酸性土壤上不同钙肥及用量对柚木苗生长的影响*

周再知,梁坤南,马华明,黄桂华,李运兴

(1.中国林业科学研究院热带林业研究所，广东　广州 510520;2.中国林业科学研究院热带林业实验中心,广西　凭祥 532600)



酸性土壤上不同钙肥及用量对柚木苗生长的影响*

周再知1,梁坤南1,马华明1,黄桂华1,李运兴2

(1.中国林业科学研究院热带林业研究所，广东广州 510520;2.中国林业科学研究院热带林业实验中心,广西凭祥 532600)

为确定酸性土壤上柚木适宜的钙源肥料及用量，采用裂区设计，分别在广西酸性赤红壤和紫色土上，开展了3种钙肥和4个钙量的柚木苗期大田施肥试验。结果表明：施肥6个月时，两种土类上不同钙肥和钙量处理对柚木苗高和地径影响显著。酸性赤红壤上，氧化钙是促进柚木苗高和地径生长的有益钙肥，其次为硝酸钙，最差为硫酸钙,株施566g氧化钙的苗高和地径的生长量最大，分别比对照提高了27.7%和22.6%。酸性紫色土上，硝酸钙是促进柚木苗高和地径生长的有益钙肥，其次为氧化钙，最差为硫酸钙，株施2 240g硝酸钙的苗高和地径的生长量最大，分别比对照提高了25.7%和14.2%。酸性赤红壤较酸性紫色土更适合柚木的生长，此类土壤上培育柚木，应适量增加钙的施入，以氧化钙为钙源肥料，避免使用硫酸钙。

柚木；氧化钙；硝酸钙；硫酸钙；赤红壤；紫色土

钙是植物生长发育必需的营养元素，具有保证质膜稳定性，维持细胞壁结构与功能，参与细胞内的第二信使传递及各种生化调控的作用[1]。施钙可提高离子吸收的选择性，减轻酸性对植物造成的毒害作用，增强植物对盐害、寒害、干旱和病虫害等胁迫的抗性[2]。施钙可促进细胞伸长和根系生长，缺钙时，植物生长受到抑制，节间较短，植株矮小，顶芽、侧芽、根尖等分生组织出现缺素症状，生长点坏死，幼叶卷曲畸形，叶缘开始变黄,逐渐坏死[2]。钙是林木木材形成不可缺少的营养元素[3]，同时对调节土壤pH值起到至关重要的作用[4]。

柚木(Tectonagrandis)为马鞭草科(Verbenaceae)柚木属(Tectona)落叶、半落叶乔木，热带珍贵用材树种[5]，其木材具有致密、坚韧、纹理通直、耐腐抗虫及易加工等优良特性，被广泛用于建造船舶、码头，制作高档家具、地板等[6～8]。柚木木材价格的高升，极大地促进了柚木人工林的种植，10个省区种植总面积约1.5×104hm2。许多研究表明，柚木在其生长和发育过程中需要大量的钙，缺钙的林分，柚木植株矮小、生长缓慢[9～11]。钙是限制柚木生长的主要营养因子[11～13]。我国西部省区大面积的林地，土壤酸化，钙离子大量流失[14]，柚木生长受到严重制约。通过施基肥或根外施肥方式进行合理的人工补钙，可有效地中和土壤的酸度、增加土壤钙储量、促进柚木生长。然而，选用何种钙源肥料，采用何种用量，尚不明确。本文针对西部地区典型的两类酸性赤红壤和紫色土，采用生产上常用的钙素肥料，开展柚木苗期不同钙肥及钙量的筛选研究，确定两类酸性土壤上适宜的钙肥及钙量，克服酸性土壤钙素限制，促进柚木的生长，为西部地区广大林农正确选施钙肥提供参考。

1　材料与方法

1.1试验地概况

试验地分别设在广西壮族自治区凭祥市中国林业科学研究院热带林业实验中心所辖青山实验场(22°11′N,106°41′E)和哨平实验场(22°4′N,106°54′E)内坡度25°的低丘上。青山实验场的土壤为砂泥岩发育的酸性赤红壤，矿质营养特别是K、Ca和Mg含量较低；哨平实验场的土壤属紫色砂岩(侏罗纪沉积岩)发育的酸性紫色土壤，土质粘性，保水性差，但矿质营养含量相对较高。2类土壤0～20 cm,20～40 cm土层土壤的理化特性见表1。

表1　试验地土壤理化特性Tab.1　Soil chemical and physical characters on two trial sites

2个实验场的气候条件相似，属南亚热带季风气候，年均温20.5～21.5℃，最冷月(1月)均温12.3～13.1℃，≥10℃积温6 900～7 518℃，极端最低温-1.5℃。年降雨量1 220～1 380mm，蒸发量为1 300～1 700 mm，相对湿度80%～84%。

植物材料供试材料为柚木优良无性系8301扦插繁殖生根苗。从柚木采穗圃中剪取萌芽，扦插到装有轻基质的营养袋中，培养6个月后选用长势一致的苗木(平均苗高35cm,平均地径0.25cm)开展大田试验。

钙源肥料氧化钙(含CaO 99%)、硝酸钙[5Ca(NO3)2·NH4NO3·H2O，含CaO 25%，N15%]、硫酸钙(CaSO4,含CaO 33.25%)。

1.2试验设计

采用裂区试验设计，以3种钙肥为主区，4个钙量(0g/株,100g/株，200g/株和400g/株)为副区。主区和副区均随机排列，3次重复。每块试验地包含36个小区，沿等高线排列，每小区种植30株(5行×6株)，株行距为2.0m×2.5m,其中小区四周为保护株，内部12株为观测株。

1.3施肥与分析方法

穴状整地，按实际用量(表2)和试验设计，分别将氧化钙、硝酸钙和硫酸钙按穴施入，回土填满。植苗后1个月时，追施氮肥和钾肥。氮肥(尿素，含N46%)每株100g，钾肥(氯化钾，含K2O 60%)每株100g。追肥时，距苗木基部20～30cm处，两侧挖20cm×20cm×20cm的小沟，而后施入,与土混匀后覆土。植后6个月时，测定苗高和地径。

1.4数据处理

采用SAS 8.1软件进行统计分析，Duncan检验法进行多重比较。

表2　两种酸性土壤上的钙肥用量Tab.2　Different dosages of 3 Ca-fertilizers　g/株

2　结果与分析

2.1赤红壤上柚木苗高和地径的方差分析

由表3可以看出，施钙肥6个月时，不同钙肥之间柚木的苗高和地径生长存在极显著差异(p<0.01)，不同钙量之间存在显著差异(p<0.05)。

表3　赤红壤上柚木苗高与地径生长方差分析Tab.3　ANOVA for the growth of height and root collar diameter of teak seedlings on acidic lateritic red soil

注：*表示0.05水平差异显著,**表示0.01水平显著,***表示0.001水平差异显著，下同。

2.2赤红壤上不同钙肥对柚木苗高和地径的影响

不同钙源肥料的苗高多重比较表明，施肥6个月时，氧化钙处理的苗高显著高于硝酸钙和硫酸钙处理，而硝酸钙和硫酸钙处理之间苗高无显著差异(图1)。氧化钙处理的平均苗高为1.2m，比硝酸钙和硫酸钙处理分别提高了11.9%和12.2%；氧化钙处理的地径显著高于硫酸钙处理，而与硝酸钙处理没有显著差异(图2)。氧化钙处理下的地径为2.7cm，分别比硝酸钙和硫酸钙处理提高6.2%和20.4%。可见，氧化钙是促进赤红壤柚木苗高和地径生长的有益钙肥，其次是硝酸钙，最差的是硫酸钙。

图1　赤红壤上钙肥处理下苗高生长差异Fig.1　Difference of height growth after application of three Ca fertilizers on latertic red soils

2.3赤红壤上不同钙量对柚木苗高和地径的影响

赤红壤上不同钙肥用量对柚木苗高和地径生长产生不同的影响。从表4可见，施钙后6个月，苗高和地径随氧化钙施用量的增加而增大，株施氧化钙566g的苗高和地径分别比对照提高了27.7%和22.6%。硝酸钙不同用量之间对苗高影响不显著；对地径而言，高量的硝酸钙处理有利于促进地径的生长，株施2 240g硝酸钙的地径比对照提高了8.4%。在硫酸钙用量上，中等用钙量即株施842g时的苗高和地径，分别比对照提高16.8%和1.3%，当株施最少量的硫酸钙(421g)和最大量硫酸钙(1 684g)时，苗高和地径均与对照无显著差异,甚至生长还不如对照。

图2　赤红壤上不同钙肥处理下地径生长差异Fig.2　Difference of root collar diameter after application of three Ca fertilizers on latertic red soils表4　两种土类上不同钙肥及钙量对柚木苗高和地径生长的影响Tab.4　Effect of different Ca fertilizer and dosage on the growth of seedling height and root collar diameter on both lateritic red soils and purplish soils

钙肥类型钙量/g·株-1钙肥量/g·株-1苗高/m赤红壤紫色土地径/cm赤红壤紫色土氧化钙1001411.12±0.128ab0.98±0.102b2.63±0.221a2.09±0.193b2002831.25±0.132a1.09±0.097b2.78±0.218a2.43±0.193ab4005661.29±0.106a1.07±0.084b2.93±0.246a2.44±0.164ab硝酸钙1005601.03±0.142ab1.15±0.108a2.28±0.254b2.45±0.175ab20011201.01±0.106ab1.21±0.117a2.50±0.230ab2.52±0.195a40022401.07±0.107ab1.27±0.111a2.59±0.196ab2.58±0.170a硫酸钙1004210.96±0.145b0.79±0.090b2.06±0.256b1.89±0.168b2008421.18±0.129ab0.94±0.094b2.42±0.300ab2.23±0.199b40016841.13±0.183b1.03±0.079b2.29±0.293b2.25±0.148b对照001.01±0.148b1.01±0.114b2.39±0.235b2.26±0.215b

注： 同列字母不同者，表示差异显著(p<0.05)，下同。

2.4紫色土上柚木苗高和地径的方差分析

紫色土上苗高和地径方差分析结果(表5)表明，施钙处理6个月时，不同钙肥处理柚木的苗高和地径差异极显著，不同钙量对苗高、地径亦有显著影响。

2.5紫色土上不同钙肥对柚木苗高和地径的影响

3种钙肥对紫色土上柚木的苗高产生显著影响，多重比较(图3)表明，硝酸钙处理的苗高最大，其次为氧化钙处理，最差为硫酸钙处理。硝酸钙处理下的苗高分别比氧化钙和硫酸钙处理提高了8.7%和22.5%，而氧化钙处理又比硫酸钙处理提高了12.7%。3种钙肥对地径的影响次序与对苗高的影响相似(图4)，硝酸钙处理下的苗木地径分别比氧化钙和硫酸钙处理提高了5.0%和10.7%，而氧化钙处理又比硫酸钙处理提高了5.3%。

表5　紫色土上柚木苗高与地径生长的方差分析Tab.5　ANOVA for the growth of seedling height and root collar diameter on acidic purplish soil

图3　紫色土上不同钙肥处理下苗高生长差异Fig.3　Difference of height growth after application of three Ca fertilizers on purplish soil

图4　紫色土上不同钙肥处理下地径生长差异Fig.4　Difference of root collar diameter after application of three Ca fertilizers on purplish soil

2.6紫色土不同钙量对柚木苗高和地径的影响

不同钙量对紫色土上的柚木苗高和地径生长影响不同(表4)。随硝酸钙施用量增加，苗高和地径生长加快。株施硝酸钙2 240g的苗高和地径分别比对照提高25.7%和14.2%，最低量株施560g处理的苗高和地径也分别比对照提高了13.9%和8.4%。随氧化钙和硫酸钙用量的增加，柚木苗高生长差异不显著，但对地径而言，随施钙量的增加地径随之增大。酸性紫色土上，株施560g(100g Ca处理)硝酸钙比施株566g(400g Ca处理)氧化钙和1 684g硫酸钙(400g Ca处理)更能有效地促进柚木苗生长。

2.7不同土类上柚木生长差异

为比较相同试验在两种土类上对柚木苗生长的影响，按土类进行了统计分析。结果显示，两个土类间苗高存在显著差异(p=0.011)，地径存在极显著差异(p=0.000 2)。多重比较(表6)表明，施肥处理6个月时，赤红壤上柚木的苗高和地径显著高于紫色土。

表6　两类酸性土壤上柚木苗高和地径生长差异Tab.6　The growth difference of teak seedlings in terms of height and root collar diameter on two sorts of acidic soils

3　结论与讨论

3种钙肥和4个钙量的试验结果表明，无论是赤红壤上还是紫色土上，施钙6个月时，不同钙肥及不同钙量处理的柚木苗高和地径差异显著。

酸性赤红壤上，柚木苗高、地径生长随氧化钙施用量的增加而增加，氧化钙处理下的苗高，分别比硝酸钙和硫酸钙处理提高11.9%和12.2%；地径分别比硝酸钙和硫酸钙处理提高6.2%和20.4%；氧化钙是促进柚木苗高和地径生长的有益钙肥，其次为硝酸钙，最差为硫酸钙。赤红壤上穴施氧化钙566g时苗高和地径的生长量最大。相同施钙量(纯量)的情况下，氧化钙处理的苗木生长均比其他2个钙肥处理的苗木生长效果好，这与赤红壤0～20cm及20～40cm土层pH值(分别为4.47和4.59)过低，而氧化钙具有较强的中和土壤酸度的能力有关。土壤pH值亦被认为是限制柚木天然分布和生长发育的因子之一[15～16]。一些研究表明，柚木适宜生长在中性和轻微偏碱性的土壤上，pH值范围一般在6.5～7.5之间，而在pH<6.0的酸性土壤上生长普遍欠佳[17～18]。Zhou[19]等对酸性赤红壤基质上柚木苗盆栽试验结果表明，每公斤基质施用0.84g氧化钙分别提高了苗木根际和非根际土壤pH值0.61和0.67个单位。此外，氧化钙可增加土壤水溶性和吸附性钙含量[20]，对喜钙植物特别是柚木的生长十分有益。

酸性紫色土上，施钙肥6个月时，柚木苗高和地径的生长随硝酸钙施用量增加而增加；硝酸钙处理下的苗高生长量分别比氧化钙和硫酸钙处理提高了8.7%和22.5%，而氧化钙处理又比硫酸钙处理提高了12.7%；硝酸钙处理下的苗高、地径生长量最大，其次为施氧化钙处理，最差为硫酸钙处理；可见，酸性紫色土上，硝酸钙是促进柚木苗高和地径生长的有益钙肥，其次为氧化钙，最差为硫酸钙；施硝酸钙2 240g/株的处理，柚木苗高和地径的生长量最大。相同施钙量(纯量)的情况下，硝酸钙处理的苗木生长优于其他2种钙肥处理，这可能是由于酸性紫色土上硝酸钙较其他2种钙肥更易被柚木吸收、转化和利用的缘故，有待进一步研究。尽管酸性紫色土的pH值、有机质、速效氮、磷、钾及代换性钙、镁含量高于赤红壤，但0～20cm土层小于0.002mm的土壤颗粒占40.25%，20～40cm土层占50.88%，分别是赤红壤的1.6倍和1.9倍。酸性紫色土物理性质粘重，保水、透气性差，是导致该类土壤上柚木整体生长欠佳的诱因。此外，酸性紫色土0～20cm和20～40cm两个土层的交换性铝含量是酸性赤红壤的1.52和3.36倍。Zech等人的研究结果表明，柚木的生长与交换铝呈负相关关系[21～22]，可见酸性紫色土的交换性铝含量过高是影响柚木生长的又一诱因。

方差分析表明，无论是在酸性赤红壤上，还是在酸性紫色土上，柚木的苗高和地径不同区组之间差异亦显著。这主要由于试验区域山地不规整、破碎化所致。铺设山地试验，建议采用简单的试验设计或减少试验小区种植株数，尽量选择平缓、连片、立地条件一致的地块，避免或降低区组间差异性。

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Growth Response of Teak (Tectona grandis)Seedling to Different Calcium Fertilizer on Acidic Soils

ZHOU Zai-zhi1,LIANG Kun-nan1,MA Hua-ming1,HUANG Gui-hua1,LI Yun-xing2

(1.Research Institute of Tropical Forestry,CAF,Guangzhou Guangdong 510520,P.R.China;2.Experimental Center of Tropical Forestry,CAF,Pingxiang Guangxi 532600,P.R.China )

To select effective Ca-fertilizers and dosage for promote teak growth on two sorts of acid soils,two field experiments with split block design were respectively carried out to study the growth response of cloned teak (TectonagrandisL.F.) seedlings to 3 calcium fertilizer and 4 calcium dosage in two acidic soils (lateritic red soil and purplish soil) in Guangxi.The results showed that there were significant differences among different Ca-fertilizers and Ca-dosage on 2 different acidic soils after 6 months fertilizing in terms of the growth of teak seedling’s height and root collar diameter.On acidic lateritic red soil,calcium oxide was identified to be the best calcium fertilizer for the growth of teak seedling’s height and root collar diameter,calcium nitrate was in middle,and calcium sulphate was the worst.The seedling’s height and root collar diameter reached the maximum after application of 566g per seedling, increased by 27.7% and 22.6% respectively compared with the control.On acidic purplish soil,calcium nitrate was identified to be the best calcium fertilizer for the growth of teak seedling’s height and root collar diameter,calcium oxide was in middle,and calcium sulphate was the worst.The seedling’s height and root collar diameter reached the maximum after application of 2 240g per seedling,increased by 25.7% and 14.2% compared with the control.Teak had good growth performance on acidic lateritic red soil than on purplish soil in Guangxi Province.To better manage teak in strongly acidic lateritic red soil,the optimal Ca-fertilizer is calcium oxide,and calcium sulphate is not suggested to use.

Tectonagrandis；calcium oxide;calcium nitrate;calcium sulphate;lateritic red soil;purplish soil

10.16473/j.cnki.xblykx1972.2016.05.006

2015-11-24

国家“十二五”科技支撑“柚木珍贵用材林定向培育技术研究(2012BAD21B0101)”项目的部分研究内容。

周再知(1963-)，女，博士，研究员，主要从事森林培育研究。E-mail:zzzhou@ritf.ac.cn

S 792.99;S 723

A

1672-8246(2016)05-0031-07