不同營養(yǎng)元素配比對大花序桉林木生長的影響

摘要 ［目的］開展N、P、K、B不同營養(yǎng)元素配比組成的處理對17月生大花序桉（Eucalyptus cloeziana）林木生長試驗，篩選林木生長效果好的試驗處理。［方法］以N、P、K三大營養(yǎng)元素和微量元素B為試驗因素，采用正交試驗并建立包括CK（不施肥）在內(nèi)的試驗林，根據(jù)各處理施肥后林木生長量變化的分析結(jié)果，篩選最佳施肥處理。［結(jié)果］施肥后600 d左右，對林木胸徑生長的影響的元素從大到小排序為P、B、K、N；而對樹高、單株材積生長的影響的元素從大到小排序為P、K、N、B；施肥處理與CK間及不同施肥處理間均在林木胸徑、樹高、材積增長量上有極顯著或顯著差異，處理⑧、⑨、④、⑤的林木胸徑、樹高、材積生長量均分別排第1～4位；CK的林木增長量最小。綜合林木增長量與施肥效率的分析結(jié)果，選擇處理④為最佳施肥處理，施肥后600 d其林木胸徑、樹高、材積增長量比CK分別高出36.4%、11.7%、54.3%。［結(jié)論］大花序桉幼林追肥可參考的施肥處理為處理④，其有效養(yǎng)分總量為460.25 g/株 （N 34.2%、P 26.6%、K 38.0%、B 1.2%），分2年施放，每年1次，第1次用量占42.9%，第2次占57.1%。

關(guān)鍵詞 大花序桉；營養(yǎng)元素；正交試驗；林木增長量；施肥效率

中圖分類號 S725.5 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）15-0125-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.15.027

開放科學（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Effects of Different Nutrient Elements on Growth of Eucalyptus cloeziana

HE Rong1，CHEN Jian-bo2，TANG Qing-lan2 et al

（1.Nanning Arboretum，Nanning，Guangxi 530031；2.Guangxi Forestry Research Institute/Key Laboratory of Central South Fast-growing Timber Cultivation of National Forestry and Grassland Administration/Guangxi Key Laboratory of Superior Timber Trees Resource Cultivation，Nanning，Guangxi 530002）

Abstract ［Objective］The effects of nutrient elements N，P，K and B on growth of 17-months-old Eucalyptus cloeziana plantation were studied in order to select well treatment to tree growth and provide fertilization.［Method］In this study，the three essential nutrients N，P，K and trace element B were used as experimental factors.Orthogonal experimental design was used to construct experimental treatment including control （no fertilization）.The optimal fertilization treatment was selected according to the growth changes before and after fertilization under all treatments.［Result］The results of the experiment showed that 600 d after fertilization，the order of elements effect on growth was P，B，K，N.The order of elements effect on tree height and volume was P，K，N，B.There were significant differences in DBH，height and volume growth between fertilization treatment and control and between different fertilization treatments.The growth of DBH，tree height and volume of treatments ⑧，⑨，④ and ⑤ were all rank 1st，2nd，3rd and 4th，respectively.The growth of control was the least.According to the analysis results of fertilizer efficiency and tree growth of each treatment，treatment ④ was selected as the best fertilization treatment in this experiment，which DBH，tree height and volume were 36.4%，11.7% and 54.3% higher than control，respectively.［Conclusion］Fertilization treatment ④ can be used as a reference to topdressing young E.cloeziana that application rates of total amount of available nutrients 460.25 g/plant（N 34.2%，P 26.6%，K 38.0%，B 1.2%），releasing in two years and once a year，and the first dose accounted for 42.9% and the second dose accounted for 57.1%.

Key words Eucalyptus cloeziana；Nutrient elements；Orthogonal experiment；Tree growth；Fertilization efficiency

施肥是人工商品用材林經(jīng)營過程中的重要措施之一，它具有促進林木生長，增加木材產(chǎn)量，提高經(jīng)營效益及預(yù)防林地土壤養(yǎng)分衰減等作用［1-6］。大花序桉（Eucalyptus cloeziana）為桃金娘科桉屬（Eucalyptus）大喬木樹種，其木材黃褐色，紋理通直，結(jié)構(gòu)均勻，沉重、堅固、耐久，可作高級家具、實木地板、機械構(gòu)件、房屋建筑等方面用途，是大徑級實木材人工林重要樹種［7］，我國在該樹種遺傳改良及繁育上取得重要進展，篩選出一批優(yōu)良種源及家系，建立了種子園，奠定了大花序桉用材林發(fā)展的種植材料基礎(chǔ)［8-9］。近幾年，國內(nèi)大力推廣桉類實木材樹種，改變此前以尾巨桉等速生人工雜交種為主要造林樹種、短周期中小徑材單一培育目標的局面，增加林分多樣性和實木用材的占比，促進桉樹人工林可持續(xù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)升級，通過大花序桉施肥試驗研究，可為提高該樹種人工林產(chǎn)量、質(zhì)量提供施肥技術(shù)支撐，從而更好地推進優(yōu)質(zhì)桉樹大徑級實木用材林培育的高質(zhì)量發(fā)展。我國林木施肥試驗從20世紀70年代開始，至今已有50余年的歷史，先后對楊樹、泡桐、桉樹、竹子和杉木等主要速生用材樹種進行過相關(guān)研究，為我國主要速生用材樹種人工林的發(fā)展提供了科學施肥依據(jù)。桉樹是一類世界著名的速生豐產(chǎn)用材樹種，種類豐富，其中重要的用材樹種達數(shù)十種，我國是全球桉樹主要栽培國，桉樹人工林面積位列世界第3位。由于尾巨桉、巨尾桉等桉樹人工雜交種生長迅速、產(chǎn)量高、輪伐期短而深受業(yè)界歡迎，以至我國桉樹人工林中絕大部分是這類速生人工雜交種，因而桉樹施肥試驗研究也多集中于這類樹種［10-18］，研究成果極大地促進了桉樹人工林產(chǎn)業(yè)發(fā)展。但對大花序桉的施肥試驗報道較少，僅孫熹等［19］對大花序桉苗木進行了每隔15、30 d施加不同濃度復(fù)合肥的試驗，表明施肥能顯著提高苗木的高度、地上部分生物量及鮮質(zhì)量；王維輝［20］對剛定植造林的大花序桉苗木進行施肥試驗，結(jié)果表明，在大花序桉幼林1～2年生時，施肥與不施肥處理間樹高生長無顯著差異，表明施肥效果不明顯；呂曼芳等［21］對大花序桉苗木營養(yǎng)吸收及分配規(guī)律研究表明，苗木對三大營養(yǎng)元素吸收表現(xiàn)為K＞N＞P?？梢?，對大花序桉施肥試驗多限于苗木。植物生長對各營養(yǎng)元素的要求會因不同樹種、不同生長期、不同土壤等而有差異［22］，因此，無論是尾巨桉、巨尾桉等人工雜交林木，還是大花序桉苗木施肥的研究成果均難以適用于大花序桉林木施肥。因此，有必要開展大花序桉有關(guān)林木施肥的試驗，研究N、K、P三大營養(yǎng)元素及微量元素B的養(yǎng)分配比對大花序桉林木生長的影響，以便提出可行的施肥方案，為大花序桉林木施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于廣西壯族自治區(qū)崇左市扶綏縣國有東門林場，林地地勢平緩，海拔高約150 m，土壤為赤紅壤，土壤（土層0～33 cm）水解性氮 33.7 mg/kg，速效磷5.3 mg/kg，速效鉀 26.4 mg/kg，對照土壤養(yǎng)分分級標準，分別處于5、4、6級（共6級，級別越高表示養(yǎng)分含量越低），均屬于低或極低水平；土壤pH 5.0，酸性。氣候類型為亞熱帶季風氣候，年均氣溫22 ℃，極端最高氣溫40 ℃，極端最低氣溫 -3 ℃，年降水量1 250 mm。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1 試驗因素水平。

以植物生長必需的N、P、K三大營養(yǎng)元素和微量元素B為4個試驗因素，參考廣西桉樹生產(chǎn)造林中常規(guī)施肥用量2 000 g/株（桉樹專用肥，N、P、K含量比例分別為15%、6%、9%），以該用量水平的相近值作為基準水平（表1中的水平2），以該基準水平的50%和150%作為試驗的另2個水平（見表1中的水平1、水平3），構(gòu)成4個因素，每個因素3個水平的試驗。表1中的數(shù)據(jù)為肥料的有效養(yǎng)分總量。選用4因素3水平正交表L9（34）進行正交試驗，共組成9個施肥處理，另設(shè)不施任何肥料作為對照（CK），試驗共有10個處理組成（表2）。

肥料分2次施入，第1次施42.9%，第2次施57.1%，用量見表3、表4。商品肥料使用尿素（含N 46%）、鈣鎂磷肥（含P2O516%）、氯化鉀（含K2O 60%）、硼砂（含B 11%）。

1.2.2 試驗林的建立。

（1）試驗對象。用于施肥試驗的是2019年5月種植的大花序桉幼林，造林株行距2 m×4 m，2020年10月平均胸徑4.9 cm，平均樹高5.6 m，保存率95%以上。

（2）試驗排列。采用隨機排列，每小區(qū)6行，每行9株，即54株。每個重復(fù)10個小區(qū)，3次重復(fù)。

（3）試驗布置。肥料分2次施入，第1次為2020年10月，第2次為2021年5月。方法是在每株樹樹冠投影邊緣的左右兩邊偏上方挖溝施肥后回土覆蓋，肥料名稱及用量見表3、表4。

1.2.3 試驗林調(diào)查。

（1）測定對象。

每個重復(fù)每個處理（小區(qū)）選擇每行中間的4行，每行7株，即28株為固定測定株，測量林木胸徑與樹高。

（2）測定時間。

2020年10月（完成第1次施肥時）進行本底調(diào)查，2022年6月（距本底調(diào)查時間間隔600 d）完成施肥后的林木生長調(diào)查，以這次調(diào)查數(shù)據(jù)進行分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理及計算公式

試驗數(shù)據(jù)的處理與分析采用軟件Excel 2010和SPSS 19.0。

（1）大花序桉單株材積計算公式［23］：

V1=C0×D1［C1-C2×（D+H）］×H1［C3+C4×（D+H）］ 式中：V1為單株材積，m3；D1為胸徑，cm；H1為樹高，m；C0=0.000 109 154 150，C1=1.878 923 700 000，C2=0.005 691 855 030，C3=0.652 598 050 000，C4=0.007 847 535 070。

（2）施肥后林木胸徑、樹高、單株材積增長量

△X＝Xt-X0

式中：△X為施肥后林木胸徑或樹高或單株材積增長量;Xt為施肥后某一時間林木胸徑或樹高或單株材積;X0為施肥時的林木胸徑或樹高或單株材積。

（3）材積施肥效率。

K=施肥后林木單株材積增長量/施肥有效總量（N、P、K）

式中，K為材積施肥效率，m3/g。

2 結(jié)果與分析

2.1 各營養(yǎng)元素的林木生長效應(yīng)

由表5中4個營養(yǎng)元素的林木胸徑、樹高、單株材積增長量方差分析結(jié)果可知，P元素不同水平間的林木胸徑、單株材積的增長量均有極顯著差異；K、B、N元素不同水平間的林木胸徑、樹高、單株材積的增長量均無顯著差異。

從各營養(yǎng)元素對林木生長影響的主次排序（依F值從大到小排序）可知，影響胸徑生長的營養(yǎng)元素主次順序為P、B、K、N；影響樹高、單株材積營養(yǎng)元素主次順序為P、K、N、B。

2.2 林木增長量比較

由表6可知，林木胸徑、單株材積增長量均有極顯著差異，但樹高增長量差異不顯著。由表7可以看出處理間的差異程度，對胸徑增長量而言，9個施肥處理均顯著大于CK；處理⑧、⑨的增長量排第1、2位，顯著大于除處理④、⑤外的其余處理；處理④、⑤間差異不顯著，但均顯著大于處理②、③、CK，與處理⑥、⑦、①間差異不顯著；處理⑥、⑦、①顯著大于處理③、CK；CK的增長量最小，其次為處理③。在樹高增長量上，CK最小，且顯著小于除處理②、③、⑥外的其余處理，以處理⑧最高，但與其余8個施肥處理間均無顯著差異。在單株材積增長量上，CK最小，且顯著低于除處理③外的其余8個施肥處理；處理⑧、⑨、④、⑤的增長量排列前4位，它們間差異不顯著，也與處理⑥、⑦、①間無顯著差異，但均顯著高于處理②、③和CK；處理③的材積增長量排倒數(shù)第2位，顯著低于除CK外的其余處理。

總體上，從各試驗處理的林木胸徑、樹高、單株材積3個生長性狀的增長量看，以處理⑧、⑨、④、⑤的生長效果最好，被評為生長效果最佳的4個試驗處理。從表8中這4個生長處理的施肥效率看，處理⑨的施肥效率最低，處理④最高并為處理⑨的約2倍，處理⑧、⑤介于最低和最高之間，綜合林木生長和施肥效率2方面因素，以處理④的綜合效果最好，為最優(yōu)施肥處理，其有效養(yǎng)分總量為460.25 g/株。

考察處理⑧、⑨、④、⑤的各營養(yǎng)元素比重發(fā)現(xiàn)（表9），施肥效率最高的處理④的P、K元素比重分別達26.6%、38.0%，比施肥效率最低的處理⑨的P、K元比重（分別為19.9%、28.4%）分別高6.7百分點、9.6百分點，而N元素的比重則是處理④（34.2%）比處理⑨（51.1%）低16.9百分點。雖然處理⑧的P元素比重達26.8%，與處理④相差不大，但其K元素比重低于處理④，N元素比重卻比處理④的高11.8百分點。處理⑤的P元素比重只有17.1%，為4個處理中最低，但其N元素比重比較高。對這4個處理的各元素比重分析說明，N元素比重較高+P或K元素比重較低處理的施肥效率均不如N元素比重較低+P或K元素比重較高的處理。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

（1）該試驗的N、P、K三大營養(yǎng)元素中，P是影響大花序桉林木胸徑、樹高及單株材積生長的主要元素，這與黃龍杰［24］對閩南山地巨尾桉施肥試驗結(jié)果類似，即P元素的作用最主要，這與林地土壤嚴重缺P有關(guān)，這2個試驗地均屬華南南亞熱帶赤紅壤地區(qū)，而該地區(qū)土壤有效P極度低下。

（2）雖然施肥處理⑧、⑨、④、⑤的林木生長效果接近，但它們的施肥效率差別很大，最高是最低的約2倍多。通過分析處理⑧、⑨、④、⑤各營養(yǎng)元素比重發(fā)現(xiàn)，不同元素配比構(gòu)成的肥料處理關(guān)系到施肥效率，這與李娜等［2，4，25］的研究結(jié)果相似。

（3）該試驗的施肥處理與對照（不施肥）的林木生長均有顯著差異，這與王維輝［20］的大花序桉苗木施肥處理間幼樹生長差異不顯著的結(jié)果不同，這可能與各林地土壤養(yǎng)分不同有關(guān)，通常林地土壤有效養(yǎng)分越低，則施肥效果越明顯，反之則越差。該試驗林地土壤的有效氮、速效磷、速效鉀含量均屬低、極低水平，因此施肥效果顯著；而王維輝［20］的試驗林地土壤有效養(yǎng)分屬于中等偏下水平，土壤有效養(yǎng)分可能已經(jīng)滿足大花序桉苗期的營養(yǎng)需求，因而施肥效果不明顯。

3.2 結(jié)論

綜合林木生長效果、施肥效率，處理④為該試驗的最佳施肥處理，可作為大花序桉幼林施肥方案，施肥后600 d 其單株材積增長量為0.039 2 m3/株，比CK（0.025 4 m3/株）高54.3%，比單株材積增長量最低的處理（處理③，0.029 8 m3/株）高31.5%，處理④的N、P、K、B有效養(yǎng)分總量為460.25 g/株（N 34.2%、P 26.6%、K 38.0%、B 1.2%）。

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