摘 要 施肥可以補(bǔ)充土壤養(yǎng)分,而施肥量則可直接關(guān)系到桉樹(shù)的生長(zhǎng)效果。為確定廣西博白林場(chǎng)桉樹(shù)的最佳施肥量,通過(guò)L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),分析了不同施肥量對(duì)桉樹(shù)生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明,施肥處理顯著提高了桉樹(shù)的苗高增長(zhǎng)率、地徑增長(zhǎng)率、材積和總生物量;其中N2P3K1和N2P2K3的苗高增長(zhǎng)率和地徑增長(zhǎng)率均最大,N2P3K1的桉樹(shù)材積和總生物量最大;施肥處理還可降低桉樹(shù)苗木的根冠比,CK處理的桉樹(shù)苗木根冠比最大,N3P2K1處理的根冠比較小。綜上所述,適當(dāng)施肥有利于促進(jìn)桉樹(shù)的生長(zhǎng),提高產(chǎn)量和品質(zhì),實(shí)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(shù);生長(zhǎng)量;廣西博白林場(chǎng)
中圖分類號(hào):S725.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.11.059
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對(duì)木材的需求也日趨增長(zhǎng)。桉樹(shù)屬速生樹(shù)種,具有生長(zhǎng)迅速、木材質(zhì)優(yōu)等特點(diǎn),已經(jīng)成為廣西地區(qū)主要人工林樹(shù)種之一[1]。優(yōu)化桉樹(shù)人工林的經(jīng)營(yíng)管理模式,提高單位面積產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益,是桉樹(shù)研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。植物生長(zhǎng)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(shù)的生長(zhǎng)速率[2]。目前,我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)的氮肥、磷肥和鉀肥產(chǎn)量較大,價(jià)格較低,是桉樹(shù)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(wú)法達(dá)到補(bǔ)充足夠養(yǎng)分的作用,較多的施肥量還會(huì)存在燒苗、浪費(fèi)資源、增加成本的問(wèn)題[3]。為確定廣西博白林場(chǎng)桉樹(shù)的最佳施肥量,本研究在廣西博白林場(chǎng)采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析了桉樹(shù)苗木在不同施肥量下的生長(zhǎng)情況,旨在篩選出最佳施肥配方,為桉樹(shù)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(duì)桉樹(shù)生長(zhǎng)的影響一直是一個(gè)重要的研究課題。桉樹(shù)(Eucalyptus spp.)作為一種快速生長(zhǎng)的樹(shù)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(duì)桉樹(shù)的施肥研究主要集中在不同種類肥料對(duì)其生長(zhǎng)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(zhǎng)發(fā)育中,特別是合成氨基酸和蛋白質(zhì)等生命活動(dòng)至關(guān)重要的化合物。研究顯示,適量施加氮肥能顯著促進(jìn)桉樹(shù)的生長(zhǎng)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(duì)于桉樹(shù)生長(zhǎng)同樣重要,它是植物細(xì)胞膜的重要組成部分,同時(shí)也是能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中不可或缺的元素。磷肥的施用有助于改善桉樹(shù)的根系發(fā)育,提高其對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收能力,從而促進(jìn)整體生長(zhǎng)。鉀肥則影響植物的水分調(diào)節(jié)和病害抵抗力。在桉樹(shù)生長(zhǎng)過(guò)程中,鉀元素能增強(qiáng)植物對(duì)逆境的適應(yīng)性,如抗旱和抵御病蟲(chóng)害。充足的鉀供應(yīng)能夠提高桉樹(shù)的生長(zhǎng)質(zhì)量和木材密度。以上研究表明,不同類型的肥料對(duì)桉樹(shù)生長(zhǎng)具有不同的作用機(jī)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(zhǎng)環(huán)境和土壤條件,以實(shí)現(xiàn)最佳的生長(zhǎng)效果。
桉樹(shù)生長(zhǎng)與養(yǎng)分吸收之間的生物學(xué)機(jī)制是林業(yè)生態(tài)學(xué)中的一個(gè)核心議題。桉樹(shù)通過(guò)根系從土壤中吸收水分和養(yǎng)分,這些養(yǎng)分對(duì)桉樹(shù)的生長(zhǎng)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(shù)的生長(zhǎng)過(guò)程中,充足的氮素供應(yīng)是促進(jìn)其快速生長(zhǎng)的關(guān)鍵。氮素不僅參與光合作用過(guò)程中葉綠素的合成,還影響植物的生長(zhǎng)素水平,從而調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。缺氮條件下,桉樹(shù)的生長(zhǎng)速度會(huì)顯著下降,葉片色澤變淺,生物量積累減少。磷素對(duì)于桉樹(shù)的能量代謝和根系發(fā)育至關(guān)重要。磷是細(xì)胞能量傳遞系統(tǒng)(如ATP)的關(guān)鍵組成部分,缺乏磷素會(huì)導(dǎo)致能量代謝受阻,影響桉樹(shù)的生長(zhǎng)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(jìn)根毛的增長(zhǎng),增強(qiáng)桉樹(shù)對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收能力。鉀元素則在桉樹(shù)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(yàn)區(qū)概況
試驗(yàn)地位于廣西國(guó)有博白林場(chǎng)(21°39′~22°30′N,109°38′~110°17′E),林場(chǎng)總面積5.0萬(wàn) hm2,其中場(chǎng)內(nèi)林地3.2萬(wàn) hm2,場(chǎng)外林地1.8萬(wàn)hm2,活立木蓄積量304萬(wàn) m3,年產(chǎn)商品材20萬(wàn) m3以上。該地區(qū)氣候類型屬熱帶亞熱帶季風(fēng)氣候,年平均氣溫21.9 ℃,年均降水量1 800 mm左右。試驗(yàn)地海拔150 m,土壤類型為磚紅壤,土壤pH值4.6,土壤有機(jī)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(yàn)設(shè)計(jì)
于2023年4月進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)品種為廣林9號(hào)無(wú)性系(苗齡60 d),采用L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),共設(shè)置3種肥料(N含量46%的尿素、P含量20%的過(guò)磷酸鈣、K含量52%的氯化鉀),每種肥料各設(shè)置3個(gè)施用量,具體施用量見(jiàn)表1。試驗(yàn)時(shí)在距離30 m以上的區(qū)域進(jìn)行不同施肥處理,每種處理隨機(jī)選取30株苗木進(jìn)行試驗(yàn),即30個(gè)重復(fù),每隔14 d等量施肥1次。
1.3" 生長(zhǎng)量指標(biāo)測(cè)定
1.4" 統(tǒng)計(jì)分析
使用Excel軟件進(jìn)行記錄和整理數(shù)據(jù);使用SPSS軟件進(jìn)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(duì)桉樹(shù)株高和地徑生長(zhǎng)量的影響
如表2所示,經(jīng)施肥處理后,桉樹(shù)苗高增長(zhǎng)率和地徑增長(zhǎng)率均顯著高于CK(對(duì)照組)。從苗高增長(zhǎng)率來(lái)看,N2P3K1和N2P2K3的苗高增長(zhǎng)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(gè)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(gè)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(gè)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(zhǎng)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(gè)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(zhǎng)率最小,僅為(336.906±12.774)%。
2.2" 施肥量對(duì)桉樹(shù)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(dǎo)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(dǎo)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(duì)桉樹(shù)材積和總生物量的影響
如表4所示,經(jīng)施肥處理后,桉樹(shù)材積和整株生物量均顯著高于CK。從桉樹(shù)材積來(lái)看,N2P3K1的桉樹(shù)材積最大,且顯著高于其他9個(gè)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(duì)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?lái)看,N2P3K1的總生物量最大,且顯著高于其他9個(gè)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(duì)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(duì)桉樹(shù)根冠比的影響
如表5所示,經(jīng)施肥處理后,桉樹(shù)根冠比均顯著低于CK;CK的桉樹(shù)根冠比最大,顯著高于其他9個(gè)處理(p<0.05);其次為N2P2K3,桉樹(shù)根冠比為0.546 6±0.044 2,顯著高于其他8個(gè)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(gè)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(guò)L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),分析了不同施肥量對(duì)桉樹(shù)生長(zhǎng)的影響。研究結(jié)果表明,施肥處理能顯著提高桉樹(shù)苗木的生長(zhǎng)速率,其中N2P3K1處理的桉樹(shù)苗高增長(zhǎng)率、地徑增長(zhǎng)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(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素,適量施用有利于提高植物生物量積累,促進(jìn)植株生長(zhǎng),這與前人的研究結(jié)果一致[5-6]。同時(shí),施肥處理可以降低桉樹(shù)苗木的根冠比;桉樹(shù)屬于速生樹(shù)種,根系發(fā)達(dá),施肥可以改善土壤肥力,提供充足的養(yǎng)分,促進(jìn)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(shù)苗木的生長(zhǎng)速率、木材產(chǎn)量和生物量積累,是桉樹(shù)人工林建設(shè)中的關(guān)鍵措施之一。本試驗(yàn)結(jié)果表明N2P3K1處理效果最佳,推薦在實(shí)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(chǎng)桉樹(shù)的合理施肥提出以下建議:1)建議采用精確計(jì)量和平衡施用氮、磷、鉀肥料的方式,以滿足桉樹(shù)的養(yǎng)分需求。2)建議根據(jù)土壤肥力和桉樹(shù)的生長(zhǎng)階段調(diào)整施肥量,以達(dá)到最佳的生長(zhǎng)效果。3)建議定期進(jìn)行土壤和植物組織養(yǎng)分分析,以便更準(zhǔn)確地指導(dǎo)施肥。同時(shí),應(yīng)考慮到環(huán)境保護(hù),采用環(huán)境友好型肥料,以減少對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的潛在負(fù)面影響。4)建議結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和土壤類型,對(duì)施肥策略進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
未來(lái)的研究中,建議擴(kuò)大研究范圍,進(jìn)行更長(zhǎng)期的觀測(cè),以便更全面地了解施肥量對(duì)桉樹(shù)生長(zhǎng)的長(zhǎng)期影響。 考慮到桉樹(shù)生長(zhǎng)的不同階段可能對(duì)養(yǎng)分的需求存在差異,建議研究不同生長(zhǎng)階段的最佳施肥策略。同時(shí),要考慮到不同土壤類型可能對(duì)施肥效果產(chǎn)生影響,未來(lái)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(duì)林業(yè)生產(chǎn)的影響日益增加,未來(lái)研究還應(yīng)考慮氣候因素對(duì)施肥效果的影響,以及如何通過(guò)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(shí)現(xiàn)桉樹(shù)林業(yè)生產(chǎn)的最優(yōu)化。
3.2" 討論
本研究對(duì)廣西博白林場(chǎng)桉樹(shù)施肥量與生長(zhǎng)量之間的關(guān)系進(jìn)行了深入分析,結(jié)果表明,適宜的施肥量對(duì)桉樹(shù)的生長(zhǎng)具有顯著的促進(jìn)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(shù)的生長(zhǎng)速度和木材質(zhì)量。過(guò)量或不足的施肥均會(huì)對(duì)桉樹(shù)生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響,如抑制生長(zhǎng)或降低木材質(zhì)量。此外,施肥對(duì)于提高土壤肥力和桉樹(shù)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(duì)于優(yōu)化桉樹(shù)的生長(zhǎng)和提高木材產(chǎn)量具有重要意義,對(duì)于促進(jìn)我國(guó)林業(yè)發(fā)展也有較高的價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
[1] 張智, 安冰, 付軍, 等. 廣西國(guó)有派陽(yáng)山林場(chǎng)桉樹(shù)人工林土壤肥力質(zhì)量評(píng)價(jià) [J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2022, 35(9): 2137-2143.
[2] 儲(chǔ)成才, 王毅, 王二濤. 植物氮磷鉀養(yǎng)分高效利用研究現(xiàn)狀與展望 [J]. 中國(guó)科學(xué): 生命科學(xué), 2021, 51(10): 1415-1423.
[3] 符強(qiáng), 石紹河, 劉立超. 不同底肥施入深度及施肥量對(duì)玉米產(chǎn)量的影響 [J]. 農(nóng)業(yè)科技通訊, 2015(5): 125-127.
[4] 岑巨延. 廣西桉樹(shù)人工林二元立木材積動(dòng)態(tài)模型研究 [J]. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2007, 28(1): 91-95.
[5] 哏玉響寶, 王春勝, 寸德志, 等. 施肥量對(duì)西南樺林下幼齡云南紅豆杉生長(zhǎng)、生物量和紫杉醇含量的影響 [J]. 西部林業(yè)科學(xué), 2023, 52(5): 29-36.
[6] 劉長(zhǎng)遠(yuǎn), 王磊, 齊玉鑫, 等. 播期、密度及施肥量對(duì)牡豆15主要農(nóng)藝性狀和光合特性的影響 [J]. 大豆科學(xué), 2023, 42(2): 212-219.
(責(zé)任編輯:敬廷桃)