不同基肥在柳杉造林中的应用效果
2021-01-18王乃根
王乃根
(福建省霞浦国有林场,福建霞浦 355100)
柳杉(Crypto meria fortunei)种植在闽东历史悠久,其树型美观、生长快、寿命长且木材用途广泛等特点深受当地群众喜爱。近年来,马尾松受松材线虫病影响大面积死亡,杉木受风害断梢严重,柳杉作为造林树种越来越受到青睐。福建省霞浦国有林场是福建省唯一的国家重点柳杉良种基地,林场有32%的林地立地条件差,林木长势弱、产量低。施肥能够使林木获取生长发育所需的养分,提升林木长势,有利于人工林合理发挥出经济、社会、生态等多种效益[1]。虽然林场依托高校和科研院所在遗传改良育种方面成果丰硕,在造林方面也积累了不少经验,但在通过施肥等方法提高林木产量方面,却未开展施肥试验设计进行系统分析[2-7]。当前,柳杉施肥研究主要集中在苗期试验或实验室条件下的配方施肥分析,肥料以氮磷钾复合肥为主,与造林生产实际需求还有一定差距[8-12]。本研究以林业生产经验为基础,选择土壤肥力较弱的林地,开展有机肥、钙镁磷和复合肥造林试验和成本效益分析,确定最佳施肥方案,以期为柳杉生产造林提供理论指导。
1 材料与方法
1.1 验地概况试验地位于福建省霞浦国有林场北洋工区1 大班7 小班,小班面积3.4 hm2,试验地面积0.8 hm2。该试验地造林前为采伐迹地,采伐前为杉木、柳杉混交林,立地质量等级Ⅲ级,坡向东南,海拔493 ~576 m,东经26°54′12.96″,北纬119°55′25.55″,气候温暖湿润,年平均温度15℃。
1.2 试验材料试验造林用的柳杉苗木为霞浦国有林场自育,种子采自柳杉初级种子园,2012 年秋采种、2013 年春育苗。三种试验用基肥从本地农资市场购买,分别为:N、P、K 各为15%的复合肥,180元/50 kg;有机质含量45%的微生物发酵肥,55 元/50 kg;有效磷含量为12%的钙镁磷粉剂,40 元/50 kg。
1.3 试验设计试验地上共设12 个标准地,即在上坡、中坡、下坡位各选择立地条件基本一致的采伐迹地分别设置4个标准样地,按从上到下,从左到右按照1 ~12 进行编号。每个标准地667 m2,株行距1.82 m×1.82 m,3.3124 穴规格60 cm×40 cm×30 cm,每667 m2栽植200 株。2014 年3 月造林,造林选用的柳杉苗木都为同一圃地上的壮苗,苗高和地径基本一致。造林前按施肥试验设计(表1)在不同坡位和不同样地上施用基肥,复合肥处理每穴施复合肥0.25 kg,有机肥处理每穴施有机肥1 kg,钙镁磷处理每穴施钙镁磷0.5 kg,施肥后进行搅拌回土,对照不施基肥,仅回表土。2014年10 月、2015 年4 月和9 月及2016 年10 月分别进行劈草抚育。
表1 柳杉造林施肥试验因素设计
1.4 试验调查及统计分析2018 年11 月对12 个柳杉造林标准地进行树高、胸径调查,柳杉立木材积参考福建省人工林杉木二元立木材积公式计算:
公式中,D为胸径,H为树高。
柳杉方差分析和多重比较以试验小区平均值为计算单位,分析软件采用SAS V8/STAT 模块进行计算。
2 结果与分析
2.1 施肥对柳杉生长量影响分析由表2 可知,施用有机肥柳杉树高、胸径和材积均值分别为4.1 m、3.1 cm、0.002 5 m3,施用钙镁磷,均值分别为4.6 m、3.9 cm、0.004 1 m3,施用复合肥,均值分别为4.4 m、3.6 cm、0.003 4 m3,对照均值分别为3.7 m、2.7 cm、0.001 8 m3;施有机肥树高、胸径和材积较对照分别提高10.8%、14.8%、40.1%,施钙镁磷树高、胸径和材积较对照分别提高24.3%、44.4%、131%,施复合肥树高、胸径和材积较对照分别提高18.9%、33.3%、91.6%。施肥处理柳杉的树高、胸径、材积均大于对照,施钙镁磷的柳杉树高、胸径和材积都高于复合肥和有机肥。同时,施钙镁磷、复合肥能促进柳杉林分较快郁闭,有机肥则相对较慢。综合看,施肥效果是钙镁磷>复合肥>有机肥>对照。
表2 不同施肥处理柳杉生长量统计表
2.2 施肥成本效益分析在测算成本时,林地整理费用和造林后三年的抚育作业等费用均为试验共同成本,在测算施肥成本效益时不列入计算,只测算施肥所产生的额外材料费、人工费成本。根据当前市场柳杉木材销售净利润450 元/m3,测算其成本效益(表3)。经测算,与对照相比,施有机肥每667 m2增产值63.6 元,效益为-306.4 元,施钙镁磷每667 m2增产值208元,效益为58元,施复合肥每667 m2增产值145.5元,效益为-84.5 元,短期内只有施钙镁磷收回成本,且效益明显。虽然钙镁磷和复合肥作用效应差别不显著,但考虑到成本效益,在肥力较弱(立地质量等级Ⅲ级)的林地施用钙镁磷是比较可靠的施肥方案,可在柳杉造林上推广应用。
3 结论与讨论
本研究表明在肥力较弱(立地质量等级Ⅲ级)的林地施用有机肥、钙镁磷和复合肥等基肥造林,能有效促进柳杉生长,施肥处理间柳杉树高、胸径和材积生长量差异显著,施肥处理均好于对照,施肥效果是钙镁磷>复合肥>有机肥>对照。施有机肥、钙镁磷、复合肥效益分别为-306.4 元/667 m2、58 元/667 m2、-84.5 元/667 m2,短期内只有施钙镁磷收回成本,在柳杉林业生产上可选用钙镁磷作为基肥,效益明显。
研究表明,林地施肥可促进幼林快速郁闭,而且在林分郁闭后加速了林下植物的生长,良好的林下植被自肥作用较大,从而长期维持了土壤肥力,提升了林木生长量[13-14]。因此,在合理施肥量范围内无论施用有机肥、复合肥还是钙镁磷,对柳杉造林来说都是有效的。南方红壤区土壤流失磷、钾、钙、镁、硫等元素严重,德国西南部挪威云杉施肥研究表明,氮肥对材积增量的影响因地区而异,单施钙肥及钙、磷配合使用效果较好[15]。在国内马尾松施肥研究中发现,磷肥效果要好于氮肥和钾肥,原因是磷肥促进植物对钙离子、镁离子等吸收,进而造成土壤pH 降低,有利于植物根系矿质增加[16]。钙、镁元素在植物的生长发育、生理代谢和生长量等方面起着重要作用,而钙、镁元素全部来源于植物根系从土壤中吸收,但酸性土壤钙、镁、磷、钾、硫等元素流失严重,影响植物生长[17-19]。本研究中钙镁磷表现最好,原因可能是一方面增加了土壤中钙、镁、磷元素的含量,另一方面磷又促进了钙、镁的吸收,表现出协同作用,促进了柳杉的生长。在经济效益方面,钙镁磷成本最低,收回成本时间最短,且促进柳杉的生长量最大。钙、磷等肥料研究显示,林地施肥后,钙、磷等元素促进林木生长作用时间长达17 a 以上,氮肥作用时间约为5 a,因此使用含钙、磷元素的肥料相对具有更长久的经济效益,在柳杉造林中使用钙镁磷是可靠方案[14-15,20]。本文在研究中由于未开展测土配方试验、肥料多水平试验,仅根据生产经验设计试验研究,存在一定不足,需在后期研究中强化研究,以便确定最佳施肥方案。
表3 不同肥料作基肥成本统计表