不同肥料及施肥量对降香黄檀生长的影响
2020-03-05农寿千韦建杏郑伟
农寿千,韦建杏,郑伟
海南省林业科学研究院(海南省红树林研究院),海南海口571100
降香黄檀(Dalbergia odorifera),又名黄花梨、香红木、香枝木、降香木,是蝶形花科黄檀属植物,常绿半落叶乔木,国家二级保护植物[1-2]。降香黄檀的木材俗称“花梨木”,是制造家具和工艺品的上等材料[3-4];降香黄檀根部和树干的干燥心材有行气活血、止痢、止血、抗氧化、抑制中枢等功效,具有很高的药用价值[5-6]。由于降香黄檀较高的经济价值和药用价值,致使其被过度砍伐,天然资源日益枯竭。目前主要研究其人工栽培技术,推广其人工种植而加以利用。有研究表明,降香黄檀心材的形成起始胸径为8cm~10cm,树木需要生长6a 以上,完全成材需要30a~40a[8]。鉴于其成材时间较长,因此,如何加快树木生长速率和缩短心材形成时间是目前人工栽植降香黄檀所面临的主要问题之一[7,9-10]。施肥是人工促进树木生长的主要方法。研究表明,在一定范围内,施用肥料可以帮助树木生长,而超出该范围的施肥会对树木的生长造成伤害[11-13]。目前,在降香黄檀的栽培推广中,没有合适的施肥方法,经常出现施肥过量导致苗木生长缓慢和浪费肥料的现象[10,14-15]。因此,研究施肥种类和施加量对苗木生长的影响,对今后的生产实践工作具有重要的指导意义。文章开展不同肥料和施肥量对降香黄檀生长影响的研究,进而了解在不同的肥料和施肥量下降香黄檀的生长变化规律,为降香黄檀的栽培推广提供一定的理论支持。
1 试验地概况
试验地位于海南省屯昌县屯城镇,地理坐标:19°34′79″N、110°12′69″E,面积3.5hm2。属热带海洋季风气候地区,年平均气温24℃,极端最高气温为39.1℃,极端最低气温为3.8℃,年平均相对湿度84%,年降雨量在1500mm~2500mm 之间。土壤类型主要为砖红壤和赤红壤,成土母质为花岗岩风化物。表土层颜色为暗棕色,团粒状,土质疏松,pH5.5~6.5,保水能力中等。
2 材料与方法
2.1 试验材料
试验用降香黄檀的苗木为无病虫害的健康实生苗,苗木规格株高50cm,平均地径15.5mm。复合肥使用挪威鲍利葛复合肥料,N:P:K 为16:16:16,有机肥使用有机宝有机肥料,氮磷钾≥5%,有机质≥45%。
2.2 试验设计
试验共划分3 个小区,1 号小区为复合肥试验区,2 号小区为有机肥试验区,3 号小区为对照区,所有的试验苗木都采用3m×3m 的株行距进行种植,开展不同肥料和施肥量对降香黄檀生长影响的大田试验。
1 号小区:使用氮磷钾复合肥进行试验,氮磷钾复合肥的施肥量分别为10g、20g、30g 和40g,3 个月施1 次肥,总共施肥8 次。每种施肥处理都种植15株苗木,所有植株定期修枝,每次修枝后,只保留植株顶部1/3 枝高的枝条。
2 号小区:使用有机肥进行试验,有机肥的施肥量分别为50g、60g、70g 和80g,3 个月施1 次肥。其余同1 号小区。
3 号小区:不施用肥料作为对照试验。共种植60株苗木,其余同1 号小区。
2.3 生长指标测量
试验进行2a,每3 个月使用钢卷尺(精度0.1cm)和胸径尺(精度0.1mm)测量并记录株高和胸径。从2017 年12 月份开始测量,共测量7 次。
表1 不同肥料及施肥量设置Tab.1 The setting of different fertilizers and fertilizer application rates
2.4 数据分析
使用Word、Excel V2010 和Spss 19 进行数据的整理及统计分析。
3 结果与分析
3.1 不同肥料及施肥量对苗木胸径的影响
不同肥料类型对降香黄檀的胸径增量具有显著的影响(p<0.05)。与对照比较,在有机肥影响下苗木的年平均胸径增量为45.3±2.3mm,在复合肥影响下苗木的年平均胸径增量为36.1±1.8mm(图1)。因此,有机肥对苗木胸径增量的影响显著高于复合肥对苗木胸径增量的影响。这说明复合肥速效,短期效果较好,但其流失也相对较快,有机肥肥力释放较慢,但比较长效且流失相对较小,因此从苗木胸径的年变化反映出有机肥效果较好。
图1 不同肥料对苗木胸径增量的影响Fig.1 The effect of different fertilizers on DBH increment of seedlings
不同的施肥量对降香黄檀的胸径增量具有显著的影响(p<0.05)。如图2 所示,与对照相比较,施用有机肥和复合肥都会促进苗木的胸径增长,且随着施肥量的增加,苗木胸径增长呈现增加的趋势,其中施用有机肥50g、60g、70g 和80g 条件下,苗木年平均胸径增量分别为31.4±1.6mm、45.3±2.3mm、50.2±2.5mm 和54.2±2.7mm;施用复合肥10g、20g、30g 和40g 条件下,苗木年平均胸径增量分别为 28.7 ±1.4mm、30.4 ±1.5mm、37.5 ±1.9mm 和47.5±2.4mm。因此,可以发现在各施肥量下有机肥对苗木的胸径增量的影响略高于复合肥的影响。从图中还可以看出,相同的肥料,不同施肥量下,苗木的胸径增量差异显著(p<0.05),随着施肥量的增加,胸径增量也逐渐增加。
图2 不同施肥量对苗木胸径增量的影响Fig.2 The effect of different fertilizers application rates on DBH increment of seedlings
如图3 所示,不同肥料条件下降香黄檀每季度的平均胸径的变化情况可以看出,降香黄檀有一定的季节性生长期,其中每年的4 月~11 月降香黄檀苗木胸径增长较大,每年的12 月至翌年3 月苗木胸径增长相对较小。此外从施用有机肥和复合肥条件下,降香黄檀苗木的胸径增长情况可以看出,随着苗木生长时间的增加,苗木初期的胸径增量要略大于后期。因此,随着苗木生长时间的增加,可以适当增加肥料的施用量,保障苗木胸径的稳定增长的需求。
图3 不同季度苗木胸径增量变化Fig.3 The changes of DBH increment of seedlings in different seasons
3.2 不同肥料及施肥量对苗木株高的影响
不同肥料类型对降香黄檀的株高增量具有显著的影响(p<0.05)。与对照比较,在有机肥影响下苗木的年平均株高增量为230.04±11.50cm;在复合肥影响下苗木的年平均株高增量为186.64±9.33cm(图4)。因此,有机肥对苗木株高增量的影响显著高于复合肥对苗木胸径增量的影响。
图4 不同肥料对苗木株高增量的影响Fig.4 The effects of different fertilizers on plant height increment of seedlings
不同的施肥量对降香黄檀的株高增量具有显著的影响(p<0.05)。如图5 所示,与对照相比较,施用有机肥和复合肥都会促进苗木的株高增长,且随着施肥量的增加,苗木株高增长呈现增加的趋势,其中施用有机肥50g、60g、70g 和80g 条件下,苗木年平均株高增量分别为176.9±8.8cm、223.2±11.2cm、249.4±12.5cm 和270.7±13.5cm;施用复合肥10g、20g、30g 和40g 条件下,苗木年平均株高增量分 别 为 158.9 ±7.9cm、176.6 ±8.8mm、197.6 ±9.9cm 和213.5±10.7cm。因此,可以发现在各施肥量下有机肥对苗木的株高增量的影响略高于复合肥的影响。同时也可以看出,相同肥料条件下,不同施肥量下苗木株高增量差异显著,随着施肥量的增加,苗木株高也逐渐增加。
图5 不同施肥量对苗木株高增量的影响Fig.5 The effect of different fertilizers application rates on plant height increment of seedlings
如图6 所示,不同肥料条件下降香黄檀每季度的平均株高增量的变化情况可以看出,降香黄檀有一定的季节性生长期,其中每年的4 月~11 月降香黄檀苗木平均株高增长较大,每年的12 月至翌年3月苗木平均株高增长相对较小。此外从施用有机肥和复合肥条件下,降香黄檀苗木的株高增长情况可以看出,随着苗木生长时间的增加,幼龄期苗木的生长初期株高增量要略大于生长后期的。因此,随着苗木生长时间的增加,可以适当增加肥料的施用量,保障苗木株高的稳定增长需求。
图6 不同季度苗木株高增量的变化Fig.6 The changes of plant height increment of seedlings in different seasons
4 结论与讨论
4.1 结论
研究发现,施肥可以显著的提高降香黄檀的株高增长和胸径增长,且施用有机肥的效果好于施用复合肥的效果。同时发现施肥量也会显著影响降香黄檀的株高增长和胸径增长,每次施用有机肥80g的效果最好,株高增长和胸径增长最大。同时还发现降香黄檀有明显的季节性生长,每年的12 月至翌年的3 月植株的株高增长和胸径增长相对于每年的4 月至11 月的增长较小。
4.2 讨论
不同立地条件、不同树种、不同林木生长期为了生长所需要的营养物质均不同,人为补充这些养分供其生长,以到达提高成活率,提高林木质量的目的[16]。研究表明,通过施肥有效地促进了降香黄檀的生长,其株高和胸径均明显大于对照,相似的研究结果在对降香黄檀幼苗[17],以及其他针叶树苗[18]、阔叶树苗[19-21]的研究中得以体现。此外,研究还发现,施用有机肥的降香黄檀的株高和胸径增长略好于施用复合肥。因此,施用有机肥可以促进降香黄檀的株高和胸径的增长,且效果略好于复合肥。
施肥量是影响林木生长的重要因素之一,适合的施肥量可以有效的促进苗木的生长,量过小,对苗木生长的促进效果有限,量过大,植物养分过剩,植物的呼吸作用显著增强,导致茎干生长迟缓[22]。王楠等在研究施肥对降香黄檀幼苗的生长和光合的影响研究中发现,在N3、P3、K1组合下的苗木具有最大的苗高和地径,分别为119.87mm、12.10mm,而N1、P1、K1则为最小,苗高和地径分别为99.61mm、10.93mm,由此可以看出不同的施肥量下幼苗生长有一定的差异[23]。在研究中随着施用有机肥和复合肥量的增加,降香黄檀的株高和胸径增量逐渐增加,未出现生长缓慢的现象,这表明研究中设置的施肥量在降香黄檀的生长需求范围以内,未超出其对肥料的需求范围,因此未出现施肥过量的情况。
由于自身生物学特征和气候变化等因素,林木会出现季节性生长现象[24]。研究也表明降香黄檀苗木也具有一定的季节性生长,在每年的12 月至翌年3 月苗木的株高和胸径增量有所降低,这可能是由于温度和降水减少造成的。此外还发现,随着降香黄檀生长时间的延长,幼龄期苗木生长初期的株高和胸径增长的效果要好于后期的,这是可能是由于后期苗木生长需要更多的营养,施肥量已不能满足苗木的稳定增长。在后续的研究中改变施肥量进行降香黄檀苗木的稳定增长研究。