全 文 :第 30 卷 第 6 期 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 Vol.30 No.6
2010 年 6 月 Journal of Central South University of Forestry & Technology Jun.2010
P 肥对邓恩桉生长与叶片养分状况的影响
张宁南1 ,吴 炜2 ,徐大平1 ,李建文2 ,李树忠2 ,杨曾奖1
(1.中国林业科学研究院热带林业研究所 ,广东 广州 510520;2.福建永安林业集团公司 ,福建 永安 366000)
摘 要: 研究了施用不同梯度 P肥对邓恩桉生长 、叶片养分及相关性的影响。福建永安的试验表明:施 P 肥能
在幼林期促进邓恩桉树高和胸径的生长 ,提高叶片 P的浓度 , 但随时间推移施肥作用 22 个月时达到最大 , 此后作
用减弱 , 46 个月后 P 供应充足时这种促进作用仍然明显。由于施 P 肥提高了邓恩桉的保存率 ,所以也显著地提高
了邓恩桉林的蓄积量。低 P 处理时 , 树木保存率低 ,林分过于空旷也影响林分生长。施 P 肥还增加了叶片 N、P
和 K 的养分浓度 , B 的供应不足会抑制 P、K 吸收。
关键词: 邓恩桉;梯度施肥;蓄积量;初展叶
中图分类号: S792.39 文献标志码: A 文章编号: 1673-923X(2010)06-0032-06
Effects of phosphorus fertilizations on tree growth and
leaf nutrient status of Eucalyptus dunnii plantation
ZH ANG Ning-nan1 , WU Wei2 , XU Da-ping1 , LI Jian-w en2 , LI Shu-zhong2 , YANG Zeng-jiang 1
(1.Research Institute of T ropical Fo restry , CAF , Guang zhou 510520 , Guangdong , China;
2.Fujian Yongan Fore st ry(Group)Jiont-stock Co.Ltd , Yongan 366000 , Fujian , China)
Abstract:The effects o f P fer tiliza tion on tree g row th and leaf nutrient status o f Eucalyptus dunnii planta tion we re
studied in Yongan , Fujian.The results show that P fe rtilization increased tree g row th and leaf nutrient content ,
the low surv ival rate in low P trea tments could increase tree g row th in late stag e o f the plantation , and the insignifi-
cant effect of P t reatments at three years o ld was par tly due to the change of sur viv al ra te in diffe rent P t reatments.
Leaf and soil sample analy sis further pro ves that P fer tiliza tion promo ted t ree gr ow th in the ear ly stag e.
Key words:Eucalyptus dunnii ;g radient fertilization;produtivity;young f ully expanded leaves
桉树 Eucalyptus spp .是20世纪全球发展最快
的工业用材林树种之一 ,也是我国近年来发展最
快 、经营水平最高的工业用材林树种。目前桉树人
工林种植面积已有 150 万 hm2 [ 1] ,主要栽培种是尾
叶桉 Eucalyptus urophy lla S .T .Blake 、巨桉 E.
grandis W .Hil l ex M aiden 、细叶桉 E.teret icornis
Smith .及其相互之间的杂交种 。邓恩桉 E.dunnii
Maiden作为速生耐寒的桉树品种引进我国[ 2] ,其
抗寒性在 2008 年初南方冰雪灾害中得到进一步证
实[ 3] ,目前广泛种植在我国的福建 、湖南 、江西和贵
州南部等地 。发展桉树速生丰产林除良种壮苗外 ,
施肥对其生长有显著的促进作用 ,已成为经营管理
的重要环节 。国内此前的研究主要集中在尾叶桉 、
巨桉 、巨尾桉等品种上[ 4-6] ,而对邓恩桉的施肥研究
收稿日期:2009-12-05
基金项目:十一五”科技支撑项目“桉树相思速生纸浆林可持续经营管理技术研究”(2006BAD32B02);“桉树速生丰产林长期生产力维护
与持续经营技术研究”(2006BAD24B0203)的部分研究内容
作者简介:张宁南(1974-),湖南会同人 ,助理研究员 ,博士研究生 ,主要从事热带人工林水分与养分管理研究
DOI :10.14067/j.cnki .1673-923x.2010.06.013
少 ,陆梅开展了腐殖酸桉树系列有机专用肥对邓恩
桉抗寒促生的试验研究[ 7] ,Wang Q K 等开展施N 、
P 肥对邓恩桉微生物特性 、酶活性及有机质分解方
面研究[ 8] 。
我国南方各地土壤因淋溶作用大 ,土壤普遍缺
P ,因而 P 成为约制我国南方桉树产量的主要限制
因子[ 9-10] 。国内以前对于桉树施肥研究多采用 N 、
P 、K 三元素之间的正交组合设计 ,这种试验设计很
容易找出影响桉树生长的主要元素 ,并大概找到一
个桉树适宜的施肥配方供生产上推广应用 ,但难以
为桉树人工林养分诊断和高效施肥提供科学依据;
而梯度施肥试验能得到更准确的养分诊断信息和
长期养分管理数据[ 11] 。Dias等报道了巴西桉树人
工林 P 肥梯度试验对产量和养分积累量的影响[ 12] 。
徐大平 等在广东 、云南等 地研 究了巨 尾桉
E.urophy lla S .T .Blake×E.grandis W .Hill ex
Maiden 、蓝桉 Eucalyptus globulus Labill.P 肥梯度
试验对产量 、林分养分积累量和养分利用效率产生
的影响[ 9-10 , 13] 。叶片是养分最集中及对营养元素
丰缺最敏感的部位 ,叶片养分状况是土壤养分供
应 、树木对养分需求和吸收能力的综合反映 ,通过
对叶片养分状况的诊断分析可为缺素症的预测 、矫
正及合理施肥提供依据 ,国内外有关学者对尾叶
桉 、蓝桉养分诊断进行相关报道[ 11] 。本文通过 P 梯
度试验对邓恩桉人工林生长和叶片养分状况影响
进行研究 ,为邓恩桉人工林养分管理提供基础数据
和科学依据 。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验在福建省永安市西洋镇福庄采育场(25°
51′N 、117°24′E)进行 , 海拔高 300 m ,林地的坡度
15°~ 20°。该地属亚热带季风气候 ,温暖湿润 ,雨量
充沛 ,水热同期 ,干冷同季 。年均气温 18.7℃,最冷
月为 1月 ,月均气温 8.7 ℃;最热月为 7 月 ,月均气
温 28.1 ℃,无霜期 295 d ,年均降雨量 1 564 mm ,年
均相对湿度 80%~ 87%。土壤为山地红壤 ,土壤特
性如表 1所示。
表 1 土壤剖面的主要化学特性(0 ~ 100 cm)
Table 1 Main chemical properties of soil profile(0 ~ 100 cm)
土壤性质 不同土层深度 / cm
0~ 20 20~ 40 40~ 60 60~ 80 80~ 100
pH 4.46 4.45 4.39 4.47 4.54
有机质含量 /(g· kg -1) 13.405 6.830 4.354 5.013 3.195
全 N/(g· kg -1) 0.721 0.431 0.368 0.295 0.301
速效 N/(m g· kg -1) 48.50 38.98 22.87 25.53 20.18
全 P/(g· kg -1) 0.071 0.060 0.065 0.051 0.042
有效P/(mg· k g -1) 1.76 0.96 0.66 0.85 0.45
全 K/(g· k g -1) 23.457 28.160 28.521 28.469 26.928
速效K/(m g· kg -1) 54.60 49.94 49.98 50.23 52.63
砂粒 /(%, >0.05mm) 52.01 45.33 45.32 47.42 47.38
粉粒 /(%, 0.05~ 0.002mm) 19.98 18.09 17.06 17.04 18.09
粘粒 /(%, <0.002mm) 28.01 36.59 37.62 35.52 34.53
1.2 林地清理和整地
试验地前期为杉木 Cunningham ia lanceolata
(Lamb.)Hook.采伐迹地 ,未经炼山。2005年1月
进行清杂 ,将采伐剩余物堆积在种植行的边上 ,然
后按 3 m 的行距进行带(条)状整地 ,在带内按 2 m
的株距挖穴 ,穴的规格为 0.5 m ×0 .5 m ×0.4 m ,
初植密度 1 667 株 ·hm-2 。种植时间为 2005 年
3月份。
1.3 试验设计
试验设 8个 P 施肥水平 ,采用完全随机区组设
计 ,4次重复 ,每个小区有 40株树木 ,小区间的 2 行
作为隔离行 ,隔离行的树按所在小区的施肥标准。
33第 30 卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
各 P 肥水平施过磷酸钙(含 P2O 5 12 %)总量分别为
0 、50 、100 、150 、250 、400 、600 、900 g ·株-1 , 即 0 、
83 、167 、250 、417 、667 、1000 、1500 kg · hm-2 , 按
P2O 5 含量分别为 0 、10 、20 、30 、50 、80 、120 、180
kg ·hm-2 ,(后文分别简称为 P0 、P10 、P20 、P30 、
P50 、P80 、P120 、P180)。P180为两次施肥 ,种植时
为 1 000 kg · hm-2 、种植 16 个月后追肥为 500
kg ·hm-2 ;其它各处理均以基肥形式施放 。根据
以前的试验结果 ,选择其它肥料的适宜用量进行平
衡施肥 , 尽量减小其它元素对生长的限制[ 13-15] 。
尿素(含 N 46%)和氯化钾(含 K 2O 60%)为固定水
平 ,施了4次 ,分别为种植时 、种植 4 、17 、28 个月后;
总的 N 施用量为 306.7 kg ·hm -2 ,总施 K2O用量
为350.1 kg ·hm-2 ;硼砂(B 含量 11%)为固定水
平 ,施了 2次 ,分别为种植时 、种植后 12 个月后 ,施
B量 1.29 kg ·hm-2 。
1.4 试验调查观测
每小区种植株数 40株 ,取中间行的 20株作为
观测株 ,观测时间分别为种植后 4 、10 、22 、34个月;
在 10个月时测量离地 10 cm 的地径 ,以后都是测
量胸径。
单木材积公式:V= 0.4×(h ·g), 式中:h 为
树高 ,g 为胸高断面积[ 16] ;
林分蓄积量公式:I =V · r ·10 000/(2 ×3),
式中:V 为平均单木材积 , r为保存率 , 10 000/(2 ×
3)为每公顷的初植株数。
分别在种植后 10个月 、22个月对 P 肥各小区
采叶样。采样部位是从树冠上部 1/3 处随机采集
生长完全 、无缺陷的新长成叶片(初展叶),每株约 5
片 ,每个小区内选取 10株树采叶作为一个混合样 ,
装入干净纸袋;样本采回后迅速经 80℃杀青 , 60℃
烘干 ,然后粉碎备用 ,塑料袋保存送至实验室分析 。
植物样品中 N 、P 、K 、B 含量分析方法如下:N
采用 LY/T1269-1999(凯氏法)测定;P 、K 采用
LY/T1270-1999 -硝酸 -高氯酸消煮 , ICP-OES
(产地:美国瓦里安 ,型号:VISTA-MPX)测定。
1.5 数据分析
统计时利用 SPSS 11.5 软件进行运算 , 采用
Duncan法进行多重比较分析 。
2 结果与分析
2.1 P 肥对林木生长的影响
施 P 肥能显著增加邓恩桉高和径生长 ,见表 2。
随着林木生长(生长月数)对 P 肥数量表现出现一
定差异 ,如树高 4 个月时 , P0 与施 P 肥间差异显
著 ,但各施 P 肥处理间差异不明显 ,仅 a 、b2 个水
平;10个月为 3个水平 、22个月为 4个水平 、而 34 、
46个月达到 5个水平。径生长与高生长有差异 ,任
何时间(10 、22 、34个月)都是 P80 时达生长高峰 ,
P108时生长量下降。
P 肥对邓恩桉高生长的促进作用是:初期对高
生长影响是在 P0 、P10 与其它处理间差异显著 ,
P120与 P180前期基肥数量相同组间差异不显著。
在施 P 水平和观测时间之间存在显著差异(p <
0.001)。施 P 的作用开始于 5 个月 ,在 22个月时
达最大 ,然后又下降 。施 P 肥同样影响邓恩桉的胸
径生长(p <0.001)。2年生时 , P0处理的胸径小于
其它处理 , P10和 P20也比高 P 处理的胸径小。在
施 P 水平和观测时间之间也存在显著差异(p <
0.001)。1年生时明显 ,然后逐渐变得较小 。
表 2 不同 P水平下邓恩桉的生长表现
Table 2 The tree growth of Eucalyptus dunnii under different levels of phosphorus application
处理 树高 /m 地径(胸径)/ cm
5 10 22 34 46 10 22 34 46
P0 0.7a 1.0a 1.7a 2.3a 3.6 a 1.1a 0.8a 1.6a 2.7 a
P10 0.9b 1.7b 3.5b 4.9b 5.9 b 2.7b 3.4b 4.7b 5.7 b
P20 1.0b 2.0c 4.5c 5.9c 8.3 c 3.1c 4.4c 5.8c 7.7 c
P30 1.1b 2.0c 4.7 cd 6.3cd 8.1 c 3.2cd 4.8cd 6.6d 7.7 c
P50 1.0b 2.1c 4.9de 6.6ce 8.1 c 3.7e 5.0de 6.7d 8.1 c
P80 1.0b 2.1c 5.0def 6.8de 8.4 cd 3.5de 5.3def 7.1d 8.4 c
P120 1.0b 2.2c 5.2ef 7.1e 9.1 c 3.7e 5.8e 7.8e 9.4d
P180 1.0b 2.1c 5.3e 7.9f 10.6 d 3.2cd 5.5ef 8.0e 10.3e
同一列中处理的平均值字母相同为在 P=0.05时多重比较(LSD)差异不显著。D在林木 10个月时为地径 , 22 、34、46个月均为胸径。
34 张宁南 , 等:P 肥对邓恩桉生长与叶片养分状况的影响 第 6 期
2.2 P 肥对林木材积的影响
2.2.1 单株材积变化
从图 1看出 ,不施 P 肥(P0)和少量施 P(P10)
各林龄的材积都显著地低于其它处理的生长量 ,随
林龄增大差异越来越显著 ,说明不施 P 肥不利于幼
林生长发育 。材积是随施肥量增加产量渐增 , 22个
月时 P120 生长量最大 , 34 、46 个月时材积随 P 肥
量增加生长量不断加大 ,8个处理都没有下降趋势 ,
其中以 P180 、P120单株增长材积最大 ,说明随林龄
增长对 P 的需求越来越大 , P 的充分供应有关。
P20-P80处理间的差异性随着林龄增加减小 。
图 1 不同生长时期邓恩桉单株材积与施 P量的关系
Fig.1 The growth period of single tree volume of Eucalyptus dunnii under phosphorus application
2.2.2 林分保存率与蓄积量
4个月时对各处理邓恩桉的存活率没有显著影
响 ,而 46月时各处理显著的影响 ,其中 P0 保存率
最低仅 42.5 %、P10为 73.3%;施 P 有助于小区树
木保存率的提高 ,见图 2。试验林为杉木采伐迹地 ,
未经炼山杂草较多 , P 肥能促进林木早期的快速生
长促进林分的郁闭 ,从而增加了树木同其它杂灌的
竞争能力提高保存率 。
图 2 种植后不同施 P水平对邓恩桉保存率的影响
Fig.2 Effects of phosphorus application on survival
rate of Eucalyptus dunnii at 4 and 46 month
after plant ing
图 3 不同施 P水平对 46 个月邓恩桉蓄积量的影响
Fig.3 Effects of phosphorus application on stocking
volume of 46-month-old Eucalyptus dunnii
施 P 肥能显著增加邓恩桉的立木蓄积量(图
3),P0的蓄积量仅 1.14 m 3 ·hm-2为最高值 P180
的 54.7 m3 ·hm-2的 2.08%,而 P10为 10.77m3 ·
hm -2的 10.7%,显著低于其它处理;这主要原因一
是严重土壤缺 P 抑制树木正常生长 ,二是林分未经
炼山处理采伐剩余物仍保留 、林分空旷导致杂草生
35第 30 卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
长旺盛也林木生长和保存率。后期 P20-80处理的
立木蓄积量没有显著的差异 ,但 P120-180 明显高
于其他处理;从表 1看出试验(0 ~ 100 cm)土壤剖
面各层全 P 含量为 0.042 ~ 0 .071 g ·kg-1 ,有效 P
含量仅 0 .45 ~ 1.76 mg ·kg-1 ,属于严重缺 P 地
段 ,施 P 肥增产效果明显。用元二次回归方程对施
P 量(X)与 46月生各处理林分平均蓄积量(Y)进行
拟合(见图 3):Y =-0.0011X 2 + 0.4423x +
9.488 ,(R2 =0.8562 , n =8 , F =14.88**);可以预
测最高施 P 量为 220 kg ·hm-2 ,按最高施 P 量的
90%为最佳施值则应为 200 kg ·hm-2 。
2.3 P 肥对叶片养分的影响
2.3.1 不同时期叶片养分的变化
初展叶是反映树体营养状况的最敏感部位 ,其
营养元素可以反映林木的营养状况[ 14] 。不同处理
初展叶的营养成分分析结果如表 3所示:施 P 肥能
显著增加初展叶 P 的含量 ,随着施肥量的增加 , P
的浓度显增加趋势 ,施 P 比不施叶片的 P 浓度高 ,
10个月时高 28.5 %~ 70 .1%;22个月时高 38.3%
~ 121.2%;而施 P 处理间差异极显著 ,但显著性下
降。可见 ,随着树木生长需要消耗养分 ,因而 22个
月时不同处理的浓度(含量)均比 10月时的浓度有
所降低 ,仅 P180 有所增加 ,这与 17月时追施 P 肥
(P2O 5 60 kg ·hm -2)有关 ,表明追施 P 肥有助于促
进树木正常生长 。
对 10个月生初展叶其它各元素含量的分析表
明:N 、K含量均与正常范围差异不显著 ,基本满足
了树木生长需求;而 B浓度低于正常水平(10 mg ·
kg -1)处于亏缺状态 , 15个月追施 B后 ,22个月时
B浓度大大增加 。随林龄增长林木径 、高及材积的
增大 ,林木叶片内养分含量不是增加而是有所下
降。22个月时叶片的 N 、P 、K 浓度比 10个月时均
有所下降 ,这与树木生长对各养分元素的稀释有
关。10 月生时 B 的浓度低于正常范围(13 ~
40 mg ·kg-1)[ 14] ,各处理叶片 B 含量差异极显著
(p <0.001),试验林均出现一定缺硼症状 ,其中以
P0影响最轻;表明缺 B也抑制树木对 P 的吸收;15
个月时每株增施 5 g 硼砂 ,22个月时各处理叶片 B
含量增加且达到正常水平 ,各处理 B含量无显著差
异 ,B供应充足时则不影响树木对 P 的吸收;表明 B
是该立地的另一个限制因子 。追 B肥后 , P 施肥处
理仍影响初展叶 B含量;这可能同 B 在树木体内不
移动有关。既使 B供给在适宜的范围内 ,由于施 P
促进树木生长 ,使叶片 B含量被稀释。
2.3.2 P 肥与不同时期叶片养分的相关性分析
对施 P 量(T)与不同时期叶片 N 、P 、K 、B等元
素浓度(分别表示为 N 、P 、K 、B)进行相关性分析结
果如表 4显示:施 P 量(T)多少与叶片 P 浓度关系
密切 ,相关性极显著 ,与 B 为负相关而且关系非常
紧密 ,原因是施 P 加快生长 ,使有限的 B 吸收进行
一步稀释。而 B亏缺影响 P 的吸收 ,因此施 P 时应
适当补充 B 才能促进 P 的吸收 。10 、22 个月生林
分分析结果是施 P 量(T)与叶片 P 、K 浓度相关极
显著 ,与 N相关性显著 ,而与 B为相关不显著 ,这是
因为 15个月时补充了 B ,B 供应充足时不仅不影响
P 的含量 ,更主要是林木对养分的吸收能力增强 ,
从而达到养分平衡效果。
表 3 不同 P水平初展叶养分状况
Table 3 Nutrient status of the young fully expanded leaves under different phosphorous application
处理 10个月 22个月
N/(mg·g -1) P/(mg· g-1) K/(mg·g -1)B/(mg·Kg-1) N/(mg·g -1) P/(mg· g-1) K/(mg·g -1)B/(mg·Kg-1)
P0 19.50ab 0.77a 12.88a 11.95 c 15.21a 0.60a 9.69a 20.92b
P10 18.27a 0.99b 13.99ab 8.65b 15.84a 0.83ab 10.44ab 15.13ab
P20 19.81ab 1.15b cd 14.52b 7.82ab 16.74a 1.01b 10.98ab c 15.37ab
P30 20.49ab 1.26cd 14.14ab 8.38b 16.46a 0.83ab 10.39ab 17.88ab
P50 18.94a 1.08b 13.64ab 6.72ab 16.34a 0.96b 11.53b c 14.59ab
P80 20.51ab 1.13b c 14.60b 5.63a 17.66ab 1.06b 11.15b c 16.62ab
P120 22.81b 1.28cd 14.73b 6.55ab 17.29ab 1.08b 12.01c 14.83ab
P180 20.85ab 1.31d 13.99ab 6.38ab 19.14b 1.33c 11.89c 13.66a
36 张宁南 , 等:P 肥对邓恩桉生长与叶片养分状况的影响 第 6 期
表 4 P肥各处理与叶片养分状况 Pear son相关性分析(10 、22 个月生)
Table 4 Relationship analysis(Pearson)of different treatment of phosphorus application and leaves
nutrient content at 10 and 22 month after planting
10个月 22个月
T N P K B T N P K B
T 1 0.446* 0.647** 0.298 -0.623** 1 0.451* 0.745** 0.599** -0.309
N 1 0.609** 0.299 -0.112 1 0.748** 0.367* -0.083
P 1 0.492** -0.478** 1 0.715** -0.415*
K 1 -0.411* 1 -0.413*
B 1 1
3 讨论与结论
(1)施 P 肥对邓恩桉生长有很大促进作用 ,施
用不同数量的 P 肥(P10-180)与不施 P 肥(P0)比较
树高 、胸径分别高 1.23 ~ 2.41倍 、2 .73 ~ 5 .91倍 ,
说明施 P 量越多对邓恩桉生长促进作用越大。施
P 对早期邓恩桉的胸径和树高生长有显著的促进
作用 ,22月后这种促进作用开始下降 。
(2)该试验结果与前期在广东开平和高要赤红
壤上巨尾桉和尾叶桉 、云南楚雄的研究结果相比 ,
增产幅度更高 。可能同土壤缺 P 较低有关。施 P
肥能增加桉树人工林的产量 ,但在不同类型土壤上
施多少 ,怎样施才能达到有效利用需要研究 。施 P
肥能够增加桉树人工林的产量 ,但问题是在不同土
壤类型上施多少 ,怎么施才能达到较好效果 。在施
入土壤后 ,多数 P 将被土壤粘粒表面所吸附并随之
产生化学反应 ,所以大部分 P 变得对树木无效;分
次大量施 P 肥有助于林木后期生长。对于养分管
理水平较高的林分来说 ,一次大量施 P 肥等于是长
期投资 ,将会在以后的多个轮伐期内逐步回收[ 16] 。
(3)叶片 P 浓度与N 、K的含量为正相关 ,而与
B负相关;表明施 P能促进 N 、K 的吸收;施 P 有有
助于提高叶片 P 的含量 ,同时也促进 N 、K的吸收;
而土壤中 B的亏缺影响 P 的吸收 。与 B 为负相关
而且关系非常紧密 ,原因是施 P 加快生长 ,使有限
的 B吸收进行一步稀释 。而 B亏缺影响 P 的吸收 ,
因此施 P 时应适当补充 B才能促进 P 的吸收。
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[本文编校:吴 彬]
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