毛紅椿和杉木混交幼林對不同施肥措施的生長響應(yīng)

章允清

(福建省順昌埔上國有林場,福建 順昌 353200)

毛紅椿(Toonaciliata)為楝科(Meliaceae)香椿屬(Toona)落葉或近常綠喬木,高可達(dá)30 m,花期5—6月,果熟期10—11月,分布于我國福建、江西、安徽、湖南、廣東、廣西、云南、四川、貴州等省,垂直分布在海拔500—2500 m,多呈天然零星分布,是國家二級保護(hù)珍貴樹種,具有較高的經(jīng)濟(jì)價值和開發(fā)前景,被譽(yù)為“中國桃花心木”[1]。毛紅椿具有極其優(yōu)良的速生性,福建省洋口國有林林場來舟試驗(yàn)中心(原福建省來舟實(shí)驗(yàn)林場)在20世紀(jì)80年代末開始嘗試毛紅椿造林,90年代中開始成片造林,均取得良好效果[2]。柳新紅等[3]將其列為浙西南首批推廣的速生工業(yè)用材原料樹種。

福建位于毛紅椿最適宜分布區(qū)內(nèi)[4-5],近年來,各地開始培育毛紅椿苗木、營造毛紅椿純林、毛紅椿和杉木、馬尾松混交林[6-7]。南平市順昌縣位于福建省北部,是杉木中心產(chǎn)區(qū),前期杉木、馬尾松等單一針葉樹種大面積造林,導(dǎo)致生物多樣性下降,地力衰退比較嚴(yán)重,人工林林地土壤養(yǎng)分供應(yīng)狀況普遍較差,養(yǎng)分總量難以滿足人工林速生高產(chǎn)的需要[8]。因此,毛紅椿推廣造林以來,施肥類型和施肥量等方面的技術(shù)措施引起了生產(chǎn)經(jīng)營者的重視,由此筆者根據(jù)福建省閩北林地實(shí)際狀況以及毛紅椿和杉木等樹種的養(yǎng)分需求特性,探討不同肥料類型及施肥量等對毛紅椿和杉木混交幼林生長的影響,以期為毛紅椿和杉木混交栽培的施肥規(guī)范化提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在福建省順昌埔上國有林場25林班55大班10小班,面積9.2 hm2,位于武夷山脈東側(cè)下部,地理坐標(biāo)為117°43′36″E、26°57′10″N。為武夷山脈低山丘陵地貌,海拔233 m,坡度20°,南坡全坡,土壤為山地紅壤,土層厚度70～100 cm,腐殖層厚度10～20 cm,立地質(zhì)量等級為Ⅱ級,為杉木人工林采伐跡地。屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,年均氣溫18.5 ℃,年均降水量1300～2100 mm,年均相對濕度78.3%。2020年1月,按毛紅椿∶杉木=6∶4的混交模式造林,造林密度2505株·hm-2,造林后1～3 a每年除草撫育2次。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),采用3種肥料、3個施肥量共計(jì)9個施肥處理方案(表1),1個對照(不施肥),3次重復(fù)(下坡為第1重復(fù)、中坡為第2重復(fù)、上坡為第3重復(fù)),每個重復(fù)含10個樣地,每個樣地面積為100 m2,共計(jì)30個樣地。

3種肥料分別為:有機(jī)肥、復(fù)合肥、混合肥。有機(jī)肥:有機(jī)質(zhì)含量≥45%,總養(yǎng)分(氮磷鉀含量)≥5%的牛畜糞便;復(fù)合肥(氮∶磷∶鉀為15∶15∶15),總養(yǎng)分≥40%;混合肥:參試有機(jī)肥和復(fù)合肥按1∶1比例混合。每種肥料的施肥量各設(shè)置3個水平:50、100、150 g·株-1。2020年和2021年的3月和9月各施肥1次,每株周圍30 cm處環(huán)狀施肥。

1.3 數(shù)據(jù)調(diào)查和分析方法

2020年、2021年年終,進(jìn)行每木調(diào)查,調(diào)查指標(biāo)為幼樹地徑、樹高、當(dāng)年抽高,并建立數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用SAS 6.12軟件[9],方差分析模型:Yijk=μ+Fi+Bj+(B×F)ij+εijk,式中:Yijk為第i處理在第j重復(fù)中的第k個觀測值;μ為群體平均值;Fi為處理效應(yīng);Bj為重復(fù)效應(yīng);(B×F)ij為重復(fù)×處理效應(yīng);εijk為機(jī)誤。

2 結(jié)果與分析

2.1 混交幼林生長表現(xiàn)

毛紅椿和杉木混交幼林1年生和2年生的生長表現(xiàn)見表2。1年生時,經(jīng)過施肥處理的林分地徑、樹高、當(dāng)年抽高的平均值分別為2.41 cm、0.74 m、0.26 m,比對照(1.91 cm、0.69 m、0.16 m)分別提高26.18%、7.25%、62.5%;1年生時經(jīng)過施肥處理的林分地徑、樹高、當(dāng)年抽高的變異系數(shù)分別為25.48%、29.80%、69.57%。2年生時,經(jīng)過施肥處理的林分地徑、樹高、當(dāng)年抽高的平均值分別為3.87 cm、1.89 m、1.14 m,比對照(3.43 cm、1.58 m、0.89 m)分別提高12.83%、19.62%、28.09%;2年生時經(jīng)過施肥處理的林分地徑、樹高、當(dāng)年抽高的變異系數(shù)分別為22.76%、21.55%、37.39%。由此可知,通過施肥,1年生和2年生時混交幼林的地徑、樹高、當(dāng)年抽高的生長表現(xiàn)均比對照表現(xiàn)好,大大提高了混交幼林的生長量。

表2 毛紅椿和杉木混交幼林生長總體表現(xiàn)

1年生和2年生毛紅椿和杉木混交幼林3個重復(fù)的生長表現(xiàn)見表3。從表3可以看出,與3個重復(fù)平均值相比,1年生時,下坡混交幼林的地徑、樹高、當(dāng)年抽高等生長表現(xiàn)較好,上坡混交幼林的地徑、樹高、當(dāng)年抽高等生長表現(xiàn)較差,中坡混交幼林的地徑、樹高、當(dāng)年抽高等生長表現(xiàn)接近于平均值。2年生時,下坡、中坡、上坡混交幼林的地徑、樹高、當(dāng)年抽高等生長表現(xiàn)與1年生時基本相似,但變動幅度比1年生時大幅減小,林相比1年生時更整齊。

表3 不同立地條件混交幼林生長表現(xiàn)

2.2 不同施肥處理對混交幼林生長的影響

9個施肥處理對混交幼林的生長影響見表4。從不同肥料類型看,施有機(jī)肥的3個處理,1年生時地徑、樹高、當(dāng)年抽高的平均值分別為2.36 cm、0.73 m、0.25 m,2年生時分別為3.77 cm、1.83 m、1.13 m;施混合肥的3個處理,1年生時地徑、樹高、當(dāng)年抽高的平均值分別為2.66 cm、0.82 m、0.33 m,2年生時分別為4.04 cm、1.98 m、1.15 m;施復(fù)合肥的3個處理,1年生時地徑、樹高、當(dāng)年抽高的平均值分別為2.33 cm、0.69 m、0.22 m,2年生時分別為3.91 cm、1.92 m、1.22 m。從同一施肥種類、不同施肥量對毛紅椿和杉木混交幼林生長表現(xiàn)的影響來看,隨著施肥用量的增加,混交幼林的地徑、樹高、當(dāng)年抽高均呈現(xiàn)增加趨勢?？梢?施用不同肥料類型對毛紅椿和杉木混交幼林生長影響大小排序?yàn)?混合肥>復(fù)合肥>有機(jī)肥,且混交幼林的生長量隨著施肥用量的增加而增加。

表4 不同施肥處理的生長表現(xiàn)

2.3 生長性狀方差分析

從表5可知,1年生時,地徑在不同重復(fù)間和不同處理間的差異均達(dá)到極顯著水平,在重復(fù)與處理的互作效應(yīng)差異達(dá)到顯著水平。表明1年生時毛紅椿和杉木混交幼林地徑生長在不同坡位和不同施肥處理間均存在較大差異,通過選擇立地條件和施肥可以大大提高混交幼林地徑的生長量;重復(fù)與處理間的互作效應(yīng)達(dá)到顯著水平,表明在不同立地條件下應(yīng)采用不同的施肥方案[10-11]。2年生時,地徑在不同處理間的差異均達(dá)到顯著水平,但在不同重復(fù)間、重復(fù)與處理的互作效應(yīng)上的差異沒有達(dá)到顯著水平,表明2年生時毛紅椿和杉木混交幼林地徑生長在不同施肥處理間存在較大差異,施肥對混交幼林地徑的生長具有顯著影響。

表5 地徑方差分析

從表6可知,1年生時,樹高在不同重復(fù)間的差異均達(dá)到極顯著水平,在不同處理間、重復(fù)與處理的互作效應(yīng)上的差異沒有達(dá)到顯著水平。表明1年生時毛紅椿和杉木混交幼林樹高生長在不同坡位間存在顯著差異,通過選擇立地條件可以大大提高混交幼林的樹高生長表現(xiàn)。2年生時,樹高在不同處理間的差異均達(dá)到極顯著水平,在不同重復(fù)間、重復(fù)與處理的互作效應(yīng)上的差異沒有達(dá)到顯著水平。表明2年生時毛紅椿和杉木混交幼林樹高生長在不同施肥處理間存在極顯著差異,施肥對混交幼林的樹高生長具有顯著影響。

表6 樹高方差分析

從表7可知,1年生時,當(dāng)年抽高在重復(fù)間、處理間的差異均達(dá)到極顯著水平,在重復(fù)與處理的互作效應(yīng)上的差異不顯著。表明1年生時毛紅椿和杉木混交幼林當(dāng)年抽高在不同坡位和不同施肥處理間均存在較大的差異,不同立地條件、不同施肥方案對1年生混交幼林當(dāng)年抽高生長表現(xiàn)影響較大,通過選擇立地條件和施肥可以大大提高混交幼林當(dāng)年抽高的生長表現(xiàn)。2年生時,當(dāng)年抽高在不同處理間的差異均達(dá)到顯著水平,在不同重復(fù)間、重復(fù)與處理的互作效應(yīng)上差異不顯著。表明2年生時毛紅椿杉木混交幼林當(dāng)年抽高在不同施肥處理間存在顯著差異,施肥對混交幼林當(dāng)年抽高的生長具有顯著影響。

表7 當(dāng)年抽高方差分析

3 小結(jié)與討論

毛紅椿和杉木混交幼林9個施肥處理的地徑、樹高、當(dāng)年抽高與對照相比,1年生時分別增加26.18%、7.25%、62.5%,2年生時分別增加12.83%、19.62%、28.09%。表明施肥處理的1年生和2年生混交幼林的地徑、樹高、當(dāng)年抽高的生長表現(xiàn)均比對照好,施肥處理大大提高混交幼林的生長量。

同一施肥類型不同施肥量對毛紅椿和杉木混交幼林生長表現(xiàn)的影響,總體上隨著施肥用量的增加,毛紅椿和杉木混交幼林的地徑、樹高、當(dāng)年抽高均呈現(xiàn)增加趨勢。當(dāng)施肥量達(dá)到150 g·株-1時,有機(jī)肥、復(fù)合肥、混合肥的地徑、樹高、當(dāng)年抽高的平均值,1年生時比對照提高35.08%、11.11%、83.33%;2年生時比對照提高19.14%、29.11%、43.07%。3種肥料中,以施用混合肥的3個處理毛紅椿和杉木混交幼林生長總體表現(xiàn)最好,施用不同肥料類型對毛紅椿和杉木混交幼林生長影響大小排序?yàn)榛旌戏?復(fù)合肥>有機(jī)肥。

1年生時,地徑在不同重復(fù)間和不同處理間的差異均達(dá)到極顯著水平,在重復(fù)和處理的互作效應(yīng)差異達(dá)到顯著水平;樹高在不同重復(fù)間的差異達(dá)到極顯著水平;當(dāng)年抽高在重復(fù)間和處理間的差異均達(dá)到極顯著水平。2年生時,地徑在不同處理間的差異均達(dá)到顯著水平,樹高在不同處理間的差異均達(dá)到了極顯著水平,當(dāng)年抽高在不同處理間的差異達(dá)到顯著水平。其中,只有1年生樹高在不同處理間的差異不顯著,表明在1年生時進(jìn)行施肥處理對樹高生長的影響不大,1年生樹高生長主要受立地條件的影響。黃紅蘭等[12]報道毛紅椿幼林生長主要是以地徑為主,地徑大小可指示其早期施肥效果,本試驗(yàn)也表明1～2年生時的施肥處理對幼林地徑生長有顯著影響。

毛紅椿和杉木都是速生用材樹種,對土壤中養(yǎng)分要求高,該試驗(yàn)地造林前為杉木人工林采伐跡地,要改變地力透支造成土壤中養(yǎng)分和水分不足狀態(tài),促進(jìn)新造林分的速生豐產(chǎn),施肥是必要的措施。本文初步分析了毛紅椿和杉木混交幼林對不同施肥措施的生長響應(yīng),對豐富福建省針闊混交幼林施肥模式和改善針葉林采伐后的地力衰退等問題具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。