赤水河流域毛竹林生产力对尿素和不同配方系列复合肥的响应1)

张喜，张佐玉，黄世平，霍达，姜霞

(1.贵州省林业科学研究院，贵阳550011; 2.贵州省赤水市林业局，贵州赤水564700)

赤水河源于云南省镇雄县，于四川省合江县汇入长江，是川、黔、滇三省的界河。流域面积20 440km2，位于云贵高原东部向四川盆地的过渡地带，海拔变幅221～2 000m。南北气流在云贵高原交汇后下沉增温，赤水河下游部分气温指标甚至高过四川盆地，形成贵州省内两大高温区之一[1]；另一方面，赤水河下游成土以侏罗系、白垩系和第四系的紫色砂(页)岩、砂(泥)岩发育的紫色土和黄壤为主，适宜毛竹[2](PhyllostachysheterocyclaCV.pubescens)林生长。下游的赤水市被称为“中国十大竹子之乡”，毛竹林面积达26 405hm2、占竹林总面积的49.32％。随着黔北20万t竹浆林基地和加工配套化工程建设的实施，对竹材资源的需求量日益增加，通过施肥途径提高毛竹林生产力的诉求也日益高涨。赤水河流域毛竹林类型及影响因素[3]，不同径级类型的土壤理化指标变化[4]，出笋成竹[5]以及抚育与采伐组合措施[6]对毛竹林生产力的影响已有报道，缺少施肥对毛竹林生产力影响的研究。现有研究发现施肥对毛竹残次林[7-8]复壮，以及笋材兼用林[9]定向培育有显著效应，施肥还能影响土壤养分与地上生物量构成[10]以及换叶期冠层形成与光合能力[11]，连续施肥[12]对毛竹秆型特征及生物量空间构型也有明显影响，还出现了区域性的毛竹专用肥[13]。这些研究表明肥效因肥料类型、立地因素和毛竹林质量而异，对毛竹林生长影响也具有多向性，有必要研制适合赤水河流域毛竹林生长的专用肥。本文以相同辅料为基础，不同氮、磷和钾配比形成复合肥系列，研究尿素和不同配方复合肥系列对毛竹林生产力的影响，旨在筛选适合赤水河流域毛竹林生长的复合肥，满足生产上的需求。

1 研究区概况

试验在赤水市葫市镇进行。赤水市位于贵州省西北部，E 105°36′25″～106°14′56″、N 28°15′02″～28°45′58″，海拔变幅221～1 730.1m。年均温(海拔293m)18.1℃、变幅17.5～19.1℃，1月均温7.9℃、变幅5.8～10.8℃，7月均温28℃、变幅23.9～33.0℃，≥0℃年积温计365d和6 621.7℃、≥10℃年积温计279d和5 888.3℃。年降水量1 268.8mm、变幅881.2～1 268.8mm，年蒸发量1 307.1mm。年日照时数1 297.7h，变幅999.4～1 529.2 h。主要森林类型包括中亚热带常绿阔叶林、针阔混交林、针叶林和竹林。县域立体气候明显，区域差异显著。试验区面积46hm2，海拔变幅560～895m。母质为侏罗纪和白垩纪红色砂岩，土壤为黄壤。土壤pH4.67～4.84，有机质量20.46～29.66g/kg，全氮量1.01～3.79g/kg，全磷量0.08～0.14g/kg，全钾量33.63～35.06g/kg，水解氮量37.76～298.36mg/kg，有效磷量3.19～7.12mg/kg，速效钾量81.36～123.39mg/kg，阳离子交换量12.44～32.52cmol/kg，交换性盐基量2.34～6.58 cmol/kg。

2 研究方法

2.1 试验设计

选择立地和毛竹林质量相近、坡面单一，面积>1 hm2的小班进行施肥实验。处理包括专用复合肥类型E(Ef)、F(Ff)和G(Gf)，以及尿素(Ur)和对照(Kc)，单个处理面积0.07 hm2(667m2)，处理间开挖10cm宽、30cm深的隔鞭沟。采用随机区组设计、3重复实验。头年10月完成本底调查与施肥，第二年监测出笋成竹。其中尿素量为225kg/hm2，复合肥B、C和D量为300 kg/hm2，辅料主要为市供销社农产品生产废料的发酵物组成。清林后，结合松土均匀撒施肥料。

2.2 样地设置与监测

表1 试验林本底毛竹林分主要指标变化

在每个处理有代表性地段设立20m×20m固定样地，于3月出笋开始至4月结束期间，以笋尖出露地表5cm视为出笋，每日定时标号插牌登记出笋数量动态，5月初统计成竹数量与测定单株胸径。不同处理监测样地林分密度(F=2.79*)差异显著、表现在复合肥E和G之间，平均胸径(F=0.17)，以及Ⅰ(F=0.24)、Ⅱ(F=0.22)、Ⅲ(F=0.61)和Ⅳ(F=0.67)度竹株数比率差异不显著，表明试验林布置有较好的一致性(表1)。

2.3 模型引用与统计分析

毛竹秆材(W秆=0.10872076D2.343767592)和枝叶(W枝叶=0.79406626D0.851338077)生物量模型[15]及统计分析[14]参照参考文献。

3 结果分析

3.1 出笋成竹量变化

分析发现毛竹林不同处理间出笋量(F=0.94)、成竹量(F=0.67)和成竹率(F=1.65)差异不显著。和对照相比(图1)，尿素处理的出笋量、成竹量和成竹率分别为123.03％、104.12％、84.64％，复合肥E、F和G的相应值为101.97％、87.63％、85.93％，110.53％、107.22％、97.01％，122.37％、102.06％、83.41％。表明施用尿素和复合肥均能提高出笋量、降低成竹率，除复合肥E外、尿素和其它复合肥还能提高成竹量。

图1 毛竹林不同处理的出笋成竹量(上)和成竹率(下)变化

3.2 新竹质量变化

毛竹林不同处理新生竹平均胸径(F=0.13)和胸高断面积(F=0.50)差异不显著。同对照相比(图2)，尿素、复合肥E、复合肥F和复合肥G的新生竹平均胸径和胸高断面积率分别为102.20％、106.49％，100.97％、87.98％，103.61％、113.62％，100.26％、100.56％。施肥能提高新生竹平均胸径，除复合肥E外，尿素和其它复合肥还能提高新生竹胸高断面积。

图2 毛竹林不同处理新生竹平均胸径(上)和胸高断面积(下)变化

3.3 生物量变化

毛竹不同处理秆材量(F=0.48)、枝叶量(F=0.61)和地上生物量(F=0.51)差异不显著。同对照相比(图3)，尿素、复合肥E、复合肥F和复合肥G的新生竹秆材量、枝叶量和地上生物量分别为106.86％、105.19％、106.50％，88.01％、87.82％、87.97％，114.93％、109.70％、113.80％，100.52％、101.15％、100.66％。除复合肥E外，尿素和其它复合肥均能提高新生竹秆材量、枝叶量和地上生物量。

图3 毛竹林不同处理新生竹秆材量和枝叶量(上)及地上生物量(下)变化

3.4 肥种综合效应评价

不同肥种类型对毛竹林生产力的综合效应评价指标共3类6个指标(表2)。综合效应指数其中Nmax=3，包括出笋成竹，新竹质量和生物量；Mmax=2，如出笋成竹中的出笋量和成竹量；Xmax和Xmin分别为某一指标在不同处理中的最大值和最小值。

表2 不同肥种类型对毛竹林生产力的综合效应

分析发现复合肥F出笋量增幅仅中下水平，但成竹量、新竹质量和生物量增幅较大，适宜于用作毛竹林大径材培育。复合肥G和尿素的出笋成竹量增幅较高、达中上水平，复合肥G的新竹质量和生物量增幅较小，不及尿素的中上水平，前者可作为笋用林和笋材兼用林培育的肥种、但肥效较低，后者肥效较高、但单元素肥料不利于地力维护，生产上宜慎用两种肥料。复合肥E的出笋成竹、新竹质量和生物量减小，不适宜作为肥种推广。不同肥种类型的综合效应指数排序为复合肥F(271.34％)>尿素(228.33％)>复合肥G(160.46％)>对照(100.00％)>复合肥E(17.59％)。

4 讨论与建议

4.1 毛竹林施肥具有明显的增产效应。赤水河流域毛竹林生产力的影响因素较多[3]，同大径级(DBH≥8cm)毛竹林[4]相比，试验林土壤除水解氮量和有效磷量稍高外，土壤其它肥力和养分指标均较低，施肥可成为提高毛竹林生产力的重要手段之一。本研究表明尿素和不同配方复合肥在毛竹林出笋成竹量、新竹质量和生物量方面有不同程度的增产效应，差异不显著。对照的出笋成竹率为63.82％、同已有的报道值68.42％～68.52％相近[5]，不同肥种处理的成竹率较对照值低、变幅53.23％～61.90％。复合肥E和对照处理的毛竹本底林分主要指标差异不显著，其成竹数量、秆材等地上生物量指标仅及对照的87.63％、87.82％～88.01％，出笋量、新竹平均胸径为对照的101.97％、100.97％。成竹率和复合肥E的异常变化有待进一步分析。

4.2 毛竹林施肥效应具有多向性。本研究仅分析了施肥对毛竹林出笋成竹、新竹质量和生物量的影响，施肥还能影响毛竹林土壤养分[10]、换叶期冠层形成与光合能力[11]，连续施肥对毛竹林秆材特性与生物量空间结构有明显影响[12]，施肥对成竹影响的经济效益分析较多[7-9]，但涵养水源、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质和净化大气等方面[16]的研究较少，有必要深入开展施肥对毛竹林生产力影响的综合效应研究。

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