尾巨桉幼苗需肥规律研究

李 慧，陈少雄

(国家林业局桉树研究开发中心，广东 湛江 524022)

尾巨桉幼苗需肥规律研究

李 慧，陈少雄＊

(国家林业局桉树研究开发中心，广东 湛江 524022)

本试验设置了施肥量500 ~ 1 200 g 8个施肥水平，从中选取生长最好的一个施肥水平(1 000 g)对尾巨桉幼苗进行 5个月内的需肥规律跟踪试验。氮、磷、钾在生长的 3 ~ 4月期间需肥量分别占整个观察期总需肥量的46.93%、40.88%和42.42%。5个月生桉苗总氮需求量约3 394.91 mg·株-1、总磷需求量约1 069.56 mg·株-1、总钾需求量约3 605.13 mg·株-1，转化为每公顷氮、磷、钾的施肥量为34.0 kg·hm-2、10.7 kg·hm-2、36.7 kg·hm-2，比例为1.00:0.35:1.12。每个月对桉苗的氮、磷、钾需求量进行测定，得出苗木生长的过程中需肥拐点出现在3个月左右的时期，采用Logistic曲线对苗木的氮、磷、钾的需求规律进行拟合，拟合效果良好，拟合度可达0.97以上。

尾巨桉；需肥规律；需肥拐点；Logistic曲线

随着人工丰产林的大面积营造和集约经营水平的提高，研究解决丰产林的合理施肥技术问题势在必行[1]。营养诊断技术是目前分析植物营养丰缺的主要技术，它是以矿质营养原理为理论依据，以化学分析方法为主要手段，对生长的植株及其立地条件进行分析测定。目前此方法在农业中应用较广，如任丽轩等[2]以花粳固优1号粳稻为研究对象确定了生长单位质量的稻所需要的N、P、K的量。而邵广忠等[3]则以不同产量的玉米(Zea mays)为研究对象，测定了每种玉米的每公顷施肥量。林业方面也有不少研究，王庆仁等[4]通过研究华北地区几个主要树种营养状况，阐述了缺乏养分的形态表征及林木生长与生理症状的关系，并提出了几个主要树种的营养元素适量浓度范围。洪顺山等[5]通过湿地松(Pinus elliottii)幼林施肥试验对针叶树种N、P、K、Ca、Mg 5个元素进行营养诊断，发现诊断结果与肥料试验的生长效应一致，充分体现了营养诊断的科学指导作用。

尾巨桉(Eucalyptus urophylla × E. grandis)无性系桉苗具有生长量大、抗折断能力强、抗病性强等优点，适合在台风频繁的广东湛江地区种植。近几年来尾巨桉得到了林农的普遍认可，但是对其需肥规律的研究目前尚少[6-7]，掌握其需肥规律有助于提高产量、减少肥料的浪费和多余养分对环境的影响。本研究着重对尾巨桉苗期前5个月的需肥规律进行研究，并对其在5个月内的需肥量进行曲线拟合。

1 材料与方法

1.1 研究区自然概况

试验地设置在广东省湛江市南方国家级林木种苗示范基地。地理位置为东经111°38′，北纬21°30′，属北热带湿润大区雷琼区北缘，为海洋性季风气候，年平均气温23.1℃，极端最低温为1.4 ~ 3.6℃，极端最高气温为38.1℃，年降雨量1 567 mm，5—9月降雨量占全年的85.5%，年相对湿度80.4%[8]

1.2 试验设计

试验选择不同的施肥水平，施肥量为 500 ~ 1 200 g，共计8种处理，基肥采用华扬肥料(N:P:K为6:12:6)苗木密度为1 m × 1 m，不同处理间的苗木距离为2 m (防止不同处理之间的干扰)。每个处理设3个重复，每个重复种苗8株，施肥方式采用穴施，在距苗木两边20 ~ 30 cm处开穴15 cm左右施肥。每个月进行苗高、地径及生物量调查，并根据调查结果选取生长最好的施肥处理对树根、树干、树叶各取样20 g，于80 ~ 90℃下烘30 min，然后降低至70℃烘24 h，取出称重，并换算成整株的干质量，用粉碎机粉碎并通过0.25 mm筛，待测。试验持续5个月。

1.3 养分含量的测定

称取过筛后的树叶0.1 g，树根、树干各0.2 g置于凯氏瓶中，采用 H2SO4-H2O2法进行消解，待消煮液由棕黑色变为无色或清亮色后冷却定容至100 m L，全N、全P采用德国卢比AA3流动分析仪测定，全K采用德国耶拿ContrAA300测定。

1.4 数据处理

利用EXCEL绘图，并采用Origin 8进行曲线拟合。

2 结果与分析

2.1 最佳施肥量的选择

由图1 ~ 2可见，在整个观察期间，不同施肥水平的苗木苗高和地径为施肥量1 000 g的处理最好，当施肥量小于1 000 g时，苗木的苗高、地径均随着施肥量的增加而增加，当施肥量大于1 000 g时苗木的苗高、地径开始随着施肥量的增加而减少，说明在施肥量超过临界点1 000 g时，肥量加大会对苗木的生长起到相反的效应。图3反映了不同的处理在苗木生长4个月时生物量的差异情况，从图中可以看出不同施肥处理的苗木其各器官的生物量以及总生物量均和图1 ~ 2的规律一致，因此本试验最终选取施肥量1 000 g的施肥水平作为尾巨桉需肥规律的研究对象，并以此进行需肥规律研究。

图1 不同施肥量苗木苗高变化

图2 不同施肥量苗木地径变化

图3 不同施肥量苗木生物量变化

2.2 尾巨桉幼苗鲜质量、干质量变化规律

从表1可知在观察期内苗木的鲜质量随生长进程不断增加，其中在第1个月内苗木的鲜质量增长量最小，只占5个月内总生长量的0.7%左右；在生长的4 ~ 5个月内生长量最大，均可达到43%，而在此过程中，苗木各器官鲜质量的增长趋势基本和苗木总体鲜质量增长趋势一致，其中树根的生长量在第4个月达到最大，占整株苗木的49.68%，略大于5个月的44.187%，而树叶的最大生长量是在5个月时，其生长量可达整株的44.05%，表2显示的干质量变化规律与鲜质量相比虽有一定的差别，但总体趋势仍保持一致。

表1 尾巨桉幼苗各器官鲜质量动态变化

表2 尾巨桉幼苗不同器官干质量动态变化

2.3 尾巨桉幼苗不同养分分布及动态变化

表3显示在观察期内N、P、K在植株不同器官内的分布比例均是树叶＞树干＞树根。说明在生长的前5个月内，树叶仍是主要的养分储存器官，树干次之，根部最少。其中根部的全N比例在第1个月时最大，为11.17%，后期此比例趋于下降，叶部全N比例在1 ~ 2个月间变化较大，从第1个月的63.28%增长到86.42%，随后的3个月比例基本稳定在75%左右。5个月内P在各器官中的比例基本稳定，变化幅度较小。而K含量在根部的比例有增加的趋势，在树叶的比例有下降的趋势。

表3 尾巨桉幼苗养分在不同器官中的分布比例

表4中列举了不同时期N、P、K干物质在树体内的累积变化过程，表中N、P2O5、K2O的比例是以N的量为参考，计算所得N、P、K的相对需求比例。由表4可知，在不同生长时期桉苗对N、P、K的需求都增加，但是对其需求的比例却有一定的差别，其中在第1、3、5个月时，苗木对K的需求均大于N、P；而在第2个月与第4个月植株对N、K的需求基本持平，而对P的需求整体比例相对于N都偏低，其中在第2个月和第4个月达到较低水平，分别只占N需求量的0.12和0.27。生长5个月时，N的总需求量为3 394.91 mg·株-1，P的总需求量为 1 069.56 mg·株-1，K的总需求量为 3 605.13 mg·株-1，以试验设计1 m × 1 m的株行距计算，可得尾巨桉生长 5个月时每公顷的N、P、K需求量分别为34.0 kg·hm-2、10.7 kg·hm-2、36.7 kg·hm-2。N、P2O5、K2O的需求比例为1.00:0.35:1.12。

表4 尾巨桉幼苗总干物质及N、P、K含量动态变化

2.4 尾巨桉幼苗需肥规律及速生区域的确定

对表4中不同时间内N、P、K干物质的积累量连成曲线得图4，图中的纵坐标为每月N、P、K的吸收量，由图可见尾巨桉苗对N、K的吸收量要远大于对P的吸收量，且每月对N、P、K的需求基本呈现出S型，其中在1 ~ 3个月之间桉苗对N、P、K的需求相对较少，在3个月以后需求量显著增加。

图4 尾巨桉幼苗N、P、K需求曲线

许多研究表明苗木的生长规律符合“S”型生长曲线[9-13]，具有“S”型特征的生长模型均可用Logistic曲线进行拟合，该曲线能较好地描述植物生长过程。由图4可见本研究N、P、K的吸收曲线均为S型，故采用式(1)进行拟合，拟合结果见表5。

式(1)中Y表示在x段时间内植株所吸收的养分量，式中的K表示在研究的时间段内苗木吸收养分的极限值，可用等差三点法求得。a，b为参数，根据最小二乘法求得。用相关系数R2检验曲线方程的拟合情况。

对以上(1)式求二阶导数，得:

表5 尾巨桉幼苗养分吸收拟合方程

由表5可见，Logistic方程能很好地表达植株吸收养分的规律，对N、P、K的需求拟合曲线的拟合度均可达0.97以上，F检验的结果均达到极显著水平。根据拟合方程K值的含义，N、P、K的吸收极值分别为1 566.6 mg、511.7 mg和1 621 mg。从吸收拐点可直观地表示出尾巨桉苗木N、P、K的吸收量开始陡增的时间分别于3月上旬、3月中旬以及2月下旬，说明尾巨桉幼苗对不同养分元素的需求并不是同步进行，在本试验中表现为桉苗对K的大量需求最早，N次之，而P最晚。这一规律可为相关缓/控释肥料的控释时间和施肥时间提供依据。由于苗木前期的需肥量较少，土壤中的养分完全可以满足，此时需要缓/控释肥料的控释时间应该是3个月，如果选用速效追肥，则施肥的时间应该选择在苗木种植后3个月。按此方法施用肥料既能减少肥料养分的流失，又能有效满足苗木对养分的需求。若将此试验跟踪至林木成熟，则可以得到整个尾巨桉无性系培育过程中对肥料的需求规律，为营林技术提供依据，以达到培育过程中苗木生长好、成本低、环境影响少的目的。

3 结论

(1) 本研究以施肥量为1 000 g·株-1的处理苗木生长最好，低于此含量时肥料不能满足植株的需要，高于此含量会对苗木产生负作用。

(2) 在试验时间段内苗木的养分主要储存于叶部，N、P、K含量分别占整株的比例范围为63.28% ~ 79.51%、60.8% ~ 65.4%、51.67% ~ 67.32%。

(3) 植株不同生长时期对各种养分的吸收量及比例会有一定的变化，N:P2O5:K2O的波动比例为1 :0.68 ~ 0.27 : 0.9 ~ 1.99。在试验的时间段内苗木生长的最快时期为第4 ~ 5月，此时的生长量占整株的比例大约为40%。在生长的5个月内尾巨桉苗需总N约34.0 kg·hm-2、10.7 kg·hm-2、36.7 kg·hm-2，比例大约为1.00:0.35:1.12。

(4) 在观察的5个月内，尾巨桉苗对N、P、K的需求均可用Logistic曲线进行拟合，其方程中的常数所代表的生物学意义均与实际情况相符。尾巨桉苗木的需肥拐点在生长3个月左右出现。

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Study on Fertilizer Requirement Regularity for Seed lings of Eucalyptus Clone DH32-29

LI Hui, CHEN Shao-xiong
(China Eucalypt Research Centre, Zhanjiang 524022, Guangdong, China)

In this study eight fertilizer levels (from 500 to 1 200 g) were applied to exam ine fertilizer requirements of Eucalyptus urophylla × E. grandis seedlings over a five month period in order to select the best performance (1 000 g) as judged by grow th mass. During the third to fourth month, the percentage of N, P and K requirements were 46.9%, 40.9% and 42.4% respectively out of the entire observation time. The total requirements of the N, P and K were about 1 069.6 mg·seedling-1, 3 394.9 mg·seedling-1and 3 605.1 mg·seedling-1, measured by every hectare, the amount was 34.0 kg·hm-2, 10.7 kg·hm-2, 36.7 kg·hm-2and the proportion was 1.00:0.35:1.12. By calculating the N, P and K requirements by month, the fertilizer requirement inflection point was found to occur in the third month. A Logistic curve was used to fit the rule of the N, P and K requirements and this provided a degree of fit of over 0.97.

Eucalyptus urophylla × E. grandis; the rule of the fertilizer requirement; inflection point of fertilizer requirement; Logistic curve

S725.5

A

2014-05-08

林业公益性行业科研专项“桉树生态经营及产业升级关键技术研究”(201104003)

李慧(1984— )，硕士，助理工程师，主要从事桉树培育研究.E-mail: li.hui.cool.love@163.com

＊陈少雄为通讯作者，E-mail:sxchen01@163.com