毛竹林施肥研究進展

張洋洋 鄧智文 榮俊冬 陳禮光 鄭郁善

(福建農林大學林學院 福州 350002)

中國竹類資源豐富，被譽為“竹子王國”。竹林是一種重要的森林資源，全國竹林面積600余萬hm2，其中毛竹林面積占竹林總面積的71.89%，廣泛分布于浙江、安徽、江西、湖南和福建等省[1]。毛竹(Phyllostachysedulis)為禾本科(Gramineae)竹亞科(Bambusoideae)剛竹屬(Phyllostachys)多年生喬木狀單軸散生竹種[2]，是我國竹類植物中分布范圍最廣、栽培面積最大、經濟價值最高的筍材兩用竹種。毛竹具有生長迅速、成材早、產量高、用途廣等特點，其應用領域不斷拓展。

在毛竹林經營過程中，每年都要伐竹、挖筍，帶走土壤中的大量營養(yǎng)物質，伐竹后殘留的竹兜和根系，腐爛分解慢，所含的養(yǎng)分大多為暫不可用狀態(tài)[3]，且毛竹枯枝落葉量較少，難以及時補充土壤損失的養(yǎng)分。據西野寬[4]測算，每生產1 000 kg毛竹筍，將帶走氮素30～35 kg、磷酸15～20 kg、鉀素20～25 kg。施肥是補充林地養(yǎng)分、提高毛竹林效益的有效手段。本文綜述了國內外毛竹施肥研究的進展，分析了毛竹林施肥中存在的問題，為毛竹林科學施肥提出了建議。

1 毛竹施肥的發(fā)展歷程

我國在毛竹施肥的發(fā)展中經歷了從經驗施肥到科學施肥的過程。20世紀70年代，隨著竹筍、竹材需求量不斷增加，促使竹筍豐產技術研究開始起步，毛竹施肥研究受到關注[5]；80年代，施肥研究普遍開展，產生了大量竹林培育、竹林施肥的論著、論文，使得我國在毛竹施肥管理方面領先世界，毛竹專用復合肥[6]、硅肥[7]、配方施肥[8]逐步得到應用，但由于我國地形復雜，各地氣候、土壤條件差異較大，施肥的配方和所取得的效應在各地表現(xiàn)不盡相同；90年代以后，毛竹林施肥研究進入發(fā)展實踐時期，毛竹定向培育、豐產栽培、高效經營技術廣泛應用，專用肥、復混肥、微肥等不同種類的肥料和一些先進的施肥方法被陸續(xù)采用。

2 毛竹施肥研究的主要內容

毛竹施肥是通過補充林地土壤缺乏的營養(yǎng)元素，建立新的土壤養(yǎng)分平衡，使毛竹林生長更好更快。毛竹的筍、鞭、竹是一個有機整體，它們營養(yǎng)互通，相互影響，相互制約，要使毛竹筍、材產量都增加，必須進行合理施肥[9]。世界化肥協(xié)會(WFA)提出了施肥的“4R”原則[10]，即：right product(選用正確的化肥)、right time(在正確的時間施用)、right rate(施用量和配比正確)和right placement(施用區(qū)位方式正確)。毛竹施肥研究的內容主要集中在確定施肥量、肥料種類和施肥方式3個方面。

2.1 施肥計量

科學確定施肥量以實現(xiàn)經濟效益最大化，是毛竹林施肥的基礎。在毛竹林施肥計量方式上，主要有經驗定肥、肥料效應定肥、營養(yǎng)診斷施肥和配方施肥等4種。

2.1.1 經驗定肥

林農依據經驗對毛竹林進行單一施肥，該方法有一定的事實依據和可操作性，但由于對于施肥量、施肥種類、施肥時間等缺乏科學指導，往往會出現(xiàn)施肥量不足、施肥過量、偏施單一肥料的問題，甚至會造成環(huán)境污染[1,3]。

2.1.2 肥料效應函數(shù)法施肥

肥料施用量對產量的影響，稱為肥料效應。通過建立產量和施肥量之間的效應方程，可計算出各種肥料的最高施用量、最佳施用量和最大利潤率施用量[1,3]。有學者采用四因素二次回歸最優(yōu)設計，建立了毛竹林地氮、磷、鉀施肥及留竹密度與毛竹林竹材產量間的回歸模型，同時建立了施肥和留養(yǎng)立竹的經濟效益方程，得出毛竹林優(yōu)化施肥方案[11-12]。

2.1.3 營養(yǎng)診斷施肥

1973年Beaufils[13]首先提出作物營養(yǎng)診斷施肥綜合法，又稱DRIS法，是以作物豐產時營養(yǎng)元素的質量分數(shù)間最適比例為基礎來診斷營養(yǎng)元素豐缺的一種方法[14]。其診斷方法有多種，目前常用的方法包括DRIS法、臨界濃度值法、矢量診斷法、葉綠素儀快速診斷法。洪順山等[15]通過研究毛竹葉營養(yǎng)診斷，認為DRIS法可以對毛竹的營養(yǎng)平衡狀況和對氮、磷、鉀、硅等元素的需求順序做出判斷，但養(yǎng)分不足或過量也會導致誤診，建議DRIS法和臨界值法結合使用。張文元[16]分析了毛竹實生苗苗期施肥效應，建立了DRIS營養(yǎng)診斷方法，為毛竹苗期營養(yǎng)管理提供了理論依據。幸瀟瀟[17]對黃竹林葉片養(yǎng)分診斷法進行了系統(tǒng)研究，得出了DRIS診斷參數(shù)，利用DRIS養(yǎng)分指數(shù)的計算公式計算出黃竹林樣地氮、磷、鉀的指數(shù)，分析得出了各養(yǎng)分含量的需肥順序。

2.1.4 配方施肥

配方施肥是以作物營養(yǎng)生長需求為前提，以土壤供肥性能和肥料效應為依據的一種科學施肥技術。最常見的配方施肥方法是平衡施肥法和測土施肥法。毛竹林配方施肥研究開始于20世紀80年代，配方施肥效果除與肥料種類及配方比例直接有關外，還受竹林土壤、氣候、竹林密度以及栽培管理措施等許多因子的影響。洪順山[7]以浙江安吉和福建沙縣的毛竹林為研究對象，得出施肥三要素的重要性順序為氮>磷>鉀，最適用量為氮肥6.9 kg/667 m2、磷肥(P2O5)4.2 kg/667 m2、鉀肥(K2O)2.7 kg/667 m2。

平衡施肥可以顯著降低肥料的浪費，提高竹林經濟效益。胡東南等[9]對毛竹筍材兩用林開展了平衡施肥研究，認為當?shù)?、磷、鉀比例?∶0.3∶0.22和1∶0.68∶0.98時能更有效地促進毛竹筍、材的生長。郭曉敏等[18]研究表明，平衡施肥能顯著提高毛竹胸徑和竹筍營養(yǎng)品質，其中氮、磷、鉀配比為1∶0.3∶0.43時經營毛竹林的經濟效益最高。

測土施肥是指通過測定土壤養(yǎng)分，根據作物需要確定施用化肥的種類和用量，以保障毛竹林的高產、穩(wěn)產[19]。王宏[1]研究發(fā)現(xiàn)，與對照相比，實施測土推薦施肥雖然投入增加66.2%，但產值增加99.23%，說明測土推薦施肥能顯著提高經濟收益。目前，測土施肥仍面臨著操作復雜、成本高等問題[20]，簡化操作，降低成本，實現(xiàn)即時測土、配方、施肥，提高林農科學施肥的積極性，將是測土施肥的發(fā)展方向。

2.2 肥料種類

毛竹林施用肥料已從傳統(tǒng)單一的有機肥發(fā)展到目前擁有多種類型的肥料，包括微肥、生物菌肥、氮磷鉀復合肥等。

2.2.1 有機肥

有機肥主要有農家肥、秸稈、綠肥、生物有機肥、生物炭等。馬金德等[21]研究顯示，黃腐酸鉀型豆粕有機肥對毛竹林的增產作用優(yōu)于洋豐復合肥和尿素，認為黃腐酸鉀型豆粕有機肥擁有綠色、環(huán)保、廉價等特點，應大力推廣。利用植物性原料經發(fā)酵制備的精制有機肥(有機質≥30%)能夠明顯提高毛竹林土壤肥力[22]，施用不同配比的竹炭有機肥能有效增加毛竹林新竹株數(shù)[23]。

2.2.2 微肥

微肥即含有微量元素的肥料，微量元素主要包括Fe、Zn、Cu、Mn、B、Mo等，是工業(yè)尾礦渣和化肥結合而生產成的一種新型復合型肥料。近幾年來，我國開展了大量毛竹專用礦渣肥的試驗，目的是能滿足毛竹不同生長階段所需要的養(yǎng)分，提高肥料利用率。張勇江[24]認為，毛竹專用礦渣肥能顯著提高毛竹林產量與質量，隨著施肥年份的增加，肥料肥效愈能顯現(xiàn)，說明礦渣肥具有緩釋化的特點。孟勇等[25]對毛竹竹腔施用不同配比的液態(tài)富硒肥，結果顯示富硒肥可明顯改善竹筍的氨基酸含量。

2.2.3 生物菌肥

生物菌肥指含有活微生物，并經過微生物的特定作用為植物提供養(yǎng)分、調節(jié)植物生長的特定制品。生物菌肥能釋放生長激素并抑制有害微生物的形成，能夠促使植物對營養(yǎng)元素的吸收，可作為化學肥料的有益補充[26]。毛竹林施用EM有機生物肥后，土壤中的細菌、真菌數(shù)量和酶(過氧化氫酶、脲酶、蛋白酶和磷酸酶)活性極顯著高于不施肥的對照，而且提高了土壤的速效性養(yǎng)分含量[27]。薛磊等[28]研究發(fā)現(xiàn)，3年生鼓節(jié)竹施用生物菌肥后明顯促進了發(fā)筍期株高、地徑生長，并提高了發(fā)筍量。目前，國內生物菌肥市場所使用的菌種已達到110多種。

2.2.4 氮磷鉀復合肥

氮磷鉀復合肥因具有養(yǎng)分含量高、搬運方便、施用簡便等優(yōu)勢逐漸成為主流的毛竹林肥料。復合肥中氮磷鉀配比不同對毛竹林的作用效果也不同。洪順山[7]發(fā)現(xiàn)，當?shù)?、磷、鉀的配比?∶0.6∶0.4時，肥料投資與收益最佳。黃當亮[29]認為，當?shù)⒘?、鉀的配比?∶1∶1時毛竹發(fā)筍量最多。胡冬南等[9]認為，當?shù)⒘?、鉀的配比?∶0.68∶0.98時，對竹徑增粗和枝下高增高作用最佳；當配比為1∶0.3∶0.22時，對毛竹的出筍數(shù)和新竹數(shù)作用最佳，且能促進竹徑增粗和提早出筍。胡亮等[30]研究發(fā)現(xiàn)，氮、磷、鉀配比為3∶5∶1時，胸徑增長量最大，是對照的26倍。受試驗樣地的地理位置、土壤性質、立地條件等多種因素的影響，氮磷鉀復合肥對毛竹林的影響也不同。

2.3 施肥技術

施肥計量方法與配方比例只是確定了經濟的施肥量，但要使毛竹更好、更快地吸收肥料養(yǎng)分，必須選擇合適的施肥技術，才能使肥料發(fā)揮最好的效果。毛竹肥效較好的施肥方法有竹蔸施肥法與注射施肥法。

2.3.1 竹蔸施肥

竹蔸施肥法是用鋼釬等器具打通竹蔸內腔各節(jié)隔，直至底部，再將肥料施入竹蔸內。在伐樁內施放尿素、碳酸氫銨等肥料后，伐樁腐爛速度可提高3倍以上[31]，同時又不傷竹鞭，提高了肥料的利用率。眾多研究均證實了毛竹伐樁內施肥的優(yōu)越性[32-34]。陳伯涵[35]對比了竹蔸施肥、溝施和撒施等施肥方式，發(fā)現(xiàn)竹蔸施肥肥料損失少，輸送快，并能加速竹蔸腐爛。

2.3.2 注射法施肥

利用特種注射器向竹子體內注入肥料或其它生長調節(jié)劑，通過竹子自身的循環(huán)系統(tǒng)將養(yǎng)分運送到竹子的各個器官[36]。裘福庚[37]早在20世紀70年代就發(fā)現(xiàn)毛竹腔壁具有滲透性，可用于微量元素的補給，該發(fā)現(xiàn)為以后竹腔施肥的發(fā)展提供了理論基礎。楊慧英等[38]對比了毛竹竹腔施肥與伐樁施肥對于促進毛竹生長的效果，證明前者優(yōu)于后者；王宗星等[39]在毛竹材用林中對比了竹腔施肥和土壤施肥的效果，結果表明竹腔施肥在竹材產量和竹材效益上優(yōu)于土壤施肥，產出投入比達18.4，肥效更顯著。程平等[40]通過竹腔施用毛竹增產劑，結果顯示施肥提高了竹筍中游離氨基酸、總黃酮、可溶性固形物和維生素C的含量。

3 毛竹林施肥存在的問題與對策

3.1 存在問題

1) 施肥盲目。在高度集約經營的竹林中，林農為了追求最大的短期效益，往往施肥過量，加之深翻墾復等措施，破壞了土壤養(yǎng)分平衡，從而導致土壤結構退化。因此，毛竹林施肥不能盲目多施，否則肥料損失多，肥料利用率低[41]。

2) 環(huán)境污染?；实氖┯脮r業(yè)生態(tài)環(huán)境造成了一定的負面影響。據Science雜志報道，我國是全球化肥消耗量最多的國家，每年消費世界化肥產量的36%[42]。不合理的施肥，加速了土壤板結與污染，進而導致土壤質量下降與結構退化，肥料的流失也會造成水體的富營養(yǎng)化，引發(fā)一系列的環(huán)境問題。

3.2 對策

1) 科學平衡施肥。科學平衡施肥是毛竹林獲得高產、高效的重要保證。黃當亮[29]指出，毛竹施肥必須注重科學合理，切勿盲目過量，否則會產生肥料毒害作用，使竹林減產，這與陳倫壽[43]的“獲得最高產量的施肥量并不是經濟最佳施肥量”的結論一致，即“報酬遞減律”?？茖W施肥能在同樣施肥量的情況下，可做到提高產量與質量和降低成本的統(tǒng)一。

2) 提高毛竹經營綜合效益。施肥與竹林結構、產量、品質、成本、土壤培肥、污染等因素密切相關，所以毛竹林施肥不能僅考慮經濟效益，也應考慮生態(tài)效益和社會效益，以最佳的綜合效益為目標，實現(xiàn)“生態(tài)平衡施肥”[44]。

3) 促進毛竹林健康可持續(xù)經營。在科學理論指導下，推廣生態(tài)施肥等關鍵應用技術，研發(fā)適合不同立地條件、經營類型的毛竹林可持續(xù)管理技術和模式；集成創(chuàng)新毛竹林可持續(xù)經營技術體系，維持毛竹林生產力、更新能力和活力。在當前建設“生態(tài)文明”和踐行“綠水青山就是金山銀山”理念的大背景下，應研發(fā)經濟和生態(tài)效益兼顧的竹林高產低耗經營技術，有效解決竹林經營中經濟產量和生態(tài)功能不能兼顧的難題[45]。