配方施肥对杉木人工林大径材的影响

摘要：以32年生杉木大径材林分为研究对象，分析不同施肥配方下杉木人工林的材种结构及大径材出材量、出材率状况。采用因地制宜的“3414”施肥配方，随机区组设计，3组重复。结果表明，杉木人工林大径材株数所占比最高的为处理10（N肥140 g/株、P肥500 g/株、K肥60 g/株），占总株数的40.00%;施肥2年后，处理8（N肥450 g/株、P肥800 g/株、K肥200 g/株）对大径材出材量的增加效果最为显著，达到291.89%，施肥3年后，处理10对大径材出材量的增加效果最为显著，达到235.07%，施肥4年后，处理8对大径材出材量的增加效果最为显著，达到243.87%;施肥2年后，处理7（N肥300 g/株、P肥1 200 g/株、K肥200 g/株）的大径材出材率最好，比对照增加305.88%，施肥3年后，处理10的大径材出材率增长最多，比对照增加383.02%，施肥4年后，处理10的大径材出材率增加最多，比对照增加145.00%;N肥和P肥对大径材出材量的增长在2018、2019年均有显著或极显著影响，施肥4年后，N肥和P肥对大径材出材率的增长影响极显著。

关键词：杉木;施肥;人工林;大径材;出材量;出材率

中圖分类号：S791.270.5   文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2021）11-0098-04

收稿日期：2020-06-26

作者简介：覃文渊（1982—），男，广西来宾人，工程师，主要从事森林培育研究。E-mail：446647582@qq.com。

随着社会对木材需求的不断增长，人工林的定向培育技术及大径材的相关研究越来越受到人们的关注，在经济、社会及生态的综合层面上具有重要的意义[1-3]。目前，我国人工林发展呈现高产、稳定、优质的局势[4]。研究树种主要有杉木（Cunninghamia lanceolate）、桉树、落叶松等[5-7]。目前相关的研究主要集中在立地、密度方面[8-10]。而关于大径材的出材量及出材率对施肥的响应还很少见报道。杉木是我国南方重要的用材性速生树种，然而，杉木自肥能力差、好肥量大的特性致使杉木林在生长至成熟阶段也需要配合使用肥料促进其生长，从而提高人工林的生产力。本研究根据施肥后杉木人工林林分生长的调查结果，探索施肥对杉木人工林分生长及材种出材量和出材率的影响规律，以期为杉木人工林大径材的科学经营提供相关的参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于广西壮族自治区来宾市国有维都林场，23°42′44″N，109°15′11″E，该地属南亚热带湿润季风气候区，年平均气温20.8 ℃，1月平均气温1.2 ℃，7月平均气温29.8 ℃，≥10 ℃年积温8 307 ℃ 左右，极端最低温-1.5 ℃，极端最高温40.8 ℃;年降水量为1 850 mm，雨季一般在5—9月，旱季为10至第二年4月，年平均相对湿度为80%左右，年日照时数为2 015 h，无霜期约313 d，全年气候温和，雨量充沛。海拔在311～655 m之间，坡度在25°～40°之间。林地土壤主要以第四纪母质发育的黄红壤为主，土层深度在1 m 以上，质地较黏，肥力中等，pH值为5.4～6.1，呈微酸性。试验地的土壤理化性状见表1、表2。试验地的立地指数为18，造林密度为1 225株/hm2。地带植被为亚热带常绿阔叶林，杉木林下主要植物有苦竹、五节芒、芒箕、狗脊等。

1.2 材料与方法

在广西壮族自治区来宾市国有维都林场选择立地条件和经营措施状况较一致的杉木人工林，进行杉木不同发育阶段配方施肥处理，试验采用“3414”不完全处理（钾固定），测土配方、测树配方以及微量元素平衡施肥共12个处理，3个重复（标准样方为10 m×10 m），采用完全随机区组设计，共36块样地。

在2016年3月、2019年3月进行施肥处理，施肥方式采取的是树上方坡面开沟施入，在离树基部100 cm的上方挖沟，沟长120 cm，沟深25 cm。每个样地四周增加1行施量，作为缓冲带。每次的施肥量相同，施肥处理见表3。

在2016年12月、2017年12月、2018年12月、2019年12月底分别对样地内的杉木进行每木检尺，测定树高、胸径、冠幅等指标。

1.3 统计分析

根据林分立木材种按径阶大小为区分标准[11]，分别计算出各径阶的立木出材量，并按照各材种所包含的各径阶材种进行归并，各径阶杉木株数材种占比见表4。

杉木立木单株材积计算公式：V=0.000 058 770 42×D1.969 983 1×H0.896 461 57，其中V为单株材积（m3），D为各小区处理的平均胸径（cm），H为平均树高（m）。采用Excel软件及SPSS软件进行数据处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对杉木人工林径阶结构的影响

不同施肥处理杉木人工林株数径阶分布情况见表5，大径材占比排在前3位的分别为处理10、处理8、处理9，相对应的，这些处理下的树木多集中在高径阶段。中径材占比排在前3位的分别为处理2、处理6、处理11，径阶株数分布曲线峰值均出现在径阶20处。小径材占比排在前3位的分别是处理3、处理4、处理5。

2.2 不同施肥处理对杉木人工林大径材出材量的影响

比较不同配方施肥与对照处理大径材出材量增长的影响见表6，结果表明，不同施肥处理下大径材的出材量在4年的生长中均有所提升。2017年各施肥处理大径材出材量的增长量（2年增长量）为4.89～18.85 m3/hm2，比对照处理增长了1.66%～291.89%，处理6、处理7、处理8、处理10、处理11、处理12与对照处理间差异达到显著水平，其中，处理8、处理7、处理10施肥效果最为显著，分别比对照增长291.89%、250.52%、238.25%;2018年各处理的积累增长量（3年增长量）为7.71～23.79 m3/hm2，比对照增长了8.59%～235.07%，处理3、处理6、处理7、处理8、处理10、处理11与对照间的差异达到显著水平，其中处理10、处理8、处理11施肥效果最为显著，分别比对照增长235.07%、234.79%、217.61%;2019年各处理下大径材的出材量积累增长量（4年增长量）达到了9.61～31.12 m3/hm2，比对照增长了6.13%～243.75%，处理3、处理6、处理7、处理8、处理10、处理11、处理12与对照之间的差异达到显著水平，其中处理8、处理7、处理10施肥效果最为显著，分别比对照增长243.87%、220.66%、218.34%。

2.3 不同施肥处理对杉木人工林大径材出材率的影响

2017年不同处理下大径材的出材率均较施肥前有所提高（表7），增幅为38.24%～305.88%，处理7、处理6、处理8与对照相比增长最多，分别提高了305.88%、245.59%、169.12%，其中处理7、处理6与其他处理相比差异显著;2018年的增幅为17.74%～383.02%，处理10、处理11、处理9与对照相比增长最多，分别提高了383.02%、224.53%、176.98%，其中处理10、处理11与其他处理差异显著;2019年的增幅为5.10%～144.95%，处理10、处理8、处理6与对照相比增长最多，分别提高了144.95%、107.46%、102.89%，这3个处理与其他处理间差异显著。

2.4 大径材产量变化与配方施肥的相关性

通过对大径材产量变化及施肥配方进行相关性分析（表8），结果表明，施肥后2018年、2019年的调查分析均显示为大径材的出材量及出材率增长量与N、P元素显著或极显著正相关，在2019年时出材量增长量与N、P元素的相关性最强。表明配方施肥中的N、P元素对大径材的出材量增长量影响极大。

3 结论与讨论

杉木大径材的评定标准不是单一的，本研究分析了配方施肥处理下杉木人工林样地内径阶株数分布状况、大径材出材量及出材率，不同的施肥处理下，各项指标的数值均有显著提高。试验结果显示，在经过4年间2次施肥后，杉木人工林大径材的出材量增长量以高N配以中等量的P肥K肥最高，说明成熟阶段的杉木林对N、P的需求量依旧很大，在高N条件下更能提高大径材出材量的增长，南方土壤中N、P元素的缺乏限制了我国南方人工林的生长有效素偏低对该结果也有较大的影响。大径材出材率最高出现在测土处理，与此同时，该处理下大径材的株数比例也是最高的，表明测土配方施肥更能够培育出大径材林木。这与刘景芳等的研究结果[12]一致。结合相关分析结果，2代杉木大径材的产量提高对N肥、P肥的需求仍旧很高，2次施肥的累计量显示，第4年时测土配方肥中P肥的比例对培育大径材更有效果，因此适合培养大径材的配比方案仍需进行更深入的试验研究，在生产实践过程中，可以通过测定土壤自身的养分条件进行调整。

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