施肥对交趾黄檀幼龄林生长和养分分配的影响*

黄桂丹 黄万和 李学强 陈志生 洪 舟

(1.广东省龙眼洞林场，广东 广州 510520;2.中国林业科学研究院 热带林业研究所，广东 广州 510520)

交趾黄檀Dalbergia cochinchinensis为《红木》国家标准（GB/T 18107-2017）中珍贵酸枝木类用材树种之一，属于豆科黄檀属植物[1]。交趾黄檀主要生长于中南半岛（即越南、老挝、泰国、柬埔寨、缅甸、马来西亚（西部）和新加坡）海拔100～500 m 的半落叶季风雨林或河边常绿林中[2]。交趾黄檀木材强度大、硬度高、耐腐蚀，纹理通直，木纹细腻均匀，易加工性能好，主要用作高档家具和工艺雕刻、乐器等[3]。近年来，中国林业科学研究院热带林业研究所引种交趾黄檀到中国海南、广东、广西、福建和云南地区，表现出较强的适应性[4-7]。国内学者主要针对交趾黄檀在引种、育苗繁殖和种群多样性等方面开展研究工作[8-11]，为交趾黄檀的栽培、加工和利用奠定了一定的基础。

研究表明，在交趾黄檀苗木培育过程中，通过合理的施肥方式和方法能增加育苗基质中养分，提高苗木的产量以及质量，避免过量施肥造成毒害[12]。合理的施肥用量和方式，不但可以促进苗木快速生长和生物量积累，而且能提高苗木对养分的吸收利用效率[13]。不合理的施肥方法导致肥料利用率严重低下，既不符合苗木生长和营养需求规律，又造成肥料浪费，进一步增加土壤板结和环境污染的可能[14]。因此，在大力提倡集约经营，保护环境的前提下，采用最有效的施肥方式，使养分最大程度的被植物吸收利用，提高苗木质量，显得尤为重要[15]。目前，仅针对养分加载量对交趾黄檀容器苗生长的影响，对交造林后，早期栽培技术缺乏研究。本研究以1 年生交趾黄檀实生苗作为试验材料，通过设置不同的施肥量及方法进行处理，探索适宜的施肥方法和施肥量对交趾黄檀幼龄林苗木生长和养分分配的影响，以期为交趾黄檀早期抚育管理提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在广东省广州市增城区龙眼洞林场育 苗 基 地（113°39’24”E，23°15’36”N）。属 南亚热带季风气候，年均温22.4 ℃，年均相对湿度79.5%，年降雨量1 820 mm，主要集中在4 - 7月，土壤类型为砖红壤，土样指标：pH 5.28，有机质含量1.52 g·kg-1，全氮含量0.13 g·kg-1，全磷含量0.39g·kg-1，全钾含量30.24 g·kg-1，速效氮含量78.96 mg·kg-1，速效磷含量0.63 mg·kg-1，速效钾含量113.43 mg·kg-1。

1.2 试验材料

选用苗高和地径等基本一致、无病虫害的1年生交趾黄檀作为大苗培育的试验用苗。苗木移栽时(2019 年8 月下旬)其平均树高73.92 cm，平均地径7.58 mm，根、茎和叶的生物量平均为4.79、2.74 和8.31 g·株-1。

1.3 试验方法

2019 年10 月初开始施用复合肥(N-P-K 为15%-15%-15%，总养分≥45%)按照试验用量在距离根部20～30 cm 开沟均匀施撒，共设置8 个处理，以不施肥为对照（CK），随机区组，20 株小区，3 次重复。施肥量及施肥时间如表1。

表1 施肥方案Table 1 Fertilization schedule

1.4 项目测定

试验于2020 年10 月初，利用塔尺和数显游标卡尺分别测定参试苗木树高、地径指标。植株生物量：每个小区每个处理选取5 株标准苗木，用清水冲洗干净后晾干，称其鲜质量，杀青，75 ℃烘干至恒质量，利用电子天平称量地上部分质量和地下部分质量。养分测定：烘干的样品经高速粉碎机（SPEX SamplePrp, Mixer/Mill 8000D, 1 425 r·min-1）研磨后过0.25 mm 筛，采用国家农业行业标准(NY/T 2421-2013)硫酸-过氧化氢法消煮提取制备提取液，采用凯氏定氮法测定全N 含量，钼锑抗-比色法测定全P 含量，火焰光度计法测定全K 含量[16]。

苗木质量指数和生物量收获指数，施肥效率：按照以下公式[17-19]进行计算。苗木质量指数(QI)=苗木总干质量/[(树高cm/地径mm)+(地上部分干质量/地下部分干质量)]

生物量收获指数/(g·g-1)=施肥结束后的总生物量 /施肥(NPK)总量

施肥效率/(g·g-1)=(施肥结束后的总生物量-CK 总生物量)/施肥(NPK)总量。

1.5 数据分析

采用Microsoft Excel 2010 整理数据；利用R4.2.0 软件进行单因素方差(One-way ANOVA)分析和Duncan 多重比较(P＜0.05)[20]。

不同施肥方法和用量对交趾黄檀生长和养分分配的综合评价采用隶属函数法，公式为：

式中：F(Xi)为隶属函数值，Xi、Xmax、Xmin分别为测定指标的平均值、最大值和最小值[21]。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对交趾黄檀生长的影响

由表2 可知，施肥处理显著提高交趾黄檀幼树的生长，对树高影响为T6 ＞T5 ＞T8 ＞T7 ＞T3 ＞T4 ＞T1 ＞T2 ＞CK；对地径影响为T6 ＞T5 ＞T4 ＞T3 ＞T1 ＞T2 ＞T7 ＞T8 ＞CK。其中T6 处理时，交趾黄檀幼林的树高和地径生长表现最佳，分别达到189.58 cm 和38.24 cm。不施肥处理的对照(CK)最小，树高和地径分别为149.33 cm 和32.45 mm；T6 处理与CK 相比，树高和地径增幅分别为26.95%和17.84%。

表2 不同施肥处理下交趾黄檀生长表现Table 2 Growth of D. cochinchinensis under different fertilization treatments

2.2 不同施肥处理对交趾黄檀苗木生物量和苗木质量指数的影响

所有施肥处理的交趾黄檀苗木地上生物量均高于CK。其中，T6 处理的地上生物量最大，为85.80 g，与CK 有显著差异，其次为T5 处理。不同处理间，苗木地下生物量显著差异，平均为25.98 g。T6 处理的地下生物量最高，为33.99 g。不同处理总生物量差异极显著，总生物量平均为91.83 g，较试验开始时总生物量提高了579.75%，其中CK 总生物量最小，为70.84 g。施肥处理的植株鲜质量高于CK，其中T5 和T6 处理与CK 显著差异，T6 处理植株鲜质量最大，为273.30 g，是CK 鲜质量的1.6 倍。不同处理的苗木质量指数间显著差异。试验结果表明，施肥处理有利于提高苗木的鲜质量、地上生物量和植株总生物量，其中T5 和T6 处理对苗木生物量和鲜质量有着显著的影响效果。

2.3 不同施肥处理对交趾黄檀幼林期各器官养分含量的影响

由图1 可知，交趾黄檀幼林期各器官的氮含量为T6 ＞ T4 ＞ T8 ＞ T3 ＞ T5 ＞ T7 ＞ T2 ＞ T1 ＞ CK。交趾黄檀的3 种植物器官当中，叶片的氮含量最高，以T8 处理为例，至试验结束时，其叶片氮含量分别为茎和根的1.52 倍和1.55 倍。方差分析表明，T6 处理的根、茎和叶氮含量显著高于其他处理。

图1 不同施肥处理下交趾黄檀各器官养分含量Fig. 1 Nutrient contents of different organs of D. cochinchinensis under different fertilization treatments

2.4 不同施肥处理下交趾黄檀幼林期生物量收获指数和施肥效率

生物量收获指数和施肥效率反映了苗木对外源添加肥料中养分的利用情况[22]。由表4 可知，不同施肥处理间的生物量收获指数和施肥效率均差异显著。其中，T2 处理的生物量收获指数和施肥效率最高，分别为58.16 和47.60。T7 处理的生物量收获指数和施肥效率最低，仅为T1 处理的37.65%。试验结果表明，合理的施肥方法能够节约成本，提高了苗木对肥料的利用效率。

2.5 不同施肥处理下交趾黄檀生长和养分各指标综合效益隶属函数分析

不同施肥处理对交趾黄檀生长和养分各性状影响不同（表5）。因此，采用隶属函数分析法，对交趾黄檀生长和养分的各指标进行隶属函数值化，通过隶属函数均值对比，比较不同施肥方法对植株综合效益评价，均值越高，代表效果越好[23]。综合评价排名为T6 ＞T5 ＞T4 ＞T8 ＞T3 ＞T7 ＞T1 ＞T2 ＞CK。由表4 和表5 可以看出，T1 和T2 处理的肥料利用率最高，但苗木生长效果较差，说明T1 和T2 处理提供的营养未达到植株所需的饱和状态。试验结果表明，所有施肥处理对苗木综合效益都高于CK。从隶属函数均值可以看出，施肥总量相同，但是施肥处理方式不同，效果也不同。施肥效果隶属均值随施肥总量的增多而增大，说明施肥方法和施肥量综合影响了土壤中的养分和植株生长。

表3 不同施肥处理下交趾黄檀生物量、鲜质量和质量指数Table 3 Biomass, fresh weight and quality index of D. cochinchinensis seedlings under different fertilization treatments

表4 不同施肥处理的交趾黄檀幼林期生物量收获指数和施肥效率 g·g-1Table 4 Biomass harvest index and fertilization efficiency of young forest for D. cochinchinensis under different fertilization treatments

表5 不同施肥处理下交趾黄檀苗木和养分各指标综合效益隶属函数分析Table 5 Membership function analysis of comprehensive benefits of seedling and nutrient indexes of D. cochinchinensis under different fertilization treatments

3 结论与讨论

合理的施肥措施能够促进植物生长和生理代谢，增强植物抗性，是早期培育优质林分的重要抚育措施之一[24]。李锐聪[25]通过N、P、K 肥裂区试验设计发现，施肥能够对交趾黄檀幼树的生长均具有较好的促进作用。本研究结果表明，不同施肥方式和施肥量对交趾黄檀幼龄林的地径、树高生长以及生物量积累效果的影响不一致。施肥促进交趾黄檀人工幼林地径生长量提高1.89%～17.84%，树高生长量提高9.45%～26.95%(表1)；施肥分别增加交趾黄檀人工幼林的地上和地下生物量18.73%～74.74%和9.21%～56.22%(表2)，说明施肥能较快地促进交趾黄檀的早期生长。本研究结果与交趾黄檀苗期施肥一致[26]，合理的施肥可以最大限度地提高交趾黄檀苗期的养分储备、多糖和脯氨酸含量以及抗氧化能力，而过量施肥会造成苗木毒害，反而不利于生长。合理的施肥是促进交趾黄檀生长、提高产量和质量，培育交趾黄檀速生丰产林过程中必不可缺的基础技术措施。

植物不同组织的养分浓度即能反映林分植株的个体营养状况，又能反映立地土壤中的营养变化及其养分供应状况[27]。通过合理施肥使林木体内营养元素浓度保持适当水平与比例才能达到速生高产的目的，同时也是人工林管理的重要依据[28]。氮磷钾配方施肥后，各施肥处理的刨花润楠叶片N、P、K 含量和N ∶P 比值明显提高，不同施肥处理下的元素含量和N ∶P 比有所不同[29]。不同施肥处理间交趾黄檀不同组织对养分的吸收和积累不同，养分在植物体内的浓度也不一致：叶中N、P、K 的浓度均大于茎和根部位（图1）。本研究与以往研究结果相似，表明叶片对土壤养分的供应非常敏感，叶片中养分含量可以反映土壤养分的有效性及供应水平，但不同叶龄叶片中养分含量有着较大差异[30]。

对交趾黄檀幼林进行不同方式施肥处理，利用施肥对生长和养分含量进行综合隶属函数值法进行评定施肥效果，试验结果表明，施肥处理比不施肥对容器基质养分和苗木效果要好，施肥方法不同，施肥效果具有一定的差别。本研究中，通过基肥2 kg，每隔3 个 月 追 肥0.25 kg， 总 计 添 加3.0 kg复合肥对交趾黄檀幼林的生长和养分分配综合效益影响最好，可作为交趾黄檀幼林期用肥参考。

本研究中，由于试验条件和时间的限制，仅对一年生交趾黄檀的生长情况和养分变化进行了分析比较，并未开展施肥处理对交趾黄檀生理变化和土壤养分含量等方面的影响。今后，应在不同的立地条件上进行施肥试验，同时开展试验周期更长的跟踪调查，以获得更精确的试验结果，更进一步准确地指导交趾黄檀早期苗木培育。