27年生杉木擇伐后施肥研究

陳榮國(guó)

摘 要：通過(guò)對(duì)27年生杉木林擇伐后進(jìn)行施肥試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)2.5年生長(zhǎng)，對(duì)其生長(zhǎng)情況進(jìn)行調(diào)查，采用一般線(xiàn)性模型+的數(shù)量化方法Ⅰ分析。結(jié)果表明：合理施肥能夠更好地促進(jìn)27年生杉木擇伐后的蓄積生長(zhǎng)，特別在缺少氮地區(qū)，27年生杉木擇伐后采用尿素與鈣鎂磷按2∶1混合，1.05kg/株的施肥量具有最佳的經(jīng)濟(jì)效益;分徑階統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，擇伐后徑階越大，年蓄積生長(zhǎng)越大。

關(guān)鍵詞：擇伐杉木;施肥;徑階;蓄積;影響

中圖分類(lèi)號(hào) S79? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2020）17-0057-03

杉木（Cunninghamia lanceolata）是福建主要的用材樹(shù)種之一。據(jù)2017年森林資源檔案，杉木作為大田縣主要的用材樹(shù)種之一，縣域境內(nèi)面積達(dá)59365hm2，占全縣森林總面積的33.7%，其中，生態(tài)林杉木面積8102hm2。隨著森林生態(tài)建設(shè)需要，特別是重點(diǎn)生態(tài)區(qū)位，“主伐—擇伐”越來(lái)越重要，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011—2016年大田縣杉木擇伐面積達(dá)4599hm2。對(duì)于這些擇伐后和將要采用擇伐的杉木林，如何發(fā)揮擇伐后保留林分更大經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，更快促進(jìn)擇伐林分生長(zhǎng)，已成為當(dāng)下重要的研究課題[1-6]。為此，本研究開(kāi)展了27年生杉木擇伐后施肥試驗(yàn)，以期為杉木林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)、大徑材培育、擇伐更新提升經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益及近自然培育提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地設(shè)在大田縣赤頭坂國(guó)有林場(chǎng)大湖38林班4大班1、3小班，面積28hm2，海拔500～700m，地理坐標(biāo)為北緯25°45.1′～25°45.4′、東經(jīng)117°31.9′～117°32.4′。地處戴云山西側(cè)，境域?qū)偾鹆晷∨璧?，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，年降雨量1040～2435mm，極端最高溫36℃，極端最低溫-7℃，年均氣溫15.3～19.6℃，常年無(wú)霜期230～311d。該試驗(yàn)地于1989年造林，種植株行距為2m×2m，林分密度2500株/hm2，土壤為暗紅壤土，土層厚度小于80cm左右，有機(jī)質(zhì)含量中等，施肥試驗(yàn)前土壤主要養(yǎng)分見(jiàn)表1。施肥前杉木葉色表現(xiàn)微黃，林分有缺氮的特征。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 施肥試驗(yàn)在27年生杉木擇伐后進(jìn)行。2015年2月進(jìn)行相應(yīng)擇伐作業(yè)，擇伐株數(shù)強(qiáng)度40%，擇伐后林分密度1500株/hm2，施肥因素采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每個(gè)處理樣地規(guī)格：20m×30m，上中下坡同一水平等高線(xiàn)各連續(xù)布設(shè)3個(gè)不同水平施肥處理和1個(gè)不施肥對(duì)照，徑階因素由于實(shí)驗(yàn)條件限制，根據(jù)株數(shù)不相等特點(diǎn)和自身分布隨機(jī)性，采用各處理分徑階統(tǒng)計(jì)平均值設(shè)計(jì)[7]。肥料配比及用量確定依據(jù)前人生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)與投資成本制定，尿素總N含量≥46.4%，鈣鎂磷有效P2O5含量≥12%，最大施肥量為1.5kg/株，在上坡方向距樹(shù)蔸30～50cm，月牙狀施肥，并覆土踩實(shí)。2015年4月2—5日進(jìn)行施肥試驗(yàn)，本次施肥結(jié)合土壤條件，施用肥料按尿素2：鈣鎂磷1混合，試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，處理a施用量0.75kg（尿素0.5kg+鈣鎂磷0.25kg），處理b施用量1.05kg（尿素0.7kg+鈣鎂磷0.35kg）、處理c施用量1.5kg（尿素1kg+鈣鎂磷0.5kg），以不施肥為對(duì)照（CK）。3次重復(fù)，2個(gè)小班共6個(gè)重復(fù)[1-6]。

1.3 數(shù)據(jù)調(diào)查及統(tǒng)計(jì) 2015年3月份下旬，對(duì)不同施肥處理和對(duì)照分樣地逐株按序號(hào)掛牌，依據(jù)各處理樣地株序號(hào)胸徑、樹(shù)高調(diào)查。2017年10月份中旬，對(duì)胸徑、樹(shù)高等生長(zhǎng)因子進(jìn)行調(diào)查。采用福建省杉木人工林二元立木材積公式計(jì)算處理前及2.5年生長(zhǎng)期后各徑階平均蓄積量[8]，分不同施肥處理按徑階對(duì)蓄積生長(zhǎng)量統(tǒng)計(jì)，取各徑階平均蓄積生長(zhǎng)量。以DPS17.10版軟件處理數(shù)據(jù)，采用一般線(xiàn)性模型的數(shù)量化方法Ⅰ分析，以各個(gè)處理因子的第1個(gè)類(lèi)目作為參照，平方和分解方式：Ⅲ型，編碼方式：0～1化虛擬變量（數(shù)量模型Ⅰ），來(lái)分析施肥、徑階因素的影響程度，從而為杉木擇伐對(duì)象和伐后合理施肥方案確定方向[7]。

2 結(jié)果與分析

蓄積因子是衡量生物量的主要指標(biāo)，其生長(zhǎng)量決定了森林的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。各個(gè)處理2.5年后生長(zhǎng)調(diào)查結(jié)果見(jiàn)表2，回歸分析結(jié)果見(jiàn)表3，方差分析結(jié)果見(jiàn)表4，殘差診斷結(jié)果P=0.2844>0.05，說(shuō)明殘差服從正態(tài)分布，應(yīng)用一般線(xiàn)性模型進(jìn)行分析是可行的。

回歸方程如下：

y=-0.0002+0.0010A（0.75）+0.0041A（1.05）+0.0054A（1.5）+0.0017B（8）+0.0033B（10）+0.0055B（12）+0.0083B（14）+0.0133B（16）+0.0168B（18）+0.0248B（20）。相關(guān)系數(shù)R=0.98173，決定系數(shù)R2=0.96379，調(diào)整相關(guān)系數(shù)Ra=0.97291，調(diào)整決定系數(shù)R2=0.94655，統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)F值=55.8957，自由度DF（10，21），P值=0.0000。

2.1 施肥對(duì)蓄積生長(zhǎng)量的影響 由表4可知，A因素（施肥量）：F=13.0910，P=0.0000，P值小于0.0001，說(shuō)明施肥對(duì)27年生杉木擇伐后年生長(zhǎng)量有著顯著影響。由表3回歸分析方程計(jì)算，以徑階14cm、1500株/hm2參照，擇伐后2.5年，不施肥A（0.00）蓄積生長(zhǎng)12.15m3/hm2，施肥A（0.75）蓄積生長(zhǎng)13.65m3/hm2，施肥A（1.05）蓄積生長(zhǎng)18.30m3/hm2，施肥A（1.50）蓄積生長(zhǎng)20.25m3/hm2，說(shuō)明通過(guò)施肥能充分發(fā)揮27年生杉木擇伐后生長(zhǎng)潛力，促進(jìn)蓄積生長(zhǎng)效果明顯。從回歸分析結(jié)果表，A（0.75）P值大于0.05，說(shuō)明施肥量A（0.75）對(duì)杉木擇伐后年生長(zhǎng)量影響不顯著，A（1.05）、A（1.50）P值均大于0.05，說(shuō)明施肥量A（1.05）、A（1.50）對(duì)杉木擇伐后年生長(zhǎng)量影響顯著，而回歸系數(shù)值A(chǔ)（1.05）為0.0041與A（1.50）為0.0054相近，說(shuō)明A（1.05）與A（1.50）作用相近，A（1.50）配比的尿素為1kg，綜合以往專(zhuān)家研究成果，不是越大越有效，特別是尿素，量大時(shí)甚至是肥害作用。根據(jù)LSD法多重比較，施肥量A（1.05）、A（1.50）與A（0.75）、A（0.00）在0.05水平蓄積生長(zhǎng)影響差異達(dá)到顯著，但A（1.05）與A（1.50）、A（0.75）與A（0.00）在0.05水平差異不顯著，進(jìn)一步說(shuō)明，在缺氮地區(qū)，施肥量不足，促進(jìn)效果不明顯，充足合理施肥量對(duì)27年生杉木擇伐后年生長(zhǎng)量才有著顯著影響，從而更快地提升杉木林分的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。綜合人工、材料等，施肥量A（1.05）經(jīng)濟(jì)效果最好，詳見(jiàn)表5。通過(guò)本次試驗(yàn)，在缺氮地區(qū)，27年生杉木擇伐后，施肥量A（1.05）較合理。

2.2 徑階對(duì)蓄積生長(zhǎng)量的影響 徑階與蓄積生長(zhǎng)具有直接相關(guān)性。由表4可知，B因素（徑階）：F=74.2406，P=0.0000，P值小于0.0001，說(shuō)明徑階對(duì)杉木擇伐后年蓄積生長(zhǎng)量有顯著影響。由表3回歸分析結(jié)果表，以徑階B（6）為參照，B（8）不顯著，B（10）以上達(dá)到顯著影響，并且徑階越大，蓄積生長(zhǎng)越大，經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益越大。主要由于徑階越大，根系越發(fā)達(dá)，樹(shù)冠更大，吸收養(yǎng)分和光合作用能力更強(qiáng)，生長(zhǎng)更快。另外，小徑階基本屬于被壓木、下層木，樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)本身較弱，生長(zhǎng)緩慢，這也與現(xiàn)狀相符。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明：（1）施肥對(duì)27年生杉木擇伐后年生長(zhǎng)量具有顯著影響，綜合以往的研究成果，并不是越大越有效，特別是尿素，其量大時(shí)甚至產(chǎn)生肥害作用。根據(jù)LSD法多重比較，施肥量0.75、1.05、1.5kg/株3個(gè)處理水平，綜合人工、材料等，施肥量1.05kg/株經(jīng)濟(jì)效果最好，即在缺氮地區(qū)27年生杉木擇伐后，采用尿素與鈣鎂磷按2∶1混合，施肥量1.05kg/株是較合理的措施。本試驗(yàn)地，林分現(xiàn)狀為中小徑材，生長(zhǎng)能力較弱，低于整體平均水平，施肥試驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明充足合理施肥量能夠較好促進(jìn)生長(zhǎng)。原因之一是根據(jù)土壤氮、磷、鉀含量，針對(duì)土壤中含量低于正常水平元素而制定合理施肥方案，原因之二是肥料釋放養(yǎng)分所形成土壤生境適宜樹(shù)木生長(zhǎng)需求，從而森林生物量越大，經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益越大。27年生杉木，對(duì)于經(jīng)營(yíng)大徑材正是生長(zhǎng)期，為中小徑材向大徑材培育方向、可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供可行性依據(jù)。（2）徑階對(duì)杉木擇伐后年生長(zhǎng)量具有顯著影響，徑階是蓄積生長(zhǎng)的直接因素之一，基本上徑階生長(zhǎng)伴隨著樹(shù)高同步生長(zhǎng)，直接促進(jìn)蓄積生長(zhǎng)，徑階越大，蓄積生長(zhǎng)越快。這主要是因?yàn)閺诫A越大，根系更發(fā)達(dá)，樹(shù)冠更大，吸收養(yǎng)分和光合作用能力更強(qiáng)，生長(zhǎng)更快，而小徑階基本屬于被壓木、下層木，樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)本身較弱。因此，徑階越大，自身生長(zhǎng)能力越強(qiáng)，蓄積增長(zhǎng)越快，森林生物量越大，經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益越大，徑階對(duì)生長(zhǎng)量影響也就越大，為杉木大徑材培育、擇伐更新促進(jìn)生態(tài)效益提供依據(jù)。根據(jù)本次試驗(yàn)徑階分析結(jié)果，結(jié)合近自然培育森林機(jī)理，擇伐要合理控制大徑階，盡量伐除小徑階，通過(guò)補(bǔ)植闊葉樹(shù)種，促進(jìn)復(fù)層林形成，使林分結(jié)構(gòu)更合理，進(jìn)一步提升森林的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益[9]。

通過(guò)本次杉木擇伐后施肥試驗(yàn)，進(jìn)行2.5年生長(zhǎng)期前后的胸徑、樹(shù)高調(diào)查，采用一般線(xiàn)性模型的數(shù)量化方法Ⅰ分析，其結(jié)果對(duì)杉木擇伐后培育具有較好的理論指導(dǎo)價(jià)值。其他不同地類(lèi)、不同生長(zhǎng)年限的杉木擇伐，可根據(jù)該試驗(yàn)結(jié)果，制定合理施肥與近自然培育方案，促進(jìn)近自然生態(tài)林業(yè)發(fā)展。

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（責(zé)編：張宏民）