探究水肥调控对刺槐人工林生长的影响

陈培培 杨倩倩 侯金波

摘 要：目前我国水资源严重紧缺，化肥的无节制使用造成土壤严重污染，迫使我国林业产业向集约型精准化生产发展。这就要求林业生产中要合理利用资源，达到节水、控肥、增肥效的目的。本文通过研究一至三年生刺槐优良无性系人工林的精准灌溉制度和精细施肥制度，以及生物学特性、生长量、生理生态特性和材性等指标，对精准灌溉与精细施肥的响应规律，提出刺槐人工林智能水肥一体化栽培配套技术，提高林分蓄积量20%以上。

关键词：水肥调控；刺槐；生长状况

中图分类号：S72 文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190515036

引言

我国是世界上水资源严重紧缺的国家之一，水资源总量不到世界的6%。水资源短缺已严重影响到我国农业生产、林业发展，甚至成为制约相关行业和国民经济、社会发展的瓶颈。研究水资源的可持续再利用，已成为我国社会可持续发展一项紧迫的、关系到国计民生的课题。肥料在实现我国林业可持续发展和保障国家木材安全方面同样占有重要地位。但是，化肥盲目使用、过量投入、利用率不高，都会对河流、大气、土壤和林产品造成严重污染，进而严重危害自然环境，破坏人类的生存条件。种种形势迫使我国林业产业向集约型精准化生产发展。这就要求林业生产中要合理利用资源，达到节水、控肥、增肥效的目的。

本文通过研究一至三年生刺槐优良无性系人工林的精准灌溉制度和精细施肥制度，以及生物学特性、生长量、生理生态特性和材性等指标，对精准灌溉与精细施肥的响应规律，提出刺槐人工林智能水肥一体化栽培配套技术，提高林分蓄积量20%以上。

1 水肥一体化涵义

水肥一体化技术是指通过相关技术实现节水、控肥的同步控制，通过不断优化达到作物生长所需水肥、环境保护兼顾的最佳状态。主要是将作物所需养分（如：可溶性肥料、营养液等）溶于水中，通过专用灌溉设施（如：喷灌），将水分、养分以最适浓度地供给，肥、水均匀地浸润地面15～20cm，促使作物根系更加发达，更好地促进作物的生长发育。

水肥一体化技术是一种精细化管理技术，在最大程度节约水肥资源、降低污染的情况下，可明显加速人工林的生长，大幅度提升林地生产力，缩短轮伐期，木材生产效率、经济效益和生态效益远远超过常规栽培方法，具有非常广阔的应用前景。

2 水肥调控对刺槐人工林的必要性

刺槐是重要的用材树种，是我国北方平原地区人工林的主要造林树种。槐木用途十分广泛，是实木地板、实木家具、房屋桥梁、建筑、矿柱、机械车船制造等的优质原料。我国的刺槐栽培面积较大，但是大部分刺槐人工林没有达到精细化经营管理的程度，栽培和经营粗放、不科学，造成生产效率普遍偏低，人工林生产力与国际平均水平相差较远。水肥一体化是刺槐人工林精细化栽培管理的关键环节之一。我国北方水资源十分短缺，采用灌溉、施肥相结合的水肥一体化技术进行节水灌溉措施培育刺槐人工林，可大幅节约水资源的同时，还可以对刺槐人工林进行适时适量地施肥，减少肥料浪费，节约施肥成本，从而显著提高刺槐人工林的生产力和经济效益。

3 研究目标和主要研究内容

3.1 研究目标

通过建立智能滴灌管理试验区，研究一至三年生刺槐优良无性系人工林的精准灌溉制度和精细施肥制度，以及生物学特性、生长量、生理生态特性和材性等指标，对精准灌溉与精细施肥的响应规律，提出刺槐人工林智能水肥一体化栽培配套技术，提高林分蓄积量20%以上。

3.2 主要研究内容

适合于栽培刺槐优质高产林的智能滴灌系统的设计、安装与维护技术；智能滴灌栽培条件下，刺槐常规苗和小规格苗造林技术；刺槐幼林精准灌溉制度，包括滴灌土壤水分运移规律、刺槐幼林土壤水分动态变化规律、刺槐幼林水分利用效率、刺槐幼林不同灌溉量的生长、生理响应等；刺槐幼林精细施肥制度，包括刺槐幼林的生物量及N、P、K营养元素吸收量、刺槐幼林对不同N、P、K施肥量的生长和生理响应、刺槐幼林对不同水肥耦合方案的生长和生理响应、滴灌施肥对刺槐幼林土壤养分及土壤微生态环境的影响等；刺槐智能水肥一体化栽培模式及配套栽培技术。

4 研究方法和技术路线

4.1 研究方法

采用土壤剖面的方法研究水肥一体化滴灌条件下，刺槐人工林的不同土质土壤的水分运移规律。具体方法为：在试验区域中，人工开挖长2m，宽1m，深1m的观测坑，每20cm做一个阶梯观测面，分别滴灌30min、1h、2h停止，之后每隔2h观测记录水分渗透情况。

采用设置灌溉量和施肥量梯度试验区对比的方法，研究不同灌溉施肥量对刺槐生长的影响，得出了水肥一体化栽培刺槐人工林的最适灌溉施肥量。具体方法为：在合理制定刺槐人工林水肥一体化灌溉施肥方案的前提下，根据灌溉量及施肥量梯度，分别设置常规灌溉、2L灌溉、4L灌溉3个灌溉试验区和常规施肥、施肥量+30%、施肥量+60%、施肥量-30%、施肥量-60%等5个施肥量试验区，每隔1个月测量记录刺槐树高生长量和胸径生长量，每年10月份（生长期结束——落叶前）测量记录个试验处理区内刺槐的年树高生长量、胸径生长量及蓄积生长量。

4.2 技术路线

5 结语

通过对滴灌条件下一至三年生刺槐人工林的土壤水分运移规律、土壤含水量动态变化规律、灌溉施肥制度和最适灌溉施肥量以及刺槐人工林智能水肥一体化栽培模式及配套栽培技术的研究，将对在滴灌栽培刺槐人工林过程中，既节约水肥资源又获得最大的边际效益具有重要意义。本研究成果的推广应用将从根本上改变我国北方地区刺槐人工林粗放栽培的传统模式，可解决长期以来刺槐人工林栽培中供水不足或水资源浪费、肥料利用率低等问题，大幅提高刺槐人工林的生产力和经济效益。

参考文献

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