测土配方施肥对杨树生长的影响

曾慧杰， 王晓明， 蔡 能， 李永欣， 乔中全

(1.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004； 2.湖南省林木无性系育种重点实验室， 湖南 长沙 410004)

测土配方施肥对杨树生长的影响

曾慧杰1，2， 王晓明1，2， 蔡 能1，2， 李永欣1，2， 乔中全1，2

(1.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004； 2.湖南省林木无性系育种重点实验室， 湖南 长沙 410004)

于湖南省益阳市南县选择2年生杨树优良家系林，研究测土配方施肥对杨树生长及叶片、枝条中养分含量以及土壤养分含量的影响。结果表明：施肥2年后，试验组平均树高、平均胸径增长率比对照组分别提高22%与19%；叶片(枝条)中全N、全P、全K的平均含量分别提高了29.21%、51.87%、46.42%(23.42%、13.85%、16.33%)；土壤中全N含量变化与树高增长、胸径增长呈显著正相关，数学模型分别为y=36.24+0.097x、y=52.249+0.143x；土壤全K含量变化与树高增长呈显著正相关，数学模型为y=33.689+0.203x；叶片中全N含量变化与树高增长呈显著正相关，数学模型为y=35.351+0.108x；叶片中全P含量变化与树高增长、胸径增长均呈显著正相关，数学模型分别为y=35.928+0.050x、y=51.600+0.077x；枝条中全K含量变化与树高增长呈显著正相关，与胸径增长呈极显著正相关，数学模型分别为y=36.075+0.148x、y=51.745+0.236x。

杨树； 测土配方施肥； 生长量； 养分含量

测土配方施肥是以土壤测试和施肥试验为基础，根据植物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在合理施用有机肥料的基础上，提出N、P、K等肥料的施用数量、施肥时期和施用方法[1-3]。测土配方施肥技术在农业上取得了较大成效，但在林业上的应用较滞后，其研究和应用能调节林木需肥与土壤供肥之间的矛盾，可有针对性地补充林木所需的营养元素，起到改善土壤理化性质、提高林地生产潜力的作用，并可减少肥料用量和提高肥料利用率[4-6]，是一项重要的精准林业技术。杨树是我国用材林、防护林和四旁绿化的主要树种之一，也是栽培面积最大、木材产量最高的速生用材树种。国内许多学者对杨树施肥开展了研究，如于彬[7]开展了杨树速生丰产施肥试验；刘勇等[8]探讨了施肥对三倍体毛白杨苗木生长及抗寒性的影响；周林[9]分析了杨树林带定量施肥的效果，但对于杨树测土配方施肥的研究尚未见报道。作者对杨树林进行测土配方施肥试验，研究测土配方施肥对杨树生长及其叶片、枝条中养分含量和土壤养分含量的影响，旨在对杨树合理科学施肥进行探索。

1 试验地概况

试验地位于湖南省益阳市南县厂窖镇再西洲，其气候属亚热带大陆性季风湿润气候类型，海拔31 m，为平原地貌，无坡向，年均气温18.1 ℃，极端最低气温-13.0 ℃，极端最高气温39.8 ℃，年均日照1 416 h，无霜期266天，年均降雨量959 mm，年均雨日136.3天，年均雾日137.5天，相对湿度82%以上。试验地土壤为冲击母质发育的潮土，土层深厚，质地沙性，排水、通透性良好。试验前，土壤肥力测定结果见表1。

表1 试验地土壤肥力状况Tab 1 Thesoilfertilityofexperimentalfield土壤全N(%)全P(%)全K(%)碱解N(mg/kg)冲击母质0 100 072 3064 80速效P(mg/kg)速效K(mg/kg)pH值有机质含量(g/kg)12 38172 357 9816 48

2 研究方法

2.1试验设计

选择林分立地和林木生长状况基本一致的2年生杨树优良家系林，面积33.3 hm2，种植密度3 m×3 m。分为试验组(施肥)和对照组(不施肥)，设置4个重复。

2.2试验方法

2.2.1 施肥 根据土壤测试结果、林木营养特性，采用土壤养分丰缺指标法，生产配方肥(养分比率为N∶P∶K = 6.5∶5∶5.7)。施肥时，于树冠投影外缘两侧挖沟，沟长60 cm，沟深20 cm，沟宽15 cm，施肥量为2.21 kg/株，施肥后立即覆土。

2.2.2 生长量调查 分别于每个重复的试验组和对照组各随机抽取30株林木，测定其树高、胸径生长量。

2.2.3 土壤肥力测定 在每个重复试验组内沿S型路线均匀布点，各设7个样坑，垂直均匀取土，混合后采用四分法处理样品。于施肥前和施肥第2年末测定其pH值、全N、全P、全K、碱解N、速效P、速效K及有机质含量。方法参照《森林土壤中pH的测定》(LY/T1239-1999)与中国科学院南京土壤研究所编写的《土壤理化分析》[10]。

2.2.4 枝叶营养成分测定 每个重复试验组内采集杨树枝条与叶片样本，枝条与叶片的生长高度与方向均随机均匀选择，于施肥前和施肥第2年末测定其全N、全P、全K含量。

2.3数据分析

使用SPSS软件进行方差及回归分析。

3 结果与分析

3.1测土配方施肥对杨树生长量的影响

由于施肥前林木的生长并不完全一致，故对施肥2年后树高和胸径的增长量进行分析。施肥2年后，测土配方施肥对杨树的树高和胸径生长具有促进作用，试验组平均树高、平均胸径增长率比对照组分别提高22%与19%(见表2)。

表2 测土配方施肥对杨树林分平均树高和平均胸径的影响Tab 2 TheinfluenceonaverageplantheightandaverageDBHofpoplarthroughsoiltestingandformulatedfertilization树高(m)树高增长率(%)胸径(cm)胸径增长率(%)对照组10 92±0 17012 92±0 110试验组13 31±0 072215 41±0 2019

由表3、表4方差分析结果可知：试验组与对照组相比，树高和胸径均存在极显著差异，测土配方施肥极显著地促进了杨树的生长。

表3 树高方差分析Tab 3 Varianceanalysisoftheinfluenceonplantheightofpoplarthroughsoiltestingandformulatedferti⁃lization方差来源离差平方和自由度均方差F值Sig 组间11 353111 353863 5900 000组内0 07960 013总方差11 4317 注：Sig <0 01表示处理间有极显著差异，下同。

表4 胸径方差分析Tab 4 VarianceanalysisoftheinfluenceonDBHofpop⁃larthroughsoiltestingandformulatedfertilization方差来源离差平方和自由度均方差F值Sig 组间12 550112 550381 2670 000组内0 19860 033总方差12 7487

3.2杨树测土配方施肥对土壤养分含量的影响

由表5可知：测土配方施肥2年后，土壤中各养分含量均有所增加，其中有机质平均含量上升了18.92%；全N和碱解N的平均含量分别上升了23.34%和18.72%，表明全N和碱解N能较为平衡地被杨树吸收；全K和速效K的平均含量分别提高了23.68%和6.82%，说明速效K比全K更容易被杨树所利用；全P和速效P的平均含量分别增加了616.63%和29.71%，两者之间差异显著，表明杨树对全P的需求量较少，不能像对速效P那样有效的吸收利用。全P较多富集于土壤中；土壤中pH值总体略有下降，可能与近2年酸雨频降有关。

3.3土壤养分含量变化与杨树生长的相关性

3.3.1 土壤养分含量变化与树高增长的相关性 土壤养分含量变化与树高增长的相关性分析(表6)表明：相关系数从高至低依次为，全N>全K>速效K>碱解N>速效P>全P>有机质，其中全N和全K含量变化与树高增长呈显著相关。线性回归分析得出：树高增长率(y)与土壤全N含量增长率(x)的线性方程为，y=36.24+0.097x(R0.05=0.986)；树高增长率(y)与土壤全K含量增长率(x)的线性方程为，y=33.689+0.203x(R0.05=0.963)。

表5 测土配方施肥第2年末相对施肥前土壤养分含量增长率Tab 5 Comparisonofsoilfertilitybeforeandtwoyearsaftersoiltestingandformulatedfertilization(%)重复号全N全P全K碱解N速效P速效K有机质pH112 24606 6719 4412 0221 152 2915 37-5 00244 44681 2533 6724 5736 4611 0020 54-5 06320 00708 8221 4620 4233 617 1227 21-6 25416 67469 7720 1617 8527 636 8712 55-2 50

表6 土壤养分含量变化与树高增长的相关系数Tab 6 Thecorrelationofthechangeofsoilfertilityandplantheightgrowth土壤养分含量变化碱解N速效P速效K有机质全N全P全K树高增长PersonCorrelation0 9410 8960 9460 4080 986∗0 4800 963∗Sig(2-tailed)0 0590 1040 0540 5920 0140 5200 037N4444444

3.3.2 土壤养分含量变化与胸径增长的相关性 土壤养分含量变化与胸径增长的相关性分析(表7)表明：相关系数从高至低依次为，全N>碱解N>全K>速效P>速效K>全P>有机质，其中全N含量变化与胸径增长呈显著相关。线性回归分析得出：胸径增长率(y)与土壤全氮含量增长率(x)的线性方程为，y=52.249+0.143x(R0.05=0.955)。

3.4测土配方施肥对杨树叶片、枝条营养元素含量的影响

树体营养元素含量与林木生长量、产量有密切的关系。这是林木施肥的理论基础[11]。由表8中可以看出：测土配方施肥影响了杨树叶片、枝条营养元素含量的变化，与施肥前相比，叶片中全N、全P和全K的平均含量分别提高了29.21%、51.87%和46.42%；枝条中全N、全P和全K的平均含量分别提高了23.42%、13.85%和16.33%。叶片中营养元素积累量从高到低依次为，全P>全K>全N；枝条中积累量从高到低依次为，全N>全K>全P。可见，全N、全P和全K在叶片中的积累要多于在枝条中的积累。这与赵天锡[12]、余常兵[13]、王润国[14]等的研究结果一致。

表7 土壤养分含量变化与胸径增长的相关系数Tab 7 ThecorrelationofthechangeofsoilfertilityandDBHgrowth土壤养分含量变化率碱解N速效P速效K有机质全N全P全K胸径增长PersonCorrelation0 9360 9260 9070 5740 955∗0 6370 930Sig(2-tailed)0 0640 0740 0930 4260 0450 3630 070N4444444

表8 测土配方施肥第2年末相对施肥前叶片、枝条营养元素含量的增长率Tab 8 Comparisonofnutrientcontentinleavesandbranchesbeforeandtwoyearsaftersoiltestingandformulatedfertilization(%)区域编号叶片枝条全N全P全K全N全P全K117 1628 5714 806 1510 007 64247 3790 0083 6238 0017 1427 59325 2155 5666 0634 6217 1419 74427 1033 3321 2114 9311 1110 34

3.5杨树叶片、枝条营养元素含量变化与其生长的相关性

3.5.1 杨树叶片、枝条营养元素含量变化与树高增长的相关性 叶片营养元素含量变化与树高增长的相关性分析(表9)表明：相关系数从高至低依次为，全P>全N>全K，其中全N、全P含量变化与树高增长呈显著相关。线性回归分析得出：树高增长率(y)与叶片全N含量增长率(x)的线性方程为，y=35.351+0.108x(R0.05=0.978)；树高增长率(y)与叶片全P含量增长率(x)的线性方程为，y=35.928+0.050x(R0.05=0.981)。枝条营养元素含量变化率与树高增长的相关系数从高至低依次为，全K>全N>全P，其中全K含量变化与树高增长呈显著相关。进行线性回归分析得出，树高增长率(y)与枝条全K含量增长率(x)的线性方程为：y=36.075+0.148x(R0.05=0.957)。

表9 叶片、枝条营养元素含量变化与树高增长的相关系数Tab 9 Thecorrelationofthechangeofnutrientcontentinleavesandbranchesandplantheightgrowth营养元素含量变化率叶片枝条全N全P全K全N全P全K树高增长PersonCorrelation0 978∗0 981∗0 9020 8620 8030 957∗Sig(2-tailed)0 0220 0190 0980 1380 1970 043N444444

3.5.2 杨树叶片、枝条营养元素含量变化与胸径增长的相关性 叶片营养元素含量变化与胸径增长的相关性分析(表10)表明：相关系数从高至低依次为，全P>全K>全N，其中全P含量变化与胸径增长呈极显著相关，全K含量变化与胸径增长呈显著相关。线性回归分析得出：胸径增长率(y)与叶片全P含量增长率(x)的线性方程为：y=51.600+0.077x(R0.01=0.997)；胸径增长率(y)与叶片全K含量增长率(x)的线性方程为：y=52.710+0.062x(R0.05=0.967)。枝条营养元素含量变化率与胸径增长的相关系数从高至低依次为，全K>全N>全P，其中全K含量变化与胸径增长呈极显著相关，进行线性回归分析得出，胸径增长率(y)与枝条全K含量增长率(x)的线性方程为：y=51.745+0.236x(R0.01=0.994)。

表10 叶片、枝条营养元素含量变化与胸径增长的相关系数Tab 10 ThecorrelationofthechangeofnutrientcontentinleavesandbranchesandDBHgrowth营养元素含量率叶片枝条全N全P全K全N全P全K胸径增长PersonCorrelation0 9180 997∗∗0 967∗0 9260 8930 994∗∗Sig(2-tailed)0 0820 0030 0330 0740 1070 006N444444

4 结论与讨论

(1) 测土配方施肥对杨树生长具有显著的促进作用，施肥2年后，施肥组平均树高与平均胸径增长率比对照组分别提高22%与19%。

(2) 测土配方施肥后土壤肥力增加，有机质、全N、碱解N、全K、速效K、全P和速效P的平均含量分别增加了18.92%、23.34%、18.72%、23.68%、6.82%、616.63%、29.71%。杨树对全N和碱解N的吸收较为平衡，对速效K的利用高于全K，但杨树对全P的需求量较少。全P较多富集于土壤中。

(3) 土壤养分含量变化率与树高增长的正相关系数从高至低依次为，全N>全K>速效K>碱解N>速效P>全P>有机质，其中全N、全K含量增长率与树高增长率呈显著相关；土壤养分含量变化率与胸径增长的正相关系数从高至低依次为，全N>碱解N>全K>速效P>速效K>全P>有机质，其中全N含量增长率与胸径增长率呈显著相关。

(4) 测土配方施肥影响了杨树叶片、枝条营养元素含量的变化，叶片中全N、全P、全K的平均含量分别提高了29.21%、51.87%、46.42%，枝条中全N、全P、全K的平均含量分别提高了23.42%、13.85%、16.33%；营养元素在叶片中的积累要多于在枝条中的积累。

(5) 叶片营养元素含量变化率与树高增长的正相关系数从高至低为，全P>全N>全K，全N、全P含量增长率与树高增长率呈显著相关；叶片营养元素含量变化率与胸径增长的正相关系数从高至低依次为，全P>全K>全N，其中全P含量增长率与胸径增长率表现为极显著相关，全K含量增长率与胸径增长率呈显著相关；

(6) 枝条中营养元素变化率与树高增长的正相关系数从高至低为，全K>全N>全P，全K含量增长率与树高增长率呈显著相关；枝条中营养元素变化率与胸径增长的正相关系数从高至低依次为，全K>全N>全P，其中全K含量增长率与胸径增长率呈极显著相关。

(7) 杨树养分含量及其测土配方施肥技术较为复杂，应从实际出发，制定合理配方，促进杨树的速生丰产。

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(文字编校：唐效蓉)

Influenceongrowthofpoplarbysoiltestingandformulatedfertilization

ZENG Huijie1，2， WANG Xiaoming1，2， CAI Neng1，2， LI Yongxin1，2， QIAO Zhongquan1，2

(1.Hunan Academy of Forestry， Changsha 410004， China； 2.Hunan Key Lab of Trees Clones Breeding Technology， Changsha 410004， China)

A two-year-old poplar experimental forest was selected，in order to study the influence on the growth of poplar，nutrient content in leaves and branches and soil fertility through soil testing and formulated fertilization.The result showed that，two years after fertilization，the average plant height and average DBH of experimental group，respectively，growth higher 22% and 19% than the control group，the content of total N，total P，total K in poplar leaves(branches) increased by 29.21%，51.87% and 46.42% (23.42%，13.85% and 16.33%)，respectively.There were significant positive correlation between the content change of total N in soil and plant height and DBH growth，the mathematical model werey=36.24+0.097x，y=52.249+0.143x，respectively.There was a significant positive correlation between the content change of total K in soil and plant height growth，the mathematical model wasy=33.689+0.203x.There was a significant positive correlation between the content change of total N in leaves and plant height growth，the mathematical model wasy=35.351+0.108x.There were significant positive correlation between the content change of total P in leaves and plant height and DBH growth，the mathematical model werey=35.928+0.050x，y=51.600+0.077x，respectively.Also there was significant positive correlation between the content change of total K in branches and plant height，and very significant positive correlation between the content change of total K in branches and DBH growth，the mathematical model werey=36.075+0.148x，y=51.745+0.236x，respectively.

poplar； soil testing and formulated fertilization； growth； nutrient content

2014-06-13

中央财政林业科技推广项目([2010]XT01)。

曾慧杰(1977-)，男，湖南省长沙市人，助理研究员，主要从事林木遗传育种研究。

S 725.5

A

1003-5710(2014)04-0001-05

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2014. 04. 001