张尚华
(福建省沙县官庄国有林场,福建 沙县 365050)
杉阔混交林能有效降低病虫害发生概率,增加土壤养分,增强林分的稳定性,从而提高林地涵养水源能力,生态功能良好[1-2]。杉木(Cunninghamia lanceolata)是福建省的主要造林树种之一,是我国南方特有的一种优良速生用材树种,其木材被广泛用于家具制作、建筑建造、装饰用材及造船[3-4]。木荷(Schima superbaGardn.et Champ.)树冠茂密、材质坚韧、用途广,是一种较好的耐火树种,也是一种珍贵的乡土树种。由于杉木与木荷两个树种速生期交替出现,混交造林效益显著,因此,杉木与木荷混交林是较成功的混交林类型。近年来,部分地区林地生产力下降的现象较为严重,林农往往通过施肥来提高土壤肥力,促进林木生长,提高林分质量[5-6]。鉴于此,笔者对杉木与木荷混交林施肥开展研究,探讨不同施肥处理对杉木、木荷混交林生长情况的影响,筛选出混交林造林当年林木生长效果最佳的施肥处理。
试验地设在福建省沙县官庄国有林场罗溪管护站,地处117°45′E、26°32′N。当地气候属亚热带海洋性季风气候,年均降水量1 747 mm,年平均气温19.8 ℃。极端最低气温-7.1℃,极端最高气温40.1 ℃。当地土壤为山地黄红壤,土层厚度60 ~100 cm,立地质量等级为Ⅱ级,前作为马尾松林。林下植被以淡竹叶(Lophatherum gracile)、 芒 萁[Dicranopteris dichotoma(Thunb.)Berhn.]、乌毛蕨(Blechnum orientaleL.)等为主。试验林营建于2019 年3 月5 日,面积2.0 hm2,混交方式为株间混交,混交比例为7 ∶3。造林前炼山整地,株行距为1.8 m×2.0 m,种植穴规格40 cm×30 cm×30 cm,造林后进行锄草抚育管理。
试验采用随机区组设计。2019 年4 月在试验地分上坡、中坡和下坡各设置4 个施肥处理(包括对照),每个处理样地面积为20 m×20 m。供试肥料为复合肥:总氮含量(N)≥15%,水溶性磷(P2O5)含量≥15%,可溶性钾(K2O)含量≥15%,总养分含量≥45%。4 个施肥量处理见表1。施肥时采用沟施法,在每株幼苗两侧各挖1条沟,沟宽10 cm、深15 cm、长25 cm,肥料均匀撒施于沟内并覆土。
表1 杉木木荷混交林施肥处理
施肥前(2019 年4 月2 日)在每个样地中选择长势一致的杉木、木荷编号挂牌并测定株高和地径,2020 年1 月5 日测定各样地编号挂牌杉木、木荷的株高和地径。
采用SPSS 13.0 统计软件对混交林中杉木和木荷的株高和地径进行统计分析,检验株高和地径的差异显著性[7]。
由表2 可知,施肥前,4 种施肥处理杉木幼苗的株高、地径差异不显著(P>0.05);处理2杉木幼苗的株高最高,为38.3 cm,处理3 幼苗株高为34.1 cm,处理4(CK)幼苗株高为30.1 cm,处理1 幼苗株高为29.2 cm;处理2 杉木幼苗地径最大,为6.0 mm,处理1 幼苗地径为5.9 mm,处理4(CK)幼苗地径为5.3 mm,处理3 幼苗地径为5.2 mm;4 种施肥处理杉木幼苗高径比从高到低依次为处理3、处理2、处理4(CK)、处理1。施肥后,处理1 杉木幼苗生长最优,株高和地径分别为54.0 cm 和11.2 mm,相对CK 分别增长了7.6%和12.0%;其次为处理3,杉木株高和地径分别为51.8 cm 和10.7 mm,相对CK 分别增长了3.2%和7.0%;处理2 杉木株高和地径分别为50.5cm 和10.1 mm,相对CK 分别增长了0.6%和1.0%;4 个处理杉木幼苗株高、地径差异不显著(P>0.05),幼苗高径比从高到低依次为处理2、处理1、处理3、处理 4(CK)。
表2 不同施肥处理施肥前和施肥后杉木幼苗全高、地径生长状况
由表3 可知,施肥前,4 种施肥处理木荷幼苗株高、地径差异不显著(P>0.05);处理3 木荷幼苗株高最高,为31.5 cm,处理2 幼苗株高为28.0 cm,处理1 幼苗株高为24.9 cm,处理4 幼苗株高为24.2 cm;处理1 木荷幼苗地径最大,为4.6 mm,处理4 幼苗地径为4.0 mm,处理2幼苗地径为3.9 mm,处理3 幼苗地径为3.8 mm;4 种施肥处理木荷幼苗高径比从高到低依次为处理3、处理2、处理4(CK)、处理1。施肥后,处理3 木荷幼苗生长最优,株高和地径分别为52.3 cm 和9.3 mm,相对CK 分别增长了49.4%和24.0%;其次为处理2,木荷幼苗株高和地径分别为35.7 cm 和7.7 mm,相对CK 分别增长了2.0%和2.7%;处理1 幼苗株高和地径分别为35.1 cm 和7.6 mm,相对CK 分别增长了0.3%和1.3%;4 个处理苗高、地径差异不显著(P>0.05),高径比从高到低依次为处理2、处理3、处理4(CK)、处理1。
表3 不同施肥处理施肥前和施肥后木荷幼苗全高、地径生长状况
由表4 可知,相比施肥前,施肥后杉木株高同比增长量最大的是处理1,均值为24.8 cm,处理4 杉木株高同比增长量为20.0 cm,处理3 杉木株高同比增长量为17.6 cm,处理2 杉木株高同比增长量最小,均值为13.0 cm,4 种施肥处理杉木株高同比增长量差异不显著(P>0.05);杉木株高同比增长幅度最大的是处理1,均值为83.6%,处理4 株高同比增长幅度为66.6%,处理3 株高同比增长幅度为51.4%,处理2 株高同比增长幅度最小,均值为31.4%,4 种施肥处理株高同比增长幅度差异显著(P<0.05)。相比施肥前,施肥后杉木地径同比增长量最大的是处理4,均值为7.6 mm,处理3 地径同比增长量为5.5 mm,处理1 地径同比增长量为5.2 mm,处理2 地径同比增长量最小,均值为4.1 mm,4 种施肥处理地径同比增长量差异不显著(P>0.05);杉木地径同比增长幅度最大的是处理3,均值为105.0%,处理1 地径同比增长幅度为89.9%,处理4 地径同比增长幅度为88.8%,处理2 地径同比增长幅度最小,均值为68.6%,4 种施肥处理地径同比增长量差异显著(P<0.05)。
表4 不同施肥处理杉木、木荷施肥后相对施肥前生长量增长状况
由表4 可知,相比施肥前,施肥后木荷株高同比增长量最大的是处理3,均值为20.8 cm,株高同比增长量最小的是处理2,均值为7.6 cm,4 种施肥处理株高同比增长量差异不显著(P>0.05);木荷株高同比增长幅度最大的是处理3,均值为67.0%,株高同比增长幅度最小的是处理2,均值为28.2%,4 种施肥处理株高同比增长幅度差异显著(P<0.05);木荷地径同比增长量最大的是处理3 和处理4,均值为5.5 mm,地径同比增长量最小的是处理2,均值为2.1 mm,4 种施肥处理地径同比增长量差异不显著(P>0.05);木荷地径同比增长幅度最大的是处理3,均值为144.6%,地径同比增长幅度最小的是处理1,均值为65.1%,4 种施肥处理地径同比增长幅度差异显著(P< 0.05)。
施肥9 个月后,处理1 杉木株高最高,为54.0 cm,其次依次为处理3(51.8 cm)、处理2(50.5 cm),处理4(CK)杉木株高最矮,为50.2 cm;相比处理4(CK),处理1、处理2、处理3 杉木株高分别增长了7.6%、3.2%和0.6%。处理1 杉木地径最大,为11.2 mm,其次依次为处理 3(10.7 mm)和处理 2(10.1 mm),处理 4 地径最小,为10.0 mm;相比处理4(CK),处理1、处理2、处理3 杉木地径分别增长了12.0%、7.0%和1.0%。
施肥9 个月后,处理3 木荷株高最高,为52.3 cm,处理4(CK)株高最矮,为35.0 cm,4 种施肥处理木荷株高依次为处理3、处理2、处理1、处理4(CK);相比处理4(CK),处理1、处理2、处理3 木荷株高分别增长了49.4%、2.0%和0.3%。处理3 木荷地径最大,为9.3 mm,其次依次为处理2(7.7 mm)和处理1(7.6 mm),处理4 地径最小,为7.5 mm;相比处理4(CK),处理1、处理2、处理3 木荷地径分别增长了24.0%、2.7%和1.3%。
根据试验结果可知,营建杉木和木荷混交林,增加一定比例的阔叶树,可以改良土壤,增加土壤养分。另外,由于木荷在混交林中属于伴生树种,从经济成本考虑,复合肥施肥量以150 g/株为宜。
由于炼山造林和杉木连栽造成林地土壤理化性质逐渐恶化,土壤中微生物数量逐渐减少[8],而杉木生长消耗养分较多,不耐瘠薄土壤,施肥是提高土壤肥力,促进杉木生长的重要营林抚育措施[9-13]。李勇[14]研究表明,施肥对杉木幼林生长有促进作用。但杉木生长是一个长期复杂的过程,在杉木施肥管理方面,不仅要充分掌握杉木不同生长阶段对于不同营养元素的需求规律,而且要掌握林地土壤本身的供肥能力,确保杉木生长过程中各种营养供需均衡[15]。