韓麗君,陳 思,周 帥,郝向春
(山西省林業(yè)和草原科學(xué)研究院,山西 太原 030012)
遼東櫟(Quercusliaotungensis)為殼斗科(Fagaceae)櫟屬(Quercus)落葉喬木,是我國暖溫帶落葉闊葉林的主要樹種之一,也是華北地區(qū)營造針闊混交林的優(yōu)良樹種之一。遼東櫟具有耐寒、耐旱、耐瘠薄、抗逆性強等特性,屬深根性樹種,對保持水土、保護生態(tài)、促使天然林持續(xù)發(fā)展等具有重要作用。
通過合理的人工施肥能夠促進苗木生長,增強抗逆性。目前,針對遼東櫟的研究主要集中于苗期規(guī)律、伐樁萌苗規(guī)律、光照效應(yīng)、土壤效應(yīng)、溫度效應(yīng)等,關(guān)于遼東櫟造林配方施肥的研究還未見報道。因此,筆者在山西省臨汾市浮山縣三交林場對2年生遼東櫟容器苗造林進行了不同施肥處理試驗,以了解其對苗木生長及造林成活率的影響,為遼東櫟的高效經(jīng)營與培育提供參考。
試驗地位于山西省臨汾市浮山縣中條林局三交中心林場,坡度30°,東坡,海拔1 281.5 m,地理坐標為112.131 040°N,35.917 327°E.屬溫帶大陸性氣候,冬季寒冷干燥,雨雪稀少,易出現(xiàn)較大西北風(fēng)。夏季高溫伏旱,7月份最熱,日均溫24.2 ℃.秋季溫熱陰雨,陰雨過程長達5 d~7 d.年平均氣溫11.2 ℃,極端低溫-19.9 ℃,極端高溫38 ℃.無霜期191 d,年均降水量534.1 mm,主要自然災(zāi)害為干旱、冰雹、凍害、大風(fēng)等。土壤主要為褐土,pH值5.4~6.3,有效氮23.20 mg/kg,有效磷29.00 mg/kg,有效鉀66.40 mg/kg.
試驗材料為2年生遼東櫟容器苗,選取苗木規(guī)格基本一致,平均高度(60.47±8.51)m,平均地徑(8.25±1.23)mm,生長狀態(tài)良好的苗木進行造林施肥試驗,栽植株行距1 m×1 m.試驗肥料分別為尿素(含氮46%)、過磷酸鈣(含P2O512%)、硫酸鉀(含K2O 50%)。
試驗時間為2019年4月,試驗采用正交試驗設(shè)計L9(34),設(shè)置氮、磷、鉀3個因素3個水平,見表1.
表1 遼東櫟施肥因素水平 g
試驗設(shè)10個處理,每個處理10株,隨機區(qū)組排列,3次重復(fù)。相鄰兩處理間和區(qū)組間設(shè)置隔離株和保護行,CK為對照不施肥。造林前進行穴狀整地,并用辛硫磷和高錳酸鉀進行殺蟲殺菌處理。于造林前1周將肥料按不同種類及用量混合施于坑中,使其與土壤混合均勻。全年各肥料施用量見表2.造林后覆土并及時澆水,對遼東櫟幼苗套網(wǎng)防止兔害。
表2 不同施肥處理肥料施用量
于2019年10月,統(tǒng)計不同處理造林成活率,并對苗木各項指標進行測量。苗高用卷尺進行測量,地徑用游標卡尺進行測量,用葉綠素測定儀測定每株倒3成熟葉片相對葉綠素含量(SPAD),用葉面積儀測量每株倒3成熟葉片葉面積。用Excel 2010和SPSS 22軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析,具體操作步驟參見文獻[15]。
不同施肥處理遼東櫟苗木生長情況見表3.
表3 不同施肥處理遼東櫟苗木生長情況
由表3可知,施肥對提高遼東櫟造林成活率有重要作用。與CK相比,遼東櫟容器苗造林成活率顯著提高,大部分處理成活率都在75%以上;最高提高了26.7%,成活率達到86.7%.
對各施肥處理生長指標進行分析比較。結(jié)果表明,施肥能促進2年生遼東櫟容器苗生長,而不同施肥處理的影響各不相同。將各處理苗高、地徑、SPAD及單葉面積生長情況進行排序,得到苗高排名前3的是T6,T5,T2,地徑排名前3的是T6,T2,T4,SPAD排名前3的是T6,T3,T5,單葉面積排名前3的是T6,T5,T8.綜合得出T6處理遼東櫟苗木生長表現(xiàn)最好,其苗高比CK高25.68%,地徑粗度增加了27.02%,SPAD增加了19.90%,單葉面積增加了39.51%.
經(jīng)方差分析和多重比較可知,各處理中,對苗高而言,T1與CK之間差異不顯著,其它處理與CK差異均顯著;T5,T6與T1,T7,T8,T9之間差異顯著。對地徑而言,T2,T4,T6與CK之間差異顯著,其它處理與CK比較差異不顯著;T2,T4,T6與T7,T8,T9之間差異顯著。就SPAD而言,T2,T3,T4,T5,T6與CK之間差異顯著,其它處理與CK比較差異不顯著;T6與T1,T7,T8,T9之間差異顯著。就單葉面積而言,T3,T5,T6與CK之間差異顯著,其它處理與CK比較差異不顯著;T3,T5,T6與T1之間差異顯著。
為研究N,P,K 3種營養(yǎng)元素對遼東櫟苗木生長的影響,對苗木各生長指標進行極差分析,見表4.
表4 施肥對遼東櫟容器苗各生長指標的影響極差分析
由表4可以看出,根據(jù)極差R值的大小分析比較,影響苗高的因子排序為:N>P>K,最優(yōu)組合為N2P3K3.影響地徑的因子排序為:N>P>K,最優(yōu)組合為N2P3K2.影響SPAD的因子排序為:N>P>K,最優(yōu)組合為N2P3K3.影響苗高的因子排序為:N>P>K,最優(yōu)組合為N2P3K1.
對不同因素水平的各生長指標進行方差分析,見表5.
表5 因素水平間各生長指標的方差分析
由表5可知,不同施N水平對遼東櫟苗木苗高、地徑、SPAD的影響存在顯著差異,對單葉面積影響差異不顯著;不同施P,K水平對遼東櫟苗木苗高、地徑、SPAD及單葉面積生長的影響均未達到顯著水平。
1)氮、磷、鉀的配方施肥對遼東櫟容器苗造林成活率及生長有不同程度的影響,且不同元素對遼東櫟幼苗各性狀的影響效果不同。在遼東櫟幼苗生長期,隨著N肥的增多,苗木苗高、地徑、SPAD及單葉面積各指標先升高后降低,N施用量為13.8 g/株(尿素30 g/株)時遼東櫟幼苗生長狀況最佳。因此,合理的施肥量能夠有效促進苗木生長。若施肥過量,對遼東櫟造林成活和苗木生長都會造成不利影響。隨著P肥的增多,苗木各生長指標不斷升高,說明在造林時適當多施P肥,有利于遼東櫟幼苗的生長。而遼東櫟苗木對K肥沒有明顯影響,可能是由于土壤中K含量較高,已能夠滿足遼東櫟幼苗對K的需求。
2) 不同營養(yǎng)因素對遼東櫟苗木生長指標的影響效應(yīng)不同。試驗可知,N肥的影響作用最大,其次是P肥,K肥的影響最小。可能是因為N是植物蛋白質(zhì)構(gòu)成的主要成分,對植物莖葉等生長有著重要的作用。方差分析表明,不同施N水平對遼東櫟苗木苗高、地徑、SPAD的影響存在顯著差異,對單葉面積影響差異不顯著;不同施P,K水平對遼東櫟苗木苗高、地徑、SPAD及單葉面積生長的影響均未達到顯著差異。這一結(jié)果可能是與P,K肥設(shè)置的3個水平之間梯度不夠大、不夠準確有關(guān),試驗還需進一步完善矯正。
3) 不同N,P,K施肥組合中,N2P3K3(尿素30 g/株、過磷酸鈣150 g/株、硫酸鉀30 g/株)對苗高及SPAD促進作用最明顯;N3P3K2(尿素30 g/株、過磷酸鈣150 g/株、硫酸鉀20 g/株)對地徑生長促進作用最明顯;N2P3K1(尿素30 g/株、過磷酸鈣150 g/株、硫酸鉀10 g/株)對單葉面積促進作用最明顯。而正交試驗得出,處理6(N2P3K1:尿素30 g/株、過磷酸鈣150 g/株、硫酸鉀10 g/株)造林成活率最高,對于遼東櫟苗木促進作用最明顯。綜上得出,適宜中條山三交地區(qū)及相似立地條件下(晉南淺山丘陵地帶)2年生遼東櫟容器苗造林的年施肥量為:尿素30 g/株、過磷酸鈣150 g/株、硫酸鉀10 g/株~30 g/株。
4) 施肥試驗及造林效果受肥料質(zhì)量、氣候條件、立地條件等諸多因素綜合影響,本試驗所得結(jié)論還需進行連年觀測試驗,進一步進行矯正和完善。同時,應(yīng)結(jié)合土壤理化性質(zhì),進行N,P,K的回歸模型分析,得出合理高效的施肥配比公式。