沸石与N、P、K、Ca不同配比对柚木幼林早期生长的影响

梁卫芳，梁坤南，黄桂华，周再知，杨 光，黄锡钊，王兰兰

（1.广东省佛山市高明区林业科学研究所，广东 佛山 528515；2.中国林业科学研究院热带林业研究所，热带林业研究国家林业局重点实验室，广东 广州 510520）

沸石与N、P、K、Ca不同配比对柚木幼林早期生长的影响

梁卫芳1，梁坤南2，黄桂华2，周再知2，杨 光2，黄锡钊1，王兰兰1

（1.广东省佛山市高明区林业科学研究所，广东 佛山 528515；2.中国林业科学研究院热带林业研究所，热带林业研究国家林业局重点实验室，广东 广州 510520）

为研究沸石与N、P、K和Ca配比对柚木幼林早期生长的影响，采用裂区设计，沸石为主区，以N、P、K和石灰为4个因素，各个因素3水平，正交设计L9(34) 的通过9个施肥处理为副区，进行施肥试验。结果表明：造林后18个月，沸石处理间柚木树高生长差异显著，施用沸石显著提高柚木高生长；施肥处理间树高和胸径生长差异极显著，最佳施肥为处理4（N2P1K2Ca3），即每公顷施N 200 kg、P 300 kg和K 200 kg以及每株施石灰1 kg，其柚木树高和胸径分别是最差处理的1.66和2.07倍；4个因素不同水平间主要以P 三水平（100、200、300 kg/hm2）间差异极显著，高P水平（300 kg/hm2）柚木树高和胸径生长分别是低P水平（100 kg/hm2）的1.51和1.61倍。P施肥对柚木早期生长影响效果极显著，而K肥对霜冻后的柚木生长恢复影响显著。

柚木幼林；早期生长；沸石；肥料配比

柚木Tectona grandis L.f是世界最著名的珍贵用材树种之一，自然分布于缅甸、印度、泰国和老挝。因材质优良，用途广泛，木材市场价高，被引种到亚洲、非洲、拉丁美洲和大洋洲热带的50多个国家和地区，已成为热带地区珍贵树种中造林面积最大的树种[1]。我国1820年开始引种于云南中缅边境的庙宇、庭院[2-3]。规模种植始于我国台湾省，1900年高雄试种后，随后营造了5 330 hm2的柚木人工林[4]。1960年前后在云南、海南开始规模种植。目前，柚木已成为云南、海南、广东、广西等省（区）的主要造林树种。为了促进林木生长，缩短培育周期，人工施肥成为用材林培育必不可少的营林措施。早在1933年国外就开展柚木幼林施肥研究[5]，已有很多报道[6-17]；国内对柚木幼林施肥研究较晚，且报道的不多：潘一峰等[18]通过施石灰、有机肥和复合肥研究酸性土壤改良对不同种源柚木生长的影响；梁坤南等[19]研究N、P、K不同配比施肥对柚木种源生长的影响；周再知[20]研究钙素营养、钙与硼、氮配比，钙与N、P、K配比对柚木幼林生长的影响；李运兴等[21]研究追肥量、追肥时间与次数对柚木幼林生长的影响；冯海等[22]研究水与肥对柚木生长的影响。而沸石在农业中作为一种土壤改良剂和肥料添加剂，在土壤改良[23-29]与蔬菜[30-34]、农作物[35-39]等生产中得到广泛应用。但在林业中沸石仅在落叶松Larix gmelinii[40]和柚木[41]苗木培育、彩叶树盆栽与大田施肥[42]以及麻竹Dendrocalamus latiflorus林施肥[43]中得到应用。本研究是在柚木苗期施肥试验[41]的基础上，探讨大田试验施沸石与N、P、K、Ca不同配比对酸性土壤柚木幼林早期生长的影响，为柚木酸性土壤大田平衡施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于广东省佛山市高明区林业科学研究所，112 °41 ′E，22 °48 ′N。属南亚热带大陆性季风气候，年平均气温在21.2～22.2 ℃之间，年平均降水量2 000 mm，集中在4～8月；具有温暖多雨、光照充足、温差小、夏季长、霜期短的特点。属低山丘陵地带，土壤为花岗岩发育的酸性赤红壤，土壤pH值4.77，土层深厚，有机质1.31%，全氮0.046%，全磷0.004%，速效磷1.5 mg/kg，速效钾16.7 mg/kg，代换性钙26.9 mg/kg。植被以铁芒箕Dicranopteris dichotom、乌毛蕨Blechnum orientale、野牡丹Melastoma malabathricum等为主。

1.2 试验方法

以N、P、K和石灰为4个因素，N为尿素，含有效N 46%；P为过磷酸钙，含P5O214%；K为氯化钾，含K2O 60%；各因素三个水平（表1），采用正交设计L9(34)，9个施肥处理（表2）。沸石作两个水平施用，0和2 kg/株。按裂区设计，沸石处理作主区，9个施肥处理作副区，4个区组，4行×5株小区，中间6株为观测株，株行距为3 m×3 m。N、P、K的施肥量平分三次施入，第一次与石灰和沸石作基肥（石灰在中上层，而N、P、K和沸石在下层），第二、三次作追肥。

造林后每年观测树高、地径（胸径）。采用GENSTAT 5[44]统计软件进行方差分析及多重比较。造林后20个月年生时受到霜冻后平茬，萌芽后继续试验观测。

表1 因素和施肥水平Table 1 The factors and levels of fertilizer proportion

表2 施肥处理Table 2 The treatments of fertilizers

2 结果与分析

2.1 沸石对柚木树高和径生长的影响

裂区试验方差结果（表3）表明，造林后6个月生、12个月生柚木树高和地径生长沸石处理间差异不显著，18个月生胸径和地径生长沸石处理间差异也不显著，而18个月生树高生长沸石处理间差异达到显著， 施沸石处理的高生长比不施沸石的提高了7.4%；但20个月生时因霜冻平茬后2个月树高、6个月生和14个月生的树高和胸径生长沸石处理间的差异则不显著，原因可能是霜冻的影响平茬后抵消了沸石处理间的显著差异，但从调查数据可知，仍然是施加沸石的处理略好于不施加沸石的处理。从表3中还可以看出，不同年龄的柚木树高、地径和胸径的沸石与施肥处理间交互作用不显著。

表3 不同施肥处理裂区试验方差分析的F值结果†Table 3 F values of analysis of variance for split plot trial

2.2 不同施肥处理对柚木树高和径生长的影响

9个不同施肥处理的方差分析结果（表3）表明，造林后施肥处理间树高生长从6个月生、12个月生到18个月生的差异由0.05水平的显著到0.01水平的极显著和0.001水平的极显著，即使因霜冻平茬后萌芽的2个月生树高、6个月生和14个月生树高生长施肥处理间的差异仍然存在0.01水平至0.001水平的极显著，说明了柚木早期生长随着树龄的增加因施肥造成的树高生长差异在不断增加，且并不会因霜冻的影响导致差异缩小。9个不同施肥处理树高生长的邓肯多重比较结果（表4）表明，6个月生树高生长以施肥处理1、4和2较好，其中，前两个处理与处理6和9的树高生长差异显著；18个月生树高则以处理4、7和1的生长较好，它们间差异不显著，但与处理6、3和9的差异达到极显著，其中，处理4又与处理2和8的差异达到极显著；18个月平均树高处理4是生长最差的处理6的1.66倍，是林分平均水平的1.25倍，早期施肥对树高生长效果显著。即使20个月生时受到霜冻的影响，但平茬后萌芽2个月生和14个月生的树高生长，仍然是以处理4、7和1生长最好，尤其是处理4仍然保持旺盛的高生长，分别是平茬后萌芽2个月生长最差的处理6和14个月生长最差的处理3的1.47倍和1.52倍，处理4与处理6和3的差异均达到极显著。

表4 不同施肥处理间邓肯多重比较结果†Table 4 Duncan multiple comparisons of different fertilizer treatments

从表3还可以看出，地径生长从最初的6个月生施肥处理间差异不显著到18个月生0.001水平的差异极显著；而胸径生长18个月生处理间就达到0.001水平的极显著差异，即使因霜冻平茬后，处理间差异仍然达到0.001水平的极显著差异，说明不同的施肥处理的确显著地影响了柚木早期的生长，早期施肥效应是显著的。表4的柚木径生长多重比较结果表明， 18个月生地径生长施肥处理1、4与处理9、8、3、6差异显著，尤其是与处理6差异达极显著，18个月生胸径生长处理4、1与处理9、6、3差异显著，尤其是与生长最差的处理3差异达极显著，处理4的18个月生胸径生长是处理3的2.07倍，是林分平均水平的1.26倍，最佳施肥处理对胸径生长有显著的促进作用。从表4还可以看出，即使是霜冻柚木平茬后的14个月胸径生长仍然以处理4表现最好，与生长排后两位的处理6和3的差异在＜0.001水平上达极显著，处理4平茬后14个月胸径生长是处理3的1.65倍。

2.3 不同施肥水平对柚木树高和径生长的影响

N、P、K和Ca的正交设计方差分析结果见表5，柚木造林后6～18个月生N和Ca不同施肥水平间树高、地径和胸径生长差异均不显著，同样霜冻平茬后2～14个月生N和Ca不同施肥水平间树高和胸径生长差异也不显著，也即是说柚木生长对N素施100～300 kg/hm2和Ca施石灰1～3 kg/株的范围内反应不敏感。K素对柚木生长的影响有所不同，柚木造林后6～18个月生K素不同施肥水平间树高、地径和胸径生长差异不显著，但霜冻平茬后2～14个月生K素的不同施肥水平间树高和胸径生长差异存在显著至极显著的差异，可能是由于不同水平K素施肥影响了柚木木质化程度，进而影响了柚木对霜冻的反应，最终影响了柚木的萌芽生长。P素不同施肥水平对柚木生长有极大的影响，造林后6～18个月生树高、地径和胸径生长P素不同施肥水平间差异在＜0.001水平上达到极显著，即使是霜冻平茬后2～14个月生树高和胸径生长不同P素水平差异也在＜0.001水平上达到极显著，说明P素不同水平对柚木生长影响达到极显著的影响；从表5还可以看出，不管树高和地径生长P素不同水平间F值随着树龄的增加而增大，说明P素水平间的差异在扩大，即使是霜冻平茬后的树高和胸径生长F值同样如此，所以施P肥对生长影响效果极显著。

表5 N、P、K和Ca不同施肥水平方差分析的F值结果Table 5 F values of analysis of variance for different levels of N, P, K and Ca

对4个因素不同施肥水平进行邓肯多重比较，结果表明（表6）具极显著差异的P施肥水平中，6个月和18个月生树高、地径和胸径生长以高磷的P300水平生长最好，与生长最差的低磷P100水平的差异达极显著，P300水平的18个月生树高和胸径生长分别是P100水平的1.51倍和1.61倍；而施P200水平与施P100水平也达到极显著的差异；同样霜冻平茬后萌芽的树高和胸径生长高磷的P300水平极显著高于低磷的P100水平，P300水平其平茬后14个月树高和胸径生长分别是P100水平的1.33倍和1.45倍，说明高磷水平对柚木早期生长的促进作用显著，该结果与梁坤南的研究结果[19]一致。

表6 N、P、K和Ca不同施肥水平间邓肯多重比较结果Table 6 Duncan multiple comparisons for different levels of N, P, K and Ca

K不同施肥水平在霜冻平茬后才表现出水平间差异的显著性，平茬后2个月生树高、14个月生树高和胸径生长均以中钾素水平K200生长最好，与其它两个水平的差异显著，说明中钾水平对霜冻后柚木的萌芽与生长恢复是有促进作用的。

从表7可以看出，根据不同施肥因子的极差值大小，得出霜冻前对18个月生树高生长影响的大小顺序是P＞N＝Ca＞K，胸径是P＞N＞K＞Ca；而霜冻后对2～14个月树高和胸径生长影响大小顺序均是P＞K＞N＞Ca。

表7 N、P、K和Ca不同施肥水平极差分析Table 7 The rang analysis for different levels of N, P, K and Ca

3 结论与讨论

沸石是一种多孔状碱金属和碱土金属的架状铝硅酸盐矿物，具有强大的离子交换吸附特性[9]，正是这种多孔性和离子交换能力使其成为土壤改良剂、肥料添加剂而发挥其独特的作用。 土壤中施加沸石可以增加土壤铵离子、钾离子等阳离子的吸附能力，提高养分有效性[27]。据文献报道，施用沸石对麻竹林的胸径生长和地径生长分别起到极显著和显著的促进作用[43]。本项研究表明，通过施加沸石对18个月生柚木幼林树高生长具有显著促进作用，其生长量比不施加沸石的提高了7.4%，与柚木苗期施加沸石显著促进苗木生长[41]是一致的，虽然对柚木幼林影响效果没有苗期来得更快，更显著，但霜冻前的6个月生、12个月生树高和地径生长、18个月生胸径和地径生长均是施加沸石大于不施加沸石的，说明施加沸石对柚木幼林生长是有一定效果的，其原因与除上述所提到的施加沸石提高土壤的阳离子交换量、交换性Na+、K+、Ca2+和Mg+外，土壤的盐基饱和度和pH值也因沸石的施加而提高[27]，这些正是柚木在酸性土壤上生长所必需的。

9个不同施肥处理间树高和径生长（地径和胸径）18个月生达到极显著的差异，即使是18个月之后遇到霜冻为害，但其萌芽后的处理间树高与胸径生长差异仍然达到极显著，说明施肥处理对柚木早期生长效果是极显著的。9个处理中以处理4（N2P1K2Ca3）一直表现最稳定，也即每公顷施N素200 kg、P 素300 kg和K素200 kg以及每株施Ca（石灰）1 kg的柚木生长最好，其18个月生树高和胸径生长分别是最差处理的1.66倍和2.07倍，即使是霜冻后平茬14个月萌芽生长仍然分别是最差处理的1.52倍和1.77倍。

不同因素的施肥水平的差异主要体现在不同的P水平和K水平上，尤其是P素不同水平，无论幼林的树高、地径和胸径，从一开始就达到0.001水平的极显著差异，并且这种差异的显著性随着树龄的增加而增加，而这种差异性主要体现在高P水平与低P水平间的差异，每公顷施P素300 kg的柚木生长一直极显著好于施100 kg的柚木生长，18个月生高P水平（300 kg/hm2）柚木树高和胸径生长分别是低P水平（100 kg/hm2）的1.51和1.61倍，与梁坤南研究结果[19]是相似的，这也与试验地属酸性土壤，且P的含量低有很大关系，高磷水平可促进柚木生长。但这两项研究生长最好的P水平均是试验中最高的P水平，并未找到P素水平与生长曲线上升与下降的拐点，也即最佳P的施肥水平，这有待以后进一步试验。此外，两项研究施用的过磷酸钙为酸性肥料，如在酸性土壤上用碱性肥料的钙镁磷肥效果会更好些。K素不同水平的差异主要体现在霜冻后平茬2～14个月萌芽生长上，3个K素水平间的树高和胸径生长差异达到显著至极显著，K素施肥水平2（K素200 kg/hm2）与其它两个水平的差异达到显著至极显著，也即每株施K肥300 g，柚木生长最好，该施肥量与油茶幼树施用钾肥的最适用量范围（317.72 ～ 322.25 g/株）相近[45]。N和Ca水平间的差异不显著，规律性不明显，是否要增大施肥梯度，这有待以后的进一步试验。从本试验情况来看，影响柚木生长的主要因素是P，其次是N和K，霜冻前N对柚木影响略大于K，霜冻后K对有助于柚木生长的恢复。本研究由于霜冻影响了施肥试验的连贯性，仅能获得施肥对1～2 a柚木生长的影响效果，而沸石对柚木根际土壤改良作用以及对柚木生长有否长期的影响，有待今后进一步试验研究。

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Effects of zeolite and the different proportion of N, P, K and Ca fertilized on the early growth of teak (Tectona grandis L.f) young plantation

LIANG Weifang1, LIANG Kunnan2, HUANG Guihua2, ZHOU Zaizhi2, YANG Guang2, HUANG Xizhao1, WANG Lanlan1
(1.Research Institute of Forestry of Gaoming Zone, Foshan 528515, Guangdong, China; 2.Key Laboratory of State Forestry Administration on Tropical Forestry Research, Research Institute of Tropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Guangzhou 510520, Guangdong, China)

In order to study effects of applying zeolite, N, P, K and Ca on the early growth of teak (Tectona grandis L.f.) young plantation, the fertilizer trial, used by split plot design with two levels of zeolite as whole-plots and nine fertilizer proportions designed by orthogonal design with a L9(34) of N, P, K, Ca as sub-plots , was conducted.The trial results at 18 month-old after planting showed that there were signi fi cant differences on the growth of tree height between zeolites.Zeolite applied could obviously increase the growth of teak.There were high signi fi cant differences on the growths of height and DBH among nine fertilizer proportions, of which best fertilizer proportion (N2P1K2Ca3) with applying 200 kg, 300 kg and 200 kg/hm2of N, P and K respectively and 1 kg/tree of lime, was 1.66 times and 2.07 times on the growths of height and DBH at 18 month-old respectively than that of the worse fertilizer proportion.Differences among 3 levels for each factor of N, P, K and Ca mainly re fl ected in 3 levels (100, 200, 300 kg/hm2) of P, which had high signi fi cant differences on the growths of height and DBH of teak.The growth of height and DBH at 18 month-old of teak for high level P with 300 kg/hm2applied was respectively 1.51 times and 1.61 times than that of low level P with 100kg/hm2applied.P fertilized had high signi fi cant effect on the early growth of for teak young plantation and K fertilizer applied had signi fi cant effect on the recovery of teak growth after the frost.

teak young plantation; early growth; zeolite; fertilizer proportion

S723.1+31.1

A

1673-923X(2017)04-0014-07

10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.04.003

2016-07-14

“十二五”国家科技支撑项目“柚木和西南桦珍贵用材林定向培育技术研究与示范”（2012BAD21B01）

梁卫芳，高级工程师 通讯作者：梁坤南，研究员；E-mail：chinateak@163.net

梁卫芳,梁坤南,黄桂华,等.沸石与N、P、K、Ca不同配比对柚木幼林早期生长的影响[J].中南林业科技大学学报，2017, 37(4): 14-20.

[本文编校：文凤鸣]