旱季補(bǔ)水對(duì)桉樹(shù)人工林生長(zhǎng)和土壤養(yǎng)分的影響

劉文泉，余 斐，2，黃 鋒，華 雷，李吉躍，何 茜，蘇 艷，邱 權(quán)

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東 廣州 510642；2.廣東省林業(yè)科學(xué)研究院 廣東省森林培育與保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510520）

廣東省地處南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，降水量充沛，但降水主要集中在4—9月，10月至翌年3月降水較少并且降水量低于潛在蒸散量，存在季節(jié)性干旱[1]。水分條件是決定我國(guó)大部分森林生產(chǎn)力水平的主導(dǎo)因素，年降水量的大小會(huì)直接影響森林生物量[1]。土壤含水量和土壤養(yǎng)分也與植物生長(zhǎng)、生產(chǎn)力緊密聯(lián)系，土壤含水量是生產(chǎn)力的主要制約因素[5]，而土壤中的礦質(zhì)元素如碳（C）、氮（N）、磷（P）等對(duì)植物生長(zhǎng)和生物量積累發(fā)揮重要作用[6-9]。桉樹(shù)Eucalytusspp.因其速生、生產(chǎn)力高和適應(yīng)性廣的優(yōu)勢(shì)被廣泛關(guān)注并大面積種植，是重要的造林樹(shù)種和用材樹(shù)種[10]。近年來(lái)，我國(guó)大力發(fā)展桉樹(shù)人工林，截止2018年我國(guó)桉樹(shù)人工林面積達(dá)546萬(wàn)hm2[11]，廣東省是我國(guó)桉樹(shù)人工林的主要種植區(qū)之一[12]。但是短周期連栽方式和不科學(xué)的經(jīng)營(yíng)管理方式，導(dǎo)致地力退化、生產(chǎn)力下降等問(wèn)題[13-15]。與澳大利亞、巴西等桉樹(shù)人工林發(fā)展較好的國(guó)家相比，我國(guó)桉樹(shù)人工林生產(chǎn)力還很落后[16]。因此，關(guān)于促進(jìn)我國(guó)桉樹(shù)人工林生長(zhǎng)和提高生產(chǎn)力的問(wèn)題一直是關(guān)注的熱點(diǎn)。

水分與桉樹(shù)人工林生長(zhǎng)密切聯(lián)系。潘嘉雯等[17]研究我國(guó)3個(gè)桉樹(shù)人工林種植區(qū)生產(chǎn)力及其影響因素發(fā)現(xiàn)，年降水量是影響桉樹(shù)人工林生物量的關(guān)鍵因素。丁亞麗等[18]研究表明，喀斯特坡地尾巨桉人工林在雨季水源充足時(shí)屬揮霍型消耗利用土壤水分，而旱季時(shí)未能獲得充足的水分供應(yīng)，尾巨桉生長(zhǎng)速率受到負(fù)面影響。Whitehead等[19]研究桉樹(shù)生產(chǎn)力和水分利用時(shí)發(fā)現(xiàn)，充足的水分條件能夠有效提高桉樹(shù)人工林的生產(chǎn)力。干旱環(huán)境會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育、生理特征和物質(zhì)代謝產(chǎn)生影響[20-22]。本研究基于廣東省存在的季節(jié)性干旱現(xiàn)象，選擇尾巨桉為材料進(jìn)行造林，并采取與生產(chǎn)上一致的密度、施肥管理措施，對(duì)試驗(yàn)地的桉樹(shù)人工林進(jìn)行旱季補(bǔ)水處理，從不同處理的桉樹(shù)生長(zhǎng)狀況、土壤含水量和土壤養(yǎng)分等方面進(jìn)行深入研究，探討旱季補(bǔ)水對(duì)桉樹(shù)人工林生長(zhǎng)的影響，進(jìn)而為提高桉樹(shù)人工林生產(chǎn)力提供數(shù)據(jù)支持和理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于廣東省廣州市增城區(qū)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的教學(xué)試驗(yàn)基地（23°14′48N，113°38′20E），屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年降水量充足但是分布不均，降水主要集中在4—9月。因此，把4—9月稱為雨季，10月至翌年3月為旱季[23]。整個(gè)試驗(yàn)地共0.536 hm2，所用材料尾巨桉E.urophylla×E.grandis無(wú)性系DH32-29為3個(gè)月的組培苗，苗高20～35 cm，于2017年4月進(jìn)行造林。造林密度為3 m×2 m（寬行窄株），林分密度為1 667株·hm-2。初始試驗(yàn)地土壤pH值為4.92，土壤有機(jī)質(zhì)、全N、全P、全K、堿解N、有效P、速效K、有效Zn和有效B含量分別為7.03 g·kg-1、0.35 g·kg-1、0.15 g·kg-1、8.83 g·kg-1、30.74 mg·kg-1、0.30 mg·kg-1、10.42 mg·kg-1、0.23 mg·kg-1、0.07 mg·kg-1。土壤田間持水量為20.41%，土壤容重為1.55 g·cm-3。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)置4個(gè)處理，處理CK為無(wú)水無(wú)肥處理（既不施肥也不旱季補(bǔ)水），處理W為有水無(wú)肥處理（不施肥但在10月—翌年3月進(jìn)行旱季補(bǔ)水，每周滴灌8 h，4 L/h），處理F為無(wú)水有肥處理（施肥但不進(jìn)行旱季補(bǔ)水），處理WF為有水有肥處理（既施肥又在10月—翌年3月進(jìn)行旱季補(bǔ)水，每周滴灌8 h，4 L/h）。連續(xù)滴灌4 h可使深度為40 cm的土壤層含水量達(dá)到田間持水量的90%[24]。試驗(yàn)地位于山坡上，一共分為5梯，每梯均有4個(gè)處理隨機(jī)分布，每梯的各處理有桉樹(shù)20～90株不等。處理CK總數(shù)為189株，處理W為207株，處理F為177株，處理WF為186株。每個(gè)處理區(qū)之間均埋設(shè)50 cm深的防水防腐隔板。采用的肥料為桉樹(shù)專用基肥與追肥，施肥量均與生產(chǎn)桉樹(shù)用材林的用量一致?；视?017年3月25日在處理F和WF的所有樹(shù)木中，穴施入400 g·株-1，第1次追肥于2017年7月29日在處理F和WF的所有樹(shù)木中施追肥300 g·株-1，第2次和第3次追肥分別于2018年7月30日、2019年7月4日在處理F和WF的所有樹(shù)木中施追肥400 g·株-1。

1.3 指標(biāo)的測(cè)定

從2017年4月份起，每個(gè)月測(cè)量全林植株的胸徑，每2個(gè)月測(cè)量全林植株的樹(shù)高。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)將每個(gè)處理小區(qū)的四周各剔除1行保護(hù)行數(shù)據(jù)，只留中間重點(diǎn)監(jiān)測(cè)植株生長(zhǎng)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。單株立木材積計(jì)算公式[25]為：V桉樹(shù)=0.000 062 876 7D1.821621H0.964360。式中：V為單株材積（m3）；D為胸徑（cm）；H為樹(shù)高（m）。蓄積量=平均單株立木材積×林分保留株數(shù)。從2018年1月開(kāi)始，每個(gè)月進(jìn)行1次土壤含水量的測(cè)定，利用鋁盒稱重法，每個(gè)處理15個(gè)重復(fù)。因?yàn)楸韺油寥酪资芡饨绛h(huán)境影響，含水量波動(dòng)性大，而桉樹(shù)生長(zhǎng)早期主要根系在0～50 cm土壤層，因此選擇用土鉆在每個(gè)處理小區(qū)的隨機(jī)3個(gè)不同地方（距離樹(shù)木40 cm、深40 cm的地方）取1小鋁盒土樣。稱鮮質(zhì)量后放入105℃烘箱中烘至恒質(zhì)量，稱干質(zhì)量后計(jì)算土壤含水量。土壤含水量=（鮮質(zhì)量-干質(zhì)量）/（干質(zhì)量-鋁盒質(zhì)量）×100%。2018年6月和2019年6月用土鉆在每個(gè)處理小區(qū)距離樹(shù)木40 cm、深40 cm的地方分別取土200 g左右，每個(gè)處理5個(gè)重復(fù)，裝入密封袋帶回，自然風(fēng)干后過(guò)孔徑2 mm篩，進(jìn)行土壤pH值及有機(jī)質(zhì)、全N、全P、全K、堿解N、有效P、速效K、有效Zn、有效B含量的測(cè)定。土壤養(yǎng)分含量按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定：土壤pH值用電位法測(cè)定，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸氧化-外加熱法測(cè)定，全N采用半微量開(kāi)氏法測(cè)定，全P用鉬銻抗比色-紫外分光光度法測(cè)定，全K用氫氟酸-高氯酸消煮-火焰光度計(jì)法測(cè)定，堿解N用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，速效P用鉬銻抗比色法測(cè)定，速效K用乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法測(cè)定，有效Zn用火焰光度計(jì)法測(cè)定，有效B采用姜黃素吸光度法測(cè)定[25]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

使用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)分析軟件用于單因素ANOVA方差分析和Duncan法進(jìn)行多重比較和差異顯著性檢驗(yàn)（α=0.05）。利用Excel 2016軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 旱季補(bǔ)水對(duì)桉樹(shù)人工林生長(zhǎng)的影響

2.1.1 桉樹(shù)人工林樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)的月動(dòng)態(tài)變化

由圖1可以看出，桉樹(shù)人工林生長(zhǎng)3年期間樹(shù)高、胸徑變化較大。4種處理下的樹(shù)高、胸徑季節(jié)生長(zhǎng)規(guī)律相同，均為雨季4—9月生長(zhǎng)速度較快，旱季10月到翌年3月生長(zhǎng)速度較慢。有施肥條件的F和WF處理在第1年就開(kāi)始快速生長(zhǎng)，并且在第2年雨季達(dá)到生長(zhǎng)高峰期，到了第3年生長(zhǎng)速度變平緩；而無(wú)施肥條件的CK和W處理第1年生長(zhǎng)緩慢，第2年雨季達(dá)到生長(zhǎng)高峰后生長(zhǎng)速度變平緩。在2019年12月，4個(gè)處理的樹(shù)高由高到低排列為處理WF(14.53 m)＞處理F（13.67 m）＞處理W（10.14 m）＞處理CK（8.86 m）；胸徑由高到低排列為處理WF(11.78 cm)＞處理F（11.55 cm）＞處理W（7.85 cm）＞處理CK（6.99 cm）。在無(wú)施肥條件下進(jìn)行旱季補(bǔ)水，桉樹(shù)人工林樹(shù)高和胸徑分別提高了14.45%、12.30%；在施肥條件下進(jìn)行旱季補(bǔ)水，樹(shù)高和胸徑分別提高了6.29%、1.99%。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在無(wú)施肥條件下，通過(guò)旱季補(bǔ)水，處理W從第2年4月份開(kāi)始相對(duì)于處理CK，極顯著增加了樹(shù)高（P＜0.01），而胸徑從第2年5月份開(kāi)始產(chǎn)生顯著（P＜0.05）或極顯著差異。在施肥條件下，通過(guò)旱季補(bǔ)水，處理WF第2年8月開(kāi)始相對(duì)于處理F，桉樹(shù)人工林的樹(shù)高存在顯著或極顯著差異，而胸徑無(wú)顯著差異。

圖1 桉樹(shù)人工林樹(shù)高、胸徑的月動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Monthly dynamic changes of tree height and diameter at breast height of Eucalyptus plantation

2.1.2 旱季補(bǔ)水對(duì)桉樹(shù)人工林生長(zhǎng)量和蓄積量的影響

旱季補(bǔ)水對(duì)桉樹(shù)人工林生長(zhǎng)量的影響可從年生長(zhǎng)量、旱季和雨季生長(zhǎng)量三個(gè)部分進(jìn)行分析。從表1可以看出，4個(gè)處理的桉樹(shù)樹(shù)高和胸徑年生長(zhǎng)量均為第2年大于第3年，第2年的樹(shù)高生長(zhǎng)量和胸徑生長(zhǎng)量分別是第3年的1.52～2.36倍和1.52～2.31倍。在無(wú)施肥條件下，通過(guò)旱季補(bǔ)水，第2年桉樹(shù)樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)量分別提高了15.70%、18.63%，第3年桉樹(shù)樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)量分別提高了6.47%、5.10%。在施肥條件下，通過(guò)旱季補(bǔ)水，第2年桉樹(shù)樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)量分別提高了10.13%、5.31%，第3年桉樹(shù)樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)量分別提高了10.13%、0.87%。

由圖2可知，4個(gè)處理的桉樹(shù)樹(shù)高生長(zhǎng)量在每一年內(nèi)都是雨季大于旱季，2018年4—9月雨季的樹(shù)高生長(zhǎng)量是2017年10月—2018年3月旱季的1.62～3.60倍，2019年4—9月雨季的樹(shù)高生長(zhǎng)量是2018年10月—2019年3月旱季的1.33～2.44倍。無(wú)施肥條件下，通過(guò)旱季補(bǔ)水，2017—2018年旱季樹(shù)高生長(zhǎng)量提高了32.18%，2018年雨季樹(shù)高生長(zhǎng)量提高了13.18%，2018—2019年旱季樹(shù)高生長(zhǎng)量提高了3.60%。有施肥條件下，旱季補(bǔ)水分別在2017—2018年旱季、2018年雨季、2018—2019年旱季、2019年雨季樹(shù)高生長(zhǎng)量提高了22.39%、1.46%、49.71%、49.29%。4個(gè)處理的胸徑生長(zhǎng)量都是在第2年雨季達(dá)到最大值后開(kāi)始逐步下降。無(wú)施肥條件下，旱季補(bǔ)水分別在2017—2018年旱季、2018年雨季、2018—2019年旱季胸徑生長(zhǎng)量提高了18.92%、11.16%、10.21%。有施肥條件下，通過(guò)旱季補(bǔ)水，2017—2018年旱季和2018年雨季胸徑生長(zhǎng)量提高了23.33%、9.72%。

圖2 旱季和雨季桉樹(shù)人工林樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)量的變化比較Fig.2 Comparison of changes in height and diameter at breast height of eucalyptus plantations in dry and rainy seasons

從表1可以看出，桉樹(shù)人工林生長(zhǎng)3 a，林分蓄積量達(dá)到了39.59～127.81 m3/hm2，是第2年蓄積量的1.86～2.27倍。在無(wú)施肥條件下，通過(guò)旱季補(bǔ)水，第2年桉樹(shù)人工林的蓄積量提高了40.25%，第3年蓄積量提高了26.13%。在施肥條件下，通過(guò)旱季補(bǔ)水，第2年桉樹(shù)的蓄積量提高了4.57%，第3年蓄積量提高了8.12%。

表1 不同處理桉樹(shù)人工林年生長(zhǎng)量和蓄積量的比較?Table 1 Comparison of annual growth and stand volume of Eucalyptus plantation with different treatments

2.2 旱季補(bǔ)水對(duì)土壤含水量的影響

從圖3可以發(fā)現(xiàn)，旱季補(bǔ)水直接影響到土壤含水量，4個(gè)處理的土壤含水量月變化大，處理間的差異明顯。處理W和CK之間、處理WF和F之間的土壤自然含水量對(duì)比均是旱季差異較大、雨季差異較小。無(wú)施肥條件下，通過(guò)旱季補(bǔ)水，2018年和2019年每個(gè)月都提高了土壤含水量，雨季提高了0.51%～10.13%，旱季提高了1.95%～57.02%，其中2018年1月、2月、3月、11月、12月和2019年1月、10月、11月、12月土壤含水量提高了10%以上。有施肥條件下，旱季補(bǔ)水在旱季土壤含水量提高了2.22%～48.17%，其中2018年1月、2月、3月、11月、12月 和2019年1月、2月、3月、10月、11月土壤含水量提高了10%以上；而在雨季除了2018年6—8月和2019年7月處理WF的土壤含水量比處理F低1.40%～4.53%外，其他月份均比處理F高3.71%～9.89%。對(duì)不同處理進(jìn)行方差分析，無(wú)施肥條件下處理W和處理CK之間在2018年旱季的2月、3月、11月、12月和2019年旱季的1月、2月、10月、12月存在顯著性差異或極顯著差異，而在雨季無(wú)顯著差異；有施肥條件下處理WF和處理F之間在2018年旱季的1月、2月、3月、11月、12月和2019年旱季的1月、10月存在顯著性差異或極顯著差異，在雨季無(wú)顯著差異。

圖3 不同處理的土壤含水量月動(dòng)態(tài)變化Fig.3 Monthly dynamic changes of soil water content in different treatments

2.3 旱季補(bǔ)水對(duì)桉樹(shù)人工林土壤養(yǎng)分含量的影響

從圖4可以看出，2018年6月不同處理土壤中的各元素含量差異明顯，旱季補(bǔ)水對(duì)土壤pH值及土壤中的各元素含量均產(chǎn)生顯著性差異或極顯著差異。通過(guò)旱季補(bǔ)水，處理W的土壤pH值比處理CK提高了5.61%，處理WF的土壤pH值比處理F降低了0.78%。在無(wú)施肥條件下，處理W的土壤各元素含量均大于處理CK；處理W土壤中的有機(jī)質(zhì)、全N、全P、全K、堿解N、有效P、速效K、有效Zn、有效B含量分別比處理CK高了19.31%、26.03%、6.20%、36.03%、25.67%、65.91%、54.33%、19.66%、34.52%。在施肥條件下，處理WF土壤中的有機(jī)質(zhì)、全N、全P、全K、堿解N、有效P含量比處理CK高了5.69%、24.22%、12.41%、23.21%、17.10%、36.36%，速效K、有效Zn、有效B含量比處理CK低了7.20%、6.06%、16.2%。

圖4 不同處理的土壤養(yǎng)分特征Fig.4 Soil nutrient characteristics of different treatments

在2019年6月，旱季補(bǔ)水除了對(duì)土壤中的全P、有效P、堿解N含量未達(dá)到顯著性差異外，對(duì)其他元素含量和土壤pH值均產(chǎn)生顯著性差異或極顯著差異。通過(guò)旱季補(bǔ)水，處理W的土壤pH值比CK降低了2.55%，處理WF的土壤pH值比處理F提高了14.69%。在無(wú)施肥條件下，除全P含量比處理CK低3.14%以外，處理W的土壤各元素含量均大于處理CK；處理W土壤中的有機(jī)質(zhì)、全N、全K、堿解N、有效P、速效K、有效Zn、有效B含量分別比處理CK高了14.42%、2.86%、11.08%、12.16%、15.46%、5.42%、49.38%、194.37%。在施肥條件下，處理WF土壤中的全P、全K、堿解N、有效P、速效K、有效Zn、有效B含量分別比處理F高了10.39%、26.78%、4.36%、31.49%、23.18%、23.36%、19.18%，有機(jī)質(zhì)、全N含量分別比處理F低了6.50%、15.76%。

3 討 論

3.1 旱季補(bǔ)水對(duì)桉樹(shù)人工林生長(zhǎng)的促進(jìn)作用

本研究中，桉樹(shù)人工林生長(zhǎng)3年期間，采取旱季補(bǔ)水無(wú)論在有無(wú)施肥條件下均能促進(jìn)桉樹(shù)樹(shù)高、胸徑和蓄積量生長(zhǎng)。4個(gè)處理桉樹(shù)的樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)速率都是雨季大于旱季，并且生長(zhǎng)高峰都出現(xiàn)在第2年雨季，這與溫遠(yuǎn)光[27]研究廣西1、2代尾巨桉人工林的生長(zhǎng)規(guī)律時(shí)，發(fā)現(xiàn)胸徑和樹(shù)高生長(zhǎng)高峰為第2年的結(jié)論一致。桉樹(shù)人工林生長(zhǎng)3 a，無(wú)施肥條件下的旱季補(bǔ)水效應(yīng)大于施肥條件下。無(wú)施肥條件下，旱季補(bǔ)水處理對(duì)桉樹(shù)人工林樹(shù)高、胸徑產(chǎn)生顯著效應(yīng)，而有施肥條件下，旱季補(bǔ)水處理只對(duì)桉樹(shù)人工林樹(shù)高產(chǎn)生顯著效應(yīng)，這與Paul等[27]研究的火炬松Pinus taeda人工林生長(zhǎng)初期環(huán)境對(duì)林分樹(shù)高的影響大于胸徑的結(jié)論相吻合。

由桉樹(shù)人工林連年生長(zhǎng)量可知，旱季補(bǔ)水無(wú)論在有無(wú)施肥條件下均能提高桉樹(shù)人工林樹(shù)高和胸徑的連年生長(zhǎng)量，并且第2年對(duì)樹(shù)高和胸徑年生長(zhǎng)量的促進(jìn)效果大于第3年，說(shuō)明桉樹(shù)人工林在初期前2 a快速生長(zhǎng)的時(shí)候特別需要水分，旱季補(bǔ)充的水分對(duì)桉樹(shù)樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)有很重要的促進(jìn)作用。到了第3年，無(wú)施肥條件下，由于缺少肥料養(yǎng)分補(bǔ)充，處理W的桉樹(shù)不能及時(shí)得到生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，只靠水分的補(bǔ)充對(duì)樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)的促進(jìn)效果變得微弱；而有施肥條件下，處理WF的桉樹(shù)在保證生長(zhǎng)必要養(yǎng)分供應(yīng)的同時(shí)，又得到了足夠的水分補(bǔ)充，仍然能夠保持較好的樹(shù)高生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。從桉樹(shù)人工林樹(shù)高、胸徑生長(zhǎng)量在旱季和雨季的差異對(duì)比可知，桉樹(shù)生長(zhǎng)的前3 a，旱季補(bǔ)水在每一年旱季對(duì)桉樹(shù)樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)量的促進(jìn)效果都比雨季顯著。尤其在第1年旱季，通過(guò)旱季補(bǔ)水，桉樹(shù)樹(shù)高和生長(zhǎng)量提高了18.92%～32.18%，說(shuō)明了旱季補(bǔ)水對(duì)幼齡桉樹(shù)生長(zhǎng)具有顯著的促進(jìn)作用，這也證實(shí)了Lange等[29]發(fā)現(xiàn)在干旱的環(huán)境中，水分是影響植物生長(zhǎng)的最重要因素之一。

本研究可以發(fā)現(xiàn)，旱季補(bǔ)水對(duì)桉樹(shù)人工林樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)具有明顯的促進(jìn)作用，并且在旱季時(shí)促進(jìn)效果顯著。從不同處理的桉樹(shù)生長(zhǎng)狀況可知，處理CK和處理F的桉樹(shù)在旱季時(shí)因缺水受到干旱的影響，導(dǎo)致樹(shù)高和胸徑的生長(zhǎng)速率下降，這也與前人的研究結(jié)論基本一致。周光良等[29]研究干旱脅迫對(duì)巨桉Eucalyptus grandis幼樹(shù)生長(zhǎng)及光合特性的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著干旱程度的加重，巨桉光合速率下降，生長(zhǎng)受到限制。李林鋒等[31]的研究成果表明，土壤干旱脅迫對(duì)桉樹(shù)幼苗株高、莖、根系生長(zhǎng)及生物量等指標(biāo)均產(chǎn)生顯著影響。因此，在桉樹(shù)人工林實(shí)際生產(chǎn)上，對(duì)其進(jìn)行旱季補(bǔ)水能有效緩解季節(jié)性干旱對(duì)桉樹(shù)生長(zhǎng)的影響，從而加快桉樹(shù)用材林的生長(zhǎng)，提高生產(chǎn)力。這與Stape等[32]發(fā)現(xiàn)桉樹(shù)人工林在施肥的條件下，水分是限制林分生產(chǎn)力的最主要因素這一結(jié)論相符。

3.2 旱季補(bǔ)水對(duì)土壤含水量和土壤養(yǎng)分含量的影響

本研究表明，桉樹(shù)人工林進(jìn)行旱季補(bǔ)水后會(huì)直接影響土壤含水量，旱季大部分月份的土壤含水量都提高了10%以上。在2017—2019年期間，發(fā)現(xiàn)旱季補(bǔ)水所增加的旱季土壤含水量逐年減小，說(shuō)明樹(shù)木在不同生長(zhǎng)時(shí)期所需求的水分不同。隨著樹(shù)木的不斷長(zhǎng)大，對(duì)水分的需求量和吸收量也越來(lái)越大。趙從舉等[33]研究海南桉樹(shù)林土壤水分變化特征時(shí)發(fā)現(xiàn)林地土壤含水量與降水量之間呈極顯著正相關(guān)，并且林齡越大，土壤含水量越少。通過(guò)旱季補(bǔ)水，桉樹(shù)人工林的土壤含水量在旱季時(shí)能保持較高的水平，使桉樹(shù)在旱季生長(zhǎng)期間不會(huì)受到干旱的影響。

本研究中4個(gè)處理的土壤pH值逐年降低，這和茶正早等[34]研究發(fā)現(xiàn)熱帶土壤在桉樹(shù)造林之后，土壤明顯酸化的結(jié)果一致。但是在無(wú)施肥條件下，旱季補(bǔ)水于2018年6月提高了土壤pH值，有施肥條件下，旱季補(bǔ)水在2019年6月提高了土壤pH值。這說(shuō)明采取旱季補(bǔ)水可以增加土壤pH值，緩解土壤酸化。無(wú)施肥條件下，2019年6月處理W的土壤pH值比處理CK低，可能是因?yàn)槿鄙俜柿系难a(bǔ)充，而樹(shù)高、胸徑都比處理CK大，需要更多的養(yǎng)分來(lái)滿足現(xiàn)有的生長(zhǎng)基礎(chǔ)，其根系會(huì)分泌有機(jī)酸，提高桉樹(shù)體內(nèi)多種抗氧化酶的活性以促進(jìn)養(yǎng)分的吸收和運(yùn)輸。黃文斌等[35]也研究發(fā)現(xiàn)在養(yǎng)分和水分脅迫下，植物根系分泌的有機(jī)酸含量明顯增加，這是較為普遍的主動(dòng)適應(yīng)性反應(yīng)。

桉樹(shù)對(duì)養(yǎng)分吸收和利用率較高，充足的土壤養(yǎng)分對(duì)桉樹(shù)生長(zhǎng)有促進(jìn)作用[36]。從本研究可以發(fā)現(xiàn)，桉樹(shù)人工林生長(zhǎng)3 a，通過(guò)旱季補(bǔ)水總體上提高了土壤中的有機(jī)質(zhì)、全N、全P、全K、堿解N、有效P、速效K、有效Zn和有效B含量，從而促進(jìn)了桉樹(shù)人工林樹(shù)高和胸徑的生長(zhǎng)。在土壤養(yǎng)分循環(huán)中，C、N、P元素作為最關(guān)鍵的生命元素，直接影響著植物的生長(zhǎng)發(fā)育并且?guī)?dòng)其他養(yǎng)分元素的循環(huán)與轉(zhuǎn)化[37]。本研究中，通過(guò)旱季補(bǔ)水，第2年顯著提高了桉樹(shù)人工林土壤中C、N、P元素含量，促進(jìn)桉樹(shù)在第2年雨季生長(zhǎng)高峰期的時(shí)候得到更充足的養(yǎng)分并快速生長(zhǎng)。有研究發(fā)現(xiàn)，在土壤水分不足的情況下，會(huì)影響土壤有機(jī)物的轉(zhuǎn)化速率（即礦化過(guò)程），土壤養(yǎng)分向有效性養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化過(guò)程明顯變慢，釋放量減少[38]。因此，旱季補(bǔ)水能夠促進(jìn)土壤礦化過(guò)程，使土壤中堿解N、有效P、速效K、有效Zn和有效B含量得到提高。施肥效果和土壤水分條件密切相關(guān)，充足且合適的土壤水分條件可以提高肥料的利用效率和增產(chǎn)效應(yīng)[39]，因此在施肥條件下采取旱季補(bǔ)水能更好地促進(jìn)桉樹(shù)對(duì)肥料的吸收和利用。

4 結(jié) 論

地處南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)的廣東省存在較為明顯的季節(jié)性干旱現(xiàn)象。在該地區(qū)種植尾巨桉人工林，通過(guò)旱季補(bǔ)水處理，有效緩解了季節(jié)性干旱對(duì)桉樹(shù)生長(zhǎng)的影響，并且提高了土壤含水量和土壤養(yǎng)分含量，從而促進(jìn)了桉樹(shù)人工林的生長(zhǎng)，最終提高了生產(chǎn)力。在今后的研究中，可將旱季補(bǔ)水的成本與人工林生產(chǎn)力提升后產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行比較，若是產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益大于補(bǔ)水的成本，則在實(shí)際生產(chǎn)中可以采取旱季補(bǔ)水來(lái)提高桉樹(shù)人工林的生產(chǎn)力。