楊曉慧 葉龍華 廖煥琴

(廣東省森林培育與保護(hù)利用重點(diǎn)試驗(yàn)室/廣東省林業(yè)科學(xué)研究院，廣東 廣州 510520)

紅錐(Castanopsis hystrix)，又名刺黎、刺栲，是我國(guó)華南地區(qū)重要的珍貴用材樹(shù)種，生長(zhǎng)快速，干型通直，其木材堅(jiān)硬耐腐，易于加工，且可以形成富含淀粉的種子，可以為鳥(niǎo)類(lèi)和嚙齒類(lèi)動(dòng)物提供充足的食物，并可以和多種針葉及闊葉樹(shù)種進(jìn)行混交，提升林地的生物多樣性，是南亞熱帶優(yōu)良的鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種之一，目前僅在廣東一省，即保有約5.33萬(wàn)hm2以上，是廣東省種植面積最大的珍貴樹(shù)種，且種植面積仍在逐年增加[1-3]。紅錐目前已經(jīng)被廣東、廣西、福建等省區(qū)列為重點(diǎn)發(fā)展的珍貴樹(shù)種，木材加工利用相關(guān)產(chǎn)業(yè)也逐步發(fā)展起來(lái)，目前已經(jīng)初步形成了紅錐家具和地板等產(chǎn)品，未來(lái)隨著紅錐成熟林木產(chǎn)量的逐漸提升，其木材產(chǎn)品可能進(jìn)入中高端家具建材市場(chǎng)。目前紅錐在種源評(píng)價(jià)、種質(zhì)創(chuàng)制、育苗基質(zhì)、抗逆脅迫、生態(tài)功能等方面均開(kāi)展了研究，取得了一定的研究成果[4-8]。但目前紅錐栽培一直采用較為傳統(tǒng)的造林模式，營(yíng)林單位為了實(shí)現(xiàn)早期快速生長(zhǎng)，過(guò)量施用肥料，造成了人力和肥料的浪費(fèi)，污染了林地附近水源[9]。李志宏[10]和魏國(guó)余等[11]在紅錐幼林和中齡林的施肥試驗(yàn)中，評(píng)選了可以快速促進(jìn)生長(zhǎng)的施肥方式，提升了造林成活率和林木保存率，但研究中均使用了較大的肥料施用量，增加了早期的造林投入，對(duì)于大面積造林來(lái)說(shuō)，顯著提升了前期的材料和人力成本。對(duì)閔楠、無(wú)患子等樹(shù)種的研究發(fā)現(xiàn)，基肥和追肥的方式和用量可以顯著影響生長(zhǎng)量，但早期提升的材積占全周期材積積累的比例依舊較小[12,13]。因此，如何選取適宜的施肥方法，滿(mǎn)足早期較快速度生長(zhǎng)并提升保存率，減少長(zhǎng)培育周期樹(shù)種早期施肥量以降低全周期人工與材料投入，可以更好地指導(dǎo)紅錐全周期的經(jīng)營(yíng)，提升林地的收益。本研究設(shè)置了不同的施肥方式，比較了各施肥處理下林地的株高、胸徑、成活率、保存率、分枝數(shù)量和分枝角度的差異情況，綜合各生長(zhǎng)指標(biāo)評(píng)選出比較適合紅錐幼林高效培育的施肥方式，對(duì)紅錐高效培育具有重要的指導(dǎo)作用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在陽(yáng)江市國(guó)有陽(yáng)江林場(chǎng)寶山分成進(jìn)行，林地位于E111°26′17"，N21°32′32"。當(dāng)?shù)貙儆趤啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，雨量充沛，氣候溫和。試驗(yàn)林地平均海拔79m，年平均氣溫22℃，年降雨量2040mm，坡度10°，年日照時(shí)數(shù)1685h，坡向?yàn)闁|南145°。試驗(yàn)材料為紅錐省級(jí)良種CH8家系苗木，種苗基質(zhì)為蛭石∶珍珠巖∶草木灰=2∶1∶3的混合基質(zhì)，培育在空氣切根容器中，選擇健壯苗木進(jìn)行造林，造林時(shí)苗木平均高度為56cm，平均地徑為6.2mm，2018年4月種植，初植密度為3m×3m，人工挖穴規(guī)格為40cm×40cm×30cm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，使用的肥料為挪威yara復(fù)合肥(氮∶磷∶鉀=15%∶15%∶15%)，基肥施用方式為在造林前15～20d將肥料施入挖好的栽植穴底并回填土15cm厚，待肥料稍溶解分散后再進(jìn)行造林，防止肥料濃度過(guò)高燒苗，造林后施肥方式為在植株基部一側(cè)30cm處挖深15cm的施肥溝，施入肥料并用土填平防止流失。共設(shè)計(jì)3種施肥方式，分別為T(mén)1(對(duì)照)：不施基肥且不追肥；T2：施肥150g作為基肥但不追肥；T3：施肥150g作為基肥，并在2020年4月施肥150g；T4：施肥250g作為基肥，并在2020年2月施肥250g。以一塊30m×30m的標(biāo)準(zhǔn)地為1個(gè)處理單元，每個(gè)處理重復(fù)5次。

1.3 觀測(cè)指標(biāo)與測(cè)定方法

造林完成后調(diào)查每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)各單株的株高初始數(shù)據(jù)，并在每個(gè)單株上懸掛金屬號(hào)碼牌進(jìn)行標(biāo)記，以便于長(zhǎng)期觀測(cè)；于2018年12月和2019年12月調(diào)查全部單株的株高；2020年12月調(diào)查各單株的株高和胸徑；2021年12月調(diào)查各單株的株高、胸徑，并在每個(gè)處理的林地內(nèi)隨機(jī)選擇3株平均木，伐倒后選定單株后測(cè)定全株側(cè)枝數(shù)量并對(duì)每1個(gè)分枝角進(jìn)行測(cè)定。其中分枝角測(cè)定采用拍照測(cè)定法，對(duì)每個(gè)側(cè)枝的基部進(jìn)行拍照，照片導(dǎo)入醫(yī)學(xué)影響分析軟件Digmizer中，利用軟件中的角度測(cè)定功能對(duì)分枝角進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

原始測(cè)定數(shù)據(jù)利用Excel進(jìn)行整理，各表型的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、方差分析和多重比較分析利用R語(yǔ)言中“agricolae”程序包完成，多重比較選用Bonferroni方法進(jìn)行校正。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)生長(zhǎng)量的影響

不同處理在不同時(shí)期株高測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1，隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，不同施肥方式下的單株生長(zhǎng)量在造林后2a未出現(xiàn)明顯差異，但是自造林后31個(gè)月和43個(gè)月的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，T3和T4處理的生長(zhǎng)量顯著高于另外2個(gè)處理。2020年12月T3和T4的平均株高達(dá)到2.91m和3.01m。在2021年12月T3和T4 2個(gè)處理的平均株高分別達(dá)到4.11m和4.24m，相比于對(duì)照分別提升23.7%和27.7%。在補(bǔ)充施肥后，T3和T4的處理的平均株高凈生長(zhǎng)量分別為2.46m和2.53m。T1和T2處理的平均株高在各生長(zhǎng)階段均未出現(xiàn)顯著差異。隨著施肥量的增加，不同處理內(nèi)株高的標(biāo)準(zhǔn)差呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。

表1 不同施肥處理對(duì)紅錐幼林株高的影響

2020年12月和2021年12月測(cè)定的胸徑生長(zhǎng)量見(jiàn)表2。不同施肥處理下造林后31個(gè)月的紅錐幼林的胸徑尚未出現(xiàn)明顯差異，但造林后施肥處理的平均胸徑均高于另外2個(gè)處理，其中T4處理的平均胸徑達(dá)到1.64cm，而對(duì)照組僅為1.34cm。2021年12月測(cè)定結(jié)果顯示T3和T4處理的胸徑生長(zhǎng)顯著高于另外2個(gè)處理，其平均胸徑達(dá)到3.92cm和4.01cm，較對(duì)照提升了20.6%和23.4%，而對(duì)照組平均胸徑值最低，僅為3.25cm。隨著施肥量的增加，不同處理內(nèi)胸徑的標(biāo)準(zhǔn)差也呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，與不同處理的株高標(biāo)準(zhǔn)差變化趨勢(shì)類(lèi)似，即施肥可以提升林地內(nèi)各單株生長(zhǎng)的整齊度。

表2 不同施肥處理對(duì)紅錐幼林胸徑的影響

2.2 不同施肥處理對(duì)造林成活率和保存率的影響

2018年4月底造林過(guò)程中連續(xù)降雨，造林效果較好，造林后2個(gè)月調(diào)查不同處理的造林成活率達(dá)到94.8%～96.1%，見(jiàn)表3，表明造林成活率基本未受到干旱或強(qiáng)日照等因素的影響，在2019年12月的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，不同施肥處理間的保存率未出現(xiàn)顯著差異，保存率達(dá)到92.2%～94.9%，其中T4處理最高，對(duì)照最低。但在造林31個(gè)月后對(duì)照處理的成活率出現(xiàn)了顯著的降低，對(duì)照處理在2021年12月的保存率降低至83.1%。而T2、T3和T4處理的保存率在造林后均未出現(xiàn)先出差異，均達(dá)到90%以上，可以滿(mǎn)足森林經(jīng)營(yíng)的需求。在造林31個(gè)月后保存率最高的處理為T(mén)4處理，保存率為93.7%，造林43個(gè)月后保存率最高的處理為T(mén)3處理，保存率達(dá)到92.6%。

表3 不同處理下成活率與保存率情況

2.3 不同施肥處理對(duì)分枝數(shù)量和分枝角度的影響

2021年12月對(duì)各樣方中平均木的分枝數(shù)量和分枝角度進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)，隨著總體施肥量的增加，植株的分枝數(shù)量明顯提升，其中，T1處理的平均木僅有29.3個(gè)側(cè)枝，而T3和T4處理的分枝數(shù)量分別達(dá)到61.5個(gè)和64.5個(gè)，較對(duì)照增加了109.9%和120.1%。而在不同處理間，分枝角度并未出現(xiàn)明顯的差異，不同處理的平均分枝角在41.6°～46.2°，見(jiàn)表4?？梢?jiàn)不同的施肥處理對(duì)冠形的影響不大，但顯著促進(jìn)了側(cè)枝的發(fā)生，提升了植株進(jìn)行光合作用的能力，進(jìn)而促進(jìn)整株植物生物量的積累。

表4 不同施肥處理下分枝數(shù)量與分枝角度情況

3 討論

紅錐幼齡林在不同的施肥模式下生長(zhǎng)量、保存率等均出現(xiàn)了明顯差異，且隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，差異逐漸增大，該結(jié)果表型施肥對(duì)提升林地的生長(zhǎng)量和保存率起到了至關(guān)重要的作用。而李松海[14]和郭光智等[15]均發(fā)現(xiàn)，在長(zhǎng)輪伐期的樹(shù)種中，林木最終材積與立地水平直接相關(guān)，而早期過(guò)量的施肥對(duì)最終產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率極小，過(guò)量的施肥可能造成了肥料和人工的浪費(fèi)，降低了全周期的經(jīng)營(yíng)收益。因此，選擇合理的幼齡林施肥方式，在保證成活率的情況下盡量減少施肥量，可以降低國(guó)營(yíng)林場(chǎng)和種植戶(hù)的早期經(jīng)濟(jì)投入，提升林地全周期的經(jīng)營(yíng)收益。

紅錐在生長(zhǎng)早期有“蹲苗”現(xiàn)象，此階段紅錐根系生長(zhǎng)較快，地上部分生長(zhǎng)較慢，而在造林后第3年～第10年，紅錐開(kāi)始地上部分的快速生長(zhǎng)，胸徑年生長(zhǎng)量可達(dá)1.5cm以上，株高年生長(zhǎng)量可達(dá)1m以上[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，在T1處理(對(duì)照)條件下，在造林后的前2a，生長(zhǎng)量總體與另外3組處理并未出現(xiàn)較大的差異，認(rèn)為該現(xiàn)象與紅錐早期“蹲苗”的特性節(jié)律有關(guān)，此階段紅錐地上部分生長(zhǎng)受限，在可以保證存活率的條件下，T3和T4處理分別施用了150g和250g基肥，但在造林后19個(gè)月內(nèi)，不同處理間的生長(zhǎng)量、造林成活率和保存率均未出現(xiàn)明顯的差異，適當(dāng)減少基肥的施用量，即可以很好地完成造林成活率95%的目標(biāo)。但考慮到早期施用基肥可能對(duì)根系的生長(zhǎng)起到顯著的促進(jìn)作用，同時(shí)綜合各樹(shù)種的造林流程，依然認(rèn)為應(yīng)該按照T3處理的方式施用部分基肥，避免由于林地土壤費(fèi)力較差造成苗木的損失。

在紅錐造林后第3年起，紅錐進(jìn)入快速生長(zhǎng)階段，對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求量提升，在此階段補(bǔ)充施用肥料后發(fā)現(xiàn)其效果較為理想，T3和T4處理在此階段的生長(zhǎng)量顯著提升，而T1處理在此階段生長(zhǎng)較其它處理有著顯著的減緩，且造林保存率逐年下降，而在此階段，T3處理和T4處理雖然分別施用了150g和250g肥料，但是2個(gè)處理生長(zhǎng)差異并不明顯，施肥后株高的凈生長(zhǎng)量分別為2.46m和2.53m，并未呈現(xiàn)顯著差異，此階段紅錐總生物量仍然較小，難以吸收更多的養(yǎng)分并加以利用，因此施用250g肥料可能造成肥料的浪費(fèi)。而從側(cè)枝數(shù)量也可看出，在幼林階段施用不同的肥料對(duì)樹(shù)木總體生長(zhǎng)勢(shì)也產(chǎn)生了明顯的影響，隨著施肥量的增加，樹(shù)木可以有更多的營(yíng)養(yǎng)供給側(cè)枝發(fā)育，而更多的側(cè)枝也可以更好地實(shí)現(xiàn)光合作用，進(jìn)而促進(jìn)林木的生長(zhǎng)。

本研究中，T3和T4處理，即在造林后第3年春季進(jìn)行追肥，可有效促進(jìn)紅錐的生長(zhǎng)，但是調(diào)查結(jié)果顯示，T3和T4處理雖然顯著優(yōu)于T1和T2處理，但T4處理每株總計(jì)多施用200g肥料，以4600元·t-1的肥料價(jià)格計(jì)算，需多消耗價(jià)值68元·667m-2的肥料，與T3處理相比，該施肥方式經(jīng)濟(jì)性較差。

4 結(jié)論

本研究認(rèn)為，T3處理即施用150g肥料作為基肥并在造林后第3年春季施用150g肥料的效果最優(yōu)，提升了幼齡期的單株生長(zhǎng)量和成活率，實(shí)現(xiàn)了促進(jìn)生長(zhǎng)與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一，可以有效提升幼林的經(jīng)營(yíng)效果，為紅錐大徑級(jí)無(wú)節(jié)材高效培育提供有效的指導(dǎo)。