施肥對紅松天然林林木生長和結(jié)實的影響

張文濤， 王卓暉， 謝遵俊， 任建南， 姜洪源， 趙東寧

(1. 汪清林業(yè)局， 吉林 延邊 133200； 2. 長白山森工集團有限公司， 吉林 延邊 133000； 3. 和龍林業(yè)局， 吉林 延邊 133500)

目前有關(guān)紅松林的試驗研究主要集中在立地選擇、優(yōu)樹選擇、嫁接、栽植和修枝切根等方面，對施肥的研究主要集中在施肥對苗木生長的影響，關(guān)于施肥對紅松結(jié)實影響的研究較少[1-3]。筆者對汪清地區(qū)不同郁閉度紅松天然林施肥量及肥料配比對紅松生長和結(jié)實的影響進行研究，旨在為培育紅松果林促進紅松結(jié)實提供依據(jù)。

1 試驗地概況

試驗地位于汪清林業(yè)局金溝嶺林場2林班，試驗林分為林齡130年的天然紅松林。樹種組成：紅松(Pinuskoraiensis)占60 %，臭冷杉(Abiesnephrolepis)占30 %，興安落葉松(Larixgmelinii)占10 %。海拔673 m，西坡，下坡位，暗棕壤，土壤厚度30 cm。公頃株數(shù)780株，公頃蓄積量127 m3，平均胸徑37.8 cm，平均樹高15.3 m。

2 研究方法

2.1 試驗設(shè)計

選擇郁閉度不同的2塊試驗地(郁閉度<0.7和郁閉度>0.7)，其他立地條件基本相同，且樹齡、樹高、胸徑基本一致，每塊地選擇紅松60株，共計120株，其區(qū)劃、編號(釘牌)見表1。自2009年開始連續(xù)5年進行施肥試驗，應(yīng)用的肥料為氮肥尿素、磷肥過磷酸鈣和鉀肥硫酸鉀3種肥料。每種施肥處理3株林木，每種郁閉度林分有18種施肥處理，并在各林分中選擇6株為對照。

2.2 施肥方法

施肥方法如圖1所示，針對單株紅松進行施肥。在以樹根為圓心、2.0 m為半徑的區(qū)域內(nèi)，進行帶狀施肥，帶寬15 cm(起開草皮施肥，再把草皮還原)、帶間距0.5 m，施肥深度距地表10 cm，每株施肥量分為1 kg、2 kg、3 kg 3個梯度(C1、C2、C3)，同時設(shè)置不施肥對照(CK)。每年施肥2次，分別在4月下旬和6月中旬。4月下旬以施尿素為主，過磷酸鈣、硫酸鉀為輔。肥料配比(質(zhì)量比，下同)共2種，尿素∶過磷酸鈣∶硫酸鉀為8∶1∶1(NPK1)和6∶2∶2(NPK2)。6月中旬施過磷酸鈣和硫酸鉀，肥料配比共3種，過磷酸鈣∶硫酸鉀為4∶6(PK1)、5∶5(PK2)和6∶4(PK3)，具體試驗區(qū)組見表1。

圖1 紅松林木施肥方法

表1 施肥試驗設(shè)計

表1(續(xù))

2.3 調(diào)查方法

林木調(diào)查：每年秋季每木檢尺測定樹木主要形態(tài)指標、樹高、胸徑生長情況。

結(jié)實調(diào)查：2011年(大年)和2013年(小年)分別收集果實，在果實采摘過程中，按照設(shè)計時的編號逐一采摘、單獨裝袋，并記錄每棵樹的結(jié)實數(shù)量和質(zhì)量。

紅松球果質(zhì)量：每株林木有代表性地選取3個果實、單獨裝袋，松塔自然風(fēng)干后稱重取平均值。

果仁千粒重：在每棵紅松的果實中隨機取100顆紅松子稱量，換算千粒重。

對獲取的數(shù)據(jù)進行匯總、方差分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同郁閉度條件下紅松天然林施肥對林木胸徑生長的影響

在郁閉度>0.7的林分中，通過對不同肥料配比中不同施肥量下紅松胸徑增長的方差分析，結(jié)果表明，不同肥料配比中施肥量對紅松胸徑增長均無顯著差異，即不同施肥量及肥料配比對紅松胸徑增長量均沒有顯著影響(見圖2)。

圖2 施肥對紅松林木生長的影響(郁閉度>0.7)

在郁閉度<0.7的林分中，通過對不同肥料配比中不同施肥量下紅松胸徑增長的方差分析，結(jié)果表明，施肥量每株1 kg和每株2 kg，肥料配比NPK1-PK3時，胸徑增長較對照顯著，其他施肥量及肥料配比處理，胸徑增長均不顯著(見圖3)。

由此可知，施肥對郁閉度<0.7的紅松林林木胸徑增長要比郁閉度>0.7的林分更有效。

圖3 施肥對紅松林木生長的影響(郁閉度<0.7)

3.2 不同郁閉度條件下紅松天然林施肥對林木球果質(zhì)量的影響

研究不同郁閉度條件下，肥料配比和施肥量對紅松球果質(zhì)量的影響。在郁閉度>0.7的林分，通過對不同肥料配比中不同施肥量下紅松球果質(zhì)量的方差分析，結(jié)果表明，施肥量每株1 kg，肥料配比NPK1-PK1和NPK2-PK1中，紅松球果質(zhì)量顯著高于施肥量每株3 kg，但該施肥量及肥料配比雖比對照略高，但不顯著(見圖4)。

圖4 施肥對紅松球果質(zhì)量的影響(郁閉度>0.7)

對于郁閉度<0.7的林分，施肥量每株2 kg(肥料配比NPK1-PK3和NPK2-PK1)和施肥量每株3 kg(肥料配比NPK1-PK1)紅松球果平均質(zhì)量顯著高于對照和其他施肥量(見圖5)。

由此可知，施肥對郁閉度<0.7的紅松林球果質(zhì)量的促進作用要比郁閉度>0.7的林分更有效。

圖5 施肥對紅松球果質(zhì)量的影響(郁閉度<0.7)

3.3 不同郁閉度條件下紅松天然林施肥對林木果仁千粒重的影響

研究不同郁閉度條件下，肥料配比和施肥量對紅松果仁千粒重的影響。在郁閉度>0.7的林分，通過對不同肥料配比中不同施肥量下紅松果仁千粒重的方差分析，結(jié)果表明，不同肥料配比中不同施肥量對紅松果仁千粒重均沒有明顯提高，反而在施肥量每株1 kg(肥料配比NPK2-PK1)和每株2 kg(肥料配比NPK1-PK1和NPK1-PK2)會顯著降低果仁千粒重(見圖6)。

圖6 施肥對紅松果仁千粒重的影響(郁閉度>0.7)

從圖7中可以看出，對于郁閉度<0.7的林分，通過對不同肥料配比中不同施肥量下果仁千粒重的方差分析，結(jié)果表明，不同肥料配比中不同施肥量對果仁千粒重均有顯著影響。肥料配比NPK1-PK1和NPK2-PK1中，隨著施肥量的增加，果仁千粒重會顯著增加。肥料配比NPK1-PK2中，施肥量每株1 kg和每株2 kg時，紅松果仁千粒重顯著高于對照。肥料配比NPK1-PK3和NPK2-PK3中，與對照相比，施肥對紅松果仁千粒重均有顯著提高，但不同施肥量，紅松果仁千粒重增加無明顯差別。

由此可知，施肥對郁閉度<0.7的紅松林果仁千粒重的促進作用要比郁閉度>0.7的林分更有效。

圖7 施肥對紅松果仁千粒重的影響(郁閉度<0.7)

3.4 不同郁閉度條件下紅松天然林最佳的施肥組合

通過對不同郁閉度、不同施肥量及其肥料配比的綜合分析，發(fā)現(xiàn)合理施肥可以有效提高紅松胸徑生長量(見圖8a)、球果質(zhì)量(見圖8b)和果仁千粒重(見圖8c)，尤其是郁閉度<0.7的林分(見圖8，編號19—36)。

郁閉度>0.7的紅松林生長最佳施肥量及其施肥配比為施肥量每株2 kg，肥料配比NPK1-PK2(見圖8a，編號8)，胸徑增量為1.53±0.03 cm。郁閉度<0.7的紅松林生長最佳施肥量及其施肥配比為施肥量每株2 kg，肥料配比NPK2-PK1(見圖8a，編號28)，胸徑增量為2.50±1.21 cm。

郁閉度>0.7的紅松林球果質(zhì)量最佳施肥量及其施肥配比為施肥量每株1 kg，肥料配比NPK1-PK1(見圖8b，編號1)，球果質(zhì)量為316.89±15.11 g。郁閉度<0.7的紅松林球果質(zhì)量最佳施肥量及其施肥配比為施肥量每株2 kg，肥料配比NPK1-PK3(見圖8b，編號27)，球果質(zhì)量為381.59±36.69 g。

郁閉度>0.7的紅松林果仁千粒重最佳施肥量及其施肥配比為施肥量每株3 kg，肥料配比NPK1-PK3(見圖8c，編號15)，果仁千粒重為730.21±272.91 g。郁閉度<0.7的紅松林果仁千粒重最佳施肥量及其施肥配比為施肥量每株3 kg，肥料配比NPK1-PK1(圖8c，編號31)，果仁千粒重為687.29±17.45 g。

圖8 紅松生長和結(jié)實量

4 小結(jié)

施肥能補充土壤中養(yǎng)分的消耗，為樹木的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供保證。研究發(fā)現(xiàn)，采用尿素、過磷酸鈣和硫酸鉀3種肥料不同配比進行施肥對樹木生長和結(jié)實的影響差異明顯，說明合理的施肥量和肥料配比對于促進紅松生長、提高結(jié)實量(球果質(zhì)量和果仁千粒重)是非常重要的。此外，郁閉度<0.7的紅松林施肥對紅松生長、球果質(zhì)量和果仁千粒重的促進作用要比郁閉度>0.7的林分更有效。說明郁閉度>0.7的林分，樹木生長和結(jié)實主要限制因子是光，而非養(yǎng)分含量。