兩種施肥方式對(duì)尾巨桉萌芽林生長(zhǎng)特性的影響

黃彩枝, 萬(wàn)日崇, 李海星, 何 斌

(1.廣西國(guó)有派陽(yáng)山林場(chǎng)，廣西 寧明 532500；2.廣西大學(xué)林學(xué)院，廣西 南寧 530004)

桉樹(Eucalyptus)適應(yīng)力強(qiáng)，速生、豐產(chǎn)，用途廣泛，具有較高的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值，已在許多國(guó)家廣泛種植[1-2]。目前，我國(guó)桉樹種植面積達(dá)450萬(wàn)hm2，主要分布在廣西、廣東、海南等南方17個(gè)省(市、自治區(qū))。廣西桉樹人工林種植面積約200萬(wàn)hm2[3-4]，桉樹生產(chǎn)已成為當(dāng)前廣西林業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。目前，我國(guó)超過(guò)70%的桉樹人工林是短輪伐期(輪伐期一般為5～7 a)工業(yè)用材林[4]。桉樹人工林對(duì)養(yǎng)分的需求量大，但我國(guó)南方桉樹栽培區(qū)地帶性土壤肥力水平及其主要養(yǎng)分含量較低。因此，合理的林地施肥是促進(jìn)桉樹人工林速生豐產(chǎn)并獲得較高經(jīng)濟(jì)效益的重要技術(shù)措施。自20世紀(jì)60年代，我國(guó)開始進(jìn)行桉樹人工林施肥，之后廣大科技工作者對(duì)桉樹人工林開展了大量的施肥技術(shù)研究與推廣應(yīng)用工作[5-9]，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

水溶性肥料(液態(tài)肥)是一種可完全溶于水的多元復(fù)合速效肥料，具有易吸收、利用率高和營(yíng)養(yǎng)全面等優(yōu)點(diǎn)[10-11]，可實(shí)現(xiàn)水肥一體化管理，具有廣闊的發(fā)展前景。近年來(lái)，水溶性肥料已廣泛應(yīng)用于我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，并取得了良好的成效[10-11]，但有關(guān)其在人工林施肥方面的研究少見報(bào)道。為此，本文以桉樹萌芽林為研究對(duì)象，比較水溶性肥料與常規(guī)施肥(固態(tài)肥)兩種施肥方式對(duì)桉樹人工林生長(zhǎng)的影響，以期為桉樹人工林經(jīng)營(yíng)管理尤其是林地施肥管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于廣西省寧明縣城中鎮(zhèn)懷利村浦城屯。寧明縣地處北回歸線以南(106°38′～107°36′E，21°51′～22°58′N)，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫22.1 ℃，年均降雨量1 200 mm。試驗(yàn)地屬低丘陵地貌類型，海拔120～150 m，西南坡，坡度18°～23°；土壤為砂頁(yè)巖發(fā)育形成的赤紅壤，土層厚度≥70 cm，土壤(0～40 cm) pH為4.3，有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷和全鉀含量分別為18.30、0.76和6.05、0.27 g·kg-1，水解氮、速效磷和速效鉀含量分別為70.3、0.76和35.8 mg·kg-1。

試驗(yàn)林前茬為2012年3月營(yíng)造的尾巨桉(Eucalyptusurophylla×E.grandis)無(wú)性系DH3229植苗林，造林密度1 920株·hm-2(2.0 m×2.6 m)。2017年7月底采伐后進(jìn)行萌芽更新，同年11月結(jié)合除草撫育進(jìn)行除萌定株，保留密度為1 875株·hm-2。

1.2 研究方法

1.2.1 參試肥料 參試肥料分別為液態(tài)肥和固態(tài)肥。其中，液態(tài)肥為廣西垂青生物科技有限公司生產(chǎn)的垂青護(hù)林液態(tài)復(fù)合肥，質(zhì)量濃度為200 g·L-1，主要養(yǎng)分含量為：有機(jī)質(zhì)≥220 g·L-1，大量元素(N+P2O5+K2O)≥250 g·L-1，微量元素(Fe+Zn+B)為2.0～5.0 g·L-1，不溶物≤50 g·L-1；固態(tài)肥為廣西力源寶農(nóng)林科技發(fā)展有限責(zé)任公司生產(chǎn)的桉樹復(fù)合肥，主要養(yǎng)分含量為：有機(jī)質(zhì)≥20%(質(zhì)量比)，大量元素(N+P2O5+K2O)≥300 g·kg-1，微量元素(Cu+Zn+B)為1.0～2.0 g·kg-1。

1.2.2 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，分別設(shè)置液態(tài)肥和固態(tài)肥兩種施肥方式，3次重復(fù)，共6個(gè)試驗(yàn)樣地(小區(qū))。樣地面積均為400 m2(20 m×20 m)，小區(qū)之間留2行保護(hù)行。(1)施用液態(tài)肥。分別于2018、2019、2020年的3月各施肥1次，每次施肥量0.5 kg·株-1，總施肥量1.5 kg·株-1(2 812.5 kg·hm-2)；施肥時(shí)在離樹蔸周圍約20 cm處破袋倒入液體肥料。(2)施用固態(tài)肥。按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥措施進(jìn)行，分別于2018、2019、2020年的3月和9月各施肥1次，其中3月施肥量0.6 kg·株-1，9月施肥量0.4 kg·株-1，總施肥量3.0 kg·株-1(5 625 kg·hm-2)；施肥時(shí)在離樹蔸20 cm處上坡位置挖環(huán)形溝施入，然后重新覆蓋土壤。

1.2.3 生長(zhǎng)量的測(cè)定 2018年3月(林齡8月)第1次測(cè)定試驗(yàn)林的生長(zhǎng)指標(biāo)，并進(jìn)行林地施肥。此后分別于2018年7月、11月和2019年3月、7月、11月(林齡分別為12、16、20、24和28月)中旬對(duì)試驗(yàn)林進(jìn)行跟蹤測(cè)定。

1.2.4 蓄積量計(jì)算 根據(jù)林分生長(zhǎng)測(cè)定結(jié)果，計(jì)算單株材積[12]。

V=C0×D[C1-C2×(D+H)]×H[C3+C4×(D+H)]

式中，V為單株材積/m3；D為胸徑/cm；H為樹高/m；C0～C4均為常數(shù)，其中C0=0.000 109 154 150，C1=1.878 923 70，C2=0.005 691 855 03，C3=0.652 598 05，C4=0.007 847 535 07。

1.2.5 施肥成本的估算 施肥成本主要由肥料成本、人工費(fèi)、肥料運(yùn)費(fèi)和林道維護(hù)費(fèi)構(gòu)成。其中，液態(tài)肥每年施肥1次，施肥成本：肥料費(fèi)3 750元·hm-2(0.5 kg·株-1×4元·kg-1×1 875株·hm-2)、人工費(fèi)562.5元·hm-2(0.3元·株-1×1 875株·hm-2)、肥料運(yùn)費(fèi)180元·hm-2、林道維護(hù)費(fèi)180元·hm-2；固態(tài)肥每年施肥2次，施肥成本：肥料費(fèi)4 125元·hm-2(0.6 kg·株-1×2.2元·kg-1×1 875株·hm-2+0.4 kg·株-1×2.2元·kg-1×1 875株·hm-2)，人工費(fèi)1 275元·hm-2(660元·hm-2+615元·hm-2)、肥料運(yùn)費(fèi)為334.5元·hm-2(201元·hm-2+133.5元·hm-2)，林道維護(hù)費(fèi)360元·hm-2(180元·hm-2+180元·hm-2)。因尾巨桉萌芽林1個(gè)經(jīng)營(yíng)周期(輪伐期)連續(xù)施肥3 a，因此以3 a估算施肥總成本。

1.3 統(tǒng)計(jì)與分析

采用 Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理、計(jì)算和制圖；采用SPSS 22.0軟件對(duì)林木樹高、胸徑、單株材積等相關(guān)數(shù)據(jù)間的差異性進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種施肥方式對(duì)尾巨桉萌芽林樹高生長(zhǎng)的影響

從表1可見，施肥前兩種試驗(yàn)樣地尾巨桉萌芽林平均樹高生長(zhǎng)量差異不大(分別為6.1、6.2 m)。在尾巨桉萌芽林生長(zhǎng)過(guò)程中，施用液態(tài)肥的萌芽林平均樹高生長(zhǎng)量均高于固態(tài)肥；林齡28月萌芽林平均樹高生長(zhǎng)量達(dá)14.8 m，比同齡施用固態(tài)肥的萌芽林(14.2 m)提高4.23%，比施肥前(6.1 m)增長(zhǎng)8.7 m，高于施用固態(tài)肥的相應(yīng)總增長(zhǎng)量(8.0 m)，但差異不顯著(P>0.05)。從樹高生長(zhǎng)過(guò)程看，施用液態(tài)肥的萌芽林平均樹高增長(zhǎng)量以林齡8～12月(2.5 m)最大，其次是12～16月(2.1 m)和24～28月(1.9 m)，最小是16～20月(1.0 m)；施用固態(tài)肥則以林齡12～16月(2.2 m)最大，其次是8～12月(1.7 m)和24～28月(1.6 m)，最小是16～20月(1.2 m)。

表1 兩種施肥方式下尾巨桉萌芽林樹高生長(zhǎng)量1)Table 1 Effects of two fertilization methods on tree height growth of E.urophylla×E.grandis sprout forests m

2.2 兩種施肥方式對(duì)尾巨桉萌芽林胸徑生長(zhǎng)的影響

由表2可知，施肥前兩種試驗(yàn)樣地尾巨桉萌芽林平均胸徑差異不大(分別為4.0、4.2 m)。林齡12月時(shí)，施用液態(tài)肥的萌芽林胸徑生長(zhǎng)量(6.3 cm)已超過(guò)固態(tài)肥(6.0 cm)，之后其胸徑生長(zhǎng)量始終高于固態(tài)肥；林齡28月時(shí)，施用液態(tài)肥的萌芽林胸徑生長(zhǎng)量達(dá)9.4 cm，比施用固態(tài)肥萌芽林(8.8 cm)提高6.82%，比施肥前(4.0 m)增長(zhǎng)5.4 cm，也高于固態(tài)肥相應(yīng)總增長(zhǎng)量(4.6 cm)，且差異顯著(P<0.05)。從胸徑生長(zhǎng)過(guò)程看，施用液態(tài)肥和固態(tài)肥的萌芽林胸徑增長(zhǎng)量均以林齡8～12月(2.3和1.8 cm)最大，而后隨林齡增大而逐漸減小，至24～28月時(shí)胸徑增長(zhǎng)量分別下降至0.6和0.5 m。

表2 兩種施肥方式下尾巨桉萌芽林胸徑生長(zhǎng)量1)Table 2 Effects of two fertilization methods on DBH growth of E.urophylla×E.grandis sprout forests cm

2.3 兩種施肥方式對(duì)尾巨桉萌芽林材積生長(zhǎng)的影響

林木材積是林分樹高和胸徑的綜合反映。從表3可見， 施用液態(tài)肥和固態(tài)肥后，林齡28月萌芽林單株材積分別為0.052 6、0.044 5 m3·株-1，且差異顯著(P<0.05)。施用液態(tài)肥后，林齡28月萌芽林單株材積比施肥前增長(zhǎng)0.044 5 m3·株-1，顯著高于施用固態(tài)肥的相應(yīng)總增長(zhǎng)量(0.035 8 m3·株-1)(P<0.05)。從材積的生長(zhǎng)過(guò)程看，兩種施肥方式單株材積增長(zhǎng)量因林齡不同而存在差異，施用液態(tài)肥萌芽林單株材積增長(zhǎng)量依次為：林齡24～28月(0.011 7 m3·株-1)>林齡12～16月(0.010 7 m3·株-1)>林齡20～24月(0.008 3 m3·株-1)>林齡8～12月(0.007 5 m3·株-1)>林齡16～20月(0.006 3 m3·株-1)；施用固態(tài)肥的增長(zhǎng)量依次為：林齡12～16月(0.009 0 m3·株-1)>林齡24～28月(0.008 6 m3·株-1)>林齡20～24月(0.007 8 m3·株-1)>林齡16～20月(0.006 0 m3·株-1)>林齡8～12月(0.004 4 m3·株-1)，且施用液態(tài)肥的萌芽林各生長(zhǎng)階段材積凈生長(zhǎng)量均高于固態(tài)肥。

表3 兩種施肥方式下尾巨桉萌芽林單株材積生長(zhǎng)量1)Table 3 Effects of two fertilization methods on volume growth per plant of E.urophylla×E.grandis sprout forests m3·株-1

2.4 兩種施肥方式施肥成本比較

按尾巨桉萌芽林1個(gè)經(jīng)營(yíng)周期的前3 a進(jìn)行林地施肥成本估算(表4)，施用液態(tài)肥和固態(tài)肥的施肥成本分別為14 017.5和18 283.5元·hm-2。施用液態(tài)肥比固態(tài)肥節(jié)約4 266.0元·hm-2，其中肥料費(fèi)節(jié)約1 125元·hm-2、人工費(fèi)節(jié)約2 137.5元·hm-2、運(yùn)費(fèi)節(jié)約463.5元·hm-2、林道維修費(fèi)節(jié)約540元·hm-2。

表4 兩種施肥方式的施肥成本比較Table 4 Comparison of fertilization cost between two fertilization methods 元·hm-2

3 討論與結(jié)論

由于桉樹林速生豐產(chǎn)，其生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)養(yǎng)分需求大，加上南方桉樹栽培林地土壤肥力水平和養(yǎng)分含量較低，因此林地施肥對(duì)桉樹生長(zhǎng)發(fā)育具有重要影響[6-9,13]。江松遠(yuǎn)等[14]對(duì)0.5年生尾葉桉萌芽林施肥試驗(yàn)表明，與不施肥相比，不同施肥量均能促進(jìn)尾葉桉萌芽林的生長(zhǎng)，施肥后2.5 a即3年生尾葉桉萌芽林樹高、胸徑、單株材積和林分蓄積生長(zhǎng)量均與施肥量成正比，且各施肥處理林分蓄積生長(zhǎng)量與不施肥間的差異性達(dá)到顯著水平。楊紫龍等[15]對(duì)2年生桉樹萌芽林施肥試驗(yàn)表明，各施肥處理在施肥1 a后林分蓄積增加量均顯著高于不施肥處理，但不同施肥次數(shù)林分蓄積增加量差異不顯著。本研究表明，施用液態(tài)肥的尾巨桉萌芽林樹高、胸徑和蓄積生長(zhǎng)量均高于固態(tài)肥。林齡28月萌芽林施用液態(tài)肥的單株材積顯著高于固態(tài)肥，表明施用液態(tài)肥對(duì)尾巨桉萌芽林材積生長(zhǎng)的促進(jìn)作用更強(qiáng)。其主要原因可能是固態(tài)肥采用的是普通復(fù)合肥，雖然施肥量較大，但其養(yǎng)分利用率僅20%～30%；而水溶性肥料養(yǎng)分含量高且全面，養(yǎng)分利用率達(dá)70%～80%，而且配方更合理[10-11]，適合林木生長(zhǎng)且有利于養(yǎng)分的保持與供應(yīng)。

據(jù)估算，1個(gè)經(jīng)營(yíng)周期內(nèi)，尾巨桉萌芽林液態(tài)肥總投入比固態(tài)肥減少4 266.0元·hm-2，可見液態(tài)肥施肥成本較低。由于液態(tài)肥成分幾乎完全溶于水，容易被林木吸收，養(yǎng)分利用率高，殘留少，施肥過(guò)程中不用挖溝和覆土，可以減少操作環(huán)節(jié)，同時(shí)也減少因降雨造成的水土流失。

綜上所述，與固態(tài)肥相比，液態(tài)肥因養(yǎng)分容易吸收、利用率高、殘留少等特點(diǎn)，更有助于促進(jìn)尾巨桉萌芽林的生長(zhǎng)，同時(shí)還具有施肥成本低和操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。由于試驗(yàn)時(shí)間的限制，本文僅對(duì)兩種施肥方式下林齡28月的尾巨桉萌芽林生長(zhǎng)狀況進(jìn)行比較分析，之后的林木生長(zhǎng)過(guò)程還有待于進(jìn)一步研究。而在今后的液態(tài)肥試驗(yàn)研究與推廣應(yīng)用中，如果能夠根據(jù)桉樹林不同生長(zhǎng)階段和長(zhǎng)勢(shì)的養(yǎng)分需求不斷調(diào)整肥料配方，以均衡桉樹對(duì)各種養(yǎng)分的需求，對(duì)實(shí)現(xiàn)桉樹林經(jīng)營(yíng)的減肥增效與減少環(huán)境污染，促進(jìn)其可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。