付志高，李蓮芳，王 凱，彭思華，高譽(yù)衡

（西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，昆明 650224）

滇油杉（Keteleeria evelyniana）為松科（Pinaceae）油杉屬喬木樹種，其主要分布于云南，四川西南部和貴州西部，云南以滇中為主，分布海拔1 400～2 500 m，主要集中在1 600～2 200 m垂直范圍[1-2]。滇油杉材質(zhì)優(yōu)良，樹皮耐火性強(qiáng)，可作為分布區(qū)的優(yōu)質(zhì)用材林和防火隔離帶樹種。目前，對滇油杉的研究主要在林下凋落物、群落物種構(gòu)成及其多樣性和木材等方面[3-5]，苗木培育方面鮮少查及相關(guān)文獻(xiàn)。

施肥是提高苗木質(zhì)量的有效措施之一[6-8]。緩釋肥（slow-release fertilizer，SRF）屬復(fù)合肥的一種，其養(yǎng)分緩慢釋放于土壤中并持續(xù)地供給被施肥對象[9]。緩釋肥在山核桃（Carya illinoinensis）、思茅松（Pinus kesiya var.langbianensis）、杉木（Cunninghamia lanceolata）和華北落葉松（Larix principis-rupprechtii）等苗木培育中已有應(yīng)用研究，具有促進(jìn)苗木生長的共同特性[10-13]。氮和磷是林木生長發(fā)育的必需大量元素，在土壤或基質(zhì)中人為施入，可有效促進(jìn)苗木生長。茍志輝等[14]開展3 a生油松（P.tabuliformis）的尿素（氮肥）施氮肥試驗，指出施尿素12 g/株促進(jìn)苗木生長的效果最優(yōu)。祝燕等[15]研究發(fā)現(xiàn)，施尿素240 kg/hm2，促進(jìn)1 a生長白落葉松（L.olgensis）苗木的生長。孫宇等[16]對2 a生長白落葉松移栽苗施磷肥，結(jié)果，489 kg/hm2的過磷酸鈣顯著地促進(jìn)地徑和苗高生長。周瑋等[17]的研究發(fā)現(xiàn)，施鈣鎂磷肥200 g/株促進(jìn)1 a生馬尾松（P.massoniana）的苗高生長和生物量累積。施肥不僅促進(jìn)苗木生長，而且提高其生物量的積累。杜旭等[18]對苗齡2個月的尾巨桉（Eucalyptus urophylla×E.grandis）盆栽苗木開展施肥試驗，磷酸一銨300 g/株顯著地促進(jìn)苗木生長。以上文獻(xiàn)表明，長效肥料緩釋肥和速效肥料氮和磷肥對苗木生長具有明顯的促進(jìn)作用，但二者配施的研究較少。

目前，有關(guān)滇油杉苗木培育的研究較少，其苗木施肥的研究更不多見。基于施肥對壯苗培育的有效性，以苗齡約3 a生滇油杉野生移栽苗木為研究對象，開展緩釋肥與氮和磷肥配施的施肥試驗，了解試驗的因素水平及其組合對其生長和生物量積累的影響，為該樹種苗木培育提供施肥的科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

試驗地位于云南省昆明市宜良縣祿豐村國有林場的尖山林區(qū)，地理位置為東經(jīng) 102°45′41″、北緯25°04′00″，海拔 1 859～1 945 m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均、絕對最高和最低溫分別為17.5、31.5和-5℃，年均降水量995.3 mm，年相對濕度約68%，土壤屬風(fēng)化程度較高的酸性紅壤[19-20]，試驗地位于滇油杉天然分布區(qū)域。

滇油杉苗木于2018年3月于當(dāng)?shù)氐牡嵊蜕剂址窒聨烈圃缘? a生苗木。苗木移栽至底×高為8 cm×11 cm的無紡布苗木培育容器中（基質(zhì)采用林下表層土，土壤過篩后多菌靈溶液消毒），每個容器移栽一株苗木，培育后約1 a，于2019年2月開展施肥試驗。施肥前，苗木的地徑和苗高分別為0.88～1.19 cm和 4.35～6.61 cm，苗木長勢基本一致。SRF（N∶P∶K 為14∶14∶14）由德國康樸公司生產(chǎn)的巴薩克包膜控釋肥，其有效釋放期為6個月；氮肥為尿素（氮含量≥25%），由云南根豪農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)；磷肥為磷酸二銨（N∶P 為 18∶46，總養(yǎng)分≥64%）。

試驗包括緩釋肥（A）、氮肥（B）和磷肥（C）3個因素，每因素含3水平（表1）。

表1 因素及其水平表Table 1 Factors and levels of the experiment g·seedling-1

根據(jù)試驗的因素水平，采用L9（34）正交設(shè)計開展試驗實施（表2），試驗增加一個不施肥的對照（CK），共10個處理組合，每處理組合15株苗木，3次重復(fù)。

施肥前，清除苗床和容器內(nèi)的雜草；按照處理組合設(shè)計的施肥量，采用塑料瓶制作的度量容器，按處理組合設(shè)計的施肥量獲取每株苗木所需肥量混合進(jìn)行施肥。施肥時，用木棍在距離苗木根部約2～3 cm處掘出一條環(huán)形溝，把混合的肥料均勻施入溝內(nèi)，并覆蓋土壤至不見肥料。施肥0.5和1.0 a后，測定苗木地徑、苗高和生物量（僅施肥1 a后分別測定其根、干和葉的干重）。生物量洗凈苗木根系土壤后，分剪根、干和葉后稱其鮮重，分單株裝入信封，按重復(fù)、處理組合和單株標(biāo)記后烘干至恒重。烘干時，將信封置入105℃的烘箱內(nèi)殺青20 min，再降至65℃烘箱烘至恒重，稱量干重。根據(jù)文獻(xiàn)[21]，苗木質(zhì)量指數(shù)（quality index，QI）計算公式：QI=TDW/[（H/D）+（SDW/RDW）][其中，TDW 為苗木總烘干重（g），D為地徑（mm），H為苗高（cm），SDW為干的烘干重（g），RDW 為根的烘干重（g）]；地徑和苗高增長率的計算公式：IR=（Xi-Xj）/Xj×100%（IR 為增長率，Xi為施肥后的值，Xj為施肥前和施肥后0.5 a的值）。

表2 L9（34）正交試驗設(shè)計Table 2 The L9（34）orthogonal experimental design

采用Excel和SPSS 24.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，用Duncan’s法進(jìn)行多重比較[21]。苗木質(zhì)量指數(shù)采用系統(tǒng)聚類進(jìn)行分類。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥對苗木生長的影響

2.1.1 地徑對施肥的響應(yīng)

施肥0.5 a后，9個處理組合的平均地徑為1.77～2.13 cm，對照的1.16 cm，較施肥前增長73.75%～104.38%，對照的增長率為41.04%，施肥處理組合的平均地徑和增長率均極顯著地大于對照的（P平均地徑=6.711E-5 和 P地徑增長率=1.364E-12＜0.01），且施肥處理組合間，地徑增長率亦呈現(xiàn)極顯著的差異，其中，處理組合4的增長率極顯著地高于除1～3和9以外處理組合的；施肥后1 a期間，處理組合的平均地徑為2.41～3.62 cm，對照的僅1.58 cm，施肥處理組合的地徑較施肥后0.5 a時增長15.60%～47.76%，對照的僅增長13.7%，處理組合間平均地徑的差異與施肥 0.5 a后的相同（P=3.982E-4＜0.01），地徑增長率除施肥處理組合的極顯著地高于對照的外，施肥處理組合間，處理組合2和6的極顯著地高于處理組合 3的（P=6.679E-10＜0.01；表 3）。平均地徑及其增長率的統(tǒng)計分析結(jié)果，表明緩釋肥與氮和磷肥配施，極顯著地促進(jìn)滇油杉苗木生長，同時，不同水平的配施極顯著地影響施肥后0.5和1.0 a期間的地徑增長率，且前一階段的增長率高于后一階段的，主要是后一階段，6個緩釋肥的養(yǎng)分釋放逐漸降低導(dǎo)致的。

表3和表4指出，施肥0.5 a后，影響地徑生長的主導(dǎo)因子是緩釋肥；施肥的水平間，1.00 g/株緩釋肥的地徑增長率極顯著地高于其余水平的（P=6.492E-7＜0.01），0.10 g/株尿素的顯著地高于其余兩個水平的（P=0.013＜0.05），0.50 g/株磷肥的亦極顯著地高于其余 2水平的（P=6.435E-6＜0.01），同時，此期間，地徑增長率與緩釋肥和尿素施肥量呈反比，也許與此階段苗木較小，對此2類肥料的需求量較小有關(guān)；施肥的理論最優(yōu)水平組合（A1B1C2）和實際增長率最高的處理組合4（A2B1C2）的不一致，也許與因素的水平間對地徑生長具有極顯著的差異影響有關(guān)（PA×B=5.62E-5＜0.01）。施肥后0.5～1 a期間，影響地徑生長的主導(dǎo)因子是緩釋肥與磷肥的交互作用；因素水平間，4.00 g/株緩釋肥的地徑增長率顯著地高于1.00 g/株的（P=0.014＜0.05），與前一階段不同，地徑增長率與施肥量呈正相關(guān)；尿素的是0.10和0.40 g/株的增長率極顯著地高于 0.20 g/株的（P=2.262E-4＜0.01），磷肥的則是0.25和0.50 g/株的極顯著地高于0.75 g/株的（P=7.808E-5＜0.01），且隨磷肥施肥量增加，地徑增長率下降，地徑增長率的理論最優(yōu)水平組合（A3B1C1）和實際增長率最大的處理組合2（A1B2C2）的也不一致，導(dǎo)致以上結(jié)果的原因與前一階段的相同（PA×B=5.90E-9＜0.01）。施肥后0.5和1 a兩個階段，苗木地徑增長率間的不同，主要是不同階段苗木大小、生長季節(jié)、養(yǎng)分分解產(chǎn)生含量變化及其苗木對養(yǎng)分需求的動態(tài)需求等綜合因素導(dǎo)致的。

表3 不同處理組合地徑和苗高Table 3 Basal diameters(BDs)and seedling heights(SHs)of different treatment combinations(TCs)

2.1.2 施肥對苗高的影響

施肥后0.5 a時，處理組合的平均苗高為9.78～13.20 cm，對照的6.42 cm，與施肥前相比較增長81.08%～129.26%，對照的增長率僅50.22%，與地徑的類似，施肥處理的苗高均極顯著地高于對照的（P=3.016E-6＜0.01），苗高增長率亦呈現(xiàn)極顯著的差異，其中處理組合1～4和6～8的極顯著地高于處理組合9和對照的，且施肥處理組合的極顯著高于對照的（P=2.927E-7＜0.01；表 2）；施肥后 0.5～1 a期間，處理組合的平均苗高12.87～19.90 cm，對照的平均值僅為7.55 cm，施肥處理組合的苗高與施肥后0.5 a時相比較，增長14.59%～59.86%，對照的17.19%；施肥后0.5～1 a期間，與其一階段的不同，處理組合7地徑增長率極顯著地高于處理組合3和對照的（P=1.162E-7＜0.01；表 3）。兩個測定階段，地徑增長率對施肥處理組合的響應(yīng)不相同，其同時由苗木生長對養(yǎng)分需求的動態(tài)變化及施肥效應(yīng)隨時間變化共同導(dǎo)致的。

施肥0.5 a后，與地徑不同，影響滇油杉苗高生長的主導(dǎo)因子為磷肥；因素水平間，緩釋肥3個水平間的苗高增長率基本相同，0.40 g/株尿素的極顯著地高于其余2水平的（P=9.975E-6＜0.01），即苗高生長對氮肥需求相對較高，0.25和0.75 g/株磷肥的苗高增長率極顯著地高于0.50 g/株的（P=1.118E-9＜0.01），苗高增長率與施肥量間不呈規(guī)律性變化；與地徑相同，施肥的理論優(yōu)水平組合（A1B3C1）和實際增長率最高的（A1B1C1）也不一致（表3和4），其原因與地徑的相同，苗高增長率與磷肥間的關(guān)系亦相同（PA×B=2.55E-8＜0.01）。施肥后 0.5～1 a期間，影響苗高生長的主導(dǎo)因子與地徑相同階段的一致，為緩釋肥和磷肥的交互作用，其對苗高生長具有極顯著的差異影響（PA×B=4.91E-11＜0.01）；因素水平間，4.00 g/株緩釋肥的苗高增長率極顯著地高于2.00 g/株的（P=3.946E-6＜0.01），尿素和磷肥與相同階段地徑和前一階段的不同，0.10和0.20 g/株的極顯著地高于0.40 g/株的（P=2.282E-7＜0.01），且隨施肥量增加，苗高增長率呈降低趨勢，磷肥則是0.75 g/株的極顯著地高于 0.25 g/株的（P=1.230E-8＜0.01）；施肥的理論優(yōu)水平組合與實際增長率最高的相一致（表3和表4）。兩個測定階段，地徑和苗高增長率的施肥效應(yīng)不同，揭示滇油杉苗木此2指標(biāo)對施肥種類及其水平的響應(yīng)不相同，苗木培育中，綜合其對地徑和苗高生長的影響，需要選擇最優(yōu)施肥組合開展壯苗培育。

表4 地徑和苗高增長率隨因素水平的變化Table 4 Changes of BDs and SHs increment rate with factor level differences

2.2 施肥對苗木生物量的影響

2.2.1 生物量對施肥的響應(yīng)

施肥1 a后，處理組合苗木的根、干、葉、地上部分和單株的生物量分別為1.048～2.076、0.214～0.626、0.345～0.901、0.621～1.241 和 1.709～3.317g/株，對照的分別為 1.008、0.236、0.380、0.616 和 1.624 g/株；處理組合間，僅葉、根和單株生物量呈現(xiàn)顯著或極顯著的差異（P葉=0.007＜0.01；P根=0.036 和 P單株=0.033 和＜0.05），其中，處理組合7的葉生物量極顯著地高于組合3、4、6、9和對照的，且施肥處理組合的極顯著地高于對照的；根和單株生物量的則是處理組合1和7的顯著地高于除處理組合2、5和8（單株的含9）以外其余組合的（表5），即處理組合苗木生物量的差異主要由根和葉構(gòu)成，同時，亦指出，滇油杉養(yǎng)分首先分配至吸收和合成器官根和葉中，在構(gòu)建這些器官健壯基礎(chǔ)上促進(jìn)苗木生長。

表5 苗木生物量Table 5 The biomass of seedling g·seedling-1

2.2.2 生物量隨因素水平的變化

表6指出，施肥1 a后，影響根、干和葉生物量積累的主導(dǎo)因子分別是尿素、緩釋肥與磷肥的交互作用，以及緩釋肥，表明不同種類的肥料促進(jìn)不同的器官生長；因素水平間，僅根和單株生物量的水平間呈現(xiàn)顯著的差異（P根=0.018＜0.05和 P單株=0.029＜0.05），其中0.01 g/株尿素的顯著地大于0.40 g/株的，即較少施肥料即可實現(xiàn)促進(jìn)根系發(fā)育和生長的效果，從而進(jìn)一步提高單株生物量；根、葉和單株的理論最優(yōu)水平組合為A3B1C3，干和地上部分的與此不同（表6），揭示根和葉共同發(fā)育和生長，從而共同促進(jìn)苗木生物量積累，因此，提高滇油杉苗木生物量積累，首先必須以促進(jìn)根系和葉發(fā)育和生長為主。

表6 苗木生物量隨因素水平的變化Table 6 Changes of biomass with factor levels

2.2.3 苗木生物量于器官間的分配

施肥后1 a時，滇油杉苗木的根、干和葉的平均烘干重分別為 1.443、0.386、0.544 g/株，分別占單株生物量的60.81%、16.26%和22.92%，其中根系的生物量占全株的6成以上，葉的生物量比例最低（圖1），說明滇油杉養(yǎng)分首先分配至根系，構(gòu)建相對較強(qiáng)壯的根系后，再分配至干和針葉生長，揭示滇油杉苗木在構(gòu)建地下水分和養(yǎng)分吸收器官（根系）基礎(chǔ)上，方進(jìn)入苗木地上部分的生長，其與分布區(qū)為半干旱的自然環(huán)境條件下，構(gòu)建發(fā)達(dá)根系保障水分供給有關(guān)。

圖1 滇油杉生物量構(gòu)成Figure 1 Biomass composition of Keteleeria evelyniana

2.3 苗木質(zhì)量指數(shù)

施肥1 a后，處理組合間苗木質(zhì)量指數(shù)為0.030～0.051，處理組合間未呈現(xiàn)顯著差異（P=0.392＞0.05），故對其進(jìn)行聚類分析。聚類結(jié)果，步長5處，處理組合的苗木質(zhì)量指數(shù)聚為3個類群，其中，類群Ⅰ（處理組合1）的質(zhì)量指數(shù)獨立為最優(yōu)的類群，其顯著大于類群Ⅲ（處理組合 3、4、5、6、9和 CK）的（P=0.018＜0.05），類群Ⅱ（處理組合 2、7和 8）的則與此 2類無顯著差異（圖2），表明處理組合1，即施緩釋肥、尿素和磷肥分別為1.00 g、0.10 g和0.25 g/株的苗木質(zhì)量較優(yōu)，結(jié)合地徑和苗高的生長和生物量，此處理組合可作為有效施肥組合應(yīng)用于與試驗相同條件的苗木施肥方案。

圖2 苗木質(zhì)量指數(shù)Figure 2 The seedling quality index

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

施肥是促進(jìn)苗木生長發(fā)育的重要途徑之一[22-25]。王金鳳等[26]對3 a生南方紅豆杉（Taxus chinensis var.mairei）苗木研究發(fā)現(xiàn)，緩施肥極顯著地促進(jìn)苗木地徑和苗高生長，楊永潔等[27]指出，緩釋肥極顯著促進(jìn)苗齡160 d的云南松苗木地徑和苗高生長。本研究緩釋肥對滇油杉苗木生長促進(jìn)效果與已有研究的相類似，揭示緩釋肥緩慢的養(yǎng)分釋放，肥效長而穩(wěn)定，有益于林木的苗木生長。

氮和磷肥對苗木生長具有重要的影響[28]。沈秀麗[29]對1 a生山槐（Maachia amurensis）苗木施尿素，顯著地提高了地徑和苗高的生長及單株生物量積累；黃平升[30]的研究指出，磷肥不僅顯著促進(jìn)桉樹（E.grandis）苗木地徑和苗高的生長，且提高苗木質(zhì)量。滇油杉氮和磷肥的施肥效應(yīng)與以上的研究結(jié)果相一致，即此進(jìn)一步證實此二類養(yǎng)分對林木壯苗培育的重要性。

張青青等[31]的研究指出，緩釋肥與其余種類肥料配施，云南松不同階段的苗木地徑和苗高的理論優(yōu)水平組合與實際最優(yōu)的不一致，本研究施肥后0.5和1 a時，促進(jìn)苗木地徑和苗高生長的理論最優(yōu)水平組合呈現(xiàn)動態(tài)變化，除施肥1 a后苗高的理論最優(yōu)水平組合在試驗中出現(xiàn)外，其余的未出現(xiàn)，且試驗的因素間的交互作用極顯著地影響苗木生長，其結(jié)果與云南松的類似。因此，需要在已有研究的主要因子及其優(yōu)水平的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展試驗研究，使滇油杉壯苗培育的施肥技術(shù)進(jìn)一步完善。

苗木質(zhì)量是衡量苗木生活力強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。研究的緩釋肥及氮和磷肥配施可提高滇油杉苗木質(zhì)量，影響其苗木生物量分配，促進(jìn)苗木對養(yǎng)分的吸收和轉(zhuǎn)化利用，促進(jìn)根系的生長，從而提高苗木從土壤中更好地吸收生長所需的營養(yǎng)元素，這與赤皮青岡（Cyclobalanopsis gilva）[32]、青岡櫟（C.glauca）[33]、杉木（Cunninghamia lanceolata）[34]和羅漢松（Podocarpus macrophyllus）[35]等的研究結(jié)果類似，揭示施肥對壯苗培育重要性和共性。

3.2 結(jié)論

采用L9（34）正交試驗設(shè)計開展緩釋肥與氮和磷肥配施對滇油杉約3 a生野生移植苗生長和生物量積累影響的試驗研究。施肥0.5后，地徑和苗高增長率分別為73.75%～104.38%和81.08%～129.26%，對照為41.04%和50.22%，處理組合間呈現(xiàn)極顯著的差異（P＜0.01），施緩釋肥、尿素和磷肥分別為2.00、0.10和0.50 g/株對地徑生長的促進(jìn)效果最佳，苗高的則以上3種肥料分別為1.00、0.10和0.25 g/株。施肥1 a后，與施肥后0.5 a時相比較，處理組合以上兩項指標(biāo)的增長率分別為15.60%～47.76%和14.59%～59.86%，對照的則是13.7%和17.19%，施緩釋肥、尿素和磷肥分別為1.00、0.20和0.50 g/株的有益于地徑生長，苗高的則是3種肥料分別為4.00、0.10和0.75 g/株的最優(yōu)。施肥0.5 a后對苗木生長的促進(jìn)效應(yīng)優(yōu)于施肥后0.5～1 a期間的。處理組合間苗木的根、干、葉、地上部分和單株的生物量（施肥1 a后）分別為 1.048～2.076、0.214～0.626、0.345～0.901、0.621～1.241和 1.709～3.317 g/株，對照的 1.008、0.236、0.380、0.616和1.624 g/株，根系是構(gòu)成滇油杉苗木生物量的主要器官；苗木質(zhì)量指數(shù)類群Ⅰ（理組合1）的顯著大于類群Ⅲ的（P＜0.05）。緩釋肥、尿素和磷肥分別為1.00、0.10和0.25 g/株是培育1 a期間內(nèi)有益滇油杉苗木生長的最優(yōu)組合。綜合苗木生長、生物量和苗木質(zhì)量指數(shù)，處理組合1可在相同條件下作為滇油杉壯苗培育的施肥參考。