颜民辉,吴德提,周 全
[1.斯道拉恩索(广西)林业有限公司,广西北海 536017;2.合浦县林业科学研究所,广西合浦 536100;3.合浦县常乐镇乡村建设综合服务中心,广西合浦536126]
桉树(Eucalyptusspp.)是桃金娘科桉属植物[1],具有极快的生长速度和较强的适应能力,是世界四大速生树种之一。桉树成材早,经济效益好,材质坚硬,是广泛应用于家具、船舶和建筑等领域的原材料,具有较高的经济价值。近年来,随着市场需求量的增加,桉树的种植面积不断增加[2]。然而由于追求迅速成林,采取不合理的种植方式和施肥模式,导致生态环境遭到破坏,土壤生物多样性下降,养分失衡,影响桉树产业的可持续发展。因此,采取合理的种植方式和施肥方法是保证桉树产业稳定健康发展的重要措施[3]。
种植密度是影响林木生长的重要因素,合理的种植密度能使土壤利用效率最大化,有利于形成高效率空间结构。在不同种植密度条件下,林木凋落物往往存在明显差异,进而影响土壤养分和微生物结构[4]。施肥也是决定林木生长状况的决定因素之一,研究表明,适宜的施肥量能为林木生长提供充足的养分。桉树为速生树种,对养分的需求量较大,因此确定适宜的施肥量至关重要[5]。目前有关种植密度和施肥量对桉树幼苗生长影响的研究较少,本试验设置不同种植密度和施肥量,研究种植密度和施肥量对桉树幼苗形态、光合作用和生物量的影响,为桉树高效栽培提供参考。
试验地点位于广西北海市银海区平阳镇,属亚热带海洋性季风气候。年平均气温22.9 ℃,年平均降水量1670 mm,年平均日照时间2009 h,试验林地土壤类型为红壤土,土壤肥力中等。
试验材料为尾巨桉无性系杯苗,苗高约18 cm,地径2.5 mm。试验用肥料为桉树专用复合肥,m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=16∶6∶8,由广东利尔达肥业有限公司生产。
试验采用裂区设计,主区考察因素为桉树种植密度,设置3 个水平,分别为2 m×2 m(D1)、2 m×3 m(D2)、2 m×4 m(D3),各水平面积300 m2;副区考察因素为施肥量,设置3 个水平,分别为600 g·株-1(F1)、1200 g·株-1(F2)、1400 g·株-1(F3),各水平面 积100 m2。2021 年3 月18 日种植,1/2 的肥料作为基肥施入,剩余1/2 在6 月中旬追施。其他管理措施均相同。
1.3.1 桉树幼苗形态特征的测定
在9 月下旬,每个处理选择20 m×24 m 样方,采用直尺与游标卡尺测量调查桉树苗高和地径。
1.3.2 桉树幼苗光合特性的测定
在8 月中旬,每个处理选择3 株桉树幼苗,使用Li-6400 便携式光合系统测定同一部位叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Cr)、蒸腾速率(Tr)和胞间二氧化碳浓度(Ci)。
1.3.3 桉树幼苗生物量的测定
在9 月下旬,每个处理选择3 株桉树幼苗,将地上部取下,并分离茎和叶,在105 ℃下杀青30 min,然后在80 ℃下烘干至恒重。使用分析天平进行称重。
试验数据采用Excel 2010 进行整理和计算,使用SPSS 24.0进行方差分析和多重比较。
形态特征是评价植株生长状况最直观的指标。由表1 可知,不同种植密度和施肥量处理对桉树幼苗株高和地径有显著影响。1)平均苗高在同一密度水平下随着施肥量的增加呈逐渐增加的趋势,均为F2、F3显著高于F1 处理,F2 和F3 处理间无显著差异。在同一施肥量水平下随着种植密度的降低,桉树的苗高呈逐渐升高的趋势,在D3F3 处理下的平均苗高最高。2)平均地径在同一密度水平下,不同施肥量处理间无显著差异;在同一施肥量水平下随种植密度降低呈逐渐增加的趋势,D3F2 和D3F3 处理显著高于其他处理组,D3F3处理的地径最大。
表1 种植密度和施肥量对桉树幼苗形态特征的影响
光合作用是植物生长发育中的重要生理生化过程。由表2 可知,不同种植密度和施肥量对桉树幼苗的光合参数有显著影响。1)净光合速率在D1 密度处理下随着施肥量的增加呈逐渐增加的趋势,在D2 和D3密度处理下随氮肥用量的增加呈先升高后降低的趋势。在同一施肥量水平下,D2 和D3 密度处理均显著高于D1 密度处理下净光合速率,D2 和D3 密度间差异不显著。2)气孔导度变化特征和净光合速率相似。3)胞间二氧化碳浓度在D1 密度处理下随着施肥量的增加逐渐降低,在D2和D3密度处理下先降低后升高。4)蒸腾速率在D1 密度处理下随着施肥量的增加呈逐渐增加的趋势,在D2 和D3 密度处理下随氮肥用量的增加呈先升高后降低的趋势,其中在D3 密度处理下各施肥处理间差异不显著。
表2 种植密度和施肥量对桉树幼苗光合参数的影响
生物量是反映植株生长状况最直观的指标。由表3 可知,不同种植密度和施肥量对桉树幼苗的生物量有显著影响。1)茎生物量在同一密度处理下随着施肥量的增加呈逐渐增加的趋势,在D1 和D3 密度处理下F2、F3显著高于F1处理,F2和F3处理间无显著差异,在D2 密度处理下各施肥水平间差异均显著。在同一施肥量下,桉树的茎生物量随密度降低呈逐渐升高的趋势,在D3F3 处理下桉树的茎生物量最大。2)叶生物量在同一密度处理下随着施肥量的增加呈逐渐增加的趋势,均表现为F2、F3显著高于F1处理,F2 和F3 处理间无显著差异。在同一施肥量下随着种植密度的降低,桉树的叶生物量呈逐渐升高的趋势。3)总生物量变化趋势与叶生物量基本一致。
表3 不同种植密度和施肥量对桉树幼苗生物量的影响 单位:g·株-1
适宜的种植密度对提高树木对温度、光照、水分的利用率具有积极作用。有研究表明,密度过高会导致林地郁闭度过高,影响通风透光性,不利于苗木生长,而密度过低又会造成土地资源浪费[6]。可见种植密度对调控群体结构有着重要作用。施肥是植物生长过程中养分吸收的重要来源,尤其是桉树生长速度极快,施肥量直接影响桉树的生长和成材[7]。
本试验结果表明,平均苗高、地径和生物量在同一密度处理下随着施肥量的增加呈逐渐增加的趋势,在同一施肥量下随着种植密度的降低呈逐渐升高的趋势。分析其原因,可能是密度过高导致地下根系间对水分的吸收产生竞争关系,且密度过高会影响群体光合能力,从而导致物质积累量少,林木长势较差[8]。施肥量不足会影响桉树的养分吸收,达到适宜施肥量后,继续增加用量对桉树生长的提升效果不明显[9]。在D3 密度下,虽然桉树生长较好,但和D2 处理的总生物量无显著差异,说明低密度对单株长势的增益不足以弥补对密度降低的整体损失。本试验表明,在密度为2 m×3 m,施肥量为1200 g·株-1时桉树的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率最高,说明在该密度和施肥量下桉树结构合理、光照资源利用效率较高,是较好的桉树种植模式。
综上所述,平均苗高、地径和生物量在同一密度处理下随着施肥量的增加呈逐渐增加的趋势,在同一施肥量下随着种植密度的降低呈逐渐升高的趋势,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率在D2 和D3 密度下各施肥处理均显著高于D1,在D2F2处理下达到最大值。因此,综合分析认为,在密度为2 m×3 m,施肥量为1200 g·株-1时的桉树长势较好,效益较佳。