齊代華,薛沛沛,蔣宣斌,馬莉婭
(1.三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/重慶市三峽庫區(qū)植物生態(tài)與資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/西南山地生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)國家級(jí)培育基地/西南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,重慶 400715;2.重慶市林業(yè)科學(xué)研究院,重慶 400715;3.重慶市林業(yè)局,重慶 400715)
西南喀斯特地區(qū)石漠化面積達(dá)1.30×105km2[1],基巖裸露率高,土壤貧瘠,土地生產(chǎn)力低[2],喀斯特地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到嚴(yán)重制約。近年來,國內(nèi)采取退耕還林、封山育林、種植適生經(jīng)濟(jì)作物等多種措施對(duì)石漠化地區(qū)進(jìn)行治理[3-4],大力支持地方發(fā)展生態(tài)產(chǎn)業(yè)和實(shí)施林業(yè)治理,一方面可以恢復(fù)石漠化地區(qū)植被覆蓋,另一方面也能為當(dāng)?shù)鼐用駧ヒ欢ㄊ找?。目前,石漠化地區(qū)主要種植藥材、果樹、牧草及一些其他的植物來恢復(fù)石漠化區(qū)域的生態(tài)[5-6]。雖然部分地區(qū)的石漠化治理取得一定成就,但是目前西南石漠化面積較大,在石漠化地區(qū)已種植的植物種類較單一,急需要尋找一些能更好地將生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合的適生經(jīng)濟(jì)作物。
無花果(Ficus carica)為桑科(Moraceae)榕屬(Ficus)植物,亞熱帶落葉灌木或小喬木,生長迅速,喜溫暖濕潤的環(huán)境[7-8],其果實(shí)享有“抗癌斗士”[9]和“天堂圣果”[10]等諸多美譽(yù)。因其具有良好的生長習(xí)性、豐富的營養(yǎng)和藥用價(jià)值[11-12],近幾年在我國種植面積不斷擴(kuò)大。無花果樹能在壤土、砂土、黏重土壤中培植生長[13],甚至在偏堿性和中性、土層較深厚的砂壤鈣質(zhì)土上生長也較好[14],同時(shí)無花果樹根系發(fā)達(dá)、對(duì)水分涵養(yǎng)功效大,具有較強(qiáng)的抗旱、抗?jié)澈涂果}堿性的能力,能適應(yīng)巖溶石漠化地區(qū)惡劣的生態(tài)環(huán)境。因此,推進(jìn)石漠化地區(qū)無花果種植具有一定價(jià)值和意義。
國內(nèi)對(duì)無花果的各項(xiàng)研究起步較晚[15],早期的研究主要在栽培技術(shù)方面[16-17],其中無花果樹的施肥技術(shù)目前也已經(jīng)有部分研究,主要集中在施肥種類、肥料配比、施肥時(shí)期和施肥量等方面[18-20],但對(duì)無花果的施肥方式研究較少。本試驗(yàn)旨在通過探究不同施肥方式對(duì)石漠化區(qū)域無花果樹生長效應(yīng)的影響,篩選出最優(yōu)施肥方式和適宜的無花果品種,達(dá)到無花果在石漠化生境下更好的治理效果,為推進(jìn)石漠化地區(qū)科學(xué)合理種植無花果提供依據(jù)。
研究區(qū)位于重慶市武隆區(qū)長壩鎮(zhèn)大洞河鄉(xiāng)(北緯29°15′,東經(jīng)107°25′)。該區(qū)域地貌為中國南方喀斯特特殊的石漠化山地,屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候,年均日照數(shù)1 160.5 h,年平均氣溫17.9 ℃,極端最高氣溫41.7 ℃,極端最低氣溫-3.5 ℃,山上山下溫差約10 ℃,年均降水量1 082.17 mm,受季風(fēng)環(huán)流影響,季節(jié)分配不均,降雨主要集中在5—10 月,其中4—6月降水量達(dá)39%,無霜期240~285 d。
選取豐產(chǎn)黃、法紫、金傲芬、波姬紅和杜魯5個(gè)在國內(nèi)引種栽培技術(shù)相對(duì)成熟的無花果優(yōu)良品種為植物材料;供試土壤為重慶市喀斯特地貌石漠化地區(qū)的普通黃壤土,0~20 cm 土壤養(yǎng)分概況為:pH 值5.88,含有機(jī)質(zhì)19.22 g·kg-1、全氮1.50 g·kg-1、全磷0.60 g·kg-1、全鉀17.31 g·kg-1,堿解氮154.93 mg·kg-1、速效磷0.86 mg·kg-1、速效鉀108.62 mg·kg-1。供試肥料為農(nóng)家酵熟牛糞,有機(jī)質(zhì)含量150.00 g·kg-1,氮 含 量6.00 g·kg-1,磷 含 量4.00 g·kg-1,鉀 含 量4.40 g·kg-1。
選取長勢一致的5 個(gè)品種的2 年生樹苗,株行距采用常規(guī)密度2 m×3 m。石漠化區(qū)域試驗(yàn)設(shè)計(jì):3種施肥方式(不施肥、上位施肥、上下位施肥),3 個(gè)重復(fù),每15 株為1 個(gè)小區(qū),每個(gè)品種選取135 株種植,共675株無花果樹苗。
于2019 年3 月人工挖好定植穴(深15~20 cm,寬20 cm),施肥方法為定植前基施酵熟牛糞,上位施肥為每株在穴底施2.00 kg 發(fā)酵牛糞,上下位施肥為每株在穴底施1.00 kg 發(fā)酵牛糞、在定植土壤填滿后再施1.00 kg 發(fā)酵牛糞,施肥后將肥料與定植穴內(nèi)土壤混合均勻后移栽無花果樹。后續(xù)試驗(yàn)期間于2019 年9 月和2020 年3 月進(jìn)行兩次人工追施復(fù)合肥,施肥方法為每株在距離樹干15 cm 位置環(huán)溝施肥法施放0.25 kg 復(fù)合肥。
田間調(diào)查:分別于栽培前和春季果樹抽梢期(2020年4月)測定無花果樹各生長指標(biāo)。
無花果樹長勢指標(biāo):用卷尺測量樹高、冠幅,用游標(biāo)卡尺測量離地1 cm 處基徑,統(tǒng)計(jì)葉片數(shù)量、果實(shí)數(shù)量及植株死亡情況;樹高測量值與栽培時(shí)基礎(chǔ)樹高的差值即為樹高生長量,基徑測量值與栽培時(shí)基礎(chǔ)的基徑差值即為基徑生長量。
數(shù)據(jù)均采用SPSS 22.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用重復(fù)度量方差分析(Repeated measure ANOVA)和單因素方差分析(One-way ANOVA),并用Duncan 多重比較(Duncan’s multiple range test)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(α=0.05)。采用Origin 9.0作圖。
由表1 可知,石漠化種植區(qū)無花果樹的總死亡率為不施肥>上位施肥>上下位施肥,就無花果品種而言,豐產(chǎn)黃、法紫、波姬紅的死亡率均表現(xiàn)為上位施肥大于不施肥和上下位施肥,其中豐產(chǎn)黃不施肥與上下位施肥死亡率一致,法紫上下位施肥死亡率小于不施肥,波姬紅上下位施肥死亡率大于不施肥;金傲梅和杜魯?shù)乃劳雎时憩F(xiàn)為不施肥>上位施肥>上下位施肥,其中杜魯在上下位皆施肥下死亡率最低,只有4.44%。
表1 不同施肥方式下無花果樹死亡率比較
重復(fù)度量方差分析結(jié)果(表2)表明,品種和施肥方式兩者交互作用對(duì)各生長指標(biāo)均無顯著影響。施肥方式對(duì)無花果樹高生長量的影響效果顯著(P<0.05)。不同品種間基徑生長量差異極顯著(P<0.01)。施肥方式、品種及其交互作用對(duì)無花果樹冠幅大小、葉片數(shù)量的影響均不顯著。
表2 不同施肥方式下無花果樹各生長指標(biāo)的重復(fù)度量方差分析結(jié)果
由表3 可知,無花果樹高生長量、基徑生長量和葉片數(shù)量表現(xiàn)為上下位施肥顯著大于不施肥和上位施肥(P<0.05),在上下位施肥處理下平均值最大,且不施肥和上位施肥之間無明顯差異;無花果樹冠幅和果實(shí)數(shù)量均表現(xiàn)為上下位施肥處理顯著大于不施肥(P<0.05),其中在上位施肥和上下位施肥處理下冠幅無顯著差異。
表3 不同施肥方式下無花果樹生長指標(biāo)
2.2.1 不同施肥方式對(duì)無花果樹高生長和基徑生長的影響
由圖1 可知,各品種無花果表現(xiàn)為上下位施肥處理樹高生長量最大(除杜魯表現(xiàn)為上位施肥處理高于上位施肥和上下位施肥外)。在不施肥處理下豐產(chǎn)黃、波姬紅樹高生長量顯著大于其他3 個(gè)品種(P<0.05),上位施肥處理下波姬紅和金傲芬顯著低于另外3 個(gè)品種(P<0.05),波姬紅上下位施肥處理下的樹高生長量最大。除豐產(chǎn)黃基徑生長量在3 種施肥方式下無顯著差異外,其他4 個(gè)品種均表現(xiàn)為上下位施肥處理基徑生長量最大。在不施肥和上下位施肥處理中,法紫基徑生長量均顯著高于其他品種(P<0.05),上位施肥處理下豐產(chǎn)黃和法紫基徑生長量差異不顯著,但顯著高于其余3種無花果。
圖1 不同施肥方式對(duì)5個(gè)品種無花果樹高、基徑生長量的影響
2.2.2 不同施肥方式對(duì)無花果樹冠幅和葉片數(shù)量的影響
由圖2 可知,各品種無花果表現(xiàn)為上下位施肥處理下冠幅最大(除杜魯冠幅在上下位施肥處理下小于上位施肥處理外)。在不施肥和上下位施肥處理下金傲芬和波姬紅冠幅均顯著大于其他3 個(gè)品種(P<0.05),而杜魯冠幅在上位施肥處理下顯著大于豐產(chǎn)黃、金傲芬和波姬紅。上下位施肥處理下法紫、金傲芬和波姬紅葉片數(shù)量顯著大于不施肥和上位施肥處理(P<0.05),豐產(chǎn)黃和杜魯葉片數(shù)量則表現(xiàn)為上位施肥處理顯著大于不施肥與上下位施肥處理(P<0.05),不施肥和上下位施肥處理之間沒有顯著差異(P>0.05)。在不施肥處理下豐產(chǎn)黃、金傲芬和波姬紅葉片數(shù)量顯著多于其他品種(P<0.05),在上位施肥處理下豐產(chǎn)黃顯著多于其他4個(gè)品種(P<0.05),法紫在上下位施肥處理下的葉片數(shù)量最多。
圖2 不同施肥方式對(duì)5個(gè)品種無花果冠幅、葉片數(shù)量的影響
2.2.3 不同施肥方式對(duì)無花果樹果實(shí)數(shù)量的影響
由表4 可知,豐產(chǎn)黃和波姬紅果實(shí)數(shù)量表現(xiàn)為上下位施肥處理多于不施肥和上位施肥,3 種施肥方式下均表現(xiàn)為豐產(chǎn)黃果實(shí)數(shù)量顯著多于其他品種(P<0.05),其余幾個(gè)品種果實(shí)數(shù)量極少,甚至杜魯在任何施肥方式下均無果實(shí)。
表4 不同施肥方式對(duì)無花果果實(shí)數(shù)量的影響
本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),與不施肥相比,上位施肥和上下位皆施肥有利于提高石漠化區(qū)域無花果樹的存活率,且上下位皆施肥的無花果存活率最高,這可能是因?yàn)樯舷挛皇┯玫霓r(nóng)家酵熟牛糞,能更有利于根部對(duì)有機(jī)肥的充分吸收[21];除此之外,雨天可能導(dǎo)致上位施肥的農(nóng)家酵熟牛糞流失;而不施肥處理的無花果樹土壤中養(yǎng)分含量低,不足以長時(shí)間支持無花果樹的生長,因此死亡率較高。5 種無花果品種無論是上位施肥還是上下位施肥都能促進(jìn)樹高生長量、基徑生長量、冠幅、葉片數(shù)量增加。趙文東等研究發(fā)現(xiàn)施肥處理對(duì)樹高、基徑和冠幅的增長量明顯高于不施肥[22],與本研究結(jié)果一致,其原因是石漠化區(qū)域地質(zhì)地貌情況特殊,土壤層薄、土壤水分流失嚴(yán)重、土壤養(yǎng)分含量低[23-24],長時(shí)間下去不足以支撐植物生長發(fā)育需求而不利于無花果樹的生長,但在栽培前進(jìn)行上下位施用酵熟牛糞這類有機(jī)肥更加充分改善土壤性狀[25],能夠豐富土壤中養(yǎng)分含量,促進(jìn)無花果樹高、基徑、冠幅和葉片生長。除此之外,腐熟的牛糞有機(jī)肥中含有大量相對(duì)穩(wěn)定的有機(jī)碳,發(fā)酵農(nóng)家肥逐漸改良土壤理化性質(zhì)[26-27],在土壤中不易被分解而在土壤中積累[28],從而有利于無花果樹的生長和發(fā)育。其中法紫、金傲芬、波姬紅在上下位施肥處理下樹高生長量、基徑生長量、冠幅、葉片數(shù)量的最大,由于上下位施肥能為地上部分生長發(fā)育提供足夠的營養(yǎng);另外,因?yàn)榉ㄗ?、金傲芬、波姬紅作為無花果種植典型的代表[29],適合溫暖地區(qū)種植,所以樹勢強(qiáng)旺。本研究發(fā)現(xiàn)豐產(chǎn)黃結(jié)果率高,即喀斯特石漠化地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候[30],有利于豐產(chǎn)黃的結(jié)果,與王現(xiàn)[31]的研究結(jié)果一致。
上位施肥和上下位施肥都能促進(jìn)5 種無花果品種的樹高生長量、基徑生長量、冠幅、葉片數(shù)量增加,其中法紫、金傲芬、波姬紅在上下位施肥處理下效果最明顯。豐產(chǎn)黃和波姬紅果實(shí)數(shù)量表現(xiàn)為上下位施肥處理多于不施肥和上位施肥,在3 種施肥方式下均表現(xiàn)為豐產(chǎn)黃果實(shí)數(shù)量最多。因此,對(duì)于法紫、金傲芬、波姬紅的種植考慮采用上下位施肥方式;綜合考慮,建議采用豐產(chǎn)黃作為種植品種,能為喀斯特石漠化地區(qū)帶來長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。