毛红椿和杉木混交幼林对不同施肥措施的生长响应

章允清

(福建省顺昌埔上国有林场,福建 顺昌 353200)

毛红椿(Toonaciliata)为楝科(Meliaceae)香椿属(Toona)落叶或近常绿乔木,高可达30 m,花期5—6月,果熟期10—11月,分布于我国福建、江西、安徽、湖南、广东、广西、云南、四川、贵州等省,垂直分布在海拔500—2500 m,多呈天然零星分布,是国家二级保护珍贵树种,具有较高的经济价值和开发前景,被誉为“中国桃花心木”[1]。毛红椿具有极其优良的速生性,福建省洋口国有林林场来舟试验中心(原福建省来舟实验林场)在20世纪80年代末开始尝试毛红椿造林,90年代中开始成片造林,均取得良好效果[2]。柳新红等[3]将其列为浙西南首批推广的速生工业用材原料树种。

福建位于毛红椿最适宜分布区内[4-5],近年来,各地开始培育毛红椿苗木、营造毛红椿纯林、毛红椿和杉木、马尾松混交林[6-7]。南平市顺昌县位于福建省北部,是杉木中心产区,前期杉木、马尾松等单一针叶树种大面积造林,导致生物多样性下降,地力衰退比较严重,人工林林地土壤养分供应状况普遍较差,养分总量难以满足人工林速生高产的需要[8]。因此,毛红椿推广造林以来,施肥类型和施肥量等方面的技术措施引起了生产经营者的重视,由此笔者根据福建省闽北林地实际状况以及毛红椿和杉木等树种的养分需求特性,探讨不同肥料类型及施肥量等对毛红椿和杉木混交幼林生长的影响,以期为毛红椿和杉木混交栽培的施肥规范化提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地设在福建省顺昌埔上国有林场25林班55大班10小班,面积9.2 hm2,位于武夷山脉东侧下部,地理坐标为117°43′36″E、26°57′10″N。为武夷山脉低山丘陵地貌,海拔233 m,坡度20°,南坡全坡,土壤为山地红壤,土层厚度70～100 cm,腐殖层厚度10～20 cm,立地质量等级为Ⅱ级,为杉木人工林采伐迹地。属亚热带海洋性季风气候,年均气温18.5 ℃,年均降水量1300～2100 mm,年均相对湿度78.3%。2020年1月,按毛红椿∶杉木=6∶4的混交模式造林,造林密度2505株·hm-2,造林后1～3 a每年除草抚育2次。

1.2 试验设计与方法

试验采用完全随机区组设计,采用3种肥料、3个施肥量共计9个施肥处理方案(表1),1个对照(不施肥),3次重复(下坡为第1重复、中坡为第2重复、上坡为第3重复),每个重复含10个样地,每个样地面积为100 m2,共计30个样地。

3种肥料分别为:有机肥、复合肥、混合肥。有机肥:有机质含量≥45%,总养分(氮磷钾含量)≥5%的牛畜粪便;复合肥(氮∶磷∶钾为15∶15∶15),总养分≥40%;混合肥:参试有机肥和复合肥按1∶1比例混合。每种肥料的施肥量各设置3个水平:50、100、150 g·株-1。2020年和2021年的3月和9月各施肥1次,每株周围30 cm处环状施肥。

1.3 数据调查和分析方法

2020年、2021年年终,进行每木调查,调查指标为幼树地径、树高、当年抽高,并建立数据库。数据统计分析采用SAS 6.12软件[9],方差分析模型:Yijk=μ+Fi+Bj+(B×F)ij+εijk,式中:Yijk为第i处理在第j重复中的第k个观测值;μ为群体平均值;Fi为处理效应;Bj为重复效应;(B×F)ij为重复×处理效应;εijk为机误。

2 结果与分析

2.1 混交幼林生长表现

毛红椿和杉木混交幼林1年生和2年生的生长表现见表2。1年生时,经过施肥处理的林分地径、树高、当年抽高的平均值分别为2.41 cm、0.74 m、0.26 m,比对照(1.91 cm、0.69 m、0.16 m)分别提高26.18%、7.25%、62.5%;1年生时经过施肥处理的林分地径、树高、当年抽高的变异系数分别为25.48%、29.80%、69.57%。2年生时,经过施肥处理的林分地径、树高、当年抽高的平均值分别为3.87 cm、1.89 m、1.14 m,比对照(3.43 cm、1.58 m、0.89 m)分别提高12.83%、19.62%、28.09%;2年生时经过施肥处理的林分地径、树高、当年抽高的变异系数分别为22.76%、21.55%、37.39%。由此可知,通过施肥,1年生和2年生时混交幼林的地径、树高、当年抽高的生长表现均比对照表现好,大大提高了混交幼林的生长量。

表2 毛红椿和杉木混交幼林生长总体表现

1年生和2年生毛红椿和杉木混交幼林3个重复的生长表现见表3。从表3可以看出,与3个重复平均值相比,1年生时,下坡混交幼林的地径、树高、当年抽高等生长表现较好,上坡混交幼林的地径、树高、当年抽高等生长表现较差,中坡混交幼林的地径、树高、当年抽高等生长表现接近于平均值。2年生时,下坡、中坡、上坡混交幼林的地径、树高、当年抽高等生长表现与1年生时基本相似,但变动幅度比1年生时大幅减小,林相比1年生时更整齐。

表3 不同立地条件混交幼林生长表现

2.2 不同施肥处理对混交幼林生长的影响

9个施肥处理对混交幼林的生长影响见表4。从不同肥料类型看,施有机肥的3个处理,1年生时地径、树高、当年抽高的平均值分别为2.36 cm、0.73 m、0.25 m,2年生时分别为3.77 cm、1.83 m、1.13 m;施混合肥的3个处理,1年生时地径、树高、当年抽高的平均值分别为2.66 cm、0.82 m、0.33 m,2年生时分别为4.04 cm、1.98 m、1.15 m;施复合肥的3个处理,1年生时地径、树高、当年抽高的平均值分别为2.33 cm、0.69 m、0.22 m,2年生时分别为3.91 cm、1.92 m、1.22 m。从同一施肥种类、不同施肥量对毛红椿和杉木混交幼林生长表现的影响来看,随着施肥用量的增加,混交幼林的地径、树高、当年抽高均呈现增加趋势。可见,施用不同肥料类型对毛红椿和杉木混交幼林生长影响大小排序为:混合肥>复合肥>有机肥,且混交幼林的生长量随着施肥用量的增加而增加。

表4 不同施肥处理的生长表现

2.3 生长性状方差分析

从表5可知,1年生时,地径在不同重复间和不同处理间的差异均达到极显著水平,在重复与处理的互作效应差异达到显著水平。表明1年生时毛红椿和杉木混交幼林地径生长在不同坡位和不同施肥处理间均存在较大差异,通过选择立地条件和施肥可以大大提高混交幼林地径的生长量;重复与处理间的互作效应达到显著水平,表明在不同立地条件下应采用不同的施肥方案[10-11]。2年生时,地径在不同处理间的差异均达到显著水平,但在不同重复间、重复与处理的互作效应上的差异没有达到显著水平,表明2年生时毛红椿和杉木混交幼林地径生长在不同施肥处理间存在较大差异,施肥对混交幼林地径的生长具有显著影响。

表5 地径方差分析

从表6可知,1年生时,树高在不同重复间的差异均达到极显著水平,在不同处理间、重复与处理的互作效应上的差异没有达到显著水平。表明1年生时毛红椿和杉木混交幼林树高生长在不同坡位间存在显著差异,通过选择立地条件可以大大提高混交幼林的树高生长表现。2年生时,树高在不同处理间的差异均达到极显著水平,在不同重复间、重复与处理的互作效应上的差异没有达到显著水平。表明2年生时毛红椿和杉木混交幼林树高生长在不同施肥处理间存在极显著差异,施肥对混交幼林的树高生长具有显著影响。

表6 树高方差分析

从表7可知,1年生时,当年抽高在重复间、处理间的差异均达到极显著水平,在重复与处理的互作效应上的差异不显著。表明1年生时毛红椿和杉木混交幼林当年抽高在不同坡位和不同施肥处理间均存在较大的差异,不同立地条件、不同施肥方案对1年生混交幼林当年抽高生长表现影响较大,通过选择立地条件和施肥可以大大提高混交幼林当年抽高的生长表现。2年生时,当年抽高在不同处理间的差异均达到显著水平,在不同重复间、重复与处理的互作效应上差异不显著。表明2年生时毛红椿杉木混交幼林当年抽高在不同施肥处理间存在显著差异,施肥对混交幼林当年抽高的生长具有显著影响。

表7 当年抽高方差分析

3 小结与讨论

毛红椿和杉木混交幼林9个施肥处理的地径、树高、当年抽高与对照相比,1年生时分别增加26.18%、7.25%、62.5%,2年生时分别增加12.83%、19.62%、28.09%。表明施肥处理的1年生和2年生混交幼林的地径、树高、当年抽高的生长表现均比对照好,施肥处理大大提高混交幼林的生长量。

同一施肥类型不同施肥量对毛红椿和杉木混交幼林生长表现的影响,总体上随着施肥用量的增加,毛红椿和杉木混交幼林的地径、树高、当年抽高均呈现增加趋势。当施肥量达到150 g·株-1时,有机肥、复合肥、混合肥的地径、树高、当年抽高的平均值,1年生时比对照提高35.08%、11.11%、83.33%;2年生时比对照提高19.14%、29.11%、43.07%。3种肥料中,以施用混合肥的3个处理毛红椿和杉木混交幼林生长总体表现最好,施用不同肥料类型对毛红椿和杉木混交幼林生长影响大小排序为混合肥>复合肥>有机肥。

1年生时,地径在不同重复间和不同处理间的差异均达到极显著水平,在重复和处理的互作效应差异达到显著水平;树高在不同重复间的差异达到极显著水平;当年抽高在重复间和处理间的差异均达到极显著水平。2年生时,地径在不同处理间的差异均达到显著水平,树高在不同处理间的差异均达到了极显著水平,当年抽高在不同处理间的差异达到显著水平。其中,只有1年生树高在不同处理间的差异不显著,表明在1年生时进行施肥处理对树高生长的影响不大,1年生树高生长主要受立地条件的影响。黄红兰等[12]报道毛红椿幼林生长主要是以地径为主,地径大小可指示其早期施肥效果,本试验也表明1～2年生时的施肥处理对幼林地径生长有显著影响。

毛红椿和杉木都是速生用材树种,对土壤中养分要求高,该试验地造林前为杉木人工林采伐迹地,要改变地力透支造成土壤中养分和水分不足状态,促进新造林分的速生丰产,施肥是必要的措施。本文初步分析了毛红椿和杉木混交幼林对不同施肥措施的生长响应,对丰富福建省针阔混交幼林施肥模式和改善针叶林采伐后的地力衰退等问题具有一定的现实意义。