李花蘭
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林木施肥是集約經營人工豐產林提高森林生產力的重要技術措施,在林業(yè)生產中的應用愈來愈普遍。該措施可維持土壤養(yǎng)分平衡,增加木材產量,保證速生豐產。養(yǎng)分供給是林木生長發(fā)育的物質基礎,樹體營養(yǎng)元素濃度與林木生長量、產量有密切的關系,是林木施肥的理論基礎。成熟林林地雖然有枯枝落葉,可以實現(xiàn)養(yǎng)分循環(huán),但經分解變成能被林木吸收利用的養(yǎng)分較少,不能滿足林木生長發(fā)育的需求。要使植物達到高產,樹體營養(yǎng)元素濃度必須保持一定的水平與適當?shù)谋壤?,否則林木將會失去生理平衡。Liebig提出“最低養(yǎng)分律”,即決定作物產量的是土壤中相對最低的植物有效養(yǎng)分含量;Ulrich認為“臨界百分比濃度”為作物生長量(或產量)比最大生長量(或產量)減少10%(或5%)時體內元素濃度;之后,Chapman建立了植物營養(yǎng)元素濃度與生長量或產量關系模型[1,2],推進了施肥生長效應的研究。
在前蘇聯(lián),每年對松林施氮肥,結果顯示樹干直徑增加2倍,樹高增長1.4倍;施完全肥的林分比不施肥的林分直徑增長2倍~8倍,樹高增長1.9倍。施肥能夠促進林木根系的發(fā)育,肥料對幼樹和大樹的側根與須根有顯著誘導作用,肥料層側根和須根數(shù)量明顯增多。曹幫華等對三倍體毛白楊苗期氮、磷、鉀不同配方施肥效應的研究表明,氮起主導作用,磷的作用其次,鉀的作用最小。不同施肥配方明顯影響地徑的生長,經方差分析可知,配方間差異達到極顯著水平。地徑生長量隨氮、磷施用量的增加而增加,但鉀的作用相對較弱[3]。吳家勝等對銀杏采葉園施肥效應研究表明,施肥后苗高和新梢長度都有明顯的增長,各施肥處理的苗高和新梢長度都明顯高于對照。最好的組合處理,苗高和新梢長度是對照的122.41%和157.03%.不同施肥處理對苗高和新梢長度的影響各不相同,可見肥料配比非常重要,否則即使增大施肥量,也不能使生長量增加,甚至可能導致生長量下降[4]。不同氮、磷、鉀施肥量對苗高和新梢長度均有極顯著效應。其中氮的離差平方和最大,磷次之,鉀最小,說明對銀杏采葉園施肥應重視氮肥的施用[5]。不同的氮、磷、鉀配施對銀杏苗木的根冠比也產生一定的影響。施肥后,根冠比均有不同程度的下降,平均根冠比為0.842,比對照降低13.28%.說明該處理能較好地調節(jié)銀杏苗木地上、地下生物量分配,促進地上部分生長[4]。
施肥能夠顯著提高林分生物產量。我國對杉木幼林施磷肥,6 a后木材產量增加了28m3/hm2;對山核桃施肥產量提高了153.0 kg/hm2~399.5 kg/hm2;對黑荊樹施肥能提高樹皮、木材、單寧產量。吳家勝等對銀杏采葉園施肥效應研究表明,施肥能提高銀杏苗木各器官生物量及總生物量,但不同的施肥處理效果不同,多數(shù)處理間存在極顯著差異。25種配施處理中效果最好的處理,其葉、莖、根及總生物量分別是對照的 183.26%,165.22%,129.07%和150.32%.可見正確的施肥配比是提高銀杏葉產量的關鍵[4]。
施肥能夠提高樹干圓滿度,使木材年輪均勻。施肥對木材密度的影響結論不一致,有待進一步研究。據(jù)日本學者伊藤守夫1986年的研究,施肥并結合修枝對提高樹干圓滿度具有顯著效果。湛紅輝、溫恒輝通過對馬尾松中齡林施肥試驗表明,平衡施肥對促進其生長有利,單施某一肥料效果不理想,單施氮、鉀肥甚至產生負效應。施肥8 a后,最佳處理的樹高、胸徑、蓄積比對照分別高11.5%,15.6%,13.0%[6].鄭海水等[7]在云南省孟連縣對山桂花人工林的研究結果表明,各施肥配方對3年生山桂花幼林的生長質量有促進作用。其中,以施用氮肥的效果最好,其次是氮、磷肥,再次是氮、磷、鉀混合肥,氮、鉀肥效果最差。韓恩賢等[8]對小葉楊采用盆插土培法輔以田間育苗施肥,試驗結果顯示,在渭北旱原土壤條件下,未施肥的苗木高生長量、樹干圓滿度和干物質量顯著降低。
施肥能增加葉片中氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素和葉綠素的含量,使林木光合作用增強,活力提高。
不同的施肥配方對光合作用影響不同。氮是葉綠素合成所必需的礦質元素,施氮肥后葉綠素含量急劇增加,光反應加速,同時增加了葉片蛋白質的百分率。而蛋白質是酶的主要組成成分,使暗反應順利進行,從而直接影響光合作用;磷、鉀等參與碳水化合物代謝,缺乏時會影響糖類的轉變與運輸,間接影響光合作用[9]。同時,磷也參與光合作用中間產物的轉變和能量代謝,對光合作用影響很大。曹幫華等對三倍體毛白楊苗期進行了不同配方施肥效應的研究,結果表明,不同施肥配方對光合作用的影響達到極顯著水平。3種元素中氮素對光合作用影響最大,磷次之,鉀的作用不明顯[3]。吳家勝等對銀杏苗生長和生理特性的影響研究表明,施后葉片光合速率均有不同程度的提高,但不同處理的效應不同,氮、磷、鉀對葉片光合速率均有極顯著效應,但影響效應大小不同,分別為氮>磷>鉀[4]。
葉綠素含量的多少,直接影響光合作用和生長狀況。侯昆等對麻櫟不同播種量及施肥生理效應的研究表明,苗木剛進入速生期時,葉綠素含量最高,到生長后期時,葉綠素的含量相對降低[10]。吳家勝等對銀杏苗生長和生理特性的研究表明,氮、磷、鉀配施,銀杏葉片葉綠素含量有明顯提高,但不同施肥處理對葉綠素含量的影響不同。經方差分析表明,氮對葉綠素含量影響顯著,而磷和鉀的影響不顯著[4]。曹幫華等對三倍體毛白楊苗期不同配方施肥效應的研究表明,不同氮、磷、鉀施肥比例對苗木葉綠素含量的影響不同,而且同一元素在苗木生長不同時期的影響也不相同[3]。
從生理觀點來看,肥料中各種礦物質元素對苗木的光合能力都有影響,而氮、磷、鉀是肥料的三要素,需求量大,肥效也顯著。韋龍賓等關于施肥對盆栽大葉櫟幼苗葉片營養(yǎng)元素和幼苗生物量的影響研究表明,大葉櫟苗期葉片營養(yǎng)含量與氮、磷、鉀肥都具有相關性,總體上均呈正相關關系,其中鉀、肥呈極顯著相關[11]。侯昆等對麻櫟不同播種量及施肥生理效應的研究表明,麻櫟播種苗在不同生長階段,氮、磷含量的高低不僅與施肥量有關,而且與苗木所處物候期、對土壤養(yǎng)分的吸收和利用狀況及苗木本身生長節(jié)律等密切相關。合理施肥能增加苗木體內營養(yǎng)成分,從而增強光合能力。但當施肥量增加到一定程度后,不僅使苗木體內氮、磷等營養(yǎng)元素的含量下降,甚至引起營養(yǎng)元素間的比例失調,導致光合作用減弱。所以,氮、磷、鉀應以適當比例混合,保持相對平衡,才能保證代謝的協(xié)調,促進光合作用[11]。
施肥可抑制和減輕病蟲害。對杉木幼樹施鉀肥可以防治黃化病,控制炭疽病。施硼對控制濕地松和火炬松流脂病作用極顯著。國外施肥試驗表明,施肥能增強林木對歐洲松毛蟲、僧侶舞毒蛾、小眼夜娥的抗性。
目前,國內外林木施肥研究內容廣泛,包括林木營養(yǎng)診斷、施肥配方、林木營養(yǎng)變化、森林生態(tài)系統(tǒng)結構變化等。目前,盡管林木施肥研究取得了一些成果,但由于施肥對林木效應的理論基礎內容不夠全面,林業(yè)科技人員對有關林木施肥的理論和研究方法不了解,在一定程度上影響了研究工作的深入展開。
林木營養(yǎng)診斷和施肥措施建立在植物營養(yǎng)學基礎上,以施肥產生的表觀特征效應為判別標準。林木生長狀況,除受營養(yǎng)元素影響外,還受到周圍環(huán)境因素的影響,如光、熱、水、地形等。從養(yǎng)分平衡角度來看,植物的生長取決于其內部養(yǎng)分的含量和比例,只有在養(yǎng)分適宜且平衡的條件下,才能獲得最高生長量或產量。目前,籠統(tǒng)地強調“速生豐產”,缺乏具體的生產目標,盲目造林、施肥,造成人力、物力、財力極大浪費。我們應加強施肥效應的理論研究,進一步準確地探索施肥對林木生長、產量、質量等方面的作用規(guī)律。在定性研究的基礎上,開展定量研究,通過定量研究,探求和制訂最佳施肥方案,以指導林木施肥。
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