芳香樟油用原料林配方施肥優(yōu)化試驗

王麗貞，王清玲，吳慶錐，黃 哲，魏愷萍，程 輝，鄭 林

(1. 海峽兩岸(三明)現(xiàn)代林業(yè)合作實驗區(qū)工作站，福建 三明 365000；2.永安市自然資源局，福建 三明 366000；3.明溪縣林業(yè)總公司，福建 三明 365200 4. 三明市林業(yè)執(zhí)法支隊，福建 三明 365000；5. 三明市森林資源站，福建 三明 365000； 6.福建省三明市郊國有林場，福建 三明 365000)

芳香樟(Cinnamomumcamphoravar.linaloolifera)是香樟(Cinnamomumcamphora)種質(zhì)資源中優(yōu)良的芳樟型變種，其枝葉富含芳樟醇。芳香醇的應(yīng)用范圍很廣，不但可用于各種化妝品、皂用香精、水果型食品和辛香料中，有“香料之王”的美稱，也常供藥用，具有抗菌、抗病毒和止痛功效[1-9]。芳香醇在國內(nèi)外具有廣泛的市場，需求量大，依靠天然資源或常規(guī)栽培模式培育的芳香樟人工林資源已無法滿足日益增長的市場對芳香樟原料的需求，供需矛盾較大。為了解決芳香樟資源短缺的現(xiàn)實問題，人們試圖采用高密度短周期的方式培育芳香樟油用原料林，但油用原料林經(jīng)營密度，單位面積營養(yǎng)空間有限，營養(yǎng)物質(zhì)消耗嚴(yán)重，必須及時補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)，這是培育豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)油用原料林的必要經(jīng)營措施。施肥是一項比較復(fù)雜的營林措施，如何科學(xué)施肥，是芳香樟原料林培育過程中急需解決的現(xiàn)實問題。有關(guān)芳香樟油用林研究報道有一些[10-12]，但對施肥方法，尤其是優(yōu)化配方施肥試驗研究尚未見過報道。為此，在福建省明溪縣開展了芳香樟油用原料林配方施肥試驗，試圖總結(jié)一套既能促進(jìn)生長、提高生物量，又可以節(jié)省肥料使用量、提高肥料利用率、維持土壤良好肥力的優(yōu)化配方，為科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理地培育芳香樟油用原料林提供技術(shù)支持。

1 試驗地概況

試驗林建立在福建省明溪縣夏坊鄉(xiāng)李沂村。明溪縣位于東經(jīng) 116°47′～117°35′，北緯26°8′～26°39′，屬福建省西北部的武夷山東南側(cè)延伸支脈，山地丘陵地貌。屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫18 ℃，≥10 ℃年積溫為5 299～6 581 ℃，年平均降雨量1 800 mm，年平均無霜期261 d，平均空氣相對濕度81%。溫暖濕潤，雨量充沛，光照充足，干濕季節(jié)明顯。試驗地地勢平緩，坡度5°～8°，山地紅壤，pH值5.0左右。試驗林分為2015年營造的高密度矮化芳香樟油用原料林，造林株行距1.5 m×1.5 m，造林用1 a苗齡無性系扦插苗。定植后在離地面6～10 cm處截干，保留萌芽枝，在枝梢長至20 cm時，剪去頂芽，促進(jìn)側(cè)芽生長，如此循環(huán)操作，將樹高控制在1.5 m左右，樹體修剪成球狀半圓形。2016年選10個點，挖取0～20 cm土層土樣，進(jìn)行有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀測定。經(jīng)測定，林地有機(jī)質(zhì)2.754%，速效氮95.08 mg/kg,速效磷3.76 mg/kg,速效鉀43.26 mg/kg,總體肥力中等，氮、鉀含量中等，磷較匱乏。

2 試驗方法

在芳香樟油用原料林基地中選擇同一坡面、坡度平緩的區(qū)域布置標(biāo)準(zhǔn)地。試驗采用L9(34)正交設(shè)計，選擇N肥、P肥、K肥三因素，每個因素設(shè)3個水平。N1：施N量50 g/株；N2：施N量100 g/株；N3：施N量150 g/株；P1：P2O5施用25 g/株；P2：P2O5施用50 g/株；P3：P2O5施用75 g/株；K1：K2O施用25 g/株；K2：K2O施用50 g/株；K3：K2O施用75 g/株。每小區(qū)15 m×15 m。在樣地中央位置選擇30株做為施肥株，在其中央開溝按株施肥。施肥時按照配方的用量，將尿素(含N 46%)，過磷酸鈣(含P2O512%)和氧化鉀(含K2O 50%)混勻后，開溝施肥，施肥后馬上覆蓋。

在正交試驗地的外圍4個方向，建立4個對照區(qū)(CK，不施肥)，對照樣地規(guī)格同樣為15 m×15 m。除不施肥外，其它措施與施肥處理相同。同樣選取中央30株作為標(biāo)準(zhǔn)株。

2018年11月，在各標(biāo)準(zhǔn)地中對標(biāo)準(zhǔn)株采用全株收獲法分別枝(干)、葉現(xiàn)場稱取鮮重，再分別隨機(jī)抽取一定量枝(干)、葉樣品帶回室內(nèi)，測定生物量，換算出地上部分的生物量。

生物量數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及差異性分析應(yīng)用Excel軟件和DPS數(shù)據(jù)處理分析軟件。

3 結(jié)果與分析

3.1 配方施肥與對照的地上部分生物量差異分析

植物生物量是在一定時期內(nèi)積累的有機(jī)物總量，可以在一定程度上反映植物吸收利用營養(yǎng)能力，反映其生產(chǎn)力的高低[13]。由不同配方施肥地上部分生物量測定結(jié)果(表1)可知，無論采用何種施肥配方，施肥處理的地上部分生物量均高于不施肥處理，地上部分生物量增加幅度為16.1%～62.2%。施肥處理中生物量增加量最少的為N1P1K1處理，比CK處理地上部分生物量增加16.1%；增加量最高的是N2P2K3處理，比CK處理地上部分生物量增加62.2%。經(jīng)方差分析：施肥處理中有N2P2K3、N3P2K1、N2P3K1、N2P1K2等4個處理與CK處理地上部分生物量間差異達(dá)到極顯著水平；有N3P1K3、N3P3K2、N1P2K2等3個處理與CK處理地上部分生物量間差異顯著；N1P1K1、N1P3K3等2個處理與CK處理地上部分生物量間差異未達(dá)到顯著水平，也存在一定差異。各施肥處理的生物量增加了977.35～996.65 kg/hm2，表明施肥能夠提高芳香樟油用原料林地上部分生物量。芳香樟是一種萌芽性較強(qiáng)的植物，一次種植可以多次利用。通過外源補(bǔ)充營養(yǎng)物質(zhì)，維持土壤肥力供給平衡，在一定年限內(nèi)可以持續(xù)生產(chǎn)枝葉。一般情況下，地下部分生物量與地上部分生物量呈正相關(guān)，芳香樟根系構(gòu)建也含有豐富的芳香醇，其施肥增益估計更高。

表1 不同配方施肥地上部分生物量及差異分析

3.2 不同配方施肥的地上部分生物量差異分析

N、P、K是植物生長所必需的三大營養(yǎng)物質(zhì)。植物生長過程中對三大營養(yǎng)物質(zhì)的需要量與土壤肥力、植物生長狀況以及定向培育方向都有密切關(guān)系。由不同配方施肥地上部分生物量積累情況(表2)可以看出，不同配方施肥其效果存在差異。各處理的生物量積累依次為N2P2K3>N3P2K1>N2P3K1>N2P1K2>N3P1K3>N3P3K2>N1P2K2>N1P3K3>N1P1K1。本試驗?zāi)壳霸O(shè)計的9個施肥試驗配方中，地上部分生物量最高的N2P2K3與最低的N1P1K1處理相比，地上部分生物量相差2 810.26 kg/hm2，增加39.78%。經(jīng)方差分析：N2P2K3與N1P1K1、N1P2K2、N1P3K3處理地上部分生物量差異達(dá)到極顯著水平；N2P2K3與N3P3K2處理地上部分生物量差異達(dá)到顯著水平；N3P2K1與N1P1K1、N1P2K2、N1P3K3處理地上部分生物量差異達(dá)到顯著水平；N2P3K1與N1P1K1、N1P2K2、N1P3K3處理地上部分生物量差異達(dá)到顯著水平；N2P1K2與N1P1K1、N1P2K2、N1P3K3處理地上部分生物量差異達(dá)到顯著水平；N3P1K3與N1P1K1、N1P3K3處理地上部分生物量差異達(dá)到顯著水平；其它處理地上部分生物量雖然未達(dá)到顯著水平，但也存在一定差異。表明不同配方施肥對地上部分生物量影響不同，有高有低。這與各不同肥種的施肥量大小有關(guān)，同時與肥料配比有關(guān)。施肥量大并不表現(xiàn)出芳香樟油用原料林地上部分生物量一定高，說明N、P、K不同配比對芳香樟油用原料林地上部分生物量有影響。因此，要提高芳香樟油用原料林地上部分生物量，必須篩選適宜的配比，達(dá)到既提高產(chǎn)量又能節(jié)約施肥成本的效果。

表2 不同配方施肥芳香樟地上部分生物量測定結(jié)果

3.3 最優(yōu)施肥配方選擇

正交試驗設(shè)計可以反映不同配方施肥效果，而且可以表達(dá)出試驗因素內(nèi)影響力大小，以及不同水平的最優(yōu)組合。現(xiàn)有的9種施肥組合中，N2P2K3處理芳香樟油用原料林地上部分生物量最高，但在三因素中哪一個因素對地上部分生物量影響最大，是不是最佳組合，還需要計算極差R值和離差Ki值。由本試驗中不同處理的離差值Ki和極差R的計算結(jié)果可知，R值依次為N>P>K，表明芳香樟油用原料林地上部分生物量影響最大的因素是N，其次是P，K的影響最小。換言之，要獲得更多的枝葉生物量，需要更注重N肥的施用量。有研究表明，適當(dāng)?shù)腜肥可以促進(jìn)N肥的吸收。南方紅壤普遍缺乏速效磷[14]。本試驗的本底土壤肥力中速效磷也確實比較低，因而中等水平P肥使用量是適宜的。芳香樟油用原料林需要N因素的影響力較大，但并不意味著要提高N肥的施用量。本試驗中，N因素的Ki值K2>K3>K1， P因素的Ki值K2>K3>K1，K因素則是K1>K3>K2，表明N、P因素中以中等水平施肥量較為合理，而K肥則較低水平即可。本試驗可以挑選出最優(yōu)化組合N2P2K1處理，即施N量100 g/株、施P2O550 g/株、施K2O 25 g/株，折合肥料為尿素107 g/株、過磷酸鈣416.7 g/株、氧化鉀50 g/株。這一最優(yōu)組合沒有出現(xiàn)在現(xiàn)有的試驗組合中，說明要獲得更高的芳香樟油用原料林地上部分生物量，N、P、K的施肥配方還有優(yōu)化空間。

4 結(jié)論與討論

芳香樟油用原料林施肥可以提高地上部分生物量，但不同配方施肥效果存在差異。現(xiàn)有的9種施肥組合中，N2P2K3處理芳香樟油用原料林地上部分生物量最高。N、P、K三因素對地上部分生物量的影響力為N>P>K。經(jīng)對正交試驗的結(jié)果進(jìn)行深入分析，認(rèn)為優(yōu)化最佳組合為N2P2K1處理，即施用尿素107 g/株、過磷酸鈣416.7 g/株、硫酸鉀50 g/株最有利于提高芳香樟油用原料林地上部分生物量。

人工施肥是芳香樟油用原料林穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要技術(shù)措施。合理使用某種土壤所缺乏的養(yǎng)分可以大幅度提高產(chǎn)量，但并不是越多越好，過量施肥可能造成肥害，并造成浪費(fèi)?！皥蟪赀f減率”理論[15]認(rèn)為：當(dāng)施肥量達(dá)到其閾值后，仍繼續(xù)施用某種肥料，其單位施肥量下的增產(chǎn)則會降低，并隨著用量的增加，增產(chǎn)效果逐步遞減。要使芳香樟油用原料林獲得高產(chǎn)，施肥是必要的，但要保持一定水平和適當(dāng)?shù)谋壤?/p>