芳香樟油用原料林配方施肥优化试验

王丽贞，王清玲，吴庆锥，黄 哲，魏恺萍，程 辉，郑 林

(1. 海峡两岸(三明)现代林业合作实验区工作站，福建 三明 365000；2.永安市自然资源局，福建 三明 366000；3.明溪县林业总公司，福建 三明 365200 4. 三明市林业执法支队，福建 三明 365000；5. 三明市森林资源站，福建 三明 365000； 6.福建省三明市郊国有林场，福建 三明 365000)

芳香樟(Cinnamomumcamphoravar.linaloolifera)是香樟(Cinnamomumcamphora)种质资源中优良的芳樟型变种，其枝叶富含芳樟醇。芳香醇的应用范围很广，不但可用于各种化妆品、皂用香精、水果型食品和辛香料中，有“香料之王”的美称，也常供药用，具有抗菌、抗病毒和止痛功效[1-9]。芳香醇在国内外具有广泛的市场，需求量大，依靠天然资源或常规栽培模式培育的芳香樟人工林资源已无法满足日益增长的市场对芳香樟原料的需求，供需矛盾较大。为了解决芳香樟资源短缺的现实问题，人们试图采用高密度短周期的方式培育芳香樟油用原料林，但油用原料林经营密度，单位面积营养空间有限，营养物质消耗严重，必须及时补充营养物质，这是培育丰产、稳产油用原料林的必要经营措施。施肥是一项比较复杂的营林措施，如何科学施肥，是芳香樟原料林培育过程中急需解决的现实问题。有关芳香樟油用林研究报道有一些[10-12]，但对施肥方法，尤其是优化配方施肥试验研究尚未见过报道。为此，在福建省明溪县开展了芳香樟油用原料林配方施肥试验，试图总结一套既能促进生长、提高生物量，又可以节省肥料使用量、提高肥料利用率、维持土壤良好肥力的优化配方，为科学、经济、合理地培育芳香樟油用原料林提供技术支持。

1 试验地概况

试验林建立在福建省明溪县夏坊乡李沂村。明溪县位于东经 116°47′～117°35′，北纬26°8′～26°39′，属福建省西北部的武夷山东南侧延伸支脉，山地丘陵地貌。属中亚热带季风气候，年平均气温18 ℃，≥10 ℃年积温为5 299～6 581 ℃，年平均降雨量1 800 mm，年平均无霜期261 d，平均空气相对湿度81%。温暖湿润，雨量充沛，光照充足，干湿季节明显。试验地地势平缓，坡度5°～8°，山地红壤，pH值5.0左右。试验林分为2015年营造的高密度矮化芳香樟油用原料林，造林株行距1.5 m×1.5 m，造林用1 a苗龄无性系扦插苗。定植后在离地面6～10 cm处截干，保留萌芽枝，在枝梢长至20 cm时，剪去顶芽，促进侧芽生长，如此循环操作，将树高控制在1.5 m左右，树体修剪成球状半圆形。2016年选10个点，挖取0～20 cm土层土样，进行有机质、速效氮、速效磷、速效钾测定。经测定，林地有机质2.754%，速效氮95.08 mg/kg,速效磷3.76 mg/kg,速效钾43.26 mg/kg,总体肥力中等，氮、钾含量中等，磷较匮乏。

2 试验方法

在芳香樟油用原料林基地中选择同一坡面、坡度平缓的区域布置标准地。试验采用L9(34)正交设计，选择N肥、P肥、K肥三因素，每个因素设3个水平。N1：施N量50 g/株；N2：施N量100 g/株；N3：施N量150 g/株；P1：P2O5施用25 g/株；P2：P2O5施用50 g/株；P3：P2O5施用75 g/株；K1：K2O施用25 g/株；K2：K2O施用50 g/株；K3：K2O施用75 g/株。每小区15 m×15 m。在样地中央位置选择30株做为施肥株，在其中央开沟按株施肥。施肥时按照配方的用量，将尿素(含N 46%)，过磷酸钙(含P2O512%)和氧化钾(含K2O 50%)混匀后，开沟施肥，施肥后马上覆盖。

在正交试验地的外围4个方向，建立4个对照区(CK，不施肥)，对照样地规格同样为15 m×15 m。除不施肥外，其它措施与施肥处理相同。同样选取中央30株作为标准株。

2018年11月，在各标准地中对标准株采用全株收获法分别枝(干)、叶现场称取鲜重，再分别随机抽取一定量枝(干)、叶样品带回室内，测定生物量，换算出地上部分的生物量。

生物量数据统计以及差异性分析应用Excel软件和DPS数据处理分析软件。

3 结果与分析

3.1 配方施肥与对照的地上部分生物量差异分析

植物生物量是在一定时期内积累的有机物总量，可以在一定程度上反映植物吸收利用营养能力，反映其生产力的高低[13]。由不同配方施肥地上部分生物量测定结果(表1)可知，无论采用何种施肥配方，施肥处理的地上部分生物量均高于不施肥处理，地上部分生物量增加幅度为16.1%～62.2%。施肥处理中生物量增加量最少的为N1P1K1处理，比CK处理地上部分生物量增加16.1%；增加量最高的是N2P2K3处理，比CK处理地上部分生物量增加62.2%。经方差分析：施肥处理中有N2P2K3、N3P2K1、N2P3K1、N2P1K2等4个处理与CK处理地上部分生物量间差异达到极显著水平；有N3P1K3、N3P3K2、N1P2K2等3个处理与CK处理地上部分生物量间差异显著；N1P1K1、N1P3K3等2个处理与CK处理地上部分生物量间差异未达到显著水平，也存在一定差异。各施肥处理的生物量增加了977.35～996.65 kg/hm2，表明施肥能够提高芳香樟油用原料林地上部分生物量。芳香樟是一种萌芽性较强的植物，一次种植可以多次利用。通过外源补充营养物质，维持土壤肥力供给平衡，在一定年限内可以持续生产枝叶。一般情况下，地下部分生物量与地上部分生物量呈正相关，芳香樟根系构建也含有丰富的芳香醇，其施肥增益估计更高。

表1 不同配方施肥地上部分生物量及差异分析

3.2 不同配方施肥的地上部分生物量差异分析

N、P、K是植物生长所必需的三大营养物质。植物生长过程中对三大营养物质的需要量与土壤肥力、植物生长状况以及定向培育方向都有密切关系。由不同配方施肥地上部分生物量积累情况(表2)可以看出，不同配方施肥其效果存在差异。各处理的生物量积累依次为N2P2K3>N3P2K1>N2P3K1>N2P1K2>N3P1K3>N3P3K2>N1P2K2>N1P3K3>N1P1K1。本试验目前设计的9个施肥试验配方中，地上部分生物量最高的N2P2K3与最低的N1P1K1处理相比，地上部分生物量相差2 810.26 kg/hm2，增加39.78%。经方差分析：N2P2K3与N1P1K1、N1P2K2、N1P3K3处理地上部分生物量差异达到极显著水平；N2P2K3与N3P3K2处理地上部分生物量差异达到显著水平；N3P2K1与N1P1K1、N1P2K2、N1P3K3处理地上部分生物量差异达到显著水平；N2P3K1与N1P1K1、N1P2K2、N1P3K3处理地上部分生物量差异达到显著水平；N2P1K2与N1P1K1、N1P2K2、N1P3K3处理地上部分生物量差异达到显著水平；N3P1K3与N1P1K1、N1P3K3处理地上部分生物量差异达到显著水平；其它处理地上部分生物量虽然未达到显著水平，但也存在一定差异。表明不同配方施肥对地上部分生物量影响不同，有高有低。这与各不同肥种的施肥量大小有关，同时与肥料配比有关。施肥量大并不表现出芳香樟油用原料林地上部分生物量一定高，说明N、P、K不同配比对芳香樟油用原料林地上部分生物量有影响。因此，要提高芳香樟油用原料林地上部分生物量，必须筛选适宜的配比，达到既提高产量又能节约施肥成本的效果。

表2 不同配方施肥芳香樟地上部分生物量测定结果

3.3 最优施肥配方选择

正交试验设计可以反映不同配方施肥效果，而且可以表达出试验因素内影响力大小，以及不同水平的最优组合。现有的9种施肥组合中，N2P2K3处理芳香樟油用原料林地上部分生物量最高，但在三因素中哪一个因素对地上部分生物量影响最大，是不是最佳组合，还需要计算极差R值和离差Ki值。由本试验中不同处理的离差值Ki和极差R的计算结果可知，R值依次为N>P>K，表明芳香樟油用原料林地上部分生物量影响最大的因素是N，其次是P，K的影响最小。换言之，要获得更多的枝叶生物量，需要更注重N肥的施用量。有研究表明，适当的P肥可以促进N肥的吸收。南方红壤普遍缺乏速效磷[14]。本试验的本底土壤肥力中速效磷也确实比较低，因而中等水平P肥使用量是适宜的。芳香樟油用原料林需要N因素的影响力较大，但并不意味着要提高N肥的施用量。本试验中，N因素的Ki值K2>K3>K1， P因素的Ki值K2>K3>K1，K因素则是K1>K3>K2，表明N、P因素中以中等水平施肥量较为合理，而K肥则较低水平即可。本试验可以挑选出最优化组合N2P2K1处理，即施N量100 g/株、施P2O550 g/株、施K2O 25 g/株，折合肥料为尿素107 g/株、过磷酸钙416.7 g/株、氧化钾50 g/株。这一最优组合没有出现在现有的试验组合中，说明要获得更高的芳香樟油用原料林地上部分生物量，N、P、K的施肥配方还有优化空间。

4 结论与讨论

芳香樟油用原料林施肥可以提高地上部分生物量，但不同配方施肥效果存在差异。现有的9种施肥组合中，N2P2K3处理芳香樟油用原料林地上部分生物量最高。N、P、K三因素对地上部分生物量的影响力为N>P>K。经对正交试验的结果进行深入分析，认为优化最佳组合为N2P2K1处理，即施用尿素107 g/株、过磷酸钙416.7 g/株、硫酸钾50 g/株最有利于提高芳香樟油用原料林地上部分生物量。

人工施肥是芳香樟油用原料林稳产、高产的重要技术措施。合理使用某种土壤所缺乏的养分可以大幅度提高产量，但并不是越多越好，过量施肥可能造成肥害，并造成浪费。“报酬递减率”理论[15]认为：当施肥量达到其阈值后，仍继续施用某种肥料，其单位施肥量下的增产则会降低，并随着用量的增加，增产效果逐步递减。要使芳香樟油用原料林获得高产，施肥是必要的，但要保持一定水平和适当的比例。