不同施肥處理對(duì)造林用紅豆樹幼苗高、徑生長(zhǎng)的影響

李俊，王珺，張曉勉，吳敏霞，錢金海，李賀鵬，岳春雷，房瑤瑤

（1.溫嶺市自然資源和規(guī)劃局，浙江 溫嶺 317500；2.浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023；3.溫嶺市溫嶠鎮(zhèn)人民政府，浙江 溫嶺 317527）

紅豆樹Ormosia hosiei屬豆科Leguminosae紅豆屬Ormosia常綠喬木，是我國特有珍貴用材樹種，國家二級(jí)保護(hù)野生植物[1]。由于紅豆樹心材堅(jiān)硬，紋理別致，樹形優(yōu)美，是目前中國紅木家具的主要木材原料和良好的園林觀賞樹種。隨著對(duì)紅豆樹木材需求量的增大，紅豆樹天然林和較大單株遭到大量砍伐，由于紅豆樹結(jié)實(shí)量少且無規(guī)律，扦插、嫁接繁殖等種植技術(shù)不成熟，造成扦插成活率低、幼苗培育難、人工林早期生長(zhǎng)緩慢等問題[2-4]。目前，對(duì)紅豆樹的研究主要集中在種子育苗、組織培養(yǎng)、遺傳多樣性等方面[5-7]，關(guān)于不同栽培方式、不同施肥措施等造林前處理對(duì)紅豆樹造林效果的影響研究較少。本研究通過分析不同試驗(yàn)處理（苗木規(guī)格、苗木類型、截干方式、施肥處理）對(duì)紅豆樹當(dāng)年生幼樹生長(zhǎng)的影響，為紅豆樹在造林實(shí)踐中的應(yīng)用提供技術(shù)參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

紅豆樹試驗(yàn)苗木均為實(shí)生苗，來自浙江省臺(tái)州市臨海苗圃地徑2 cm左右營養(yǎng)缽苗和帶土球苗、地徑4 cm左右?guī)燎蚪仨斆绾腿诿纾仨斕幚頌榻厝ロ斏?。施用肥料為NEB菌根肥（北京恩益碧農(nóng)林科技有限公司生產(chǎn)）和挪威產(chǎn)進(jìn)口復(fù)合肥（挪威雅苒國際有限公司）（N∶P∶K=15∶15∶15）。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在溫嶺市路澤太一級(jí)公路城北街道段沿線山體迎面坡，立地條件好，原山體上部以馬尾松Pinus massoniana林為主，下坡為空地，試驗(yàn)地設(shè)在山坡下坡空地，坡度20°，坡向朝南。試驗(yàn)區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫為17.3℃，平均無霜期為252 d，平均蒸發(fā)量為1 270.2 mm；年平均降水量為1 649.6 mm，平均降水日為169 d，每年3－6月和8－9月為明顯的雨期。土壤屬紅壤，土層厚度為50～150 cm，有機(jī)質(zhì)含量為23.6 g·kg-1，pH5.5。

1.3 試驗(yàn)方法

紅豆樹苗木分為2個(gè)徑級(jí)（1年生苗地徑2 cm、2年生苗地徑4 cm），5種施肥處理（空白、復(fù)合肥30 g·株-1、復(fù)合肥50 g·株-1、菌根肥3.47 g·株-1、復(fù)合肥30 g·株-1+菌根肥3.47 g·株-1）、2種苗木類型（營養(yǎng)缽、帶土球）、2種截干方式（截頂、全冠），共設(shè)11個(gè)試驗(yàn)因子的16個(gè)試驗(yàn)處理（表1），每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)5株，參試苗木共240株。其中，地徑2 cm土球和營養(yǎng)缽苗，營養(yǎng)缽選用規(guī)格為14 cm（直徑）×18 cm（高度），土球苗土球直徑14 cm；地徑4 cm苗不管截頂還是全冠，土球直徑統(tǒng)一為20 cm。造林前進(jìn)行穴狀整地，穴口徑在60～80 cm，深度在60～80 cm，并根據(jù)具體區(qū)塊調(diào)整種植穴大小。造林時(shí)，分別稱取對(duì)應(yīng)試驗(yàn)處理的復(fù)合肥和菌根肥用量，施于事先編有號(hào)碼的種植穴內(nèi)。具體操作方法為：在種植穴內(nèi)施加對(duì)應(yīng)處理所需肥料后放入苗木，覆土種植，最后掛好標(biāo)簽。

1.4 調(diào)查方法及數(shù)據(jù)分析

初始種植時(shí)間為2019年3月29日，使用鋼圈尺測(cè)量苗木高度，游標(biāo)卡尺測(cè)量苗木地徑，于2019年10月31日再次進(jìn)行調(diào)查。將2019年3月測(cè)定的幼苗高度、地徑數(shù)據(jù)分別記為H1、D1，2019年10月測(cè)定的幼苗高度、地徑數(shù)據(jù)分別記為H2、D2。高生長(zhǎng)量（Height Growth Yield，HGY）為H2－H1，地徑生長(zhǎng)量（Diameter Growth Yield，DGY）為D2－D1，高徑比為H2/D2。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Experiment design

利用SPSS16.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。效益評(píng)價(jià)采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法[8]，對(duì)紅豆樹苗不同處理?xiàng)l件下的綜合效益進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，計(jì)算公式如下：

式中，Xj為j指標(biāo)的測(cè)定值，Xjmax為j指標(biāo)的最大測(cè)定值，Xjmin為j指標(biāo)的最小測(cè)定值。Xu為測(cè)定指標(biāo)相應(yīng)的隸屬函數(shù)值，若所測(cè)指標(biāo)與幼苗生長(zhǎng)特性呈正相關(guān)，則采用（1）式計(jì)算隸屬函數(shù)值Xu1，若測(cè)試指標(biāo)與幼苗生長(zhǎng)特征呈負(fù)相關(guān)，則用（2）式計(jì)算隸屬函數(shù)值Xu2。累加各處理各指標(biāo)的具體隸屬函數(shù)值，求出平均值后進(jìn)行比較，以評(píng)定最佳處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)紅豆樹苗高生長(zhǎng)量、地徑生長(zhǎng)量的影響

苗高及地徑能夠比較直觀的對(duì)施肥效應(yīng)作出反應(yīng)，是判斷施肥對(duì)苗木生長(zhǎng)影響的重要指標(biāo)[9]。由圖1可以看出，在相同施肥條件下，地徑2 cm的帶土球紅豆樹苗種植后其高生長(zhǎng)量和地徑生長(zhǎng)量均顯著高于相同地徑的營養(yǎng)缽苗（P＜0.05）。處理6、處理7、處理8、處理9、處理10的高生長(zhǎng)量分別比處理1、處理2、處理3、處理4、處理5高106.6%、100.0%、137.3%、71.3%和199.8%，地徑生長(zhǎng)量分別高210.0%、226.7%、242.9%、158.3%和192.3%，表明在相同施肥措施下，帶土球種植可有效促進(jìn)地徑2 cm紅豆樹苗高生長(zhǎng)和地徑生長(zhǎng)。其原因可能為營養(yǎng)缽苗因苗期根系生長(zhǎng)受缽體空間限制，造林時(shí)雖移除營養(yǎng)缽但根系因窩根現(xiàn)象生長(zhǎng)仍相對(duì)較慢，而帶土球裸根苗根系生長(zhǎng)不受空間限制，更有利于植物高度和地徑的全面生長(zhǎng)。

圖1 5種施肥處理?xiàng)l件下地徑2 cm營養(yǎng)缽、土球苗高生長(zhǎng)量（A）和地徑生長(zhǎng)量（B）比較Figure 1 Effect of 5 fertilization treatments on height and ground diameter growth of seedlings with 2 cm ground diameter by container and ball transplanting

由圖2可以看出，在相同的施肥條件下，截頂和全冠兩種截干方式對(duì)地徑4 cm紅豆樹土球苗的高生長(zhǎng)及地徑生長(zhǎng)產(chǎn)生不同的效果，截頂苗的高生長(zhǎng)量比對(duì)應(yīng)施肥處理（空白、復(fù)合肥30 g·株-1、復(fù)合肥50 g·株-1）全冠苗分別高125.1%、40.8%、136.4%，兩者間均差異顯著（P＜0.05）（圖2A），其中以處理13（50 g·株-1復(fù)合肥）的效果最佳；但截頂苗的地徑生長(zhǎng)量整體低于相對(duì)應(yīng)處理的全冠苗，分別為對(duì)應(yīng)施肥處理（空白、復(fù)合肥30 g·株-1、復(fù)合肥50 g·株-1）的81.8%、65.5%、81.3%，但兩者間的差異不顯著（圖2B）。

綜合圖1、圖2可以看出，不同苗木徑級(jí)（2 cm、4 cm）不同苗木類型（土球苗、營養(yǎng)缽苗），在施用復(fù)合肥及菌根肥條件下（復(fù)合肥30 g·株-1、復(fù)合肥50 g·株-1、菌根肥3.47 g·株-1、復(fù)合肥30 g·株-1+菌根肥3.47 g·株-1）對(duì)苗木高生長(zhǎng)量、地徑生長(zhǎng)量都具有促進(jìn)作用，但促進(jìn)效果不同，效果的比較需綜合高生長(zhǎng)量、地徑生長(zhǎng)量、高徑比、造林成本等多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

圖2 3種施肥處理下地徑4 cm土球苗截頂、全冠高生長(zhǎng)量和地徑生長(zhǎng)量比較Figure 2 Effect of 3 fertilization treatments on height and ground diameter growth of seedlings with 4 cm ground diameter of ball transplanting by cutting back and complete crown

2.2 不同處理對(duì)紅豆樹苗高徑比的影響

高徑比是指苗木的高度與地徑之比，是反映苗木生長(zhǎng)的重要指標(biāo)[10]。高徑比適宜的苗木，生長(zhǎng)勻速，抗逆性強(qiáng)[11]。由圖3可知，在相同的施肥處理?xiàng)l件下（空白、復(fù)合肥30 g·株-1、復(fù)合肥50 g·株-1、菌根肥3.47 g·株-1、復(fù)合肥30 g·株-1+菌根肥3.47 g·株-1），地徑2 cm紅豆樹土球苗的高徑比比營養(yǎng)缽苗分別高58.8%、40.7%、60.8%、40.1%、41.2%。在相同處理?xiàng)l件下，地徑2 cm苗的高徑比比相同處理（全冠、帶土球，施肥處理為空白、復(fù)合肥30 g·株-1、復(fù)合肥50 g·株-1）的地徑4 cm苗分別高34.9%、27.0%、46.7%，說明紅豆樹幼苗生長(zhǎng)初期的高生長(zhǎng)快而地徑生長(zhǎng)相對(duì)緩慢，而當(dāng)進(jìn)入速生期，隨著苗高生長(zhǎng)的加快，地徑生長(zhǎng)也隨之加快。

圖3 不同處理下的紅豆樹苗高徑比Figure 3 Effect of different fertilization treatment on height-ground diameter ratio of seedlings

2.3 不同處理對(duì)紅豆樹苗生長(zhǎng)影響的綜合效益評(píng)價(jià)

由于不同評(píng)價(jià)指標(biāo)條件下的最佳處理方法并不一致，因此必須綜合考慮多方面因素，采用多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)最佳處理方法。本試驗(yàn)采用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)法，選擇高生長(zhǎng)量、地徑生長(zhǎng)量、高徑比和造林成本4項(xiàng)指標(biāo)對(duì)16種不同處理的造林綜合效益進(jìn)行評(píng)價(jià)。造林成本包括苗木費(fèi)、肥料費(fèi)、種植費(fèi)、撫育費(fèi)、林地清理費(fèi)。

首先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后利用隸屬函數(shù)計(jì)算公式分別計(jì)算出各處理?xiàng)l件下苗木高生長(zhǎng)量、地徑生長(zhǎng)量、高徑比及造林成本4個(gè)指標(biāo)相應(yīng)的隸屬函數(shù)值Xu，最后累加各個(gè)指標(biāo)的具體隸屬函數(shù)值，求出平均值后進(jìn)行比較（表2），平均值越大，表明該處理造林綜合效益越高。

表2 不同處理紅豆樹苗的綜合成本及各指標(biāo)隸屬函數(shù)值Table 2 Integrated cost and subordinate function value of different treatment

由表2可以看出，對(duì)紅豆樹幼苗不同處理的4個(gè)指標(biāo)隸屬函數(shù)平均值進(jìn)行排序，其中排列前五位的依次為處理7（0.613 3）＞處理8（0.601 3）＞處理6（0.563 9）＞處理10（0.554 8）＞處理9（0.517 3），且其平均隸屬函數(shù)值均超過0.5，而其他處理的平均隸屬函數(shù)值均低于0.5，這說明在試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行紅豆樹山地造林時(shí)，使用地徑2 cm帶土球苗配合施用30 g·株-1復(fù)合肥造林，造林當(dāng)年綜合效益最高。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

株高、地徑是苗木生長(zhǎng)狀況和苗木質(zhì)量的重要指標(biāo)，除了樹種的遺傳特性外，生長(zhǎng)的環(huán)境條件和不同種植方式對(duì)造林效果有著顯著的影響[12]。本研究表明，在試驗(yàn)區(qū)紅豆樹山地造林時(shí)，地徑2 cm采用帶土球苗、地徑4 cm采用土球截頂苗，其綜合造林效果更好，也說明了不同徑級(jí)幼苗適宜不同苗木類型和種植方式。幼苗生長(zhǎng)初期采用營養(yǎng)缽能更好地保護(hù)根系、提供養(yǎng)分，對(duì)根系生長(zhǎng)更有促進(jìn)作用，但進(jìn)入速生期則由于苗期時(shí)因營養(yǎng)缽空間限制，造成根系窩根而影響造林生長(zhǎng)，與帶土球苗種植相比其生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)明顯下降。這與陳秋夏等對(duì)木荷Schima superba、油松Pinus tabulaeformis等樹種的研究結(jié)果一致[13-14]。

有研究顯示[15-17]，施肥濃度不同、肥料搭配不同，對(duì)林木的地徑、高度、根系、生物量等的影響都有顯著差異，科學(xué)合理施肥可以避免養(yǎng)分不足與過度施肥問題，有效提高苗木質(zhì)量。本研究表明，紅豆樹苗不同施肥處理效果差異較大，除處理5（地徑2 cm營養(yǎng)缽苗施復(fù)合肥30 g·株-1+菌根肥3.47 g·株-1）和處理10（地徑2 cm土球苗施復(fù)合肥30 g·株-1+菌根肥3.47 g·株-1）對(duì)紅豆樹苗高生長(zhǎng)無明顯促進(jìn)效果外，其余各施肥處理對(duì)紅豆樹苗高生長(zhǎng)和地徑生長(zhǎng)均有不同程度的促進(jìn)作用。其中，地徑2 cm土球苗配合施用30 g·株-1復(fù)合肥、地徑4 cm帶土球截頂苗配合施用50 g·株-1復(fù)合肥對(duì)苗木生長(zhǎng)的促進(jìn)效果明顯高于其他施肥處理，表明小徑級(jí)苗適宜少量施肥，但隨著苗木的生長(zhǎng)發(fā)育、徑級(jí)增大，施肥量也需相應(yīng)提高。菌根肥所含叢枝泡囊菌根菌Glomus versiforme的根外菌絲長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于根毛，可輔助吸收距離根系較遠(yuǎn)的土壤養(yǎng)分。本文試驗(yàn)周期相對(duì)較短，營養(yǎng)缽苗可能因時(shí)間限制施用菌根肥效果未有體現(xiàn)，因此并不適用營養(yǎng)缽育苗。

截頂、全冠是苗木生長(zhǎng)期調(diào)控苗木生長(zhǎng)狀態(tài)以適應(yīng)于造林地環(huán)境的苗圃培育措施。一般截頂處理后苗木的光合面積減小，在一定程度上會(huì)影響苗木的光合作用以及根系對(duì)礦質(zhì)營養(yǎng)、水分的吸收，降低苗木的高、徑生長(zhǎng)[18-19]。但有研究表明，截頂對(duì)大徑級(jí)苗的生長(zhǎng)具有抑制作用，對(duì)小徑級(jí)苗的生長(zhǎng)卻有較好的促進(jìn)作用[20]，減少苗木地上部分蒸騰，從而促進(jìn)苗木生長(zhǎng)[21]。本次試驗(yàn)結(jié)果也表明，地徑4 cm的帶土球苗木截頂處理生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)明顯。

3.2 結(jié)論

綜合選擇高生長(zhǎng)量、地徑生長(zhǎng)量、高徑比和造林成本4項(xiàng)指標(biāo)，采用模糊隸屬函數(shù)法對(duì)紅豆樹苗不同處理?xiàng)l件下的造林效益進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明在試驗(yàn)區(qū)開展紅豆樹山地造林時(shí)，采用地徑2 cm土球苗并配合施用30 g·株-1復(fù)合肥，可在保證造林效果的基礎(chǔ)上有效節(jié)省造林成本，實(shí)現(xiàn)綜合造林效益最優(yōu)化。

本研究由于僅對(duì)紅豆樹山地造林苗當(dāng)年的生長(zhǎng)情況進(jìn)行了分析，今后的研究將對(duì)不同施肥措施、不同種植方式對(duì)紅豆樹山地造林苗長(zhǎng)期生長(zhǎng)情況及相關(guān)生理指標(biāo)的影響進(jìn)行長(zhǎng)期深入的研究，對(duì)綜合造林效果進(jìn)行更深入全面的研究分析，以了解紅豆樹的造林生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)。