不同配比施肥对肉桂人工林生长的影响

梁晓静，韦晓娟，梁文汇，李开祥，李宝财，朱昌叁，武建云

（广西壮族自治区林业科学研究院 广西特色经济林培育与利用重点实验室 国家林业和草原局八角肉桂工程技术研究中心 广西木本香料工程技术研究中心，南宁 530002）

肉桂（Cinnamamun cassia）系樟科（Lauraceae）樟属常绿乔木，是广西最具特色和资源优势的经济林树种之一，广西的藤县、防城区、岑溪市被国家林业局命名为“中国肉桂之乡”[1]。“广西肉桂”为全国仅有的两个以省级命名的地理标志保护产品之一[2]。桂皮是医药中的珍品，在中药配方中广为应用，对年老体弱者有奇效，常与人参、鹿茸、燕窝并称为“参、茸、燕，桂”[3-4]。

桂皮产品规格有板桂、桂通、烟仔桂、桂碎等[5]，其中最上乘的为板桂[6]，板桂的获取需要10年以上的肉桂大径林，生产上大径林往往与小径林共同经营，即种植5～6年，进行1 次间伐，可以获取枝叶和桂通，保留的肉桂树继续生长以培育大径林，获取价值更高的板桂。施肥作为人工林丰产培育的重要措施之一，能够维持营养平衡，提高产量和经济效益[7]，肉桂施肥多在轮伐期短的小径林进行，10年以上的大径林很少进行施肥，长此以往，会导致养分失衡和地力衰退，不利于高产和优质大径林的持续培育。

对肉桂施肥方面的研究已有不同施肥处理对肉桂1年生容器苗生长的效应[8]，李宝福[9]的闽南山地短轮伐期肉桂人工林施肥效应等文献报道，尚未涉及针对长周期大径林肉桂人工林培育的相关施肥技术研究。本文以10年生肉桂人工林为研究对象，采用氮（N）、磷（P）、钾（K）3 因素3 水平正交施肥试验设计，对肉桂胸径、树高和皮厚的年生长量进行测定与分析，以期为肉桂大径林的养分管理，以及可持续经营提供科学理论依据和应用参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在广西林科院肉桂资源圃，位于广西南宁市北郊（108°21′E，22°56′N），海拔95 m，属亚热带季风气候区，光照充足，年均日照时数为1 600～1 800 h；雨量丰沛，年降水量1 347.2 mm；空气湿润，年均相对湿度为80%；气候温和，年均气温在21.6 ℃左右，≥10 ℃年有效积温在7 200 ℃，极端最低温度-1.5 ℃，极端最高温度39.4 ℃，一般年份有2～4 d轻微霜冻；土壤为沙页岩发育而成的赤红壤，pH值4.5～6。

1.2 试验设计

供试的肉桂人工林为2007年春季定植的1年生中国肉桂家系苗，密度为1.5 m×1.5 m，试验采用3 因素3 水平正交设计，3 因素分别为N（尿素46%），P（过磷酸钙12% P2O5），K（氯化钾50%K2O），3 水平分别为0（不施肥），100 g（有效元素含量），200 g（有效元素含量），共设9个处理，每个处理3次重复，每个重复5株，随机排列（表1）。2017年3月和5月分别施肥1 次，采取沟施法，于树冠投影外延两侧挖沟，沟长60～80 cm，沟深10～15 cm，沟宽20～25 cm，施肥后立即覆土。

1.3 测定方法

2017年3月施肥前，用带刻度的标杆测量树高，用胸径尺测定胸径，用游标卡尺测定胸径处树皮厚度。2018年3月，用同样方法测定试验样株的树高、胸径和树皮厚度，前后所得数据差的绝对值即为肉桂树高、胸径和树皮厚度的年生长量。

表1 L9（33）正交设计Tab.1 L9（33）orthogonal design

1.4 数据分析

采用Excel 2010 和SPSS 13.0 进行数据处理，采用模糊数学中的隶属函数法[10]，对胸径、树高和皮厚增量隶属值进行累加，求其平均值，并进行各处理间比较，评价施肥处理效果。与处理效果呈正相关的指标用公式：U（X）=（X-Xmin）∕（Xmax-Xmin），与处理效果呈负相关的指标用公示：U（X）=1-（X-Xmin）∕（Xmax-Xmin），式中，X 为各处理某一指标的测定值，Xmax为所有处理某一指标的最大值，Xmin为所有处理某一指标的最小值[11]。采用此公式得出各处理下各指标的隶属函数值，将3个指标的隶属函数值累加求其平均值，综合评价越大，施肥处理效果越好，反之则越差。

2 结果与分析

2.1 N、P、K 不同营养元素及其交互作用对肉桂年生长量的影响

为揭示N、P、K 不同营养元素对肉桂生长的影响，对各影响因素及其交互作用下胸径、树高、皮厚等生长指标的年生长量进行统计，并进行方差分析。影响胸径年生长量最大的是NPK 元素的交互作用，胸径年生长量为1.29 cm，但方差分析显示未达到显著影响，其次是PK元素的交互作用，胸径年生长量为1.27 cm，达到显著差异水平（P＜0.05），影响最小的是NP 交互作用，为0.94 cm；树高年生长量受PK元素的交互作用影响最大，树高年生长量为0.88 m，达到显著差异水平（P＜0.05），影响最小的是NPK 交互作用，仅为0.37 m；皮厚年生长量受各个营养元素的影响，均达到了显著（P＜0.05） 或极显著差异（P＜0.01），NP元素的交互作用影响最大，皮厚年生长量为0.58 mm，其次是PK 元素的交互作用，为0.55 mm，影响最小的是NPK元素的交互作用，为0.42 mm（表2）。

表2 N、P、K作用下肉桂年生长量均值及方差分析Tab.2 Influence of different factors and their interactions on growth mean values of Cinnamomum cassia and ANOVA

2.2 不同配比施肥对肉桂年生长量的影响

对不同配方施肥处理间各生长指标年生长量的均值进行多重比较（表3）。结果表明，肉桂胸径、树高及皮厚的年生长量在不同施肥处理间均有显著差异，说明不同配比施肥处理对肉桂胸径、树高生长以及皮厚增加都有较大影响，从而影响到生物量，进一步多重比较发现，处理1（CK）的各性状值基本小于所有施肥处理（树高年生长量除外），说明施肥能明显促进肉桂的生长。处理2和处理9 的胸径年生长量最大（1.29 cm），比CK 高76.71%，其次为处理3（1.24 cm），比CK高69.86%。树高年生长量最大的为处理4（1.03 m），其次为处理3（0.97 m），分别比CK 高178.37%和162.16%，最小的为处理6（0.36 m），比CK小2.70%。皮厚年生长量最大的为处理3（0.66 mm），其次为处理8（0.65 mm），分别比CK高266.67%和261.11%。

表3 正交设计不同处理对肉桂年生长量的多重比较Tab.3 Multiple comparison of annual growths of Cinnamomum cassia by orthogonal design with different treatments

2.3 施肥对肉桂生长的隶属函数综合分析

对肉桂胸径、树高及皮厚的年生长量等3个指标进行隶属函数分析。各处理组的隶属函数平均值依次为处理3＞处理4＞处理2＞处理5＞处理8＞处理9＞处理6＞处理7＞处理1，可见各施肥处理组的隶属函数平均值均大于不施肥处理（表4）。说明施肥对肉桂生长的影响较大，此评价体系中效果最佳的处理为处理3（N0P200K200）。

表4 不同施肥处理下肉桂年生长量的隶属函数分析Tab.4 Subordinate function analysis of annual growths of Cinnamomum cassia under different fertilization treatments

3 结论与讨论

本试验通过正交设计的方法，研究了不同配比施肥对肉桂人工林胸径、树高和皮厚等年生长量的影响，不仅精简了试验次数，且提高了工作效率和试验的可靠性[12-13]。试验结果表明，与CK相比，各处理组肉桂胸径、树高以及皮厚的年生长量总体上显著提高，说明施肥能明显促进肉桂的生长。处理2 和处理9 的胸径年生长量最大，比CK 高76.71%，其次为处理3，比CK高69.86%。树高年生长量最大的为处理4，其次为处理3，分别比CK高178.37%和162.16%，最小的为处理6，比CK 小2.70%。皮厚年生长量最大的为处理3，其次为处理8，分别比CK高266.67%和261.11%。隶属函数综合分析认为，效果最佳的处理为处理3（N0P200K200）。

通过方差分析发现不同施肥处理对肉桂胸径、树高和皮厚的生长影响差别较大，N、P、K元素及其交互作用对皮厚的生长影响均达到了显著或极显著的水平，PK 的交互作用对肉桂胸径、树高、皮厚等生长指标的年生长量影响较大，均达到了显著水平。这与任开磊等[14]的研究结果相似，低浓度的N肥和高浓度的P肥和K肥对植株的生长具有促进作用。

本研究只对不同配比施肥下，肉桂胸径、树高和皮厚的年生长量进行了研究，至于不同施肥处理下肉桂品质有无影响尚未进行研究，今后还需借鉴文中的试验结果开展不同施肥处理对肉桂品质影响的研究，从而为肉桂大径林培育生产实践提供理论参考。