施肥对红松天然林林木生长和结实的影响

张文涛， 王卓晖， 谢遵俊， 任建南， 姜洪源， 赵东宁

(1. 汪清林业局， 吉林 延边 133200； 2. 长白山森工集团有限公司， 吉林 延边 133000； 3. 和龙林业局， 吉林 延边 133500)

目前有关红松林的试验研究主要集中在立地选择、优树选择、嫁接、栽植和修枝切根等方面，对施肥的研究主要集中在施肥对苗木生长的影响，关于施肥对红松结实影响的研究较少[1-3]。笔者对汪清地区不同郁闭度红松天然林施肥量及肥料配比对红松生长和结实的影响进行研究，旨在为培育红松果林促进红松结实提供依据。

1 试验地概况

试验地位于汪清林业局金沟岭林场2林班，试验林分为林龄130年的天然红松林。树种组成：红松(Pinuskoraiensis)占60 %，臭冷杉(Abiesnephrolepis)占30 %，兴安落叶松(Larixgmelinii)占10 %。海拔673 m，西坡，下坡位，暗棕壤，土壤厚度30 cm。公顷株数780株，公顷蓄积量127 m3，平均胸径37.8 cm，平均树高15.3 m。

2 研究方法

2.1 试验设计

选择郁闭度不同的2块试验地(郁闭度<0.7和郁闭度>0.7)，其他立地条件基本相同，且树龄、树高、胸径基本一致，每块地选择红松60株，共计120株，其区划、编号(钉牌)见表1。自2009年开始连续5年进行施肥试验，应用的肥料为氮肥尿素、磷肥过磷酸钙和钾肥硫酸钾3种肥料。每种施肥处理3株林木，每种郁闭度林分有18种施肥处理，并在各林分中选择6株为对照。

2.2 施肥方法

施肥方法如图1所示，针对单株红松进行施肥。在以树根为圆心、2.0 m为半径的区域内，进行带状施肥，带宽15 cm(起开草皮施肥，再把草皮还原)、带间距0.5 m，施肥深度距地表10 cm，每株施肥量分为1 kg、2 kg、3 kg 3个梯度(C1、C2、C3)，同时设置不施肥对照(CK)。每年施肥2次，分别在4月下旬和6月中旬。4月下旬以施尿素为主，过磷酸钙、硫酸钾为辅。肥料配比(质量比，下同)共2种，尿素∶过磷酸钙∶硫酸钾为8∶1∶1(NPK1)和6∶2∶2(NPK2)。6月中旬施过磷酸钙和硫酸钾，肥料配比共3种，过磷酸钙∶硫酸钾为4∶6(PK1)、5∶5(PK2)和6∶4(PK3)，具体试验区组见表1。

图1 红松林木施肥方法

表1 施肥试验设计

表1(续)

2.3 调查方法

林木调查：每年秋季每木检尺测定树木主要形态指标、树高、胸径生长情况。

结实调查：2011年(大年)和2013年(小年)分别收集果实，在果实采摘过程中，按照设计时的编号逐一采摘、单独装袋，并记录每棵树的结实数量和质量。

红松球果质量：每株林木有代表性地选取3个果实、单独装袋，松塔自然风干后称重取平均值。

果仁千粒重：在每棵红松的果实中随机取100颗红松子称量，换算千粒重。

对获取的数据进行汇总、方差分析。

3 结果与分析

3.1 不同郁闭度条件下红松天然林施肥对林木胸径生长的影响

在郁闭度>0.7的林分中，通过对不同肥料配比中不同施肥量下红松胸径增长的方差分析，结果表明，不同肥料配比中施肥量对红松胸径增长均无显著差异，即不同施肥量及肥料配比对红松胸径增长量均没有显著影响(见图2)。

图2 施肥对红松林木生长的影响(郁闭度>0.7)

在郁闭度<0.7的林分中，通过对不同肥料配比中不同施肥量下红松胸径增长的方差分析，结果表明，施肥量每株1 kg和每株2 kg，肥料配比NPK1-PK3时，胸径增长较对照显著，其他施肥量及肥料配比处理，胸径增长均不显著(见图3)。

由此可知，施肥对郁闭度<0.7的红松林林木胸径增长要比郁闭度>0.7的林分更有效。

图3 施肥对红松林木生长的影响(郁闭度<0.7)

3.2 不同郁闭度条件下红松天然林施肥对林木球果质量的影响

研究不同郁闭度条件下，肥料配比和施肥量对红松球果质量的影响。在郁闭度>0.7的林分，通过对不同肥料配比中不同施肥量下红松球果质量的方差分析，结果表明，施肥量每株1 kg，肥料配比NPK1-PK1和NPK2-PK1中，红松球果质量显著高于施肥量每株3 kg，但该施肥量及肥料配比虽比对照略高，但不显著(见图4)。

图4 施肥对红松球果质量的影响(郁闭度>0.7)

对于郁闭度<0.7的林分，施肥量每株2 kg(肥料配比NPK1-PK3和NPK2-PK1)和施肥量每株3 kg(肥料配比NPK1-PK1)红松球果平均质量显著高于对照和其他施肥量(见图5)。

由此可知，施肥对郁闭度<0.7的红松林球果质量的促进作用要比郁闭度>0.7的林分更有效。

图5 施肥对红松球果质量的影响(郁闭度<0.7)

3.3 不同郁闭度条件下红松天然林施肥对林木果仁千粒重的影响

研究不同郁闭度条件下，肥料配比和施肥量对红松果仁千粒重的影响。在郁闭度>0.7的林分，通过对不同肥料配比中不同施肥量下红松果仁千粒重的方差分析，结果表明，不同肥料配比中不同施肥量对红松果仁千粒重均没有明显提高，反而在施肥量每株1 kg(肥料配比NPK2-PK1)和每株2 kg(肥料配比NPK1-PK1和NPK1-PK2)会显著降低果仁千粒重(见图6)。

图6 施肥对红松果仁千粒重的影响(郁闭度>0.7)

从图7中可以看出，对于郁闭度<0.7的林分，通过对不同肥料配比中不同施肥量下果仁千粒重的方差分析，结果表明，不同肥料配比中不同施肥量对果仁千粒重均有显著影响。肥料配比NPK1-PK1和NPK2-PK1中，随着施肥量的增加，果仁千粒重会显著增加。肥料配比NPK1-PK2中，施肥量每株1 kg和每株2 kg时，红松果仁千粒重显著高于对照。肥料配比NPK1-PK3和NPK2-PK3中，与对照相比，施肥对红松果仁千粒重均有显著提高，但不同施肥量，红松果仁千粒重增加无明显差别。

由此可知，施肥对郁闭度<0.7的红松林果仁千粒重的促进作用要比郁闭度>0.7的林分更有效。

图7 施肥对红松果仁千粒重的影响(郁闭度<0.7)

3.4 不同郁闭度条件下红松天然林最佳的施肥组合

通过对不同郁闭度、不同施肥量及其肥料配比的综合分析，发现合理施肥可以有效提高红松胸径生长量(见图8a)、球果质量(见图8b)和果仁千粒重(见图8c)，尤其是郁闭度<0.7的林分(见图8，编号19—36)。

郁闭度>0.7的红松林生长最佳施肥量及其施肥配比为施肥量每株2 kg，肥料配比NPK1-PK2(见图8a，编号8)，胸径增量为1.53±0.03 cm。郁闭度<0.7的红松林生长最佳施肥量及其施肥配比为施肥量每株2 kg，肥料配比NPK2-PK1(见图8a，编号28)，胸径增量为2.50±1.21 cm。

郁闭度>0.7的红松林球果质量最佳施肥量及其施肥配比为施肥量每株1 kg，肥料配比NPK1-PK1(见图8b，编号1)，球果质量为316.89±15.11 g。郁闭度<0.7的红松林球果质量最佳施肥量及其施肥配比为施肥量每株2 kg，肥料配比NPK1-PK3(见图8b，编号27)，球果质量为381.59±36.69 g。

郁闭度>0.7的红松林果仁千粒重最佳施肥量及其施肥配比为施肥量每株3 kg，肥料配比NPK1-PK3(见图8c，编号15)，果仁千粒重为730.21±272.91 g。郁闭度<0.7的红松林果仁千粒重最佳施肥量及其施肥配比为施肥量每株3 kg，肥料配比NPK1-PK1(图8c，编号31)，果仁千粒重为687.29±17.45 g。

图8 红松生长和结实量

4 小结

施肥能补充土壤中养分的消耗，为树木的高产稳产提供保证。研究发现，采用尿素、过磷酸钙和硫酸钾3种肥料不同配比进行施肥对树木生长和结实的影响差异明显，说明合理的施肥量和肥料配比对于促进红松生长、提高结实量(球果质量和果仁千粒重)是非常重要的。此外，郁闭度<0.7的红松林施肥对红松生长、球果质量和果仁千粒重的促进作用要比郁闭度>0.7的林分更有效。说明郁闭度>0.7的林分，树木生长和结实主要限制因子是光，而非养分含量。