北京地区沙地银杏造林土壤施肥效果研究

徐亮

(北京市大兴区林业工作站，北京 102600)

银杏(GinkgobilobaL.)作为世界上最古老的孑遗植物之一，常被称为“活化石”[1]。银杏树姿挺拔、叶形优美，具有秋季叶片变为明黄色、落叶的特点，自古以来，常被当作住宅院、街道和园林绿化的首选树种[2]；具有很高的生态、经济和社会效益。银杏适应性广，在平均气温8～20 ℃的地区都可栽植；对土壤pH的适应范围为5.0～8.0；在酸性土、中性土、还是钙质土，都可栽植[3]。随着栽培、繁育技术不断发展，银杏已应用于大面积的造林活动中，现已是北方城市园林中栽植面积最大的彩叶树种之一[4]。2012—2016年大兴区平原造林工程共栽植银杏76.1万株，栽植的银杏数量占栽植乔木总株数的12.4%。

银杏栽植和养护中，施肥不足和缺乏营养是限制其生长和产量提高的主要原因[5]。大兴区永定河畔土层薄、土壤贫瘠、碱性强，造林栽植的银杏常出现叶片小、长势不旺的状况，夏季焦叶现象严重[6]。施肥措施是叶用银杏林最重要的栽培技术之一，只有根据当地的土壤条件，采取合理的施肥技术和科学管理，通过改善土壤养分结构，以达到银杏复壮的目的。截至目前，已有学者对叶用银杏的定向培育技术以及土壤养分的动态变化开展了研究[7,8]，但有关大面积造林中银杏的科学施肥管理以及探讨银杏生长、叶片养分与土壤养分三者间关系的研究未见报道。

本研究以北京永定河沿岸沙地平原造林地内的银杏为研究对象，通过对比不同的施肥处理间银杏生长量、叶片养分含量以及土壤养分含量的差异，探讨适合北京沙地银杏健康生长施肥技术；通过分析银杏生长量、叶片养分以及土壤养分间的相互关系，为今后银杏栽植和培育管理提供理论和数据参考，从而有效指导生产上的施肥工作。

1 试验地概况

试验地选在大兴区庞各庄镇南地村村南的平原造林地。大兴区位于北京市南部，39°26′—39°51′ N，116°13′—116°43′ E，属永定河冲积的平原地区。大兴区海拔13.4～52.0 m，地势自西北向东南缓倾；属暖温带半湿润大陆季风气候，年均气温11.6 ℃，降水量556.4 mm。全境以沙壤土为主，通透性好，但pH值在8.5以上，且保水保肥能力差[9，10]。

2 研究方法

2.1 试验设计

2016年春季设银杏试验地，在样地内选择银杏200株，均为2012年春季平原造林栽植。设置4个施肥处理(OF，CF0.25，CF0.50，CF0.75)和1个对照组(CK)，参照孙晓梅等试验方法[11]，每个处理有银杏3行(30株)，并间隔1行(10株)避免相互影响。具体操作为：OF，每株施用有机肥0.1 kg，春季施用1次；CF0.25、CF0.50、CF0.75分别表示，每株每次施用复合肥分别为0.25 kg、0.5 kg、0.75 kg，均按春、夏两季施肥；CK，正常管理，不施用任何肥料。所用的复合肥为劲素18-10-18，由山东史丹利农业集团股份有限公司生产，其特点为氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)含量分别为18.1%、10.0%、18.6%，同时添加活化腐殖酸(≥6%)以及生物活性菌(≥30亿个·g-1)等。所用有机肥含有效活菌数(≥1亿个·g-1)，有机质(≥40%)。

选取的银杏植株测树指标较为一致，胸径9.28～10.08 cm，树高6.73～7.07，冠幅在1.29～1.50之间(表1)，3个指标在各个处理组间没有统计学上的差异性。

2.2 生长量调查

2018年秋季，对试验地内的银杏进行每木检尺，调查指标包括胸径、树高、冠幅。

2.3 植物取样及测定

叶片作为树木的同化器官，其对土壤养分含量变化最为敏感[12，13]。本研究将叶片养分作为反映银杏营养的指标。2018年秋季，在试验地中按树冠外围东、南、西、北方向，选取银杏冠下部枝条，并摘取枝条顶部第3、第4片叶子，多株采集并混合后装入2个自封袋，随后迅速装入低温保温箱带回试验室进行处理[14，15]。蒸馏水冲洗干净后，105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒重，粉碎后过100目筛，测定养分。分别采用分光光度法测定叶绿素含量，王水消解ICP-AES法测定磷、钾含量，利用凯氏定氮仪测定全氮含量。

2.4 土壤取样及测定

用直径5 cm的土钻采集土壤样品，采集土层深度分别为0～10 cm，10～20 cm，20～30 cm，按土层深度分别采用四分法取土样混合，装入2个自封袋中，迅速带回实验室进行处理[14]。实验室内，土壤样品风干后，去除石块、植物根系等杂物，过100目筛，测定土壤养分。各土壤养分测定的具体流程参照《园林绿化种植土壤》(DB11/T864-2012)。采用重铬酸钾氧化-外加热法(NY/T 1121.6-2006)测定有机质，碱解-扩散法(LY/T 1229-1999)测定水解性氮，钼锑抗比色法(NY/T 1121.7-2014)测定有效磷，火焰光度计法(NY/T 889-2004)测定速效钾，电位法(水浸提)(NY/T 1121.2-2006)测定pH值。

2.5 数据分析

应用SPSS18.0软件对数据进行方差分析、多重比较以及相关性分析，采用Origin75软件作图。

3 结果与分析

3.1 不同施肥处理下的银杏生长量

通过计算2018年与2016年调查数据间的差值得出不同施肥处理下各指标的生长量，并进行单因素方差分析(图1中小写字母表示在0.05水平上差异显著)。图1 显示，施复合肥的3个试验组(CF0.25，CF0.50，CF0.75)的生长量均显著大于对照组(CK)，胸径生长量比对照增加了44%～76%，树高生长量比对照增加182%～224%，冠幅生长量比对照增加129%～220%。而施有机肥处理的试验组(OF)生长量与对照组(CK)无显著差异，说明复合肥的效果总体要优于有机肥，而且以每株施用0.50 kg复合肥试验组(CF0.50)的生长量最大。

图1 不同施肥处理下银杏的生长量差异

3.2 不同施肥处理下的银杏叶片养分状况

基于叶片养分的检测数据进行统计分析(图2中小写字母表示在0.05水平上差异显著)，图2结果显示，施复合肥的3个试验组(CF0.25，CF0.50，CF0.75)叶片各个指标(叶绿素、全氮、全磷、全钾)含量均显著高于对照组(CK)；而且每株施用0.50 kg(CF0.50)或0.75 kg(CF0.75)复合肥的试验组，叶片中养分含量最高，与其他处理组差异显著。而施有机肥的试验组(OF)叶片养分含量与对照组(CK)无显著差异。结果证实每株施用0.50 kg或0.75 kg复合肥，可以较好地改善叶片营养，而在2年的试验周期内，施用有机肥对银杏叶片养分含量的改善效果有限。

图2 不同施肥处理下银杏叶片养分因子差异

3.3 不同施肥处理下的土壤养分状况

基于土壤养分的检测数据进行统计分析(图3中小写字母表示在0.05水平上差异显著)，图3结果显示，施复合肥较好地提高土壤的养分水平(水解性氮、有效磷、速效钾以及有机质4个指标的含量均大于对照组)，有效降低土壤pH值，改善土壤状况。结果证实，短期内施复合肥对土壤养分含量的提高程度显著高于有机肥，而且施复合肥量与土壤养分含量间呈显著正相关。

图3 不同施肥处理下土壤养分因子差异

3.4 银杏生长量、叶片养分与土壤养分间的相关性分析

由表2知，土壤中水解性氮、有效磷、速效钾含量与银杏叶片中叶绿素、全氮、全磷、全钾含量以及银杏胸径、树高、冠幅生长量间均存在明显的正相关性；同时发现，银杏叶片中的全氮、全磷、全钾含量与土壤有机质也存在正相关性，与pH值则存在负相关性。

表2 银杏生长量叶片养分与土壤养分的相关关系

注：“*”在0.05水平(双侧)上显著相关；“**”在0.01水平(双侧)上显著相关。

4 讨论与结论

任何植物必需的矿质元素都有其独特的生理功能，氮、磷、钾作为植物生长必需的大量元素，具有不可替代性和可补偿性。自然生长条件下，土壤供氮、磷、钾能力不足，往往会成为植物生长的限制因子。有研究表明，银杏缺氮，首先表现在叶色变黄，新叶变小、老叶呈黄绿色或红紫色且落叶早，枝梢细弱，果实少而着色浓，抗逆性下降，甚至造成早衰和死亡；严重缺磷时，叶片出现紫色或红色斑块，叶缘呈半月形坏死，引起早期落叶、产量下降；严重缺钾时，成年叶片从边缘向内枯焦，且向下卷曲枯死，而且钾元素含量越低，叶片焦枯的病情指数越高[14，15]。本研究试验地选取大兴区庞各庄造林地，其位于永定河畔，土层薄、土壤贫瘠、碱性强等特殊的立地条件造成土壤氮磷钾等营养元素含量很低，栽植的银杏出现叶片小，长势弱等状况，夏季常出现焦叶现象。

施肥措施是银杏林最重要的栽培技术之一。依据当地的土壤条件，采取合理的施肥技术和科学管理，可有效改善土壤理化性状、提高肥力，促进林木生长，同时提高银杏生长季节抗逆性，减少黄化株率，达到复壮的目的[16]。谢友超等[17]研究表明，银杏叶用园的施肥试验，促进了银杏幼苗根、茎、叶、干的生长，叶片产量显著提高。本研究证实，按春、夏两季施肥，改善了土壤养分和银杏叶片养分含量，提高了银杏生长量；并且发现，每株每次施用0.50 kg复合肥的试验组(CF0.50)，银杏胸径、树高、冠幅均达到最大值，显著大于其他试验组；而每株每次施用0.75 kg复合肥的试验组(CF0.75)，与CF0.50试验组相比，银杏叶养分含量、银杏生长量基本维持不变，本文支持存在施肥阈值的观点[20]。因此，在2年的施肥周期内，按春、夏两季施肥，每株每次施用0.50 kg复合肥，可以作为北京地区银杏复壮施肥的标准。

银杏的生长过程是一系列的生理活动过程，最典型的生理活动是光合作用。光合作用是影响银杏生长的重要因素，银杏光合作用的强弱与叶片内叶绿素含量的高低直接相关。大量研究表明，随着施肥量增加，植物叶片叶绿素含量随之增加，其光合速率以及光合产物也会显著加强[19]。本研究证实，施复合肥处理的3个试验组(CF0.25，CF0.50，CF0.75)叶片中叶绿素、全氮、全磷、全钾含量均显著高于未施用任何肥料的对照组(CK)，且随着施肥量的增加而不断提高，这与吴家胜等[20]得研究结果相一致。银杏叶片内的氮元素能显著提高叶绿素含量，增大光合速率和光合产物；钾元素可提高叶片内叶绿素的稳定性，并调节叶片上气孔的开闭，影响光合作用；磷元素可延长叶片光合作用的时间，提高银杏干物质的积累量以及光合产物的运输。总之，氮、磷、钾混合施用，肥料利用率可提高25%左右，显著提高叶片光合作用，促进银杏生长[19]。本研究使用的复合肥为劲素18-10-10，该产品除富含氮、磷、钾外，还添加有活化的腐殖酸以及生物活性菌等；使用的有机肥仅含有有机质和有效活性菌。本试验证实该复合肥的施用能够显著提高土壤水解性氮、有效磷、速效钾、有机质含量，降低pH值；结合相关性分析发现，银杏的生长量、叶片养分与土壤水解性氮、有效磷、速效钾含量呈明显的正相关，叶片养分与土壤有机质、pH也存在一定的相关性。本研究中2年的试验周期内，施用复合肥的效果要优于施用有机肥，并且在银杏树高、胸径、冠幅增长等数据指标上达到了统计意义上的显著水平。