有可能造成營養(yǎng)過剩和浪費，處理5與處理6、處理1與處理7的冠幅均不存在顯著差異，其他處理間的胸徑、樹高及冠幅存在顯著差異，則說明除草與一定范圍的不同施肥量對木荷胸徑、樹高、冠幅的生長有明顯的促進(jìn)作用。

2. 2 除草與施肥處理下材積、地上生物量差異性分析

由除草與施肥對材積、地上生物量的影響（表3）分析可知：處理2與處理3，處理6與處理7之間的單株材積、林分蓄積量、單株地上生物量、林分地上生物量均無顯著差異，這說明施肥是要求施肥量的，2015年施用200 g/株復(fù)合肥和2017年施用400 g/株復(fù)合肥，2015年施用300 g/株復(fù)合肥和2017年施用600 g/株復(fù)合肥兩種施肥處理對木荷生物量的產(chǎn)生和積累效果一致，2015年施用200 g/株復(fù)合肥和2017年施用400 g/株復(fù)合肥的處理就能滿足樹體生長和生物量的有效積累，多施的肥料會造成養(yǎng)分的浪費，甚至?xí)闺s草萌生，反而帶來林木病蟲害等不良后果;處理4與處理5的單株地上生物量、林分地上生物量的差異也沒有達(dá)到顯著水平，其他處理間單株材積、林分蓄積量、單株地上生物量、林分地上生物量則存在顯著差異;除草與不除草處理下，單株材積、林分蓄積量、單株地上生物量、林分地上生物量在2015年施用200 g/株復(fù)合肥和2017年施用400 g/株復(fù)合肥，2015年施用300 g/株復(fù)合肥和2017年施用600 g/株復(fù)合肥兩種施肥處理下均要比2015年施用100 g/株復(fù)合肥和2017年施用200 g/株復(fù)合肥，不施肥兩種施肥處理表現(xiàn)要高;同一施肥處理下，除草相比于不除草的木荷人工林單株材積、林分蓄積量、單株地上生物量、林分地上生物量也要高，這說明除草和適當(dāng)?shù)氖┓蕰龠M(jìn)木荷人工林的生長，加快人工林郁閉，有利于良材的快速培養(yǎng)。

表中數(shù)值為均值±標(biāo)準(zhǔn)差，同列不同小寫字母表示同一指標(biāo)在不同處理間差異顯著（P<0.05），下同。

2. 3 除草與施肥處理下木荷人工林早期生長特性主成分分析

通過對7個木荷人工林生長指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，由主成分特征值、方差貢獻(xiàn)率及累積貢獻(xiàn)率（表4）可提取1個綜合指標(biāo)，代表7個單項指標(biāo)的絕大部分信息，1個綜合評價指標(biāo)定義為第1主成分，其特征值為6.557，其方差貢獻(xiàn)率分別為93.678%。由表4～6可知，以主成分對應(yīng)特征值的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重建立綜合評價模型，其表達(dá)式為F= ?0.936 8F1，由此表達(dá)式可計算8個除草與施肥處理下木荷人工林早期生長特性的綜合得分值及排名。根據(jù)綜合得分，8個處理的木荷人工林生長效果由高到低依次為：處理3、處理2、處理6、處理7、處理1、處理4、處理5、處理8。

3 結(jié)論與討論

3. 1 植物的生長不僅受自身因素的控制，還受到周圍生長環(huán)境中光、溫、水、氣、養(yǎng)分元素及其他生物等各因素的影響，林地土壤肥力的改善是促進(jìn)林木生長和提高林地生產(chǎn)力的重要途徑[ 13 - 14 ]。本研究發(fā)現(xiàn)，除草可以促進(jìn)木荷生長，施肥也可以促進(jìn)木荷的快速生長，但是除草和一定量的肥料施用綜合應(yīng)用相比于只除草和只施肥，可顯著促進(jìn)木荷生長。只除草相對于不除草木荷的胸徑、冠幅、樹高、單株材積、林分蓄積量、單株地上生物量、林分地上生物量可有效提高12.94%、22.6%、17.05%、49.06%、39.49%、28.61%、41.51%，表明通過除草措施改變林下環(huán)境，可對木荷人工林生長速率產(chǎn)生顯著影響。在除草基礎(chǔ)上，進(jìn)行適量施肥處理，相比于不施肥木荷的胸徑、冠幅、樹高、單株材積、林分蓄積量、單株地上生物量、林分地上生物量可有效提高26.43%、55.29%、19.44%、84.81%、94.86%、101.03%、82.74%。因此，采用林分除草和適量肥料施用綜合管理技術(shù)是提高木荷速生豐產(chǎn)林生產(chǎn)力的高效集約經(jīng)營措施，同時適量施肥既能夠保證經(jīng)營管理成本的最低化，又能讓林分創(chuàng)造的社會、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益最大化。

3. 2 在8個綜合處理中，最顯著促進(jìn)木荷人工林生長的除草與施肥處理組合存在差異，采用除草措施下，2015年施用300 g/株復(fù)合肥和2017年施用600 g/株復(fù)合肥的處理相比于2015年施用200 g/株復(fù)合肥和2017年施用400 g/株復(fù)合肥的處理其木荷胸徑、冠幅、樹高、單株材積、林分蓄積量、單株地上生物量、林分地上生物量只提高了-0.58%、-1.19%、-0.84%、2.10%、-8.39%、-4.97%、3.78%，考慮到投入成本，隨著除草與施肥措施的實施，最優(yōu)組合2015年除草和施用200 g/株復(fù)合肥，2017年除草和施用400 g/株復(fù)合肥的處理下林木生長更具優(yōu)勢。