测土配方施肥对湿地松生长与养分含量及其土壤肥力的影响

杨硕知， 王晓明， 曾慧杰， 李永欣， 蔡 能

(湖南省林业科学院药用植物研究所， 湖南 长沙 410004)

测土配方施肥对湿地松生长与养分含量及其土壤肥力的影响

杨硕知， 王晓明， 曾慧杰， 李永欣， 蔡 能

(湖南省林业科学院药用植物研究所， 湖南 长沙 410004)

选择4年生湿地松优良家系试验林，通过测土配方施肥，研究其对湿地松生长与叶片、枝条养分含量及其土壤肥力的影响。结果表明：施肥后第2年，土壤全P含量与湿地松树高及胸径生长呈现极显著正相关，其数学模型分别为：y=-5.9444x+1.3189、y=-7.5000x+2.7000；施肥后土壤中速效K含量与叶片中全K含量呈现极显著正相关，其数学模型为：y=0.0108x-0.1633；速效K含量与湿地松树高及胸径生长，其数学模型分别为：y=-0.0328x+1.5133、y=-0.0474x+3.0029；土壤中全N增长与湿地松叶片全N含量增长均呈现显著正相关，其数学模型为：y=7.0161x+0.1621。湿地松平均树高与胸径相较于未施肥的对照组增幅分别达11%与13%以上，其差异达到了极显著水平。

湿地松， 测土配方施肥， 生长量， 养分含量， 土壤肥力； 数学模型

林地测土配方施肥是以土壤测试和肥料测试为基础，根据林木需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在合理施用有机肥的基础上，提出N、P、K等肥料的施用数量、施用时期和施用方法，是促进林分高产、优质、高效、生态、安全的一种科学施肥方法[1]。测土配方施肥技术的主要作用是调节和解决林木需肥与土壤供肥之间的矛盾，有针对性地补充林木所需营养，实现各种养分的平衡供应，达到提高肥料利用率和减少肥料用量、提高产量、改善品质、节支增收等目的[2]。早在20世纪70年代末，美国学者Pritchett[3]就全面总结了湿地松施肥的研究结果； 80年代末，Jokela等[4]对湿地松施肥进行了较系统的研究；90年代以后，国内关于湿地松施肥研究的成果也屡见报道，但对于湿地松测土配方施肥的研究尚未见报道。我们对不同立地条件湿地松林的土壤进行测土配方施肥，研究测土配方施肥对湿地松生长与养分含量及其土壤肥力的影响，对湿地松林科学施肥进行初步探索。

1 试验地概况

试验地设在湖南省汨罗市白水苗圃。白水苗圃土地总面积138.8hm2，其中有林地82.5hm2，水田1.5hm2，苗圃地44.2hm2；地貌为低丘岗地，地势平缓，坡度一般都低于10°，土壤为第四纪红色粘土发育的红壤，土层厚度大于80cm；属大陆性湿润季风气候，年平均气温16.9℃，年平均降雨量1353.6mm，年平均雨日152d，年平均相对湿度81%，全年日照时数1714.8h，全年无霜期265d。

2 材料与方法

2.1 材料

选择4年生湿地松优良家系林，试验林面积为33hm2，株行距为2m×2m。

2.2 方法

2.2.1 施肥 根据坡位将试验林分成4个小区(见表1)。结合土壤测定结果，采用土壤养分丰缺指标法分别生产配方肥。施肥时间为3月上旬。施肥时采用条施，即在树干基部的上方、树冠投影外侧挖一条弧形沟，沟宽15cm、深20cm、长60cm，施肥后即覆土，施肥量根据土壤肥力以及林分生长情况确定，确定的标准是使施肥后各区域土壤主要养分含量基本一致。各区域均设置不施肥的对照组。施肥组与对照组均采用相同的常规经营抚育措施。

表1 试验林分区表Tab.1 Experimentalforeststandregion小区编号坡位小区编号坡位1下坡位3脊部2上坡位4谷底

2.2.2 调查与采样 施肥后第2年12月中下旬进行调查与采样。

(1) 生长调查。于每1个小区分别随机抽取施肥组与对照组各30株，测定其生长量。

(2) 土壤与叶片、枝条样品采集。土样采集方法是在各小区内沿S型路线均匀布点，每1个小区设7个20cm×20cm×40cm样坑，垂直均匀取土约1kg，混合后采用四分法处理样品。枝条与叶片的取样方法是沿生长方向随机均匀采集。

2.2.3 分析测定 土壤样品测定N、P、K及有机质含量，叶片、枝条样品营养成分含量。土壤和植物样品参照《土壤农化分析》[14]中的方法进行相应的处理和分析测定。

3 结果与分析

3.1 土壤肥力变化

试验结果(见表2)表明：施肥2年后，土壤有机质含量普遍增加，说明配方肥中有机肥含量较高。黄山等[5]研究认为，施用有机肥可以改善南方丘陵红壤旱地的土壤结构，提高土壤有机质含量，从而增强红壤旱地作物生产的稳定性和可持续性。该结论与本文中的试验结论一致。土壤pH值总体略有下降，可能与近2年酸雨频降有关。配方施肥2年后，土壤全N及碱解N含量均显著上升。赵大勇等[6]研究表明，施以大量的N肥可以加速湿地松林地土壤矿化速率。全P含量略有上升，速效P含量略有下降。谢作贵[7]研究认为P肥有利于湿地松生长，故可能在植物体内有所富集。速效K含量上升的同时，全K含量却大幅下降。谭家得等[8]研究结果显示，湿地松林如果遇降雨量大，地表径流将带走大量的K离子，使得土壤中K离子流失较多。

3.2 生长量比较及其与土壤肥力变化相关性

湿地松生长量的调查结果表明(见表3、表4)，施肥后第2年底，施肥组平均树高与胸径相对于对照组增幅分别在11%与13%以上，方差分析结果差异达到了极显著水平。

表2 测土配方施肥第2年末土壤肥力与施肥前比较Tab.2 Comparisonofsoilfertilitybeforeandtwoyearsaftersoiltestingandformulatedfertilization小区编号全N(%)全P(%)全K(%)碱解N(%)速效P(%)速效K(%)有机质(%)pH值112411056168100132140-0.821381004987200111156-0.531041185295140150145-0.4410710062164120131142-0.2 注:表中pH值为施肥后与施肥前的差值,其他数据均为施肥后与施肥前的比值。

不同小区间湿地松平均树高与胸径增幅略有差异，均以谷底与上坡位长势最佳，可能与土壤养分流向及光照强度有关。

使用SPSS软件对施肥后土壤肥力各因子与湿地松生长量及其叶片、枝条营养成分含量进行线性回归分析。结果表明：土壤全P含量与湿地松树高及胸径值均具有极显著线性相关(r0.01=0.961、r0.01=0.893)，建立的数学模型分别为：y=-5.9444x+1.3189、y=-7.5000x+2.7000；速效K含量与湿地松树高及胸径值均具有显著线性相关(r0.05=0.827、r0.05=0.887)，建立的数学模型分别为：y=-0.0328x+1.5133、y=-0.0474x+3.0029；其余各因子间均无显著相关性。

表3 配方施肥树高生长多重比较Tab.3 Multiplecomparisonofheightgrowthbyformulatedfertilization小区编号施肥组树高均值(m)差异较对照组增幅(%)15.01a A11.625.25a A12.434.94a A12.045.20a A12.6 注:表中小写字母表示p=0.05,大写字母表示p=0.01。下同。

表4 配方施肥胸径生长多重比较Tab.4 MultiplecomparisonofDBHgrowthbyformulatedfertilization小区编号施肥组树高均值(cm)差异较对照组增幅(%)18.45a A15.128.72a A15.638.26a A13.048.57a A15.7

3.3 叶片、枝条营养成分含量变化及其与土壤肥力变化相关性

配方施肥2年后，湿地松叶片与枝条中全N、全P和全K含量相对对照的变化趋势一致(见表5、表6)，均为含N量大幅上升，与对照组有极显著差异和显著差异；含P量略微上升，含K量略微下降。邓文鑫[9]的研究结果表明，生长期中，特别是在稳定生长过程中，湿地松受氮素限制严重。本试验中，经过配方施肥后，土壤中含有足够的N，使得湿地松的生长不受限制，明显优于对照组。

表5 施肥第2年末叶片营养成分含量多重比较Tab.5 Multiplecomparisonofnutrientcontentinleavesatthe2ndyearafterfertilization编号全N(mg/kg)差异与对照比(%)全P(mg/kg)差异与对照比(%)全K(mg/kg)差异与对照比(%)10.71aA1920.039aA1500.28abA8220.63aA1580.036aA1380.26aA6830.60aA1430.034aA1260.20abA9040.64aA1450.036aA1500.22aA69

表6 施肥第2年末枝条营养成分含量多重比较Tab.6 Multiplecomparisonofnutrientcontentinbranchesatthe2ndyearafterfertilization编号全N(mg/kg)差异与对照比(%)全P(mg/kg)差异与对照比(%)全K(mg/kg)差异与对照比(%)10.39aA1390.036abA1200.25abA8620.38aA1310.031 cB1060.23aA7430.37aA1320.030aA1360.20abA8040.38aA1410.026aA1440.20aA69

使用SPSS软件分析结果表明，土壤中全N含量提高与湿地松叶片全N含量提高具有显著相关性(r0.05=0.853)，建立的数学模型为：y=7.0161x+0.1621；土壤中速效K含量变化与叶片中全K含量变化具有极显著相关性(r0.01=0.935)，建立的数学模型为：y=0.0108x-0.1633；其余因子间均未表现出显著相关性。

4 结论与讨论

4年生湿地松施肥后第2年的土壤全P含量与湿地松树高及胸径生长呈现极显著正相关，施肥后土壤中速效K含量与叶片中全K含量呈现极显著正相关；速效K含量与湿地松树高及胸径生长，土壤中全N增长与湿地松叶片中全N含量的增长均呈现显著正相关。湿地松平均树高与胸径相对于未施肥的对照组增幅分别达11%与13%以上，其差异达了到极显著水平。

湿地松传统施肥研究报道相对丰富。谢作贵[7]认为，施用过磷酸钙对湿地松幼林生长有明显地促进作用；胡炳堂等[10]认为，2年生湿地松幼林施N、P、K全肥效果最佳，N、P配施效果其次；洪顺山等[11]报道，5年生湿地松以N、P肥配合施用效果最佳；徐有明等[12]研究结果表明，施用N肥对湿地松生长有明显的抑制作用，K肥处理后材积明显下降，P肥和P肥与N或K配比施肥以及N、P、K配比施肥显著地促进湿地松树高、胸径、材积的生长；赵大勇等[6]则认为，N肥对湿地松群落土壤肥力有促进作用。另据李贻铨等[13]研究结果，施用P肥与P、K肥2年后，湿地松叶中养分含量变化明显，其中含N量显著下降。

相对于传统的经验施肥，测土配方施肥能更有效地节省肥料成本，提高林分产量和品质，减少化肥对土壤的污染[1]。就湿地松而言，有报道称单施K肥基本无效用，单施N肥反而抑制其生长[11]。由此可见，有机肥与无机肥混合、有针对性的配方施肥具有科学性和实用性。

然而，测土配方施肥也有许多的影响因素，如土样代表面积是否科学合理，土壤校正系数是否正确，土壤肥力丰缺指标是否完善，从业人员的技术素质是否达标，配方体系是否完善等均会影响到最终的施肥效果。更为精细的配方施肥，应考虑到植物对中、微量元素的需求，进而针对性地设计配方。本试验由于时间与条件所限，未作进一步研究。

[1] 肖静芳.测土配方施肥的影响因素分析[J].中国农业信息，2009(4):20-21.

[2] 王立平.测土配方施肥技术基本原理、方法、原则、及主要过程[J].北京农业，2007(4):43-44.

[3] Pritchett W L. Properties and management of forest soils. New York: John Wiley and Sons, 1979:347-348.

[4] Jokela R B, Harding Nowak C A. Long-term effects of fertilization on stem form, growth relations, and yiald estimates of slash pine. Forest Sci.,1989,35(3):342-352.

[5] 黄山，潘晓华，黄欠如,等.长期不同施肥对南方丘陵红壤旱地生产力和土壤结构的影响[J].江西农业大学学报，2012,34(2):403-408.

[6] 赵大勇，闫文德，田大伦,等.不同施肥量对樟树与湿地松土壤氮矿化速率的影响[J].中南林业科技大学学报，2012,32(5):129-133.

[7] 谢作贵.湿地松3年生幼林配方施肥的计量分析[J].山东林业科技，2006(4):21-22.

[8] 谭家得，薛立，郑卫国，等.湿地松林的地表径流及钾流失特征[J].华南农业大学学报，2009,30(4):57-60.

[9] 邓文鑫.合肥常见针叶树种养分利用效率及氮磷化学计量的研究[D].安徽农业大学，2009.

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[11] 洪顺山，胡炳堂，黄小勤,等.湿地松幼林施肥五年生长反应[J].林业科学研究，1997,10(6):624-628.

[12] 徐有明，林汉，李贻铨,等.施肥对湿地松幼林生长和木材物理力学性质的影响[J].林业科学，2002,38(4):125-133.

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[14] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2000.

(文字编校：唐效蓉， 龚玉子)

Influenceongrowthofslashpine,nutrientcontentandsoilfertilitybysoiltestingandformulatedfertilization

YANG Shuozhi, WANG Xiaoming, ZENG Huijie, LI Yongxin, CAI Neng

(Institute of Medicinal Plants, Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China)

A four-year-old slash pine experimental forest was selected, in order to study on the influence on soil properties, the growth of slash pine and nutrient content in leaves and branches through soil testing and formulated fertilization. The result showed that, two years after fertilization, there was an extremely significant correlation between the content change of total phosphorus in soil and height and DBH growth of slash pine, the content change of available kalium in soil and content change of total kalium in leaves, and the mathematical model werey=-5.944 4x+1.3189,y=-7.500 0x+2.700 0 andy=0.010 8x-0.163 3, respectively. Also there was a significant correlation between the content change of available kalium in soil and height and DBH growth of slash pine, the content growth of total nitrogen in soil and that in slash pine leaves, and the mathematical model werey=-0.032 8x+1.513 3,y=-0.047 4x+3.002 9 andy=7.016 1x+0.162 1, respectively. Compared to unfertilized plants, the growth of average height and DBH of fertilized slash pine were increased by 11% and 13% respectively, and the variance analysis showed that the differences reached a significant level.

slash pine； soil testing and formulated fertilization； growth； soil fertility； mathematical model

2012 — 09 — 05

2012 — 10 — 12

中央财政林业科技推广项目([2010]XT 01) 。

杨硕知(1985 — )，男，湖南省长沙市人，硕士，主要从事经济林研究及林木遗传育种工作。

S 725.5

A

1003 — 5710(2012)05 — 0043 — 04

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2012. 05. 011