两种施肥方式对尾巨桉萌芽林生长特性的影响

黄彩枝, 万日崇, 李海星, 何 斌

(1.广西国有派阳山林场，广西 宁明 532500；2.广西大学林学院，广西 南宁 530004)

桉树(Eucalyptus)适应力强，速生、丰产，用途广泛，具有较高的经济和生态价值，已在许多国家广泛种植[1-2]。目前，我国桉树种植面积达450万hm2，主要分布在广西、广东、海南等南方17个省(市、自治区)。广西桉树人工林种植面积约200万hm2[3-4]，桉树生产已成为当前广西林业生产发展的重要支柱产业之一。目前，我国超过70%的桉树人工林是短轮伐期(轮伐期一般为5～7 a)工业用材林[4]。桉树人工林对养分的需求量大，但我国南方桉树栽培区地带性土壤肥力水平及其主要养分含量较低。因此，合理的林地施肥是促进桉树人工林速生丰产并获得较高经济效益的重要技术措施。自20世纪60年代，我国开始进行桉树人工林施肥，之后广大科技工作者对桉树人工林开展了大量的施肥技术研究与推广应用工作[5-9]，并取得了显著的经济效益。

水溶性肥料(液态肥)是一种可完全溶于水的多元复合速效肥料，具有易吸收、利用率高和营养全面等优点[10-11]，可实现水肥一体化管理，具有广阔的发展前景。近年来，水溶性肥料已广泛应用于我国农业生产，并取得了良好的成效[10-11]，但有关其在人工林施肥方面的研究少见报道。为此，本文以桉树萌芽林为研究对象，比较水溶性肥料与常规施肥(固态肥)两种施肥方式对桉树人工林生长的影响，以期为桉树人工林经营管理尤其是林地施肥管理提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于广西省宁明县城中镇怀利村浦城屯。宁明县地处北回归线以南(106°38′～107°36′E，21°51′～22°58′N)，属亚热带季风气候区，年均气温22.1 ℃，年均降雨量1 200 mm。试验地属低丘陵地貌类型，海拔120～150 m，西南坡，坡度18°～23°；土壤为砂页岩发育形成的赤红壤，土层厚度≥70 cm，土壤(0～40 cm) pH为4.3，有机质、全氮、全磷和全钾含量分别为18.30、0.76和6.05、0.27 g·kg-1，水解氮、速效磷和速效钾含量分别为70.3、0.76和35.8 mg·kg-1。

试验林前茬为2012年3月营造的尾巨桉(Eucalyptusurophylla×E.grandis)无性系DH3229植苗林，造林密度1 920株·hm-2(2.0 m×2.6 m)。2017年7月底采伐后进行萌芽更新，同年11月结合除草抚育进行除萌定株，保留密度为1 875株·hm-2。

1.2 研究方法

1.2.1 参试肥料 参试肥料分别为液态肥和固态肥。其中，液态肥为广西垂青生物科技有限公司生产的垂青护林液态复合肥，质量浓度为200 g·L-1，主要养分含量为：有机质≥220 g·L-1，大量元素(N+P2O5+K2O)≥250 g·L-1，微量元素(Fe+Zn+B)为2.0～5.0 g·L-1，不溶物≤50 g·L-1；固态肥为广西力源宝农林科技发展有限责任公司生产的桉树复合肥，主要养分含量为：有机质≥20%(质量比)，大量元素(N+P2O5+K2O)≥300 g·kg-1，微量元素(Cu+Zn+B)为1.0～2.0 g·kg-1。

1.2.2 试验方法 试验采用随机区组设计，分别设置液态肥和固态肥两种施肥方式，3次重复，共6个试验样地(小区)。样地面积均为400 m2(20 m×20 m)，小区之间留2行保护行。(1)施用液态肥。分别于2018、2019、2020年的3月各施肥1次，每次施肥量0.5 kg·株-1，总施肥量1.5 kg·株-1(2 812.5 kg·hm-2)；施肥时在离树蔸周围约20 cm处破袋倒入液体肥料。(2)施用固态肥。按当地常规施肥措施进行，分别于2018、2019、2020年的3月和9月各施肥1次，其中3月施肥量0.6 kg·株-1，9月施肥量0.4 kg·株-1，总施肥量3.0 kg·株-1(5 625 kg·hm-2)；施肥时在离树蔸20 cm处上坡位置挖环形沟施入，然后重新覆盖土壤。

1.2.3 生长量的测定 2018年3月(林龄8月)第1次测定试验林的生长指标，并进行林地施肥。此后分别于2018年7月、11月和2019年3月、7月、11月(林龄分别为12、16、20、24和28月)中旬对试验林进行跟踪测定。

1.2.4 蓄积量计算 根据林分生长测定结果，计算单株材积[12]。

V=C0×D[C1-C2×(D+H)]×H[C3+C4×(D+H)]

式中，V为单株材积/m3；D为胸径/cm；H为树高/m；C0～C4均为常数，其中C0=0.000 109 154 150，C1=1.878 923 70，C2=0.005 691 855 03，C3=0.652 598 05，C4=0.007 847 535 07。

1.2.5 施肥成本的估算 施肥成本主要由肥料成本、人工费、肥料运费和林道维护费构成。其中，液态肥每年施肥1次，施肥成本：肥料费3 750元·hm-2(0.5 kg·株-1×4元·kg-1×1 875株·hm-2)、人工费562.5元·hm-2(0.3元·株-1×1 875株·hm-2)、肥料运费180元·hm-2、林道维护费180元·hm-2；固态肥每年施肥2次，施肥成本：肥料费4 125元·hm-2(0.6 kg·株-1×2.2元·kg-1×1 875株·hm-2+0.4 kg·株-1×2.2元·kg-1×1 875株·hm-2)，人工费1 275元·hm-2(660元·hm-2+615元·hm-2)、肥料运费为334.5元·hm-2(201元·hm-2+133.5元·hm-2)，林道维护费360元·hm-2(180元·hm-2+180元·hm-2)。因尾巨桉萌芽林1个经营周期(轮伐期)连续施肥3 a，因此以3 a估算施肥总成本。

1.3 统计与分析

采用 Excel 2013进行数据的整理、计算和制图；采用SPSS 22.0软件对林木树高、胸径、单株材积等相关数据间的差异性进行单因素方差分析(ANOVA)。

2 结果与分析

2.1 两种施肥方式对尾巨桉萌芽林树高生长的影响

从表1可见，施肥前两种试验样地尾巨桉萌芽林平均树高生长量差异不大(分别为6.1、6.2 m)。在尾巨桉萌芽林生长过程中，施用液态肥的萌芽林平均树高生长量均高于固态肥；林龄28月萌芽林平均树高生长量达14.8 m，比同龄施用固态肥的萌芽林(14.2 m)提高4.23%，比施肥前(6.1 m)增长8.7 m，高于施用固态肥的相应总增长量(8.0 m)，但差异不显著(P>0.05)。从树高生长过程看，施用液态肥的萌芽林平均树高增长量以林龄8～12月(2.5 m)最大，其次是12～16月(2.1 m)和24～28月(1.9 m)，最小是16～20月(1.0 m)；施用固态肥则以林龄12～16月(2.2 m)最大，其次是8～12月(1.7 m)和24～28月(1.6 m)，最小是16～20月(1.2 m)。

表1 两种施肥方式下尾巨桉萌芽林树高生长量1)Table 1 Effects of two fertilization methods on tree height growth of E.urophylla×E.grandis sprout forests m

2.2 两种施肥方式对尾巨桉萌芽林胸径生长的影响

由表2可知，施肥前两种试验样地尾巨桉萌芽林平均胸径差异不大(分别为4.0、4.2 m)。林龄12月时，施用液态肥的萌芽林胸径生长量(6.3 cm)已超过固态肥(6.0 cm)，之后其胸径生长量始终高于固态肥；林龄28月时，施用液态肥的萌芽林胸径生长量达9.4 cm，比施用固态肥萌芽林(8.8 cm)提高6.82%，比施肥前(4.0 m)增长5.4 cm，也高于固态肥相应总增长量(4.6 cm)，且差异显著(P<0.05)。从胸径生长过程看，施用液态肥和固态肥的萌芽林胸径增长量均以林龄8～12月(2.3和1.8 cm)最大，而后随林龄增大而逐渐减小，至24～28月时胸径增长量分别下降至0.6和0.5 m。

表2 两种施肥方式下尾巨桉萌芽林胸径生长量1)Table 2 Effects of two fertilization methods on DBH growth of E.urophylla×E.grandis sprout forests cm

2.3 两种施肥方式对尾巨桉萌芽林材积生长的影响

林木材积是林分树高和胸径的综合反映。从表3可见， 施用液态肥和固态肥后，林龄28月萌芽林单株材积分别为0.052 6、0.044 5 m3·株-1，且差异显著(P<0.05)。施用液态肥后，林龄28月萌芽林单株材积比施肥前增长0.044 5 m3·株-1，显著高于施用固态肥的相应总增长量(0.035 8 m3·株-1)(P<0.05)。从材积的生长过程看，两种施肥方式单株材积增长量因林龄不同而存在差异，施用液态肥萌芽林单株材积增长量依次为：林龄24～28月(0.011 7 m3·株-1)>林龄12～16月(0.010 7 m3·株-1)>林龄20～24月(0.008 3 m3·株-1)>林龄8～12月(0.007 5 m3·株-1)>林龄16～20月(0.006 3 m3·株-1)；施用固态肥的增长量依次为：林龄12～16月(0.009 0 m3·株-1)>林龄24～28月(0.008 6 m3·株-1)>林龄20～24月(0.007 8 m3·株-1)>林龄16～20月(0.006 0 m3·株-1)>林龄8～12月(0.004 4 m3·株-1)，且施用液态肥的萌芽林各生长阶段材积净生长量均高于固态肥。

表3 两种施肥方式下尾巨桉萌芽林单株材积生长量1)Table 3 Effects of two fertilization methods on volume growth per plant of E.urophylla×E.grandis sprout forests m3·株-1

2.4 两种施肥方式施肥成本比较

按尾巨桉萌芽林1个经营周期的前3 a进行林地施肥成本估算(表4)，施用液态肥和固态肥的施肥成本分别为14 017.5和18 283.5元·hm-2。施用液态肥比固态肥节约4 266.0元·hm-2，其中肥料费节约1 125元·hm-2、人工费节约2 137.5元·hm-2、运费节约463.5元·hm-2、林道维修费节约540元·hm-2。

表4 两种施肥方式的施肥成本比较Table 4 Comparison of fertilization cost between two fertilization methods 元·hm-2

3 讨论与结论

由于桉树林速生丰产，其生长过程中对养分需求大，加上南方桉树栽培林地土壤肥力水平和养分含量较低，因此林地施肥对桉树生长发育具有重要影响[6-9,13]。江松远等[14]对0.5年生尾叶桉萌芽林施肥试验表明，与不施肥相比，不同施肥量均能促进尾叶桉萌芽林的生长，施肥后2.5 a即3年生尾叶桉萌芽林树高、胸径、单株材积和林分蓄积生长量均与施肥量成正比，且各施肥处理林分蓄积生长量与不施肥间的差异性达到显著水平。杨紫龙等[15]对2年生桉树萌芽林施肥试验表明，各施肥处理在施肥1 a后林分蓄积增加量均显著高于不施肥处理，但不同施肥次数林分蓄积增加量差异不显著。本研究表明，施用液态肥的尾巨桉萌芽林树高、胸径和蓄积生长量均高于固态肥。林龄28月萌芽林施用液态肥的单株材积显著高于固态肥，表明施用液态肥对尾巨桉萌芽林材积生长的促进作用更强。其主要原因可能是固态肥采用的是普通复合肥，虽然施肥量较大，但其养分利用率仅20%～30%；而水溶性肥料养分含量高且全面，养分利用率达70%～80%，而且配方更合理[10-11]，适合林木生长且有利于养分的保持与供应。

据估算，1个经营周期内，尾巨桉萌芽林液态肥总投入比固态肥减少4 266.0元·hm-2，可见液态肥施肥成本较低。由于液态肥成分几乎完全溶于水，容易被林木吸收，养分利用率高，残留少，施肥过程中不用挖沟和覆土，可以减少操作环节，同时也减少因降雨造成的水土流失。

综上所述，与固态肥相比，液态肥因养分容易吸收、利用率高、残留少等特点，更有助于促进尾巨桉萌芽林的生长，同时还具有施肥成本低和操作简便等优点。由于试验时间的限制，本文仅对两种施肥方式下林龄28月的尾巨桉萌芽林生长状况进行比较分析，之后的林木生长过程还有待于进一步研究。而在今后的液态肥试验研究与推广应用中，如果能够根据桉树林不同生长阶段和长势的养分需求不断调整肥料配方，以均衡桉树对各种养分的需求，对实现桉树林经营的减肥增效与减少环境污染，促进其可持续发展具有重要的意义。