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配方施肥對(duì)西南樺幼林生長(zhǎng)的影響*

陳偉1,2，楊斌2，史富強(qiáng)3，裴艷輝2，李江2，陳紹安2，孟夢(mèng)2，馮弦2

(1.國(guó)家林業(yè)局云南珍稀瀕特森林植物保護(hù)和繁育實(shí)驗(yàn)室/云南省森林植物培育與開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南昆明650201；

2.云南省林業(yè)科學(xué)院，云南昆明650201；3.普洱市林業(yè)科學(xué)研究所，云南普洱665000)

摘要：施肥是速生豐產(chǎn)林培育的重要技術(shù)環(huán)節(jié)，科學(xué)施肥能有效地提高林地生產(chǎn)力。采用4因素4水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，就配方施肥對(duì)西南樺幼林植株生長(zhǎng)的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，(1)施肥處理對(duì)西南樺植株高生長(zhǎng)和徑向生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，高生長(zhǎng)最大提高幅度達(dá)55 %，徑向生長(zhǎng)最大提高幅度達(dá)101 %；(2)4種肥料對(duì)西南樺高生長(zhǎng)影響的主次順序?yàn)榈?復(fù)合肥>磷肥>鉀肥，高生長(zhǎng)的最優(yōu)組合為N3P2K4(CF)2；(3)4種肥料對(duì)西南樺植株徑向生長(zhǎng)影響的主次順序?yàn)榈?復(fù)合肥>鉀肥>磷肥，徑向生長(zhǎng)的最優(yōu)組合為N3P3K4(CF)2。研究結(jié)果可為西南樺速生豐產(chǎn)林的培育提供參考。

關(guān)鍵詞：西南樺；正交試驗(yàn)；配方施肥；生長(zhǎng)

西南樺(Betulaalnoides)，又名樺桃木、裂皮樹、西樺，為樺木科(Betulaceae)樺木屬(Betula)在北半球分布最南的樹種，在中國(guó)主要分布于云南南部、東南部和西南部，廣西，海南。西南樺木材紋理直，結(jié)構(gòu)細(xì)，重量硬度適中，干縮變形小，廣泛應(yīng)用于高級(jí)建筑裝飾和高檔家具制作，樹皮可提取栲膠[1]。西南樺生長(zhǎng)迅速，是一個(gè)優(yōu)良的速生闊葉樹種，可與多樹種營(yíng)建混交林，其人工林具有維持生物多樣性、涵養(yǎng)水源、保持地力以及固定碳素等優(yōu)良生態(tài)特性[2～5]，也是營(yíng)建生態(tài)公益林的理想樹種。近10年來(lái)，西南樺在云南、廣西等省區(qū)得到迅速推廣，造林面積已愈6.67×104hm2[5]，且仍呈良好的發(fā)展勢(shì)頭，成為中國(guó)熱帶、南亞熱帶地區(qū)造林面積最大的鄉(xiāng)土闊葉樹種[6]。

施肥是速生豐產(chǎn)林培育的重要技術(shù)環(huán)節(jié)，科學(xué)施肥能夠有效改善土壤條件，增加土壤肥力，促進(jìn)樹木生長(zhǎng)，提高林產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量。關(guān)于配方施肥，農(nóng)作物開展的研究較多，在林木方面，重點(diǎn)開展的是核桃、八角等經(jīng)濟(jì)林樹種[7～8]。近年來(lái)，中國(guó)對(duì)桉樹[9]、杉木[10]、楊樹[11]等主要速生用材樹種進(jìn)行了施肥試驗(yàn)，提出了各樹種優(yōu)化施肥方案和模型。但有關(guān)配方施肥對(duì)西南樺幼林生長(zhǎng)的影響研究尚未見報(bào)道，為此設(shè)計(jì)開展了西南樺幼林期配方施肥試驗(yàn)，以期為西南樺人工林的養(yǎng)分管理提供科學(xué)依據(jù)。

1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在云南省德宏州瑞麗市，地理位置東經(jīng)97°55′35″，北緯24°02′34″，海拔1 080 m，屬南亞熱帶季風(fēng)性氣候，全年分旱雨兩季，基本無(wú)霜，年平均氣溫20℃，極端最高溫34℃，極端最低溫-0.6℃，≥10℃積溫7 300.0℃，年降水量1 391.7 mm，年平均相對(duì)濕度80 %，年平均日照2 308 h[12]。冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，降雨主要集中在6-11月，土壤為赤紅壤，土層深厚，酸性土，有機(jī)質(zhì)含量28.99 g/kg，地帶性植被為亞熱帶季風(fēng)常綠闊葉林。

2材料與方法

2.1試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為云南省林木品種審定委員會(huì)認(rèn)定的西南樺良種“普樺1號(hào)”。2009年1月采用兩段式育苗方式育苗[13]，7月選擇苗高17.0±2.0 cm，地徑0.20±0.05 cm的苗木造林。供試肥料為：尿素，含N 46.4 %；鈣鎂磷肥，含P2O518 %；氯化鉀，含K2O 60 %；復(fù)合肥(桉樹專用肥)，總養(yǎng)分30 %，含微量元素硼、錳、鋅、銅、鉬。

2.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用正交設(shè)計(jì)L16(45)安排試驗(yàn)，4個(gè)肥料因素即氮肥、磷肥、鉀肥、復(fù)合肥，各因素設(shè)4個(gè)水平，共16個(gè)處理(表1)，每處理20株，重復(fù)3次。施肥以底肥形式進(jìn)行施肥，2009年7月定植苗木，定植株行距2 m×3 m，穴狀整地，定植穴規(guī)格40 cm×40 cm×40 cm，定植后的管理?yè)嵊胧┩话闵a(chǎn)性幼林，2012年2月進(jìn)行觀測(cè)，測(cè)量的主要指標(biāo)有樹高和胸徑。數(shù)據(jù)采用SPSS 11.5進(jìn)行分析。

表1　因素與水平表

3結(jié)果與分析

3.1施肥對(duì)西南樺生長(zhǎng)的影響

樹高和胸徑是直觀反映植株生長(zhǎng)情況最常用的2個(gè)指標(biāo)，能反映植株生長(zhǎng)情況。處理1為未施肥(對(duì)照)。施肥對(duì)西南樺高生長(zhǎng)具有不同程度的促進(jìn)作用，15種施肥處理的樹高數(shù)值均大于對(duì)照(表2)，樹高提高30 %以上的處理共有6個(gè)，其中處理11最大，為4.96 m，較對(duì)照3.20 m高55 %，其次為處理12及處理10。

表2　L16(45)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

進(jìn)一步方差分析(表3)顯示，不同處理樹高差異達(dá)極顯著水平。施肥對(duì)西南樺徑向生長(zhǎng)也具有不同程度的促進(jìn)作用，其中未施肥的處理1胸徑值最低，為2.10 cm，處理11和13最大，都為4.23 cm，較對(duì)照提高101 %，15個(gè)施肥處理中胸徑提高30 %以上的處理有10個(gè)，不同施肥處理間胸徑值差異極顯著。

表3　不同處理生長(zhǎng)性狀的方差分析

3.2配方施肥試驗(yàn)的極差分析

因素間水平極差(R)的大小，說(shuō)明該因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響程度。參試的4因素對(duì)西南樺幼林高生長(zhǎng)影響的主次順序?yàn)榈?復(fù)合肥>磷肥>鉀肥(表4)，最佳水平為N3，P2，K4，(CF)2，即處理組合為N3P2K4(CF)2時(shí)最利于植株高生長(zhǎng)。4因素對(duì)西南樺幼林植株徑向生長(zhǎng)影響的主次順序?yàn)榈?復(fù)合肥>鉀肥>磷肥，各因素最優(yōu)水平組合為N3P3K4(CF)2。綜合高生長(zhǎng)與徑向生長(zhǎng)，氮肥對(duì)西南樺生長(zhǎng)的作用最大，這與同樣是速生用材樹種的桉樹[14]和楊樹[15]具有相似的研究結(jié)果。

表4　正交試驗(yàn)直觀分析表

注：k1、k2、k3、k4分別為各因素水平1、水平2、水平3、水平4的均值±標(biāo)準(zhǔn)差，R為極差。不同小寫字母代表p=0.05差異顯著；不同大寫字母表示p=0.01差異顯著。

3.3配方施肥試驗(yàn)的方差分析

對(duì)于高生長(zhǎng)，氮肥因素4水平間的差異顯著(p<0.05,表5)，進(jìn)一步的多重比較(表4)顯示，k3水平與k1水平間對(duì)高生長(zhǎng)的影響達(dá)到顯著水平，而k2和k4水平與k1水平間差異不顯著，與k3水平比較差異也不顯著，說(shuō)明只有k3水平對(duì)于高生長(zhǎng)才具有顯著的促進(jìn)效果；因素磷肥、鉀肥、復(fù)合肥的不同水平對(duì)西南樺高生長(zhǎng)的影響差異不顯著。徑向生長(zhǎng)，4個(gè)因素中只有N因素4個(gè)不同的水平間的差異顯著(p<0.05,表5)，k3水平與k1水平間達(dá)到顯著水平，k3水平對(duì)于徑向生長(zhǎng)具有顯著的促進(jìn)作用。

表5　正交試驗(yàn)方差分析表

3.4最佳施肥配比的篩選

綜合分析后確定西南樺幼林植株高生長(zhǎng)的最優(yōu)組合為N3P2K4(CF)2，即100 g氮肥+50 g磷肥+150 g鉀肥+50 g復(fù)合肥，該組合在16種處理中并未出現(xiàn)，與之最接近的試驗(yàn)組合為處理10，處理10在16種組合中對(duì)高生長(zhǎng)的作用排名第3；綜合分析確定的西南樺幼林植株徑向生長(zhǎng)的最優(yōu)組合為N3P3K4(CF)2，即100 g氮肥+100 g磷肥+150 g鉀肥+50 g復(fù)合肥，該組合在16種處理中也并未出現(xiàn)，與之最接近的試驗(yàn)組合為處理11，處理11在16種組合中對(duì)徑向生長(zhǎng)的作用排名第1。

4結(jié)論與討論

4.1結(jié)論

氮肥、磷肥、鉀肥、復(fù)合肥4因素4水平正交施肥試驗(yàn)對(duì)西南樺植株生長(zhǎng)影響的研究結(jié)果表明，施肥處理對(duì)西南樺植株高生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，不同施肥處理樹高差異達(dá)到顯著水平，提高幅度最大可達(dá)55 %，施肥處理對(duì)西南樺植株徑向生長(zhǎng)也具有促進(jìn)作用，不同施肥處理胸徑差異達(dá)到顯著水平，提高幅度最大可達(dá)101 %。

4因素對(duì)西南樺高生長(zhǎng)影響的主次順序?yàn)榈?復(fù)合肥>磷肥>鉀肥，高生長(zhǎng)的最優(yōu)組合為N3P2K4(CF)2，即每株100 g氮肥+50 g磷肥+150 g鉀肥+50 g復(fù)合肥；4因素對(duì)西南樺植株徑向生長(zhǎng)影響的主次順序?yàn)榈?復(fù)合肥>鉀肥>磷肥，最優(yōu)水平組合為N3P3K4(CF)2，即每株100 g氮肥+100 g磷肥+150 g鉀肥+50 g復(fù)合肥。

4.2討論

磷是控制植物生命過(guò)程的重要元素之一，植物在生長(zhǎng)過(guò)程中需要大量的磷。在土壤中，磷是所有基本營(yíng)養(yǎng)元素中有效性最低的一種,它在土壤中的濃度一般低于其他大量元素[16]。而低緯度地區(qū)土壤中磷缺乏[17～18]。因此在低緯度熱帶地區(qū)，磷元素通常成為限制植株生長(zhǎng)的元素。本試驗(yàn)極差分析顯示，磷對(duì)西南樺幼林植株的作用并不是最大的。說(shuō)明磷并沒有成為西南樺生長(zhǎng)的主要限制因子，推測(cè)原因，可能是試驗(yàn)地土壤可利用磷的含量相對(duì)較高，大于其生長(zhǎng)所需的最小含量，也有可能是西南樺對(duì)低磷環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。具體原因有待進(jìn)一步研究。

正交試驗(yàn)對(duì)于探索配方施肥具有明顯的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)4因素4水平的正交試驗(yàn)，得出了有利于西南樺高生長(zhǎng)和徑向生長(zhǎng)的優(yōu)化方案，即高生長(zhǎng)最佳方案N3P2K4(CF)2，徑向生長(zhǎng)最佳方案N3P3K4(CF)2，但值得注意的是，2個(gè)最佳方案都未出現(xiàn)在表2中的16種處理中，即本次試驗(yàn)并未進(jìn)行以上2種組合實(shí)驗(yàn)，這是因?yàn)檎辉O(shè)計(jì)是一種均一性設(shè)計(jì)，并不包括所有可能的處理組合，這也是正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，不會(huì)因減少試驗(yàn)次數(shù)而使最好的水平搭配落選，雖然以上2種理論的最佳組合方案的正確性還值得進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證，但可以為尋找最佳組合方案指明方向，精簡(jiǎn)試驗(yàn)次數(shù)，克服在施肥配方設(shè)計(jì)上的盲目性，提高了工作效率和試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。在理論最優(yōu)組合驗(yàn)證以前，現(xiàn)階段的生產(chǎn)實(shí)踐中，建議優(yōu)先推薦使用16種組合中生長(zhǎng)最好的處理11。

[下轉(zhuǎn)第95頁(yè)]

Effect of Formula Fertilization on Sapling Growth of Betula alnoides

CHEN Wei1,2，YANG Bin2，SHI Fu-qiang3，PEI Yan-hui2，LI Jiang2，

CHEN Shao-an2，MENG Meng2，F(xiàn)ENG Xian2

(1.Yunnan Laboratory for Conservation of Rare, Endangered & Endemic Forest Plants, Public Key Laboratory of the State Forestry Administration/

Yunnan Provincial Key Laboratory of Cultivation and Exploitation of Forest Plants, Kunming Yunnan 650201，P.R.China;

2.Yunnan Academy of Forestry,Kunming Yunnan 650201，P.R.China; 3.Pu’er Forestry Institute,Pu’er Yunnan 665000，P.R.China)

Abstract:Fertilization is an important techinal process in the cultivation of fast-growing and high-yield forest, and scientific fertilization can effectively improve land productivity.Effect of formula fertilization on sapling growth of Betula alnoides was studied by using orthogonal design with 4 factors and 4 levels.The results showed that:(1)Fertilizer treatment can enhance the growth of height and diameter of B.alnoides, the maximum extent reached to 55 % and 101 %.(2) The important order of effect of 4 fertilizers on height growth is nitrogen>compound fertilizer>phosphorus>potassium,the optimal combination is N3P2K4(CF)2.(3) The important order of 4 factors on diameter growth is nitrogen > compound fertilizer > potassium > phosphorus,the optimal combination is N3P3K4(CF)2.The results can provide reference for cultivation of B.alnoides plantation.

Key words:Betula alnoides;orthogonal design;formula fertilization;growth

中圖分類號(hào)：S 792.15

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-8246(2015)05-0081-05

通訊作者簡(jiǎn)介：楊斌(1971-)，男，高級(jí)工程師，主要從事森林培育方面的研究。E-mail：ynyaf@126.com

作者簡(jiǎn)介：第一陳偉(1982-)，男，助理研究員，碩士，主要從事森林培育及林木育種研究。E-mail：chenwei176@126.com

基金項(xiàng)目：云南省林業(yè)推廣項(xiàng)目(2012TSYN09)，國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)( 200704041)。

收稿日期：*2015-04-15

doi10.16473/j.cnki.xblykx1972.2015.05.016