陳家法，陳隆升，涂 佳，高定軍

（1. 湖南省林業(yè)科學院，湖南 長沙 410004；2.板溪國有林場，湖南 桃江 413402）

長期施肥對油茶林產果量及土壤地力可持續(xù)性的影響

陳家法1，陳隆升1，涂 佳1，高定軍2

（1. 湖南省林業(yè)科學院，湖南 長沙 410004；2.板溪國有林場，湖南 桃江 413402）

油茶是我國特有的重要木本油料樹種，需要大量土壤養(yǎng)分滿足其果實的需要。為了明確中亞熱帶第四紀紅壤地區(qū)長期施肥對油茶林地力和產果量的影響，本研究以湖南衡陽市常寧縣油茶人工林為研究對象，設置了油茶專用肥，化肥和對照3個處理，采用完全隨機區(qū)組設計排列，重復3次，分析了油茶林產果以來不同施肥處理對油茶林產果量及基礎地力的影響。結果表明：(1)施肥能顯著提高油茶林的產果量，且專用肥的使用對油茶產果量影響最為顯著。到造林第10年，施用專用肥油茶果產量為9765.4 kg/hm2，較化肥和CK分別提高了393.79%和637.01%。(2)施用專用肥和施用化肥的油茶林土壤地力貢獻率均下降顯著（p＜0.01），而土壤肥料貢獻力變化不顯著。施用專用肥油茶林土壤地力貢獻率在55%～65%之間，而施用化肥的油茶林土壤地力貢獻率在30%～42%之間。(3)油茶人工林不同施肥處理產果以來肥料穩(wěn)定性（p＜0.01）及可持續(xù)性差異顯著（p＜0.01)，專用肥相對于化肥和CK更有利于油茶果產量穩(wěn)定性和可持續(xù)性。(4)施用專用肥比施用化肥對土壤全氮、有效磷、速效鉀和有機質的含量提高更為顯著。綜上所述，施肥能有效提高油茶產果量，且施用專用肥的效果明顯優(yōu)于化肥。

油茶林；不同施肥；基礎地力貢獻率；肥料貢獻率

油茶Camellia olerfera為山茶科山茶屬樹種，是我國南方特有的重要木本油料樹種，與油棕、橄欖、椰子并稱為世界四大油源樹種之一[1]。土壤管理是油茶林地管理的重要組成部分，要使油茶生長旺盛，茶油產量高，施肥成為一種必要手段在很多地區(qū)運用[2]。然而，長期在油茶林地運用肥料對土壤的改變尚不明確。因此，有必要在湖南省油茶主產區(qū)開展長期常規(guī)施肥以及專用肥對茶油產量及基礎地力影響的研究。

油茶施肥在我國開展較早，同時也很廣泛。19世紀60年代開始，我國就開始了油茶施肥試驗，當時的研究集中在氮、磷和鉀三個主要營養(yǎng)元素的用量和利用方法上[3]。認為施用氮磷鉀肥對油茶的生長發(fā)育有重大意義。多年的研究表明，油茶對施肥效應敏感，施肥后能顯著提高油茶果的產量[4]，有效提高油茶養(yǎng)分利用率[5]，促進葉面積同化速度[6]，優(yōu)化各器官的質量配比[7]。劉應珍[8]研究表明，施肥能使油茶幼新稍的平均增長率比對照高34.3%，冠幅比對照增長35.2%。胡冬南等[9]根據氮磷鉀設置了不同的養(yǎng)分比的施肥方案, 對油茶幼苗進行配方施肥試驗。試驗采用隨機區(qū)組設計，結果表明，N2P1K1（2∶1∶1.3）和N1P1K2（1∶1∶2.6）處理能顯著提高樹高、冠幅、葉面積和葉綠素。申巍等[10]研究施肥對25年生成年油茶生長和結實特性的影響，他們采用復合肥和有機肥不同配比進行試驗，結果表明，施肥能顯著提高成年油茶冠幅乘積、春梢長度和油茶產量。

不論對幼年林還是成年林，油茶施肥的作用不可否認，但是影響油茶林生長的自然環(huán)境因子多，且錯綜復雜，導致田間施肥的試驗精確性難以把控[11]。目前我省油茶林配方施肥僅限于試驗階段，通常在一個試驗地，采用不同施肥配比得出的最佳施肥配方，往往僅能用于該試驗地。該油茶林外的其他油茶林，因為母質不同，氣候不同，降雨量不同等立地條件差異而不能使用該試驗地的施肥配方結果。油茶產量的提高也可能得不到重現。油茶林配方施肥的操作需要專家親臨指導，專家少農戶多，廣大農戶難以享受到一對一指導的資源，使得配方施肥技術難以廣泛運用。因此，研究長期不同施肥處理下油茶產量和基礎地力變化對指導湖南大部分地區(qū)油茶合理施肥和地力維持提供依據。

油茶林從幼年林到成熟林對土壤養(yǎng)分需求量大，其長期不同施肥是否改變土壤地力以及地力施肥衰退尚不清楚。本文以常林縣新造油茶人工林為研究對象，連續(xù)十年觀測，重點探討如下問題：1)油茶人工林在油茶有機無機專用肥專用肥、化肥和對照不施肥的施肥管理下對茶油果產量以及油茶果年增量波動的響應；2)長期不同施肥對油茶林土壤地力貢獻率和肥料貢獻率的影響；3)長期不同施肥處理對茶油果產量穩(wěn)定性及持續(xù)性的影響，以及長期施肥后土壤養(yǎng)分與茶油果產量之間的關系。油茶地力是否衰退。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗地位于湖南省衡陽市常寧縣，26°22′40″N，112°35′22″E。亞熱帶季風氣候，四季分明，年平均氣溫為18.6℃，雨量充沛，年均降水量1 923.3 mm。年日照1 399.9～2 058.9 h。試驗地海拔221.3 m，土壤為第四紀紅土紅壤，土壤厚度100 cm坡度14°；土壤質地為輕粘土，pH值4.6。試驗材料為湘林210號，于2006年栽植造林，栽植密度為 2.7 m × 2.7 m。

1.2 施肥試驗設計

本試驗始于2006年，設3個處理：(1)不施肥（CK）；(2)化肥，1～4年幼年林施肥為：N∶P∶K比例為3.5∶1∶2.5，尿素120.1 kg/hm2，鈣鎂磷 253.7 kg/hm2，硫酸鉀 106.8 kg/hm2，ZnSO4·H2O 46.7 kg/hm2，Na2B4O7·10H2O 133.5 kg/hm2，造林第4年后成熟林施肥為：N∶P∶K比例為5∶1.5∶4.5，尿素307.1 kg/hm2，鈣鎂磷253.7 kg/hm2， 硫 酸 鉀 600.7 kg/hm2，ZnSO4·H2O 293.7 kg/hm2，Na2B4O7·10H2O 133.5 kg/hm2；（3）油茶有機無機專用肥，1～4年幼年林施肥為：有機肥含22.4%有機質，其中氮磷鉀忽略不計，補充N∶P∶K比例為3.5∶1∶2.5，尿素120.1 kg/hm2，鈣鎂磷253.7 kg/hm2，硫酸鉀 106.8 kg/hm2，ZnSO4·H2O 46.7 kg/hm2；Na2B4O7·10H2O 133.5 kg/hm2；造林第4年后成熟林施肥為：有機肥含22.4 %有機質，N∶P∶K比例為5∶1.5∶4.5，尿素307.1 kg/hm2，鈣鎂磷 253.7 kg/hm2，硫酸鉀 600.7 kg/hm2，ZnSO4·H2O 46.7 kg/hm2；Na2B4O7·10H2O 133.5 kg/hm2。施肥方法采用環(huán)狀溝施，林地管理保持一致。

1.3 樣品采集與試驗觀測

油茶林從造林第5年開始每年10月20號左右測產；土壤樣本采于2016年9月。取樣深度為0～25 cm。

1.4 土壤養(yǎng)分分析

土壤有機質采用LY/T 1237-1999法測定；速效磷采用Mehlich3提取法[12]、有效鉀采用Mehlich3提取法[13]；全氮采用Kjeldahl法[14]運用間斷分析儀Smartchem 200分析。

1.5 數據計算與處理

計算公式分別為：

油茶果產量穩(wěn)定性以統(tǒng)計學上的變異系數（CV）表示，用來衡量油茶不同年份產果量變異程度[15]，CV 越大表明油茶果產量穩(wěn)定性越低。計算公式分別為：

油茶果產量可持續(xù)性采用可持續(xù)產量指數（SYI）來分析，指數高低表明油茶產果穩(wěn)定性和可持續(xù)性高低。計算公式為：

式中，xmas為所有年份中產量的最大值。

1.6 數據統(tǒng)計方法

統(tǒng)計方法采用Microsoft Excel 2007和SPSS 15.0數據處理軟件進行單因素方差分析和相關分析。

2 結果與分析

2.1 油茶產果量變化趨勢

油茶林進入產果期后，隨著施肥年限的增加，相對于不施肥，各施肥均能顯著提高油茶果基礎地力產量（p = 0.08)，且施用專用肥對油茶果產果量提高更為顯著（見圖1）。油茶林產果后，油茶果以施用專用肥產量最大，到造林第10年，施用專用肥油茶果產量為9 765.4 kg/hm2，較化肥和CK提高了393.79%和637.01%。施用專用肥盛產期產果量11 221.2 kg/hm2，較化肥和CK提高了267.20%和374.44%。

圖1 不同施肥處理對油茶產果量影響Fig. 1 Effect of different fertilization on Camellia olerfera yield

長期施肥與CK處理相比，油茶產果量年度間差異顯著（p＜0.05，見圖2）。其中，施用專用肥的油茶林油茶產果量年增長值均高于施用化肥和CK。造林第4年油茶林開始產果，造林第5年和第6年油茶林產果量一直增高，但造林第7年不同施肥處理油茶果產量均下降，其中施用化肥處理油茶果產量下降較施用專用肥和CK更為顯著，施用化肥油茶果較往年下降了1 898.2 kg/hm2，CK油茶果較往年下降了459.1 kg/hm2，專用肥油茶果較往年僅增加了117.3 kg/hm2。造林8年，不同施肥油茶林油茶果產量年均增加顯著，CK茶果較往年增加了1 470 kg/hm2，使用化肥油茶果較往年增加了3 212 kg/hm2，專用肥油茶果較往年增加最為顯著增加了3 920.5 kg/hm2。而造林第9年到第10年，不同施肥油茶果年均增長均減少，其中以施用化肥下降最為顯著，到第十年下降了2 190.1 kg/hm2，較CK下降多110.52%，較專用肥下降多1 680.56%。

圖2 不同施肥處理對油茶產果量年均增長的影響Fig. 2 Effect of different fertilization on average annual yield of Camellia olerfera

2.2 土壤基礎地力貢獻率與肥料貢獻率

施用專用肥和施用化肥的油茶林土壤地力貢獻率均下降顯著（p ＜ 0.01），而土壤肥料貢獻力上升不顯著（見圖3）。施用專用肥提高油茶林土壤基礎地力高于使用化肥的油茶林。施用專用肥油茶林土壤地力貢獻率在55%～65%之間，而施用化肥的油茶林土壤地力貢獻率在30%～42%之間。說明專用肥的配比更有利于土壤基礎地力的提高。

施用專用肥肥料貢獻率在造林10年中一直較為平穩(wěn)，一直處于30%左右。施用化肥的油茶林在造林第4年到第5年肥料貢獻率突然陡增，增加了102.1%，之后處于30%左右，說明化肥的配比波動在剛產果時較大，之后趨于平穩(wěn)。油茶人工林施用10年專用肥的肥料貢獻率與地力貢獻率與施用化肥的肥料貢獻率與地力貢獻率呈極顯著負相關（p＜0.05，見圖4）。

圖3 不同施肥油茶人工林土壤地力貢獻率和肥料貢獻率年度變化Fig.3 Annual constituent of different fertilization on contribution of soil capacity and contribtion ratio in Camellia olerfera plantation

圖4 長期施肥地力貢獻率與肥料貢獻率的相關關系Fig. 4 Correlation between the contribution of ratio of fertilizer and the contribution of soil capacity

2.3 施肥對油茶產果產量穩(wěn)定性及可持續(xù)性的影響

油茶人工林產果以來在不同施肥處理下肥料對產果穩(wěn)定性（p＜0.002）及產果可持續(xù)性差異顯著（p＜0.01），專用肥相對于化肥和CK更有利于油茶果產量穩(wěn)定性和可持續(xù)性，同時，隨著時間的推移CV值和SYI值逐漸趨于穩(wěn)定（見圖5）。在造林第7年施用專用肥與不施肥處理CV值重疊，之后專用肥CV值處于最低。而在造林的第6年，專用肥SYI值與化肥SYI值重疊，之后專用肥SYI值表現為最高。

圖5 長期施肥對油茶產量穩(wěn)定性和可持續(xù)性影響Fig.5 Effects of fertilization on the coef fi cient of variation and sustainability Camellia olerfera Abel yield

2.4 土壤養(yǎng)分含量與產量相關關系

圖6 長期施肥土壤養(yǎng)分與油茶產量的關系Fig.6 The relationship between Camellia olerfera yield and soil nutrient after long-term fertilization

專用肥和化肥處理土壤全氮、有效磷、速效鉀和有機質的含量顯著提高（p＜0.01，圖6）。且施用專用肥比施用化肥對土壤全氮、有效磷、速效鉀和有機質的含量提高更為顯著。施用專用肥全氮含量比施用化肥和CK分別提高23.2%和112.3%；專用肥處理有機質含量分別比化肥和CK處理提高13.2%和126.5%；專用肥處理有效鉀含量分別比化肥和CK處理提高21.5%和132.4%；專用肥處理速效磷含量分別比施用化肥和CK提高12.3%和156.3%。分別擬合油茶果產量與土壤養(yǎng)分關系表明，油茶果產量與土壤有效磷、全氮、速效鉀和有機質含量呈顯著正相關。

3 討 論

3.1 施肥對油茶果產量的影響

因為種植油茶的地方為山坡，肥力低，酸度大，粘性重，土壤貧瘠，且容易干旱[16]。本研究結果表明，從造林開始施肥，到油茶產果時不同施肥較不施肥均能顯著提高油茶果產量，且專用肥配比化肥更有利于油茶果產量的提高。通過施肥改造夠，土質變松、變肥、含蓄水分的能力提高，油茶根系能吸收更多的水分和養(yǎng)分，促進油茶幼林枝葉的繁茂和成年油茶林果實產量的提升。油茶生活在酸性土壤中，土壤速效磷缺乏，肥料中氮、磷、鉀配比要均衡。本試驗中化肥對油茶果的產量效果顯著低于專用肥。原因可能是因為專用肥含有機質較多，有利于土壤結構的改善，其中合理的氮是組成細胞結構的重要組分注意，氮素充足，油茶組織生長旺盛[17]。磷是細胞中核酸、核苷酸的重要組成元素，它在細胞分裂和增殖中起關鍵作用，它能促進種子發(fā)芽和根系生長，使茶果提早成熟，果實飽滿。鉀能增加細胞的滲透壓，提高油茶的抗旱性[18]。鉀肥充足，植物體內木質素和纖維素含量就高，植株堅韌，抗病蟲能力強。微量元素對油茶生長發(fā)育有一定的作用.錳能促進油茶對硝態(tài)氮的吸收[19]。硼對油茶營養(yǎng)器官和生殖器官（花芽、花粉）的發(fā)育影響顯著，能加強油茶的氧化、還原過程，也能改善根部的氧氣供應[20]。銅是油茶體內酶的組成成分，能參與許多新陳代謝過程。油茶人工林施用專用肥，能滿足油茶養(yǎng)分的積累和果實生長需要的大量養(yǎng)分[21]。

3.2 施肥對地力貢獻率和肥力貢獻率的影響

基礎地力貢獻率作為是一個反映土壤基礎地力的綜合性指標的研究，不同施肥方式下油茶林基礎地力貢獻率有明顯差異，且專用肥比化肥配施比單施化肥高，說明專用肥與化肥更能有效提升油茶林基礎地力。施用專用肥肥料貢獻率在造林10年中一直較為平穩(wěn)，說明專用肥對土壤肥力的貢獻一直比較均衡，波動不大。而施用化肥的油茶林在造林第4年到第5年肥料貢獻率突然陡增，說明化肥的配比波動在剛產果時較大。

3.3 施肥對油茶果的穩(wěn)定性和可持續(xù)性影響及與土壤養(yǎng)分的關系

施用專用肥能提高油茶林產果量的抗逆性，維持油茶林產果的穩(wěn)定。長期施用化肥，會不利于土壤生態(tài)健康。研究還表明，長期不同施肥管理會導致土壤養(yǎng)分含量產生差異。長期施用肥料較不施肥能有效提高土壤有機質、全氮、速效磷和速效鉀，其中專用肥更有利于土壤有機質、全氮、速效磷和速效鉀的蓄積。長期不施肥土壤養(yǎng)分較長期施肥土壤養(yǎng)分少的的原因，一方面是因為油茶需要大量養(yǎng)分滿足開花和果實的增長；另一方面，油茶樹歸還林地養(yǎng)分較少，不施肥不能補充土壤中的養(yǎng)分?；屎蛯Ｓ梅示芨纳仆寥鲤B(yǎng)分，而長期施用專業(yè)肥可有效提高油茶人工林土壤全氮、速效鉀、有機質和有效磷，可能是因為專用肥中的配比改善了土壤結構，有利于土壤微生物繁殖[22]，緩解地力退，促進樹根的生長，增加土壤養(yǎng)分的吸收[23-28]。

4 結 論

（1）油茶林進入產果期后，隨著施肥年限的增加，相對于不施肥，各施肥均能顯著提高油茶果基礎地力產量，且施用專用肥對油茶果產果量提高更為顯著。到造林第10年，施用專用肥油茶果產量為9765.4 kg/hm2，較化肥和CK提高了393.79%和637.01%。施用專用肥盛產期產果量11 221.2 kg/hm2，較化肥和CK提高了267.20%和374.44%。長期施肥與CK處理相比，油茶產果量年度間差異顯著。造林第9年到第10年，不同施肥油茶果年均增長均減少，其中以施用化肥下降最為顯著，到第十年下降了2 190.1 kg/hm2，較CK下降多110.52%，較專用肥下降多1 680.56%。

（2）施用專用肥和施用化肥的油茶林土壤地力貢獻率均下降顯著，而土壤肥料貢獻力上升不顯著。施用專用肥提高油茶林土壤基礎地力高于使用化肥的油茶林。施用專用肥油茶林土壤地力貢獻率在55%～65%之間，而施用化肥的油茶林土壤地力貢獻率在30%～42%之間。說明專用肥的配比更有利于土壤基礎地力的提高。

（3）油茶人工林不同施肥處理產果以來不同肥料穩(wěn)定性及可持續(xù)性差異顯著，專用肥對油茶果產量穩(wěn)定性和可持續(xù)性優(yōu)于施用化肥和CK。

（4）不同施肥均能顯著提高油茶林土壤全氮、速效鉀、有效磷和有機質的含量。且施用專用肥比施用化肥對土壤全氮、速效鉀、有效磷和有機質的含量提高更為顯著。

長期施用專用肥能緩解油茶林帶走的土壤養(yǎng)分消耗，減緩地力下降，油茶專用肥更適合油茶果實的積累。

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Effect of long-term fertilization on yield andsoil fertility sustainability of Camellia olerfera

CHEN Jiafa1, CHEN Longsheng1, TU Jia1, GAO Dingjun2
(1.Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, Hunan, China; 2.State-owned forest farm of Baoxi, Taojiang 413402, Hunan, China)

Camellia olerfera is one of the world’s four major woody oil plants and is widely cultivated in subtropical acid soils for oil production. To understand the effect of long-term fertilization on soil fertility and Fruit production quantity of Camellia olerfera in quaternary red soil, subtropical areas, the research objects of the study are the new plantations in Changning County, Hunan, which was done in a randomized complete block-design of three replications and analyzed the in fl uence on the plantations with different fertilizer treatments on yield and the soil capacity. There were 3 treatments: Special Fertilizer, Chemical fertilizer and Control Test. The results show that: 1) fertilization can signi fi cantly increase Camellia olerfera yield, and Special Application Fertilizer can signi fi cantly increase Camellia olerfera yield more than Chemical fertilizer; Ten years after afforestation, Special Application Fertilizer increase the yield more signi fi cantly, which increased to 9765.4 kg/hm2than Chemical fertilizer 393.79% and 637.01 % than Control Test. 2) The contribution of soil capacity decreased signi fi cantly when applied special fertilizer and chemical fertilizer, and there are no change on contribution rate of fertilizer. The contribution of soil capacity of special application fertilizer between 55%-65%, and the contribution of soil capacity of chemical fertilizer between 30%-42%. 3)coef fi cient of variation and sustainable yield had signi fi cant difference, and stable and sustained growth of Camellia olerfera yield were bene fi ted under special fertilizer. 4) SOM, TN, AP and AK were signi fi cantly improved by special fertilizer. In summary, the fertilizer can effectively improve the Camellia olerfera yield.

Camellia olerfera forest; differentfertilization; contribution ratio of soil capacity; contribution ratio of fertilizer

S781.56

A

1673-923X(2017)07-0059-07

10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.07.009

2017-04-23

中央財政林業(yè)科技推廣項目“油茶測土配方施肥技術推廣與示范”（[2016]XT005）

陳家法，高級工程師；E-mail：tujia@189.cn

陳家法，陳隆升，涂 佳，等.長期施肥對油茶林產果量及土壤地力的影響[J].中南林業(yè)科技大學學報，2017,37(7):59-65.

[本文編校：吳 毅]