施肥對雜種落葉松人工林幼齡林初期生長的影響

馬學(xué)發(fā) 衛(wèi)月華 梁鳳和 鐘兆華 孫志虎 劉力銘 韓子豐

(1.佳木斯市孟家崗林場，黑龍江 佳木斯 154411；2.東北林業(yè)大學(xué)森林生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)經(jīng)營教育部重點實驗室, 黑龍江 哈爾濱 150040)

隨著我國天然林商業(yè)性采伐的停止，人工林木材在市場供應(yīng)中的作用變得愈加突出。落葉松(Larixspp.)是我國東北林區(qū)主栽樹種，自上世紀(jì)50年代中期開始就得以大面積栽植[1]。隨著早期營造的落葉松人工林陸續(xù)進入主伐期，涉及到伐后的更新樹種選擇和養(yǎng)分維持等問題[2]。受東北林區(qū)速生樹種稀少的制約，多數(shù)林場會連栽落葉松人工純林，少數(shù)地區(qū)存在更換造林樹種，如栽植雜種落葉松(Larixolgansis×Larixleptolepi)人工林的現(xiàn)象[3]，而少有研究樹種更換后的林木長勢評價研究，尤其缺少施肥后的林木長勢響應(yīng)特征研究[4]。為此，以三江平原丘陵區(qū)長白落葉松人工林皆伐后栽植的雜種落葉松人工林幼齡林為對象，結(jié)合施肥試驗，通過樹高和胸徑的調(diào)查與分析，評價長白落葉松人工林皆伐后栽植的雜種落葉松長勢狀況，并分析其對養(yǎng)分調(diào)控的響應(yīng)特征，旨在為東北人工林的可持續(xù)生產(chǎn)力的維持提供參照。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

此次研究的雜種落葉松人工林幼齡林位于佳木斯市孟家崗林場(130°32′42″-130°52′36″E，46°20′16″-46°30′50″N)。林場處于完達山脈西麓，大陸性季風(fēng)氣候，早霜現(xiàn)于9月上中旬，晚霜終于5月中下旬。年平均氣溫2.7℃，極端最高氣溫35.6℃，最低氣溫-34.7℃，大于等于10℃積溫可達2500℃。年平均降水量535 mm，降水大部分集中在6-9月份，占全年降水量的72.6%。生長期110～120d。土壤以典型暗棕壤分布最廣，其次為白漿化暗棕壤，另有少量的潛育暗棕壤、原始暗棕壤、草甸暗棕壤。除暗棕壤外，還有少量的白漿土、草甸土、沼澤土及泥炭土的分布。植被屬小興安嶺-老爺嶺植物區(qū)的小興安嶺-張廣才嶺亞區(qū)。

雜種落葉松人工林幼齡林位于68林班18小班，2013年春天栽植，苗齡為2年，穴狀整地，造林密度為每公頃4400株；前茬林分為長白落葉松人工林純林，栽植于1968年，分別于1980、1984、1990、1999年進行間伐，2012年冬天進行皆伐，皆伐時林分平均胸徑為23.9cm，郁閉度0.76，林分密度為每公頃495株，平均樹高24.1m，林分蓄積量為287.2m3/hm2，樹種組成為10落-榆-糠-萌柞-黑-白。

1.2 研究方法

1.2.1 幼齡林施肥試驗

2015年6月22日-7月12日，在雜種落葉松人工林幼齡林設(shè)置12塊面積為180～360m2的臨時樣地進行施肥，共設(shè)置4種施肥處理：對照、增施純氮素250kg/hm2(氮肥)、增施純氮素250kg/hm2+純磷素50kg/hm2(氮磷肥)、增施純氮素250kg/hm2+純磷素50kg每公頃+純鉀素30kg/hm2(氮磷鉀肥)；按照設(shè)計的養(yǎng)分施加劑量，采用尿素、二胺和氯化鉀進行配置。施肥時采用少量多次的原則，當(dāng)天全部點狀均勻埋施于10～15cm土深的樹根周圍5～10cm范圍內(nèi)的土壤中。

1.2.2 幼齡林生長量調(diào)查

2015年7月18日，采用鋼卷尺調(diào)查樣地內(nèi)所有幼樹的樹高(3年生)和當(dāng)年高生長量，由此推算出2年生的雜種落葉松人工林幼齡林樹高。2018年4月4日-5日，采用電子游標(biāo)卡尺調(diào)查所有幼樹的胸徑，分析施肥3年后的雜種落葉松人工林幼齡林(5年生)胸徑生長量。

2 結(jié)果與分析

由表1可見，2年生雜種落葉松幼苗栽植于三江平原丘陵區(qū)的長白落葉松人工林皆伐跡地2年后，形成的2年生雜種落葉松人工林幼齡林的樹高為91.7～120.2cm，平均樹高為109.6cm，95%的置信區(qū)間為[104.6，114.6]cm；3年生雜種落葉松人工林幼齡林的樹高為129.1～164.5cm，平均樹高為150.3cm，95%的置信區(qū)間為[143.6，156.9]cm；年高生長量為34.4～44.4cm，平均年高生長量為40.7cm，95%的置信區(qū)間為[38.5，42.9]cm?？梢姡s種落葉松栽植2年后，12塊樣地的平均樹高雖然均小于130cm，但雜種落葉松栽植3年后，12塊樣地中有11塊樣地(91.67%)的平均樹高超過130cm，全部樣地的年高生長量超過30cm。

表1施肥前的雜種落葉松人工林幼齡林(2年生和3年生)樹高和年高生長量

施肥3年后的雜種落葉松人工林幼齡林(5年生)胸徑調(diào)查結(jié)果(表2)表明，對照處理的雜種落葉松胸徑為2.84～3.12cm，平均胸徑為2.95cm，95%的置信區(qū)間為[2.58，3.32]cm，而施肥處理3年后的雜種落葉松胸徑為2.66～4.08cm，平均胸徑為3.40cm，95%的置信區(qū)間為[3.06，3.75]cm；雖然對照與施肥處理的雜種落葉松胸徑間無顯著差異(P=0.1243)，但后者比前者的平均胸徑增加0.45cm，提高15.25%。

表2施肥3年后的雜種落葉松人工林幼齡林(5年生)胸徑

雖然對照處理的雜種落葉松平均胸徑最低，但對照與施肥處理中的增施氮肥、增施氮磷肥、增施氮磷鉀肥間在施肥3年后的雜種落葉松人工林幼齡林平均胸徑方面亦無顯著差異(P=0.1827)。隨著元素添加種類的增多，雜種落葉松平均胸徑并未呈現(xiàn)明顯的變化規(guī)律。增施氮磷鉀肥的雜種落葉松胸徑為3.40～4.08cm，平均胸徑最高(3.70cm，95%的置信區(qū)間為[2.83，4.57]cm)；單純增施氮肥的雜種落葉松胸徑為2.99～3.78cm，平均胸徑居中(3.37cm，95%的置信區(qū)間為[2.39，4.35]cm)；增施氮磷肥的雜種落葉松胸徑為2.66～3.73cm，平均胸徑最低(3.15cm，95%的置信區(qū)間為[1.81，4.49]cm)，但也遠高于未施肥的對照處理。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

三江平原丘陵區(qū)長白落葉松人工林皆伐后栽植的雜種落葉松長勢狀況明顯好于長白落葉松。人工林幼齡林階段，前者的年高生長量普遍超過30cm，而后者的年高生長量通常不足20～25cm[5-6]。雜種落葉松田間栽植3年后，91.67%的樣地的平均樹高超過130cm，而長白落葉松栽植4～5年后的樹高才能達到130cm[4,6]。因此，在三江平原丘陵區(qū)長白落葉松皆伐跡地上更換造林樹種時可考慮栽植雜種落葉松。

3.2 討論

施肥是人工林集約化經(jīng)營的首選措施之一，通常是在中幼齡林撫育間伐后開展，少有進行幼齡林早期階段的追肥研究[7]，多是開展整地階段的增施底肥試驗[8]。人工林造林初期，林地養(yǎng)分充足，能夠滿足幼樹的生長[9]。本文的研究結(jié)果也表明施肥和對照處理間的胸徑差異不顯著。雖然如此，前者的胸徑也明顯高于后者。這除了說明造林初期的施肥促進生長作用不甚明顯外，也表明存在著后續(xù)的施肥促進生長的長效作用，建議今后應(yīng)加強幼齡林階段施肥后的林木長期響應(yīng)特征的監(jiān)測。