齐代华,薛沛沛,蒋宣斌,马莉娅
(1.三峡库区生态环境教育部重点实验室/重庆市三峡库区植物生态与资源重点实验室/西南山地生态循环农业国家级培育基地/西南大学生命科学学院,重庆 400715;2.重庆市林业科学研究院,重庆 400715;3.重庆市林业局,重庆 400715)
西南喀斯特地区石漠化面积达1.30×105km2[1],基岩裸露率高,土壤贫瘠,土地生产力低[2],喀斯特地区的经济发展受到严重制约。近年来,国内采取退耕还林、封山育林、种植适生经济作物等多种措施对石漠化地区进行治理[3-4],大力支持地方发展生态产业和实施林业治理,一方面可以恢复石漠化地区植被覆盖,另一方面也能为当地居民带去一定收益。目前,石漠化地区主要种植药材、果树、牧草及一些其他的植物来恢复石漠化区域的生态[5-6]。虽然部分地区的石漠化治理取得一定成就,但是目前西南石漠化面积较大,在石漠化地区已种植的植物种类较单一,急需要寻找一些能更好地将生态效益和经济效益相结合的适生经济作物。
无花果(Ficus carica)为桑科(Moraceae)榕属(Ficus)植物,亚热带落叶灌木或小乔木,生长迅速,喜温暖湿润的环境[7-8],其果实享有“抗癌斗士”[9]和“天堂圣果”[10]等诸多美誉。因其具有良好的生长习性、丰富的营养和药用价值[11-12],近几年在我国种植面积不断扩大。无花果树能在壤土、砂土、黏重土壤中培植生长[13],甚至在偏碱性和中性、土层较深厚的砂壤钙质土上生长也较好[14],同时无花果树根系发达、对水分涵养功效大,具有较强的抗旱、抗涝和抗盐碱性的能力,能适应岩溶石漠化地区恶劣的生态环境。因此,推进石漠化地区无花果种植具有一定价值和意义。
国内对无花果的各项研究起步较晚[15],早期的研究主要在栽培技术方面[16-17],其中无花果树的施肥技术目前也已经有部分研究,主要集中在施肥种类、肥料配比、施肥时期和施肥量等方面[18-20],但对无花果的施肥方式研究较少。本试验旨在通过探究不同施肥方式对石漠化区域无花果树生长效应的影响,筛选出最优施肥方式和适宜的无花果品种,达到无花果在石漠化生境下更好的治理效果,为推进石漠化地区科学合理种植无花果提供依据。
研究区位于重庆市武隆区长坝镇大洞河乡(北纬29°15′,东经107°25′)。该区域地貌为中国南方喀斯特特殊的石漠化山地,属于亚热带季风性湿润气候,年均日照数1 160.5 h,年平均气温17.9 ℃,极端最高气温41.7 ℃,极端最低气温-3.5 ℃,山上山下温差约10 ℃,年均降水量1 082.17 mm,受季风环流影响,季节分配不均,降雨主要集中在5—10 月,其中4—6月降水量达39%,无霜期240~285 d。
选取丰产黄、法紫、金傲芬、波姬红和杜鲁5个在国内引种栽培技术相对成熟的无花果优良品种为植物材料;供试土壤为重庆市喀斯特地貌石漠化地区的普通黄壤土,0~20 cm 土壤养分概况为:pH 值5.88,含有机质19.22 g·kg-1、全氮1.50 g·kg-1、全磷0.60 g·kg-1、全钾17.31 g·kg-1,碱解氮154.93 mg·kg-1、速效磷0.86 mg·kg-1、速效钾108.62 mg·kg-1。供试肥料为农家酵熟牛粪,有机质含量150.00 g·kg-1,氮 含 量6.00 g·kg-1,磷 含 量4.00 g·kg-1,钾 含 量4.40 g·kg-1。
选取长势一致的5 个品种的2 年生树苗,株行距采用常规密度2 m×3 m。石漠化区域试验设计:3种施肥方式(不施肥、上位施肥、上下位施肥),3 个重复,每15 株为1 个小区,每个品种选取135 株种植,共675株无花果树苗。
于2019 年3 月人工挖好定植穴(深15~20 cm,宽20 cm),施肥方法为定植前基施酵熟牛粪,上位施肥为每株在穴底施2.00 kg 发酵牛粪,上下位施肥为每株在穴底施1.00 kg 发酵牛粪、在定植土壤填满后再施1.00 kg 发酵牛粪,施肥后将肥料与定植穴内土壤混合均匀后移栽无花果树。后续试验期间于2019 年9 月和2020 年3 月进行两次人工追施复合肥,施肥方法为每株在距离树干15 cm 位置环沟施肥法施放0.25 kg 复合肥。
田间调查:分别于栽培前和春季果树抽梢期(2020年4月)测定无花果树各生长指标。
无花果树长势指标:用卷尺测量树高、冠幅,用游标卡尺测量离地1 cm 处基径,统计叶片数量、果实数量及植株死亡情况;树高测量值与栽培时基础树高的差值即为树高生长量,基径测量值与栽培时基础的基径差值即为基径生长量。
数据均采用SPSS 22.0进行统计分析。采用重复度量方差分析(Repeated measure ANOVA)和单因素方差分析(One-way ANOVA),并用Duncan 多重比较(Duncan’s multiple range test)进行差异显著性检验(α=0.05)。采用Origin 9.0作图。
由表1 可知,石漠化种植区无花果树的总死亡率为不施肥>上位施肥>上下位施肥,就无花果品种而言,丰产黄、法紫、波姬红的死亡率均表现为上位施肥大于不施肥和上下位施肥,其中丰产黄不施肥与上下位施肥死亡率一致,法紫上下位施肥死亡率小于不施肥,波姬红上下位施肥死亡率大于不施肥;金傲梅和杜鲁的死亡率表现为不施肥>上位施肥>上下位施肥,其中杜鲁在上下位皆施肥下死亡率最低,只有4.44%。
表1 不同施肥方式下无花果树死亡率比较
重复度量方差分析结果(表2)表明,品种和施肥方式两者交互作用对各生长指标均无显著影响。施肥方式对无花果树高生长量的影响效果显著(P<0.05)。不同品种间基径生长量差异极显著(P<0.01)。施肥方式、品种及其交互作用对无花果树冠幅大小、叶片数量的影响均不显著。
表2 不同施肥方式下无花果树各生长指标的重复度量方差分析结果
由表3 可知,无花果树高生长量、基径生长量和叶片数量表现为上下位施肥显著大于不施肥和上位施肥(P<0.05),在上下位施肥处理下平均值最大,且不施肥和上位施肥之间无明显差异;无花果树冠幅和果实数量均表现为上下位施肥处理显著大于不施肥(P<0.05),其中在上位施肥和上下位施肥处理下冠幅无显著差异。
表3 不同施肥方式下无花果树生长指标
2.2.1 不同施肥方式对无花果树高生长和基径生长的影响
由图1 可知,各品种无花果表现为上下位施肥处理树高生长量最大(除杜鲁表现为上位施肥处理高于上位施肥和上下位施肥外)。在不施肥处理下丰产黄、波姬红树高生长量显著大于其他3 个品种(P<0.05),上位施肥处理下波姬红和金傲芬显著低于另外3 个品种(P<0.05),波姬红上下位施肥处理下的树高生长量最大。除丰产黄基径生长量在3 种施肥方式下无显著差异外,其他4 个品种均表现为上下位施肥处理基径生长量最大。在不施肥和上下位施肥处理中,法紫基径生长量均显著高于其他品种(P<0.05),上位施肥处理下丰产黄和法紫基径生长量差异不显著,但显著高于其余3种无花果。
图1 不同施肥方式对5个品种无花果树高、基径生长量的影响
2.2.2 不同施肥方式对无花果树冠幅和叶片数量的影响
由图2 可知,各品种无花果表现为上下位施肥处理下冠幅最大(除杜鲁冠幅在上下位施肥处理下小于上位施肥处理外)。在不施肥和上下位施肥处理下金傲芬和波姬红冠幅均显著大于其他3 个品种(P<0.05),而杜鲁冠幅在上位施肥处理下显著大于丰产黄、金傲芬和波姬红。上下位施肥处理下法紫、金傲芬和波姬红叶片数量显著大于不施肥和上位施肥处理(P<0.05),丰产黄和杜鲁叶片数量则表现为上位施肥处理显著大于不施肥与上下位施肥处理(P<0.05),不施肥和上下位施肥处理之间没有显著差异(P>0.05)。在不施肥处理下丰产黄、金傲芬和波姬红叶片数量显著多于其他品种(P<0.05),在上位施肥处理下丰产黄显著多于其他4个品种(P<0.05),法紫在上下位施肥处理下的叶片数量最多。
图2 不同施肥方式对5个品种无花果冠幅、叶片数量的影响
2.2.3 不同施肥方式对无花果树果实数量的影响
由表4 可知,丰产黄和波姬红果实数量表现为上下位施肥处理多于不施肥和上位施肥,3 种施肥方式下均表现为丰产黄果实数量显著多于其他品种(P<0.05),其余几个品种果实数量极少,甚至杜鲁在任何施肥方式下均无果实。
表4 不同施肥方式对无花果果实数量的影响
本试验发现,与不施肥相比,上位施肥和上下位皆施肥有利于提高石漠化区域无花果树的存活率,且上下位皆施肥的无花果存活率最高,这可能是因为上下位施用的农家酵熟牛粪,能更有利于根部对有机肥的充分吸收[21];除此之外,雨天可能导致上位施肥的农家酵熟牛粪流失;而不施肥处理的无花果树土壤中养分含量低,不足以长时间支持无花果树的生长,因此死亡率较高。5 种无花果品种无论是上位施肥还是上下位施肥都能促进树高生长量、基径生长量、冠幅、叶片数量增加。赵文东等研究发现施肥处理对树高、基径和冠幅的增长量明显高于不施肥[22],与本研究结果一致,其原因是石漠化区域地质地貌情况特殊,土壤层薄、土壤水分流失严重、土壤养分含量低[23-24],长时间下去不足以支撑植物生长发育需求而不利于无花果树的生长,但在栽培前进行上下位施用酵熟牛粪这类有机肥更加充分改善土壤性状[25],能够丰富土壤中养分含量,促进无花果树高、基径、冠幅和叶片生长。除此之外,腐熟的牛粪有机肥中含有大量相对稳定的有机碳,发酵农家肥逐渐改良土壤理化性质[26-27],在土壤中不易被分解而在土壤中积累[28],从而有利于无花果树的生长和发育。其中法紫、金傲芬、波姬红在上下位施肥处理下树高生长量、基径生长量、冠幅、叶片数量的最大,由于上下位施肥能为地上部分生长发育提供足够的营养;另外,因为法紫、金傲芬、波姬红作为无花果种植典型的代表[29],适合温暖地区种植,所以树势强旺。本研究发现丰产黄结果率高,即喀斯特石漠化地区属亚热带季风性湿润气候[30],有利于丰产黄的结果,与王现[31]的研究结果一致。
上位施肥和上下位施肥都能促进5 种无花果品种的树高生长量、基径生长量、冠幅、叶片数量增加,其中法紫、金傲芬、波姬红在上下位施肥处理下效果最明显。丰产黄和波姬红果实数量表现为上下位施肥处理多于不施肥和上位施肥,在3 种施肥方式下均表现为丰产黄果实数量最多。因此,对于法紫、金傲芬、波姬红的种植考虑采用上下位施肥方式;综合考虑,建议采用丰产黄作为种植品种,能为喀斯特石漠化地区带来长远的经济效益和生态效益。