杨艳, 等 : 环洞庭湖区杨树人工林测土配方施肥及其与树体养分的相关性 104 第 12 期积最大产量最高的速生用材树种 [11] 20 世纪 70 年代以来, 杨树被广泛用于洞庭湖区短周期工业原料林以及长江流域生态防护林建设, 是我国纸浆材及工程结构用材的重要树种之一 [12] 随着杨树人工林

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1 第 38 卷第 12 期 2018 年 12 月 Vol. 38 No. 12 Dec Journal of Central South University of Forestry & Technology Doi: /j.cnki x http: //qks.csuft.edu.cn 环洞庭湖区杨树人工林测土配方施肥及其与树体养分的相关性杨艳 1 汤玉喜 1 唐洁 1 李永进 1 李志辉 2 吴敏1 1. 湖南省林业科学院湖南长沙中南林业科技大学湖南长沙摘要为探明环洞庭湖区中龄期杨树人工林需肥特性提高肥料利用率对 7 年生的杨树人工林开展了测土配方施肥试验及其养分相关性分析结果表明该试验区中龄期杨树树体养分与土壤中多种养分呈极显著相关性氮磷钾肥通过合理配施对胸径生长量的促进作用显著树高生长量则差异不大施肥处理 16 号 0.6 kg/ 株氮肥 1.5 kg/ 株磷肥 0.15 kg/ 株钾肥林木平均胸径及树高生长量分别为 6.07 cm 和 5.84 m 相比对照 CK 增长率分别可增加 10.58% 和 7.11% 综合表现比较理想关键词杨树人工林测土配方施肥养分含量生长量环洞庭湖区中图分类号 S725.5 文献标志码 A 文章编号 X(2018) Formula fertilization by soil testing and its correlation with nutrient content of poplar plantation around Dongting lake region YANG Yan1, TANG Yuxi1, TANG Jie1, LI Yongjin1, LI Zhihui2, WU Min1 (1.Hunan Forestry Academy, Changsha , Hunan, China; 2.Central South University of Forestry and Technology, Changsha , Hunan, China) Abstract: In order to find out the fertilizer characteristics of middle-aged Poplar plantation and improve the utilization rate of fertilizer, the soil formula fertilization test and its nutrient correlation analysis were carried out for the seven year old Poplar plantation around Dongting lake region. The results showed that there was a significant correlation between the nutrient content of Poplar and the soil in the experimental area. By nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer beening reasonable matched, the DBH growth promoting effect significantly, while tree height growth difference.the overall performance was ideal to fertilize 16 (0.6 kg/plant nitrogen, 1.5 kg/ plant phosphate, 0.15 kg/plant potassium), and the average increment of DBH and the height of the tree was 6.07 cm and 5.84 m, which increased by and 7.11% comparing with the control CK. Keywords: Poplar plantation; formula fertilization by soil testing; nutrient content; increment; around Dongting lake region 测土配方施肥是以土壤性能以及养分测定植物需肥规律为依据将所需肥料按着一定的比例 [1-2] 年代对毛竹施肥进行了相关测试随后林业工作者们相继开展了杉木泡桐桉树等的施肥研究工作其研究和应用能调节林 20 世纪年代间林业施肥研究主要侧重于木与土壤对肥料的供需平衡对改善土壤理化性林木施肥效应研究 20 世纪 90 年代至今逐步开质提高肥料利用率具有积极的作用利于林农准展了速生树种以及经济林的施肥优化技术研究为确掌握林木丰产需肥特性减少因过度施肥而造成林业生产开展合理施肥提供珍贵的理论依据对培合理施用的施肥技术的肥料浪费和林地生态恶化 [3-4] 测土配方施肥技术被广泛应用于农业生产中 20 世纪 50 年代后期我国林业施肥才逐步兴起熊文愈 [5] 于 20 世纪 50 育高产高效林木具有巨大的推动作用 [6-10] 杨树生长快适生性强具有防风固沙水土保持和生态绿化及修复等特性是我国栽培面收稿日期基金项目国家重点研发计划课题 2016YFD 湖南省重点研发计划项目 2016NK2160 湖南省林业科技计划项目 XLK 中央财政林业科技推广项目 [2013]TK56 号作者简介杨艳助理研究员博士通信作者汤玉喜研究员 tangyx999@163.com 引文格式杨艳汤玉喜唐洁等. 环洞庭湖区杨树人工林测土配方施肥及其与树体养分的相关性 [J]. 2018, 38(12):

2 杨艳, 等 : 环洞庭湖区杨树人工林测土配方施肥及其与树体养分的相关性 104 第 12 期积最大产量最高的速生用材树种 [11] 20 世纪 70 年代以来, 杨树被广泛用于洞庭湖区短周期工业原料林以及长江流域生态防护林建设, 是我国纸浆材及工程结构用材的重要树种之一 [12] 随着杨树人工林的快速发展, 低产低效林地土壤肥力衰退等问题日渐凸显面对地力衰退等问题, 肥料的施用成为大家关注的焦点, 许多专家学者开展了杨树林地施肥研究刘勇和曹帮华两个团队分别对毛白杨在不同施肥处理下的抗寒性以及施肥效应进行了探讨 [13-14] ; 于彬和赵好等人分别对苏北杨树和杨树的速生丰产配方施肥进行了研究 [15-16] [17] ; 周林也对杨树林带定量施肥效果做了初步的分析 ; 曾 [18-20] 慧杰等对杨树幼林开展了测土配方施肥试验, 但环洞庭湖区杨树中龄林测土配方施肥以及树体养分与土壤养分的相关性探讨鲜有报道本研究对环洞庭湖区的杨树中龄林测土配方施肥进行了探讨, 研究分析了不同肥料配比下杨树的生长情况, 以及土壤养分与树体养分的相互关系, 探讨了杨树中龄林氮磷钾肥互作效应, 为杨树人工林速生丰产施肥提供理论依据, 同时对林地土壤肥力管理和可持续经营提供技术支撑 1 材料与方法 1.1 供试区域与土壤概况供试林地为中龄林期的杨树人工林, 位于岳阳市君山区该区域为亚热带湿润气候, 四季分明, 光照充足, 年降水量 ~ mm, 地势平坦, 土壤为湖洲潮土 [21-22] 该林地土壤 ph 值为 8.5, 有机质含量为 g/kg, 速效氮磷钾含量分别为 mg/kg 1.2 试验设计采用正交设计 (L ), 共 16 个处理, 随机排列, 3 次重复, 每个处理选择 9 株树, 小区间设置 1 行保护行, 共 48 个小区 ( 见表 1) 样地设置时间为 2014 年 6 月的树高胸径的生长量养分测定方法对样地的土壤以及标准木进行了养分测定, 测定方法依据国家林业行业标准方法进行各项指标测定 [23-24] 有机质的测定 : 重铬酸钾容量法 ; 全氮的测定 : 采用凯氏消煮盐酸滴定法 ; 全量磷的测定 : 钼锑抗比色法 ; 全量钾的测定 : 火焰光度法 ; 速效氮的测定 : 碱解扩散法 ; 速效磷的测定 : 碳酸氢钠浸提钼酸铵抗比色法, 分光光度计测定 ; 速效钾的测定 : 乙酸铵浸提原子吸收光谱测定 ; ph 值 :ph 计测定 1.4 数据分析本试验数据分析均采用 Excel 2007 进行初步处理, 再通过 SPSS 20.0 进行平均值标准差方差相关性等方面的分析表 1 试验设计 Table 1 Experimental design (kg 株 -1 ) 处理号 N P K 试验方法施肥方法肥源 : 氮肥为尿素, 磷肥为过磷酸钙, 钾肥为氯化钾采用半月条状施肥, 施肥前除净杂草, 沟宽 30 ~ 40 cm, 深 20 ~ 25 cm, 肥料均匀施于沟穴中, 随即覆土, 每年对换方位施肥时间为年的 6 月, 施肥后定点测量林木 3 a 2 结果与分析 2.1 配方施肥对杨树生长的影响施肥的最终目的是改善土壤肥力提高林木产量, 评价施肥效果最直观的指标主要是林木树高和胸径的生长量

3 第 38 卷 105 通过测土配方施肥, 经过每年的定期定点测量, 对杨树树高及胸径的生长量进行了统计分析由表 2 可以看出, 杨树中龄林各施肥处理间胸径生长量存在显著差异 (P < 0.05), 且均高于对照 CK; 而各施肥处理的树高生长量差异不显著, 有些处理的树高生长量较对照 CK 还要低在 16 个施肥处理中, 杨树胸径生长量大于 5 cm 的施肥处理由大到小依次为处理 16(6.07 cm)> 处理 3(5.97 cm)> 处理 2(5.48 cm)> 处理 1 (5.39 cm)> 处理 14(5.16 cm), 其他施肥处理的胸径生长量均低于 5 cm; 树高生长量基本上都在 5.0 m 以上, 其中最大的树高生长量为施肥处理 16(5.84 m), 其次分别为处理 11(5.76 m) 处理 3(5.52 m) 处理 8(5.5 m) 处理 2(5.41 m), 其他施肥处理的树高生长量均与对照差异不大, 有些施肥处理的树高生长量低于对照 CK, 依次为处理 6(5.02 m) 处理 1(4.84 m) 处理 13(4.83 m) 处理 15(4.7 m) 及处理 14(4.68 m) 综合以上分析, 林木总体生长最好的是施肥处理 16, 其平均胸径及树高生长量分别为 6.07 cm 和 5.84 m, 相比对照 CK 增长率分别可增加 10.58% 和 7.11%; 其次是施肥处理 3 和施肥处理 2, 两种施肥处理的胸径和树高相比对照 CK 增长率均分别增加 8.18% 和 3.57% 以上, 综合表现较佳表 2 不同施肥处理对中龄林生长的影响 Table 2 Influence of different fertilizer treatments on mid-maturation forest growth 处理胸径树高生长量 /cm 增长率 /% 生长量 /m 增长率 /% ±0.79 a ±0.69 a ±0.47 a ±0.23 a ±0.76 a ±0.62 a ±0.47 b ±0.4 a ±0.87 b ±0.33 a ±0.48 b ±0.55 a ±0.23 b ±0.28 a ±0.43 c ±0.24 a ±0.07 c ±0.42 a ±0.48 c ±0.91 a ±0.55 b ±0.35 a ±0.5 c ±0.39 a ±0.38 c ±0.57 a ±0.67 ab ±0.05 a ±0.93 bc ±0.55 a ±0.32 a ±0.9 a CK 4.02±0.36 c ±0.41 a 不同小写字母表示差异达到显著水平 (P<0.05) 2.2 土壤养分与树体养分相关性树体养分含量与土壤中的养分含量密切相关, 这是由于树体中大部分养分来源于土壤研究土壤与树体养分间的相关性, 有助于了解土壤养分含量对树体吸收养分的直接影响及了解其它土壤因素如 ph 值和有机质含量对树体吸收养分的影响, 从而为测土配方施肥提供科学依据树体中氮磷钾含量与土壤中多种养分都呈现出显著或极显著相关性 ( 见表 3) 树体氮含量与土壤 ph 值全硫呈极显著正相关 (0.831 和 0.967), 与钙镁含量呈极显著负相关 ( 和 ), 与土壤全氮呈显著正相关 (0.796); 树体中磷含量与土壤有机质速效钾呈极显著正相关 (0.849 和 0.980), 与全钾呈显著正相关 (0.715), 与速效磷和全硫分别呈极显著和显著负相关 ( 和 ); 叶片钾含量与土壤中速效钾钙镁呈极显著负相关 ( 和 ), 与全硫呈极显著正相关 (0.957) 以上表明中龄林对土壤肥力要求较高, 在林木栽培过程中需要适时地开展平衡施肥, 以达到林木生长所需养分与土壤养分供给的平衡 2.3 测土配方施肥效应分析通过分析测土配方施肥对林木生长的影响可知, 施肥效应对林木胸径的影响较大, 对树高生长的影响并不显著鉴于此, 根据对测土配方施肥试验连续近 3 a 的测定, 初步构建了氮磷钾肥与胸径生长量的回归统计模型, 同时分析了氮肥与磷肥磷肥与钾肥氮肥与钾肥之间的互作效应根据回归分析 ( 见表 4) 可以看出, 胸径的生长量与氮磷钾肥之间存在着显著相关性, 表明杨树的生长在中龄期受氮磷钾肥影响较明显氮肥对中龄林杨树胸径生长的影响呈现抛物线形, 随着氮肥的增加, 胸径呈现增加的趋势, 当氮肥用量增加到 0.24 kg/ 株时, 林木胸径生长量达到最大, 为 5.07 cm; 磷肥对中龄林杨树胸径生长的影响呈倒抛物线形, 当磷肥用量为 kg/ 株时, 胸径生长量最小为 cm; 钾肥对中龄林杨树的影响与氮肥相同, 当钾肥增加到 0.01 kg/ 株时, 胸径生长量达到最大, 为 5.39 cm 由此可见, 在环洞庭湖区, 单因子施肥条件下, 氮肥及钾肥用量对林木生长的影响存在一个上限值, 并不是多多益善, 当氮肥和钾肥用量高于上限值时, 将对林木的生长造成一定的抑制作用 ; 磷肥的施用对林木生长

4 杨艳, 等 : 环洞庭湖区杨树人工林测土配方施肥及其与树体养分的相关性 106 第 12 期表 3 土壤养分与树体养分相关性 Table 3 Correlation between soil nutrients and tree body nutrients 土壤养分树体养分有机质全氮全磷全钾速效氮速效磷速效钾 ph 钙镁全硫氮 * ** ** ** 0.967** 磷 0.849** * 0.715* ** 0.980** * 钾 ** ** ** 0.957** * 表示在 0.05 水平上的显著相关 ;** 表示在 0.01 水平上的显著相关表 4 测土配方施肥与杨树胸径生长量的回归方程 Table 4 Regression equation of soil formula fertilizer and poplar DBH growth 因变量回归方程 F 值 Sig. 胸径生长量 (Y) Y= X X X X X X X 1 X X 1 X X 2 X a Y 表示胸径的生长量,X 1 表示 N 肥 (kg/ 株 ),X 2 表示 P 肥 (kg/ 株 ),X 3 表示 K 肥 (kg/ 株 ) 的促进作用在短期内是随施肥用量的增加而不断增强, 这可能与当地土壤形成因素存在一定的关系, 当然具体原因还有待于进一步的研究由表 5 可知, 氮肥磷肥互作中, 林木胸径的增长量随氮肥磷肥的施肥量增加而增加, 当氮肥用量为 0.6 kg/ 株时, 胸径增长量不再增加, 当磷肥增至 0.5 kg/ 株时, 胸径的增长量反而减小, 当氮肥和磷肥用量分别为 0.6 kg/ 株和 0.5 kg/ 株时, 胸径增长量达到最小仅为 4.17 cm; 氮肥钾肥的交互作用中, 胸径生长量均随氮肥用量增加而增加, 当氮肥增加到 0.4 kg/ 株时, 胸径生长量达到最大值 5.97 cm, 钾肥通过与氮肥的耦合作用, 在用量为 0 ~ 0.15 kg/ 株时, 胸径生长量均能表现出较好的增长趋势 ; 磷肥和钾肥互作中, 胸径生长量随着磷肥的增加呈现出先减小后增加的倒抛物线的增长趋势, 但随钾肥用量的增大而逐渐增加表 5 氮磷钾双因素效应分析 Table 5 Analysis of the double factor of phosphorus, nitrogen and potassium N P 肥料效应 N K 肥料效应 P K 肥料效应 N /(kg 株 ) P /(kg 株 ) 胸径生长量 /cm N /(kg 株 ) K /(kg 株 ) 胸径生长量 /cm P /(kg 株 ) K /(kg 株 ) 胸径生长量 /cm ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± 结论与讨论杨树生长快, 对土壤肥力要求较高, 测土配方施肥能够很好的了解杨树的需肥特性, 开展平衡施肥, 利于实现杨树的速生丰产通过对洞庭湖区杨树中龄期人工林测土配方施肥的探讨发现, 氮肥磷肥互作效应和氮肥钾肥互作效应相似, 由于肥料间的耦合作用, 胸径生长量均随氮肥的增加呈现出明显的先增后减的总体趋势, 表明氮磷和氮钾互作效应在中龄期杨树的生长过程中作用显著 ; 磷肥和钾肥互作, 胸径生长量变化不明显, 表明磷钾互作效应对中龄期杨树作用不显 [15] 著该结论与赵好等的研究结果存在一定的差异, 差异产生的原因存在多种可能, 生长环境立地条件以及树龄和无性系的差异均会导致研究结论的不一致性, 因此, 还有待进一步的深入研究验证氮磷钾肥合理的混合施用对杨树的促进作用显而易见杨树中龄林各施肥处理间胸径生长量存在显著差异 (P < 0.05), 且均高于对照 CK; 而树高生长量差异不显著, 有些处理的树高生长量较对照 CK 还要低相关研究表明, 氮磷钾配方施肥对杨树胸径的增长作用较树高为好, 本研究与此基本一致 [15-17] 综合各试验处理,

5 第 38 卷 107 林木总体生长最好的是施肥处理 16(0.6 kg/ 株氮肥 1.5 kg/ 株磷肥 0.15 kg/ 株钾肥 ), 其平均胸径及树高生长量分别为 6.07 cm 和 5.84 m, 相比对照 CK 增长率分别可增加 10.58% 和 7.11%, 该施肥配比可初步在试验区推广应用由于测土配方施肥是一项精准的林业施肥技术, 具有专肥专用性, 在开展测土配方施肥时应根据各地气候条件土壤质地与肥力等差异, 对各种植区域进行相应调整, 以充分发挥测土配方施肥对杨树人工林速生丰产的促进作用, 以推动杨树产业的可持续快速发展中龄期的林木由于正处于快速发育阶段, 光合能力以及蒸腾作用逐渐增强, 土壤中的养分以及矿质元素越来越多的参与到林木养分循环中, 其中绝大部分转化为林木的干物质, 另一部分通过枯枝落叶归还到林地土壤中而又由于此龄期的林木凋落物较少, 养分归还能力较差, 土壤肥力随着林木的生长逐渐呈现下降趋势, 因此, 林木自身养分与土壤中多种养分及矿质元素呈现出显著负相关, 表明中龄林对土壤肥力要求较高, 在林木栽培过程中需要适时地开展平衡施肥, 以达到林木生长所需养分与土壤养分供给的平衡通过开展测土配方施肥对杨树中龄林生长影响的研究以及树体养分与土壤养分的相关分析, 初步掌握了洞庭湖区杨树中龄期人工林需肥规律, 得出了该区域杨树中龄期速生丰产的施肥配比, 为开展洞庭湖区高产低耗高效杨树人工可持续经营奠定了基础但鉴于时间和条件限制, 为能全面深入探讨测土配方施肥对杨树中龄林生长的影响, 还需进一步结合生理生态特性微观结构等手段探析林木生长对测土配方施肥的响应机理, 为杨树人工林可持续经营构建更加合理的精准施肥方案参考文献 : [1] 侯彦林. 生态平衡施肥的理论基础和技术体系 [J]. 生态学报,2000,20(4): [2] 侯彦林, 任军. 生态平衡施肥技术产业化模式和机制研究 [J]. 土壤通报,2003,34(3): [3] 张琴. 测土配方施肥 - 化肥施用史上的一次革命 [J]. 中国农资,2005(2): [5] 李卓. 柳树人工林速生丰产配方施肥技术研究 [D]. 南京 : 南京林业大学,2012. [6] 叶仲节. 浅谈杉木育苗造林中的施肥问题 [J]. 浙江林学院学报,1985(1): [7] 胡日利, 吴晓芙. 林木施肥理论研究与探讨 [J]. 林业科学研究,1996,16(3): [8] Bergmann B A. Five years of Paulownia field trials in North Carolina[J]. New Forests,2003,25(3): [9] 吴立潮, 胡日利. 林木计量施肥研究动态 [J]. 中南林学院学报,1998,18(2): [10] 万泉. 土壤林木营养诊断与平衡施肥现状及展望 [J]. 福建林业科技,2008,35(1): [11] 曾慧杰, 王晓明, 蔡能, 等. 测土配方施肥对杨树生长的影响 [J]. 湖南林业科技,2014,41(4):1-5. [12] 唐洁, 汤玉喜, 杨艳, 等. 洞庭湖区杨树人工林不同龄林土壤养分特征研究 [J]. 中国农学通报,2016,32(25):5-9. [13] 曹帮华, 巩其亮, 齐清. 三倍体毛白杨苗期不同配方施肥效应的研究 [J]. 山东农业大学学报 ( 自然科学版 ),2004,35(4): [14] 刘勇, 陈燕, 张志毅, 等. 不同施肥处理对三倍体毛白杨苗木生长及抗寒性的影响 [J]. 北京林业大学学报,2000,22(1): [15] 赵好, 陈金林, 于彬, 等. 杨树速生丰产配方施肥试验 [J]. 东北林业大学学报,2009,37(11): [16] 于彬. 苏北杨树速生丰产配方施肥的试验研究 [D]. 南京 : 南京林业大学,2004. [17] 周林. 杨树林带定量施肥效果的研究 [J]. 江苏林业科技, 2013, 40(1): [18] 余常兵, 陈防, 万开元. 杨树人工林营养及施肥研究进展 [J]. 西北林学院学报,2004,19(3): [19] 高程达, 孙向阳, 刘克林, 等. 杨树施肥技术研究综述 [J]. 林业科技,2008,22(1):6-9. [20] 田赟, 王海燕, 孙向阳, 等. 三倍体毛白杨人工林施肥与营养诊断研究进展 [J]. 西北林学院学报,2009,24(6): [21] 李永进, 汤玉喜, 唐洁, 等. 转基因库安托杨对根际土壤微生物及酶活性的影响 [J]. 东北林业大学学报,2015,43(2): [22] 李永进, 汤玉喜, 吴敏, 等. 洞庭湖滩地杨树人工林土壤微生物的研究 [J].,2010,30(2): [23] 李志斌, 陈佑启, 姚艳敏. 等. 吉林省中部平原区土壤有效态中微量元素的空间变异特征 [J]. 中国生态农业学报,2007, 15(4): [24] 蒋德明, 曹成有, 押田敏雄, 等. 科尔沁沙地小叶锦鸡儿人工林防风固沙及改良土壤效应研究 [J]. 干旱区研究,2008,25(5): [4] Colin J P, Sudarshan B M, Peter J. G, et al. Soil fertility management in the mid-hills of Nepal:Practices and perceptions[j]. Agriculture and Human Values, 2005, 22(2): [ 本文编校 : 文凤鸣 ]

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Microsoft Word 李强.doc 土壤 (Soils), 2017, 49(3): 565 571 DOI: 10.13758/j.cnki.tr.2017.03.020 1 曲靖烤烟镁含量特征及其影响因素 1,2 2 2 2* 3 4 4 3 4 (1 410128 2 410128 3 655000 4 ( ) 650231) 3 506 4.10 g/kg (0.36 ~ 17.70 g/kg) 46.36%