摘 要 施肥可以補充土壤養(yǎng)分,而施肥量則可直接關(guān)系到桉樹的生長效果。為確定廣西博白林場桉樹的最佳施肥量,通過L9(34)正交試驗設(shè)計,分析了不同施肥量對桉樹生長的影響。結(jié)果表明,施肥處理顯著提高了桉樹的苗高增長率、地徑增長率、材積和總生物量;其中N2P3K1和N2P2K3的苗高增長率和地徑增長率均最大,N2P3K1的桉樹材積和總生物量最大;施肥處理還可降低桉樹苗木的根冠比,CK處理的桉樹苗木根冠比最大,N3P2K1處理的根冠比較小。綜上所述,適當施肥有利于促進桉樹的生長,提高產(chǎn)量和品質(zhì),實際生產(chǎn)中推薦使用N2P3K1處理(氮肥32 g·株-1、磷肥45 g·株-1、鉀肥20 g·株-1)的施肥量施肥。
關(guān)鍵詞 施肥量;桉樹;生長量;廣西博白林場
中圖分類號:S725.5 文獻標志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.11.059
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,對木材的需求也日趨增長。桉樹屬速生樹種,具有生長迅速、木材質(zhì)優(yōu)等特點,已經(jīng)成為廣西地區(qū)主要人工林樹種之一[1]。優(yōu)化桉樹人工林的經(jīng)營管理模式,提高單位面積產(chǎn)量和經(jīng)濟效益,是桉樹研究的重點和熱點。植物生長發(fā)育需要一定量的養(yǎng)分,施肥措施可以有效改善土壤肥力,提高桉樹的生長速率[2]。目前,我國工業(yè)化生產(chǎn)的氮肥、磷肥和鉀肥產(chǎn)量較大,價格較低,是桉樹高產(chǎn)造林的首選肥料。但不同地區(qū)土壤養(yǎng)分含量存在一定的差異,因此合適的施肥量也不同。較小的施肥量無法達到補充足夠養(yǎng)分的作用,較多的施肥量還會存在燒苗、浪費資源、增加成本的問題[3]。為確定廣西博白林場桉樹的最佳施肥量,本研究在廣西博白林場采用正交試驗設(shè)計分析了桉樹苗木在不同施肥量下的生長情況,旨在篩選出最佳施肥配方,為桉樹人工林的合理施肥提供理論依據(jù)。
在林業(yè)研究領(lǐng)域,施肥對桉樹生長的影響一直是一個重要的研究課題。桉樹(Eucalyptus spp.)作為一種快速生長的樹種,被廣泛種植于熱帶和亞熱帶地區(qū),尤其在造紙和木材產(chǎn)業(yè)中占有重要地位。針對桉樹的施肥研究主要集中在不同種類肥料對其生長的影響上。氮肥是最為關(guān)鍵的一種肥料,它直接參與到植物的生長發(fā)育中,特別是合成氨基酸和蛋白質(zhì)等生命活動至關(guān)重要的化合物。研究顯示,適量施加氮肥能顯著促進桉樹的生長速度和提高葉綠素含量,從而增加光合作用效率和生物量積累。磷肥對于桉樹生長同樣重要,它是植物細胞膜的重要組成部分,同時也是能量轉(zhuǎn)換過程中不可或缺的元素。磷肥的施用有助于改善桉樹的根系發(fā)育,提高其對水分和養(yǎng)分的吸收能力,從而促進整體生長。鉀肥則影響植物的水分調(diào)節(jié)和病害抵抗力。在桉樹生長過程中,鉀元素能增強植物對逆境的適應(yīng)性,如抗旱和抵御病蟲害。充足的鉀供應(yīng)能夠提高桉樹的生長質(zhì)量和木材密度。以上研究表明,不同類型的肥料對桉樹生長具有不同的作用機理和效果。然而,施肥量的確定和肥料類型的選擇需要基于具體的生長環(huán)境和土壤條件,以實現(xiàn)最佳的生長效果。
桉樹生長與養(yǎng)分吸收之間的生物學機制是林業(yè)生態(tài)學中的一個核心議題。桉樹通過根系從土壤中吸收水分和養(yǎng)分,這些養(yǎng)分對桉樹的生長速度、木材質(zhì)量和整體健康狀況產(chǎn)生直接影響。氮素是構(gòu)成植物蛋白質(zhì)、核酸和其他重要生物分子的基本元素。在桉樹的生長過程中,充足的氮素供應(yīng)是促進其快速生長的關(guān)鍵。氮素不僅參與光合作用過程中葉綠素的合成,還影響植物的生長素水平,從而調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育。缺氮條件下,桉樹的生長速度會顯著下降,葉片色澤變淺,生物量積累減少。磷素對于桉樹的能量代謝和根系發(fā)育至關(guān)重要。磷是細胞能量傳遞系統(tǒng)(如ATP)的關(guān)鍵組成部分,缺乏磷素會導致能量代謝受阻,影響桉樹的生長和發(fā)育。此外,磷素還參與到植物根系的形成和發(fā)展中,促進根毛的增長,增強桉樹對水分和養(yǎng)分的吸收能力。鉀元素則在桉樹的水分調(diào)節(jié)和生理功能中發(fā)揮作用。
1" 材料與方法
1.1" 試驗區(qū)概況
試驗地位于廣西國有博白林場(21°39′~22°30′N,109°38′~110°17′E),林場總面積5.0萬 hm2,其中場內(nèi)林地3.2萬 hm2,場外林地1.8萬hm2,活立木蓄積量304萬 m3,年產(chǎn)商品材20萬 m3以上。該地區(qū)氣候類型屬熱帶亞熱帶季風氣候,年平均氣溫21.9 ℃,年均降水量1 800 mm左右。試驗地海拔150 m,土壤類型為磚紅壤,土壤pH值4.6,土壤有機質(zhì)含量11.37 g·kg-1,土壤全氮含量0.43 mg·g-1,堿解氮含量41.89 mg·kg-1,全磷含量0.30 mg·g-1,有效磷含量3.31 mg·kg-1,全鉀含量11.09 mg·g-1,速效鉀含量27.39 mg·kg-1。
1.2" 試驗設(shè)計
于2023年4月進行試驗,試驗品種為廣林9號無性系(苗齡60 d),采用L9(34)正交試驗設(shè)計,共設(shè)置3種肥料(N含量46%的尿素、P含量20%的過磷酸鈣、K含量52%的氯化鉀),每種肥料各設(shè)置3個施用量,具體施用量見表1。試驗時在距離30 m以上的區(qū)域進行不同施肥處理,每種處理隨機選取30株苗木進行試驗,即30個重復,每隔14 d等量施肥1次。
1.3" 生長量指標測定
1.4" 統(tǒng)計分析
使用Excel軟件進行記錄和整理數(shù)據(jù);使用SPSS軟件進行ANOVA單因素方差分析,多重比較方法采用LSD法。
2" 結(jié)果與分析
2.1" 施肥量對桉樹株高和地徑生長量的影響
如表2所示,經(jīng)施肥處理后,桉樹苗高增長率和地徑增長率均顯著高于CK(對照組)。從苗高增長率來看,N2P3K1和N2P2K3的苗高增長率最大,二者之間不存在顯著差異,其中N2P3K1顯著高于其他的9個處理(p<0.05),N2P2K3則與除N2P1K2、N3P1K3和N3P2K1外的其他處理之間存在顯著差異(p<0.05);其次為N2P1K2、N3P1K3和N3P2K1,三者之間不存在顯著差異,但均顯著高于其他5個處理(p<0.05);N3P3K2、N1P2K2和N1P3K3之間不存在顯著差異,其中N1P3K3顯著高于其余2個處理(p<0.05),N3P3K2和N1P2K2則僅與CK之間存在顯著差異(p<0.05)。N2P3K1和N2P2K3的地徑增長率最大,二者之間不存在顯著差異,其中N2P3K1顯著高于其他9個處理(p<0.05),N2P2K3則與除N2P1K2外的其他處理之間存在顯著差異(p<0.05);其次為N2P1K2處理,顯著高于除N1P3K3、N3P2K1和N1P2K2外的其他處理(p<0.05);CK的地徑增長率最小,僅為(336.906±12.774)%。
2.2" 施肥量對桉樹光合參數(shù)的影響
如表3所示,隨著施肥量的增加,凈光合速率、氣孔導度、胞間二氧化碳濃度和蒸騰速率先增加后降低;凈光合速率和氣孔導度以T3(施肥量為1 100 g·株-1)最高,與T4(施肥量為1 400 g·株-1)相比差異不顯著,但均顯著高于T2(800 g·株-1)和T1(500 g·株-1);胞間二氧化碳濃度和蒸騰速率以T3最高,T3和T4的胞間二氧化碳濃度和蒸騰速率相比差異不顯著,但均顯著高于T1 。
2.3" 施肥量對桉樹材積和總生物量的影響
如表4所示,經(jīng)施肥處理后,桉樹材積和整株生物量均顯著高于CK。從桉樹材積來看,N2P3K1的桉樹材積最大,且顯著高于其他9個處理(p<0.05);其次分別為N2P2K3和N2P1K2,二者之間存在顯著差異(p<0.05),且均顯著高于其他處理(p<0.05);然后分別是N1P3K3、N3P2K1和N3P1K3,三者之間不存在顯著差異,其中N1P3K3和N3P2K1均顯著高于其他處理(p<0.05),而N3P1K3則與N1P2K2之間不存在顯著差異;N3P3K2和N1P1K1的單株材積相對較小,分別為3 399.715±248.263 cm3和3 380.781±190.424 cm3,二者之間不存在顯著差異,但均顯著高于CK處理(p<0.05)??偵锪縼砜?,N2P3K1的總生物量最大,且顯著高于其他9個處理(p<0.05);其次分別為N2P2K3和N2P1K2,二者之間不存在顯著差異,其中N2P1K2顯著高于其他處理(p<0.05),而N2P2K3則顯著高于除N1P3K3、N1P2K2和N3P2K1外的其他處理(p<0.05);N3P3K2和N1P1K1的總生物量相對較小,二者之間不存在顯著差異,但均顯著高于CK處理(p<0.05);CK處理的總生物量最小,為186.567±9.806 g。
2.4" 施肥量對桉樹根冠比的影響
如表5所示,經(jīng)施肥處理后,桉樹根冠比均顯著低于CK;CK的桉樹根冠比最大,顯著高于其他9個處理(p<0.05);其次為N2P2K3,桉樹根冠比為0.546 6±0.044 2,顯著高于其他8個處理(p<0.05);再次為N2P3K1、N3P3K2、N1P3K3和N3P1K3,四者之間不存在顯著差異,但顯著高于其他4個處理(p<0.05);然后是N1P2K2、N1P1K1和N2P1K2,三者之間不存在顯著差異,且除N2P1K2外均顯著高于N3P2K1處理(p<0.05)。
3" 小結(jié)與討論
3.1" 小結(jié)
本研究通過L9(34)正交試驗設(shè)計,分析了不同施肥量對桉樹生長的影響。研究結(jié)果表明,施肥處理能顯著提高桉樹苗木的生長速率,其中N2P3K1處理的桉樹苗高增長率、地徑增長率、材積和總生物量均最大。氮素、磷素和鉀素等元素均為植物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素,適量施用有利于提高植物生物量積累,促進植株生長,這與前人的研究結(jié)果一致[5-6]。同時,施肥處理可以降低桉樹苗木的根冠比;桉樹屬于速生樹種,根系發(fā)達,施肥可以改善土壤肥力,提供充足的養(yǎng)分,促進地上部分生物量的積累,使得根冠比降低。綜上所述,施肥處理可以有效提高桉樹苗木的生長速率、木材產(chǎn)量和生物量積累,是桉樹人工林建設(shè)中的關(guān)鍵措施之一。本試驗結(jié)果表明N2P3K1處理效果最佳,推薦在實際生產(chǎn)中按氮肥32 g·株-1、磷肥45 g·株-1、鉀肥20 g·株-1的施肥量施肥。
基于本研究結(jié)果,為廣西博白林場桉樹的合理施肥提出以下建議:1)建議采用精確計量和平衡施用氮、磷、鉀肥料的方式,以滿足桉樹的養(yǎng)分需求。2)建議根據(jù)土壤肥力和桉樹的生長階段調(diào)整施肥量,以達到最佳的生長效果。3)建議定期進行土壤和植物組織養(yǎng)分分析,以便更準確地指導施肥。同時,應(yīng)考慮到環(huán)境保護,采用環(huán)境友好型肥料,以減少對生態(tài)系統(tǒng)的潛在負面影響。4)建議結(jié)合當?shù)氐臍夂驐l件和土壤類型,對施肥策略進行適當調(diào)整。
未來的研究中,建議擴大研究范圍,進行更長期的觀測,以便更全面地了解施肥量對桉樹生長的長期影響。 考慮到桉樹生長的不同階段可能對養(yǎng)分的需求存在差異,建議研究不同生長階段的最佳施肥策略。同時,要考慮到不同土壤類型可能對施肥效果產(chǎn)生影響,未來的研究應(yīng)探究在不同土壤條件下的施肥效果和最佳施肥方案。此外,隨著氣候變化對林業(yè)生產(chǎn)的影響日益增加,未來研究還應(yīng)考慮氣候因素對施肥效果的影響,以及如何通過施肥適應(yīng)和緩解氣候變化的影響。建議研究施肥與其他林業(yè)管理措施(如修剪、疏伐)的綜合效應(yīng),以實現(xiàn)桉樹林業(yè)生產(chǎn)的最優(yōu)化。
3.2" 討論
本研究對廣西博白林場桉樹施肥量與生長量之間的關(guān)系進行了深入分析,結(jié)果表明,適宜的施肥量對桉樹的生長具有顯著的促進作用。特別是在確保氮、磷、鉀等主要養(yǎng)分平衡的基礎(chǔ)上,適量的施肥能顯著提高桉樹的生長速度和木材質(zhì)量。過量或不足的施肥均會對桉樹生長產(chǎn)生不利影響,如抑制生長或降低木材質(zhì)量。此外,施肥對于提高土壤肥力和桉樹的整體健康狀況也起著至關(guān)重要的作用。因此,確定最佳施肥量對于優(yōu)化桉樹的生長和提高木材產(chǎn)量具有重要意義,對于促進我國林業(yè)發(fā)展也有較高的價值。
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