浙江安吉县毛竹林测土推荐施肥实施效果分析

李雪涛 吴 佳 鲁春富 王 岚 柳丽娜

(安吉县林业局 浙江安吉 313300)

毛竹(Phyllostachys edulis) 是我国栽培面积最大的经济竹种[1]。 毛竹林因生长快， 在整个生长过程中需要从土壤中吸取大量养分， 并以竹笋、竹材、 竹副产品等方式被带离林地。 我国毛竹林大多数位于较为贫瘠的高山坡地， 养分补充速度较慢， 而且多年来由于竹材采伐、 竹笋挖掘等高强度经营性利用， 使得土壤养分缺失更加严重。施肥是有效改善和补充林地养分的重要措施[2]，但过量施肥、 不合理施肥不仅不能提高竹林的生产力， 而且会造成肥料浪费， 同时产生巨大的环境影响。 本文基于毛竹林养分需求规律， 开展了长期的通过土壤测试来确定具体竹林推荐施肥量的试验， 评估了测土推荐施肥对土壤养分含量、毛竹胸径、 竹林产量的影响， 以期为毛竹林科学施肥提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

浙江省安吉县位于天目山北麓， 下辖8 镇3乡4 街道， 县域总面积1 885.71 km2[3]。 地貌以山地丘陵为主， 土壤主要是发育于酸性岩浆岩与沉积岩的红壤土， 这类土壤占全县土壤总面积的53.5%。 气候属亚热带海洋性季风气候， 雨水充沛， 气候湿润， 光照充足， 四季分明。 年平均气温15.6 ℃， 极端低温-17.4 ℃， 平均年无霜期226 d， 年均降水量1 100～1 900 mm。 全县林业用地面积为13.51 万hm2， 占全县土地总面积的71.7%； 全县竹林面积为6.73 万hm2， 占森林总面积的50.8%， 其中毛竹林面积5.76 万hm2， 占竹林总面积的85.6%， 毛竹蓄积量1.7 亿株， 年毛竹采伐量3 000 万株[4]。

研究地位于安吉县山川毛竹现代科技园， 海拔200～350 m， 土壤类型为黄红壤， 土层厚度在30 cm 以上， 平均坡度为20°， 竹林经营类型为笋竹两用林。 平均立竹量为3 000 株/hm2， Ⅰ、 Ⅱ度竹比例为1 ∶1。 自2012 年起， 在园区内全面推广测土推荐施肥技术。

1.2 研究方法

1.2.1 竹林产量调查

2012 年确定21 户竹农作为监测户， 连续记录大年(春笋大年) 鞭笋、 冬笋、 春笋和毛竹材的产量。

1.2.2 土样采集与分析

分别于2012 年10 月和2022 年9 月采集土壤样品。 方法是用GPS 测定经纬度并记录， 按照样地坡面等高线， 根据样地实际情况， 每隔20～25 m 设置1 个样点； 因样地地形原因不易取点的部分地方， 则将样点间距放宽至50 m， 但尽量使样点较均匀地分布于林地坡面。 每个样点以S 形确定5 个采样点， 采集0～30 cm 土样， 均匀混合取混合样。 分别采集59 个混合样， 在实验室风干后， 测定土壤样品的pH 值以及有机质、 全氮、速效氮、 速效钾和有效磷等含量。 土样各指标的测定方法按照林业行业标准LY/T 1210～1279—1999 中的森林土壤分析方法进行。

1.2.3 样地调查

采用“样圆法” 调查样点中的毛竹胸径。 随机布设点， 确定21 个样点， 每个采样点设3～5个半径为3 m 的样圆， 样圆间的距离大于5 m，调查样圆内毛竹株数和胸径。

1.2.4 数据处理分析

用Excel 软件分别对试验测定的土壤养分数据进行统计分析， 用spss16.0 统计毛竹胸径情况，并进行独立样本t检验。

2 结果与分析

2.1 施肥对毛竹林土壤养分的影响

土壤是林木生长的重要物质基础[5]， 是实现森林质量可持续发展的重要保障[6]。 土壤作为一种独立的自然体， 对水、 肥、 气、 热以及林木根系生长空间等具有调节功能， 同时也受各种环境因素的影响， 如改变土地利用方式会明显改变土壤的基本性质[7]。 毛竹林测土推荐施肥10 年后林地土壤养分的统计结果见表1。 从表1 可以看出，毛竹林经过长期的推荐施肥， 土壤pH 值为3.89～5.31， 平均值为4.68， 呈偏酸性， 变异系数为6.19%， 说明各土壤样点间pH 值差异性不大。 土壤有机质含量为8.05～60.36 g/kg， 平均含量为36.33 g/kg， 变异系数为32.56 %， 说明土壤有机质含量中等。 全氮含量为0.42～3.35 g/kg， 平均含量为1.86 g/kg， 变异系数为42.47%， 说明土壤中全氮含量普遍较高， 但土壤样点间的差异性较大。 有效磷含量为3.34～58.35 mg/kg， 平均含量为12.79 mg/kg， 变异系数为61.20%， 说明土壤间有效磷平均含量较低， 样点间变异大。 速效钾含量为22.84 ～ 118.88 mg/kg， 平均含量为80.92 mg/kg， 变异系数为24.73%， 说明竹林土壤速效钾含量较高， 样点间差异也较大。 施肥是导致土壤养分出现差异的主要原因之一[8]。 另外，由于样地坡度较大和生产经营频繁， 使得毛竹林养分随水土而流失， 造成毛竹林土壤养分含量在上、 下坡位间出现差异。

表1 毛竹林测土推荐施肥10 年后林地土壤养分含量Tab.1 Soil nutrient content in moso bamboo forest after 10 years of soil testing and fertilizer recommendation

从测土推荐施肥技术实施前后土壤养分状况的变化可以看出(表2)， 经过长期的测土推荐施肥， 毛竹林土壤pH 值、 有机质含量虽然有所下降， 但下降幅度不大， 分别比技术实施前下降0.64%、 2.91%； 而全氮、 有效磷、 速效钾含量则都有一定的提高， 其增幅大小依次为全氮、 有效磷和速效钾， 分别比技术实施前增加了14.11%、 9.41%、 4.63%。

表2 测土推荐施肥前后毛竹林土壤养分含量变化Tab.2 Changes in soil nutrient content of moso bamboo forest before and after soil testing and fertilizer recommendation

2.2 施肥对毛竹胸径的影响

毛竹林平均胸径不仅能反映施肥效果， 也是评价毛竹林质量与毛竹经济价值的重要指标[9]。整齐度是反映竹林中竹株大小差异程度的指标，用竹林平均胸径与平均胸径的标准差的比值来表示[10]。 整齐度(U) 越小， 说明竹林竹株大小差异越大， 更能有效利用光能与水肥条件， 产量更高。 已有研究表明[11]:U<5 为不整齐竹林； 5≤U<7 为一般整齐林；U≥7 为整齐竹林。 连续几年测土推荐施肥后， 分别于2019 年和2021 年测定了新竹平均胸径(表3)， 从各样地竹株的整齐度可以看出， 除2021 年3 号样地的整齐度较小外， 其余样地的整齐度都较大。 方差分析的结果显示，2019 年与2021 年间新竹胸径无显著性差异(P>0.05)， 说明样地毛竹胸径大小稳定。

表3 施肥对毛竹新竹胸径的影响Tab.3 Effect of fertilization on diameter at breast height of new bamboo

2.3 施肥对竹林产量的影响

测土推荐施肥技术推广后， 对21 户竹农进行了连续8 年(4 度) 的竹笋、 竹材产量的监测与评估。 结果显示(图1)， 在连续4 个大年(春笋大年) 中， 鞭笋、 冬笋、 春笋和竹材产量均以2015 年 为 最 低， 分 别 为1 111.31、 2 165.40、7 245.50 和34 428.90 kg/hm2； 鞭笋产量最高的年份是2019 年， 为1 270.05 kg/hm2， 年度间鞭笋产量浮动较小， 较稳定； 冬笋和春笋产量最高的年 份 均 是 2021 年， 分 别 为 2 517.45 和10 333.80 kg/hm2； 毛竹材产量最高的年份是2017 年， 为36 245.63 kg/hm2。 竹林产量易受林分环境质量和林地经营管理技术的影响， 特别是笋产量同时受到农户挖笋留竹习惯的影响， 因此连续多年的竹林产量有上下浮动， 但总体上呈现逐年增长的趋势。 很多研究表明施肥提高了竹林产量， 但研究结果大多体现的是短期的施肥效果。本研究基于长期的产量评估结果， 充分说明了测土推荐施肥方法能有效提高竹林产量。

图1 施肥对毛竹林产量的影响Fig.1 Effect of fertilization on yields of moso bamboo shoots and culms

2.4 化肥用量评价

通过科学配方实施推荐施肥， 可以实现减少化肥用量、 提高综合增值效益的目的。 我国«毛竹丰产林技术» (GB/T 20391—2006) 国家标准规定的毛竹笋竹林化肥使用量为: 年施肥量为320～400 kg/hm2， 其中氮200～250 kg/hm2、 磷40～50 kg/hm2、 钾80～100 kg/hm2[12]。 取安吉县测土推荐施肥各个配方类型的最大量， 以笋为主的两用林施用量(基本量1 050 kg/hm2， NPK ＝17-8-5)， 对照毛国家标准 (GB/T 20391—2006)， 对氮、 磷、 钾的施用量进行对比， 结果如表4。 可以看出， 安吉县测土推荐施肥的氮素、钾素在各个配方中的施用量均低于国家标准， 其中氮素平均施用量为161.15kg/hm2， 比国家标准减少19.43% ～ 35.42%； 钾素平均施用量为43.90 kg/hm2， 比 国 家 标 准 减 少 45.12% ～56.10%， 这与安吉县毛竹林土壤中钾元素较为丰富的现状一致。 磷肥的施用量较高， 平均为81.31 kg/hm2， 比 国 家 标 准 高 103.27% ～102.62%， 说明土壤磷缺乏明显， 而磷是重要的增产元素， 但又容易固持于土壤使得作物吸收率较低。 从氮磷钾的全量看， 对于笋用林安吉县测土推荐施肥的平均化肥用量为286.37 kg/ hm2，低于国家标准320 kg/hm2的低限要求， 比高限要求400 kg/hm2减少28.40%。 可见， 安吉县毛竹林测土推荐施肥明显减少了化肥施用量， 这对于节能减排、 减轻面源污染等都具有非常重要的意义。

表4 测土推荐施肥化肥用量与国家标准的比较Tab.4 Comparison of the chemical fertilizer amount recommended by soil testing with that of national standards

3 结论

通过长期的测土推荐施肥， 毛竹林土壤养分含量保持在较高的水平， 满足了毛竹生长对土壤营养元素的需求。 但各样地之间土壤养分差异较大， 施肥是造成土壤养分变化的主要原因之一。另外， 由于样地较大的坡度和频繁的生产经营，引起毛竹林养分随水土而流失， 造成毛竹林土壤养分含量上、 下坡位间的差异化。 经过多年的测土推荐施肥， 竹林胸径整齐度较高， 胸径大小稳定， 竹林大年产量虽然有上下浮动， 但总体上呈现连续增长的趋势。 测土推荐施肥有效地提高了竹林产量， 明显减少了化肥施用量， 且在节能减排、 减轻面源污染等多个方面都具有非常的重要意义。