不同施肥处理对造林用红豆树幼苗高、径生长的影响

2021-04-24李俊王珺张晓勉吴敏霞钱金海李贺鹏岳春雷房瑶瑶

浙江林业科技 2021年2期

李俊，王珺，张晓勉，吴敏霞，钱金海，李贺鹏，岳春雷，房瑶瑶

（1.温岭市自然资源和规划局，浙江温岭 317500；2.浙江省林业科学研究院，浙江杭州 310023；3.温岭市温峤镇人民政府，浙江温岭 317527）

红豆树Ormosia hosiei属豆科Leguminosae红豆属Ormosia常绿乔木，是我国特有珍贵用材树种，国家二级保护野生植物[1]。由于红豆树心材坚硬，纹理别致，树形优美，是目前中国红木家具的主要木材原料和良好的园林观赏树种。随着对红豆树木材需求量的增大，红豆树天然林和较大单株遭到大量砍伐，由于红豆树结实量少且无规律，扦插、嫁接繁殖等种植技术不成熟，造成扦插成活率低、幼苗培育难、人工林早期生长缓慢等问题[2-4]。目前，对红豆树的研究主要集中在种子育苗、组织培养、遗传多样性等方面[5-7]，关于不同栽培方式、不同施肥措施等造林前处理对红豆树造林效果的影响研究较少。本研究通过分析不同试验处理（苗木规格、苗木类型、截干方式、施肥处理）对红豆树当年生幼树生长的影响，为红豆树在造林实践中的应用提供技术参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

红豆树试验苗木均为实生苗，来自浙江省台州市临海苗圃地径2 cm左右营养钵苗和带土球苗、地径4 cm左右带土球截顶苗和全冠苗，截顶处理为截去顶梢。施用肥料为NEB菌根肥（北京恩益碧农林科技有限公司生产）和挪威产进口复合肥（挪威雅苒国际有限公司）（N∶P∶K=15∶15∶15）。

1.2 试验地概况

试验地设在温岭市路泽太一级公路城北街道段沿线山体迎面坡，立地条件好，原山体上部以马尾松Pinus massoniana林为主，下坡为空地，试验地设在山坡下坡空地，坡度20°，坡向朝南。试验区属中亚热带季风气候，年平均气温为17.3℃，平均无霜期为252 d，平均蒸发量为1 270.2 mm；年平均降水量为1 649.6 mm，平均降水日为169 d，每年3－6月和8－9月为明显的雨期。土壤属红壤，土层厚度为50～150 cm，有机质含量为23.6 g·kg-1，pH5.5。

1.3 试验方法

红豆树苗木分为2个径级（1年生苗地径2 cm、2年生苗地径4 cm），5种施肥处理（空白、复合肥30 g·株-1、复合肥50 g·株-1、菌根肥3.47 g·株-1、复合肥30 g·株-1+菌根肥3.47 g·株-1）、2种苗木类型（营养钵、带土球）、2种截干方式（截顶、全冠），共设11个试验因子的16个试验处理（表1），每个处理设置3个重复，每个重复5株，参试苗木共240株。其中，地径2 cm土球和营养钵苗，营养钵选用规格为14 cm（直径）×18 cm（高度），土球苗土球直径14 cm；地径4 cm苗不管截顶还是全冠，土球直径统一为20 cm。造林前进行穴状整地，穴口径在60～80 cm，深度在60～80 cm，并根据具体区块调整种植穴大小。造林时，分别称取对应试验处理的复合肥和菌根肥用量，施于事先编有号码的种植穴内。具体操作方法为：在种植穴内施加对应处理所需肥料后放入苗木，覆土种植，最后挂好标签。

1.4 调查方法及数据分析

初始种植时间为2019年3月29日，使用钢圈尺测量苗木高度，游标卡尺测量苗木地径，于2019年10月31日再次进行调查。将2019年3月测定的幼苗高度、地径数据分别记为H1、D1，2019年10月测定的幼苗高度、地径数据分别记为H2、D2。高生长量（Height Growth Yield，HGY）为H2－H1，地径生长量（Diameter Growth Yield，DGY）为D2－D1，高径比为H2/D2。

表1 试验设计Table 1 Experiment design

利用SPSS16.0软件进行相关性分析。效益评价采用模糊数学隶属函数法[8]，对红豆树苗不同处理条件下的综合效益进行综合评价，计算公式如下：

式中，Xj为j指标的测定值，Xjmax为j指标的最大测定值，Xjmin为j指标的最小测定值。Xu为测定指标相应的隶属函数值，若所测指标与幼苗生长特性呈正相关，则采用（1）式计算隶属函数值Xu1，若测试指标与幼苗生长特征呈负相关，则用（2）式计算隶属函数值Xu2。累加各处理各指标的具体隶属函数值，求出平均值后进行比较，以评定最佳处理。

2 结果与分析

2.1 不同处理对红豆树苗高生长量、地径生长量的影响

苗高及地径能够比较直观的对施肥效应作出反应，是判断施肥对苗木生长影响的重要指标[9]。由图1可以看出，在相同施肥条件下，地径2 cm的带土球红豆树苗种植后其高生长量和地径生长量均显著高于相同地径的营养钵苗（P＜0.05）。处理6、处理7、处理8、处理9、处理10的高生长量分别比处理1、处理2、处理3、处理4、处理5高106.6%、100.0%、137.3%、71.3%和199.8%，地径生长量分别高210.0%、226.7%、242.9%、158.3%和192.3%，表明在相同施肥措施下，带土球种植可有效促进地径2 cm红豆树苗高生长和地径生长。其原因可能为营养钵苗因苗期根系生长受钵体空间限制，造林时虽移除营养钵但根系因窝根现象生长仍相对较慢，而带土球裸根苗根系生长不受空间限制，更有利于植物高度和地径的全面生长。

图1 5种施肥处理条件下地径2 cm营养钵、土球苗高生长量（A）和地径生长量（B）比较Figure 1 Effect of 5 fertilization treatments on height and ground diameter growth of seedlings with 2 cm ground diameter by container and ball transplanting

由图2可以看出，在相同的施肥条件下，截顶和全冠两种截干方式对地径4 cm红豆树土球苗的高生长及地径生长产生不同的效果，截顶苗的高生长量比对应施肥处理（空白、复合肥30 g·株-1、复合肥50 g·株-1）全冠苗分别高125.1%、40.8%、136.4%，两者间均差异显著（P＜0.05）（图2A），其中以处理13（50 g·株-1复合肥）的效果最佳；但截顶苗的地径生长量整体低于相对应处理的全冠苗，分别为对应施肥处理（空白、复合肥30 g·株-1、复合肥50 g·株-1）的81.8%、65.5%、81.3%，但两者间的差异不显著（图2B）。

综合图1、图2可以看出，不同苗木径级（2 cm、4 cm）不同苗木类型（土球苗、营养钵苗），在施用复合肥及菌根肥条件下（复合肥30 g·株-1、复合肥50 g·株-1、菌根肥3.47 g·株-1、复合肥30 g·株-1+菌根肥3.47 g·株-1）对苗木高生长量、地径生长量都具有促进作用，但促进效果不同，效果的比较需综合高生长量、地径生长量、高径比、造林成本等多个指标进行评价。

图2 3种施肥处理下地径4 cm土球苗截顶、全冠高生长量和地径生长量比较Figure 2 Effect of 3 fertilization treatments on height and ground diameter growth of seedlings with 4 cm ground diameter of ball transplanting by cutting back and complete crown

2.2 不同处理对红豆树苗高径比的影响

高径比是指苗木的高度与地径之比，是反映苗木生长的重要指标[10]。高径比适宜的苗木，生长匀速，抗逆性强[11]。由图3可知，在相同的施肥处理条件下（空白、复合肥30 g·株-1、复合肥50 g·株-1、菌根肥3.47 g·株-1、复合肥30 g·株-1+菌根肥3.47 g·株-1），地径2 cm红豆树土球苗的高径比比营养钵苗分别高58.8%、40.7%、60.8%、40.1%、41.2%。在相同处理条件下，地径2 cm苗的高径比比相同处理（全冠、带土球，施肥处理为空白、复合肥30 g·株-1、复合肥50 g·株-1）的地径4 cm苗分别高34.9%、27.0%、46.7%，说明红豆树幼苗生长初期的高生长快而地径生长相对缓慢，而当进入速生期，随着苗高生长的加快，地径生长也随之加快。

图3 不同处理下的红豆树苗高径比Figure 3 Effect of different fertilization treatment on height-ground diameter ratio of seedlings

2.3 不同处理对红豆树苗生长影响的综合效益评价

由于不同评价指标条件下的最佳处理方法并不一致，因此必须综合考虑多方面因素，采用多指标综合评价最佳处理方法。本试验采用模糊数学中的隶属函数法，选择高生长量、地径生长量、高径比和造林成本4项指标对16种不同处理的造林综合效益进行评价。造林成本包括苗木费、肥料费、种植费、抚育费、林地清理费。

首先对原始数据进行转换，然后利用隶属函数计算公式分别计算出各处理条件下苗木高生长量、地径生长量、高径比及造林成本4个指标相应的隶属函数值Xu，最后累加各个指标的具体隶属函数值，求出平均值后进行比较（表2），平均值越大，表明该处理造林综合效益越高。

表2 不同处理红豆树苗的综合成本及各指标隶属函数值Table 2 Integrated cost and subordinate function value of different treatment

由表2可以看出，对红豆树幼苗不同处理的4个指标隶属函数平均值进行排序，其中排列前五位的依次为处理7（0.613 3）＞处理8（0.601 3）＞处理6（0.563 9）＞处理10（0.554 8）＞处理9（0.517 3），且其平均隶属函数值均超过0.5，而其他处理的平均隶属函数值均低于0.5，这说明在试验区进行红豆树山地造林时，使用地径2 cm带土球苗配合施用30 g·株-1复合肥造林，造林当年综合效益最高。

3 讨论与结论

3.1 讨论

株高、地径是苗木生长状况和苗木质量的重要指标，除了树种的遗传特性外，生长的环境条件和不同种植方式对造林效果有着显著的影响[12]。本研究表明，在试验区红豆树山地造林时，地径2 cm采用带土球苗、地径4 cm采用土球截顶苗，其综合造林效果更好，也说明了不同径级幼苗适宜不同苗木类型和种植方式。幼苗生长初期采用营养钵能更好地保护根系、提供养分，对根系生长更有促进作用，但进入速生期则由于苗期时因营养钵空间限制，造成根系窝根而影响造林生长，与带土球苗种植相比其生长优势明显下降。这与陈秋夏等对木荷Schima superba、油松Pinus tabulaeformis等树种的研究结果一致[13-14]。

有研究显示[15-17]，施肥浓度不同、肥料搭配不同，对林木的地径、高度、根系、生物量等的影响都有显著差异，科学合理施肥可以避免养分不足与过度施肥问题，有效提高苗木质量。本研究表明，红豆树苗不同施肥处理效果差异较大，除处理5（地径2 cm营养钵苗施复合肥30 g·株-1+菌根肥3.47 g·株-1）和处理10（地径2 cm土球苗施复合肥30 g·株-1+菌根肥3.47 g·株-1）对红豆树苗高生长无明显促进效果外，其余各施肥处理对红豆树苗高生长和地径生长均有不同程度的促进作用。其中，地径2 cm土球苗配合施用30 g·株-1复合肥、地径4 cm带土球截顶苗配合施用50 g·株-1复合肥对苗木生长的促进效果明显高于其他施肥处理，表明小径级苗适宜少量施肥，但随着苗木的生长发育、径级增大，施肥量也需相应提高。菌根肥所含丛枝泡囊菌根菌Glomus versiforme的根外菌丝长度远大于根毛，可辅助吸收距离根系较远的土壤养分。本文试验周期相对较短，营养钵苗可能因时间限制施用菌根肥效果未有体现，因此并不适用营养钵育苗。

截顶、全冠是苗木生长期调控苗木生长状态以适应于造林地环境的苗圃培育措施。一般截顶处理后苗木的光合面积减小，在一定程度上会影响苗木的光合作用以及根系对矿质营养、水分的吸收，降低苗木的高、径生长[18-19]。但有研究表明，截顶对大径级苗的生长具有抑制作用，对小径级苗的生长却有较好的促进作用[20]，减少苗木地上部分蒸腾，从而促进苗木生长[21]。本次试验结果也表明，地径4 cm的带土球苗木截顶处理生长优势明显。