全 文 :Vol. 33 No. 7
Jul. 2013
第 33 卷 第 7 期
2013 年 7月
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
Journal of Central South University of Forestry & Technology
收稿日期:2013-01-12
基金项目:国家“十二五”科技支撑项目(2012BAD23B04);林业公益性行业科研专项(201104021)
作者简介:郭宝华(1978-),男,河北保定人,博士研究生,主要从事森林培育研究;E-mail: bhguo@icbr.ac.cn
通讯作者:范少辉(1962-),男,福建永泰人,研究员,博士,博士生导师,主要从事森林培育和森林生态学研究;
E-mail: fansh@icbr.ac.cn
硬头黄竹 Bambusa rigida是一种优良的丛生
竹种,具有生产力高、秆型条件好等特点 [1],在造
纸和用材方面发展前景广阔 [2],近年来随着原料
需求的不断增长,硬头黄竹的经济效益不断上升,
通过合理的经营管理措施提高硬头黄竹的生产力
成为亟待解决的现实问题。土壤营养管理是提高
林分生产力、取得更大经济效益的重要手段,通
常以施肥技术为核心内容 [3]。有关竹林营养管理的
研究较多,在施肥量、肥料配比、施肥方式等方
面都有较多的研究,众多学者为实现竹林施肥的
不同施肥模式对硬头黄竹生长特征的影响
郭宝华 1,范少辉 1,刘广路 1,蔡春菊 1,张大鹏 1,FEDEL2
(1.国际竹藤中心 竹藤科学与技术重点实验室,北京 100102;2. 北京林业大学 林学院,北京 100083)
摘 要:应用正交实验方法,研究了肥料配比、施肥量和施肥方法对硬头黄竹生长的影响。结果表明:3个因素
对硬头黄竹新竹数量、新竹生物量、繁殖率有显著或者极显著影响(p< 0.05),对新竹平均胸径的影响未达到
显著水平 (p> 0.05);新竹生物量影响因素的排列顺序为施肥量>施肥方式>肥料配比,新竹数量、繁殖率影响
因素的排列顺序为施肥方式>施肥量>肥料配比;获得最大生物量的施肥模式为:肥料配比(N∶ P∶ K)为
5∶ 2∶ 1、施肥量为 0.9 kg·丛 -1、施肥方法为环施;获得最多新竹数量和最佳繁殖率的施肥模式为:肥料配
比(N∶ P∶ K)为 5∶ 2∶ 1、施肥量为 1.2 kg·丛 -1、施肥方式为撒施(覆盖土和枯落物)。试验得到的施
肥模式为指导硬头黄竹实现科学的土壤营养管理提供了参考。未考虑不同养分元素之间的相互影响,养分元素
之间的协同或拮抗作用需要进一步研究。
关键词:硬头黄竹;肥料配比;施肥量;施肥方式
中图分类号:S715.2 文献标志码:A 文章编号:1673-923X(2013)07-0045-05
Effects of different fertilization modes on growth characteristics of
Bambusa rigida
GUO Bao-hua1, FAN Shao-hui1, LIU Guang-lu1, CAI Chun-ju1, ZHANG Da-peng1, FEDEL2
(1. Key Laboratory of Bamboo and Rattan, International Centre for Bamboo and Rattan, Beijing 100102, China;
2. College of Forestry, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)
Abstract: The growth characteristics of Bambusa rigida with different fertilization mode was studied with orthogonal experiment
method. The results show that there were significant differences or great significant differences among the new bamboo numbers,
reproduction rate, biomass of new bamboo and the fertilization factors. The effects of the three factors to mean DBH of new bamboo
did not reach signifi cant level. The order of the three factors affecting to the new bamboo biomass was: fertilizer amount> fertilizing
method> fertilizer ratio; that to the new bamboo numbers and ratio reproductive both were: fertilizing method> fertilizer amount>
fertilizer ratio. The best fertilization mode for obtaining maximum biomass was: the fertilizer ratio (N︰ P︰ K) being 5︰ 2︰ 1, the
fertilizer amount being 0.9 kg per clump, and the fertilizing method being circling fertilization. The best fertilization mode for getting
maximum new bamboo numbers and the reproduction rate was: the fertilizer ratio (N︰ P︰ K) being 5︰ 2︰ 1, the fertilizer amount
being 1.2 kg per clump, and the fertilizing method being broadcastdistribution (covered soils and litters). The fertilization modes by
the tests provided an important reference guide for the soil nutrition management of B. rigida. The synergistic or antagonistic effects
between nutrient elements needed the further study because the study did not take accounted for the effects among different nutrient
elements.
Key words: Bambusa rigida; fertilizer ratio; fertilizer amount; fertilizing method
DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2013.07.012
郭宝华,等:不同施肥模式对硬头黄竹生长特征的影响46 第 7期
科学化进行了卓有成效的研究。顾小平等 [4]建立
了N、P、K施肥与毛竹林产量相对生长方程和N、
P、K施肥及留竹密度与毛竹林产量间的回归模
型,为毛竹林科学的配方施肥提供了理论参考;
郭晓敏等 [5]以生态系统养分平衡理论为指导,对
集约经营毛竹林平衡施肥技术和养分管理理论做
了系统研究,并对平衡施肥的经济收益进行了测
算。研发了撒施、带施、穴施、伐篼施和竹腔
施肥等多种施肥方式,并对不同施肥方式的效
果和优缺点进行了较为系统的研究 [6-8]。综合来
看,我国在竹林营养管理尤其是肥培理论和技
术研究方面处于领先地位,但施肥研究的对象
主要集中在毛竹 [9-12]、雷竹 [13-14] 以及一些优良
笋用丛生竹 [15-20]上,且已有的研究结论仍存在着
施肥量、肥料配比、施肥方法差异较大,经营措
施不具体等问题,因而针对优良丛生竹——硬头
黄竹开展施肥技术研究是十分必要的。
1 试验地概况
研究地点位于丛生竹资源分布较为丰富
的四川省长宁县,地理位置为 104°44′12″ ~
l05°07′28″E, 28°15′09″~ 28°26′07″N。该区属典
型的中亚热带湿润性季风气候,年均气温 18.3 ℃,
最冷月(1月份)平均气温 8.2 ℃,极端低温-4.2 ℃;
最热月(7月)平均气温 27.3 ℃,极端高温 40.7
℃,≥ 10 ℃ 的积温 5 970 ℃;年均降水量 1 114.2
mm,年均蒸发量 1 101.3 mm,年均空气相对湿度
83%,日照时数 1 148 h,无霜期达 350 d以上。地
貌以中低山地和丘陵为主,由于受地形地貌影响,
区域气候垂直变化较明显。植被覆盖率 42%,以
毛竹 Phyllostachys edulis、苦竹 Pleibolastus amarus
为主,还有梁山慈竹 Dendrocalamus farinosus、慈
竹 Neosino calamus、硬头黄竹等,近年引种了较
大面积的撑绿杂交竹。其中,硬头黄竹栽培面积
超过 1.87万 hm2,对当地的经济发展有重要作用。
2 研究方法
2.1 实验设计
采用正交试验设计,具体见表 1。因素 A
为 N、P(P2O5)、K(K2O) 比 例,A1 比 例 为
5∶ 2∶ 1,A2为 3∶ 2∶ 1,A3为 1∶ 2∶ 1;
B因素为施肥总量,B1为 0.6 kg·丛 -1,B2为 0.9
kg·丛 -1,B3 为 1.2 kg·丛 -1;C 因素为施肥方
法,C1为穴施,C2为环施,C3为撒施(覆盖土
和枯落物);每个实验处理 5 个重复,呈水平
直线排列。共 45 个样丛,另取空白对照 9 个。
其中,尿素中 N 含量 46%;磷酸二氢铵中 N 含
量 11%、P2O5 含量 44%;氯化钾中 K2O 含量
52%。
表 1 正交实验设计
Table 1 Orthogonal experimental design
试验号 A B C 空白
1 1 3 2 1
2 1 1 1 2
3 1 2 3 3
4 2 2 1 1
5 2 3 3 2
6 2 1 2 3
7 3 1 3 1
8 3 2 2 2
9 3 3 1 3
2.2 硬头黄竹生长特征调查
硬头黄竹试验样地施肥前土壤基本状况:
土壤容重 1.31 g·cm-3,pH值 4.09,有机质含量
15.91 g·kg-1,土层厚度 65~ 75 cm,土壤湿润。
施肥作业在 2011年 3月上旬进行。
对实验竹丛进行每竹检尺,将具有完整物理
连接的植株作为一个基株,调查其年龄、胸径等
因子。在 2011年 5月~ 11月,每 15 d调查竹丛
出笋数、退笋数、成竹胸径等指标,同时对新出
竹笋进行标记,避免重复调查。
在试验林内选取生长良好、无病虫害的竹丛
各 5丛,作为标准竹丛测定生物量。在竹丛内抽
取不同年龄、不同胸径的硬头黄竹 16株作为标准
竹,进行测试分析。将选取的竹株从秆基处锯断,
去枝叶后测量竹秆地径、胸径、全长,然后分别
取下枝、叶,立即测定枝、叶、秆鲜质量。同时
取枝、叶和秆各 500 g,带回实验室置于 65 ℃烘
箱内烘干至恒质量,冷却后称取干质量,计算含
水率及整株生物量。根据样地中样丛胸径状况推
算实验竹丛中新生竹生物量。
2.3 数据处理与分析
繁殖率公式为 R=Ns /Nm,其中 R为繁殖率,
Nm为母竹株数,Ns为成竹数。
试验数据在 Excel 2010软件中进行整理和作
图,方差分析、逐步回归分析用 SPSS13.0软件
完成。
47第 33卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
3 结果与分析
3.1 施肥模式对新竹数量的影响
肥料配比、施肥量和施肥方式对硬头黄竹新
竹数量有显著或者极显著影响(见表 2),但是 3
个因素对新生竹数 量的影响程度不同,其中施肥
方式对新竹数量的影响最大,施肥量次之,肥料
配比最小。
表 2 施肥模式与新竹数量的方差分析
Table 2 ANOVA of new bamboo number with different
modes of fertilization
方差来源 离均差平方和 自由度 均方差 F P
A 23.64 2 11.822 4.65 0.02
B 28.31 2 14.156 5.57 0.01
C 51.24 2 25.622 10.08 0.00
误差 96.58 38
不同水平的肥料配比对新竹数量的影响程度
的排列顺序为 A1> A3> A2,其中 A1极显著高
于 A2、A3(p< 0.01),A2与 A3之间的差异未达
到显著水平;不同水平的施肥量排列顺序为 B3>
B2> B1,其中 B3与 B2的差异未达到显著水平,
但是两者均极显著高于 B1(p< 0.01);不同水
平的施肥方式排列顺序为 C3> C2> C1,其中 C3
与 C2的差异未达到显著水平,但是两者均极显著
高于 C1(p< 0.01)(见表 3)。因而,A1B3C3、
A1B2C3、A1B2C2均对新竹数量有良好的促进作用,
其中 A1B3C3的效果最好。
表 3 不同施肥模式多重比较分析†
Table 3 Multiple comparison analysis of different
fertilization modes
水平
因素
A B C
1 5.80±0.41 Aa 3.67±0.41 A 3.40±0.41 A
2 4.20±0.41 Bb 5.20±0.41 B 4.93±0.41 B
3 4.33±0.41 ABb 5.47±0.41 B 6.00±0.41 B
† 数值±标准差为平均值,字母项为方差分析结果。字母相同表示差
异不显著,其中大写字母表示差异达到极显著水平(p<0.01),小写
字母表示差异达到显著水平(p<0.05)。下同。
3.2 施肥模式对新竹胸径的影响
肥料配比、施肥量和施肥方式对硬头黄竹新竹
胸径的影响未达到显著水平(p> 0.05)(见表 4),
但是 3个因素影响程度表现出 C> A> B,施肥
方式对新竹胸径的影响较大(见表 4)。因素 A
不同水平的排列顺序为 A3(4.03 cm)> A2(3.87
cm)>A1(3.82 cm);因素B的排列顺序为B2(4.01
cm)> B1(3.90 cm)> B3(3.81 cm);因素 C
不同水平的排列顺序为 C1(4.13 cm)> C2(3.85
cm)> C3(3.74 cm)(见图 1),A3B2C1组合对
提高竹林平均胸径效果最为显著。
表 4 施肥模式与新竹胸径的方差分析
Table 4 ANOVA of new bamboo DBH with different
modes of fertilization
方差来源 离均差平方和 自由度 均方差 F P
A 0.38 2 0.19 0.80 0.46
B 0.30 2 0.15 0.64 0.53
C 1.22 2 0.61 2.62 0.09
误差 8.86 38
图 1 不同因素、水平硬头黄竹新竹平均胸径
Fig. 1 Mean DBH of B. rigida new bamboo with different
factors and levels
3.3 施肥量对硬头黄竹新竹生物量的影响
肥料配比对新竹生物量的影响未达到显著水
平(p> 0.05),施肥量对新竹生物量的影响达到
极显著水平(p< 0.01),施肥方式对硬头黄竹新
竹生物量的影响达到显著水平(p< 0.05)(见表
5),3个因素对新生竹生物量的影响程度为 B>
C> A,施肥量对林分生物量的增加效果最明显,
施肥方式次之,肥料配比最小。
表 5 施肥模式与新竹生物量的方差分析
Table 5 ANOVA of new bamboo biomass with different
modes of fertilization
方差来源 离均差平方和 自由度 均方差 F P
A 171.590 2 85.80 2.21 0.12
B 465.990 2 233.00 6.00 0.01
C 281.424 2 125.71 3.72 0.05
误差 1475.159 38
肥料配比不同水平的排列顺序为 A1> A3>
A2,其中 A1与 A3之间、A3与 A2之间的差异未达
郭宝华,等:不同施肥模式对硬头黄竹生长特征的影响48 第 7期
到显著水平,但是 A1显著高于 A3(p< 0.05);
施肥量的排列顺序为 B2> B3> B1,其中 B3与 B2
的差异未达到显著水平,但是两者均极显著高于
B1(p< 0.01);施肥方式的排列顺序为 C3> C2
> C1,其中 C3与 C2、C2与 C1的差异未达到显著
水平,但是 C3显著高于 C1(p< 0.05)(见表 6)。
因而,A1B3C3、A1B2C3、A1B2C2均对竹林生物量
的增加有良好的促进作用,考虑到肥料种类和利
用效率,A1B2C2的效果最好。
表 6 不同施肥模式的多重比较分析
Table 6 Multiple comparison analysis of different
fertilization modes
水平
因素
A B C
1 20.36±1.61 a 13.27±1.61 A 14.89±1.61 a
2 15.64±1.61 b 20.62±1.61 B 18.28±1.61 ab
3 17.30±1.61 ab 19.21±1.61 B 20.13±1.61 b
3.4 施肥方式对硬头黄竹繁殖率的影响
施肥模式对硬头黄竹的繁殖率有极显著的影
响(p< 0.01),3个因素对硬头黄竹繁殖率的影
响程度不同(见表 7),施肥方式对硬头黄竹繁殖
率的影响最大,施肥量次之,肥料配比最小。
表 7 施肥模式与硬头黄竹繁殖率的方差分析
Table 7 ANOVA of reproductive rate of B. rigida with
different modes of fertilization
方差来源 离均差平方和 自由度 均方差 F P
A 2.02 2.00 1.01 12.05 0.00
B 2.85 2.00 1.42 16.95 0.00
C 4.20 2.00 2.10 24.98 0.00
误差 3.19 38.00 0.08
不同水平的肥料配比对繁殖率的影响程度的
排列顺序为 A1> A2> A3,其中 A2与 A3之间的
差异未达到显著水平,但是 A1极显著高于 A2和
A3(p< 0.01);施肥量的排列顺序为 B3> B2>
B1,其中 B1与 B2的差异未达到显著水平,B3均
极显著高于 B1和 B2(p< 0.01);施肥方式的排
列顺序为 C3> C2> C1,其中 C2与 C1的差异未
达到显著水平,但是 C3极显著高于 C1和 C2(p<
0.01)(见表 8)。因而,A1B3C3对硬头黄竹繁殖
率的提高效果最好。
4 结论与讨论
硬头黄竹新竹数量和繁殖率对施肥方式
的响应最为显著,其次为施肥量,最后为肥料
配比,其中最佳施肥模式为:N ∶ P ∶ K 为
5∶ 2∶ 1、施肥量为 1.2 kg·丛 -1、撒施(覆盖
土和枯落物)。硬头黄竹新竹生物量对施肥量响
应最为显著,施肥方式次之,肥料配比最小,其
中最佳施肥模式为:N∶ P∶ K为 5∶ 2∶ 1、
施肥量为 0.9 kg·丛 -1、环施。施肥量和施肥方式
对硬头黄竹新竹胸径的影响未达到显著水平,原
因是新竹生物量的增加主要是通过新竹数量增加
实现的,而不是通过胸径的增加。
本研究中新竹生物量的影响因子为:施肥总
量>施肥方法> NPK比例,与笋用绿竹施肥影响
因子的排列顺序相近,为施肥总量> NPK比例>
施肥方法 [15,21],施肥量可以显著增加竹笋或者新
竹产量。硬头黄竹新竹数量和繁殖率影响因子的
排列顺序为:施肥方法>施肥总量> NPK比例,
与笋用绿竹竹笋产量的影响因子不同,绿竹为笋
用竹林,施肥、扒晒、覆盖、挖笋等频繁的干扰,
土壤养分流失较为严重,土壤需要不断投入有效
养分以维持竹林生产力,而硬头黄竹为用材竹林,
施肥前为粗放经营,原生产力较低,对土壤的养
分消耗也较低,施肥过程中土壤的翻动可能比肥
料本身对硬头黄竹的影响更大。
本研究中推荐的N、P、K配比中氮素比例最高。
氮是植物主要营养元素,是构成蛋白质的主要成分,
对作物的产量和品质均有重要影响,充足的氮肥可
以有效增加竹林生产力,相关的研究也证实了这一
点,如“中华人民共和国林业行业标准—毛竹林丰
产技术”,N、P、K肥料的配比是 2∶ 0.66∶ 1,
洪顺山等人 [22]推荐的配比为 2.6∶ 1.6∶ 1,顾小
平 [9]得到的三要素比例应为 1.7∶ 0.2∶ 1,均以
氮素比例最高,但是磷、钾元素比例存在较大差
异,可能和不同研究地点土壤本底资料不同有关。
有关绿竹的研究也得出类似的结论,洪伟等 [20]认
为 N、P、K三要素的比例为 1∶ 0.7∶ 1 ,1丛 6
株需施 2 kg;而潘永春 [23]认为 N∶ P∶ K比例以
2∶ 1∶ 1~ 3∶ 1∶ 1之间效果好,复合肥施肥
量为 2~ 3 kg·丛 -1。施肥量均高于本研究的 1.2
kg·丛 -1或者 0.9 kg·丛 -1,可能和 2种竹林经营
表 8 不同施肥模式的多重比较分析
Table 8 Multiple comparison analysis of different
fertilization modes
水平
因素
A B C
1 1.74±0.11 A 1.20±0.11 A 1.15±0.11 A
2 1.30±0.11 B 1.33±0.11 A 1.30±0.11 A
3 1.27±0.11 B 1.78±0.11 B 1.86±0.11 B
49第 33卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
目标不同有关,绿竹以采笋为目标,需要高强度
的经营,而硬头黄竹为用材竹种,经营要求低于
绿竹。
硬头黄竹新竹数量和繁殖率的影响因子为:施
肥方法>施肥总量> NPK比例,说明施肥方法对
硬头黄竹的笋芽萌发和成竹具有重要作用。本研究
中硬头黄竹撒施和沟施效果较好,与已有研究结果
相似。日本的野中重之认为全面撒施为好 [24],金
爱武通过对毛竹地下鞭生长特性研究,认为发鞭
长竹肥应采用沟施法或蔸施法,严禁使用撒施法,
笋芽分化肥采用撒施法,结合削草松土,翻入土
层 [6]。撒施可以促进笋芽分化,撒施后进行覆盖
可有效降低养分流失率。
植物在对各养分元素的吸收过程中存在一定
的协同或拮抗作用 [25],该过程较为复杂,且在不
同的土壤环境中其交互作用的表现形式也不相同,
需要进行长期和深入的研究,鉴于研究时间和工
作量,本论文对该问题未展开研究,具体还需要
进一步深入研究与分析。
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[ 本文编校:谢荣秀 ]