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Mineral Nutrient Experiment of Eucalyptus grandis Seedlings on Latored Soil

巨桉苗期矿质营养试验



全 文 :  1995- 03- 24收稿。
仲崇禄助理研究员(中国林业科学研究院热带林业研究所 广州 510520)。
* 本研究属中澳合作项目( 1987~1990年) 8736内容。试验期间得到澳大利亚科工组织P. Redd ell 博士和热林所弓明
钦副研究员的帮助,特此致谢。
巨桉苗期矿质营养试验*
仲崇禄
  关键词 巨桉、苗木、矿质营养、施肥
  巨桉( Eucalyp tus gr andis Hill ex M aiden)营养研究国内外均有报道[ 1~5] ,但对巨桉苗多
种施肥处理的研究还未见报道。热带地区,多数林业用地的土壤是贫瘠的,但通过合理施肥来
增加树木的潜力是相当大的。人工林经营中,为最大限度地促进树木生长主要应考虑下列因
素:土壤肥力、肥料施用、营养元素的相互影响程度、营养元素的损失、营养元素施用在植物基
因型间的差异等[ 6]。林业实践中,营养经营策略的第一阶段就是确定造林地土壤的营养特征。
本研究的目的是探讨某些营养元素单独施用或组合施用对巨桉苗生长和生物量生产的影响。
1 材料和方法
1. 1 材料
试验在澳大利亚科学与工业组织( CSIRO)的 Dav ies实验室的温室中进行,试验期间的温
度为 19. 2~36. 8℃。种子采自澳大利亚昆士兰州的 Ravenshoe。土壤取自昆士兰州北部热带
森林中 0~30 cm 的表土(表 1) ,并过 5 mm 细筛。培养容器为上口直径 10 cm ,底部直径 8
cm ,高 12 cm 的黑色塑料杯,使用时再内衬底部密封的塑料袋。表 2列出了处理用营养液组成
及用量,营养液配方由澳大利亚西澳大学专家研制, 1986年后澳大利亚科工组织土壤所的 P.
表 1 赤红壤( Ga)的主要特性
指     标 含量
pH 4. 96
有机质( g·k g- 1) 6. 10
N( g·kg- 1) 0. 40
有效P( mg·k g- 1) 2. 0
全P( g·k g- 1) 0. 19
全 S ( g·kg- 1) 0. 34
游离铁( g·k g- 1) 22. 1
交换性物质
 C a( cmol( 1/ 2Ca) kg- 1) 0. 067
 M g( cmol ( 1/ 2Mg) kg- 1) 0. 150
 K (cmol( K) kg - 1) 0. 047
阳离子交换总量( cmol( + ) kg- 1) 1. 48
  注:土壤采自澳大利亚昆士兰的热带地区。
表 2 营养溶液的组成和用量
化学成分 用量
( mg/ kg 土)
相当元素用量
( mg/ kg 土)
1. NaH2PO 4 100 22. 7 P
2. NH4NO 3 280 100 N
3. KCl 140 62. 9 K
4. CaCl 2·2H 2O 100 27. 3 Ca; 48. 3 Cl
5. M gSO 4·7H2O 80 8. 0 Mg; 10. 4 S
6. CuSO 4·5H2O 5 1. 3 Cu; 0. 7 S
7. ZnSO 4·7H2O 10 2. 3 Zn; 1. 1 S
8. M nSO 4·H2O 15 3. 7 Mn; 2. 1 S
9. H3BO 3 0. 7 0. 12 B
10. CoSO 4·7H 2O 0. 5 0. 11 Co; 0. 06 S
11. Na2MoO 4·2H2O 0. 4 0. 16 Mo
12. FeNaEDT A 20 3. 0 Fe; 1. 2 Na
 注: 1.化学成分 4~12为无 N、P、K 营养液,用A 表示。
2.氮肥分四次施用: 0周、2周、4周和 8周。
林业科学研究 1996, 9( 5) : 538~543
F or est Res earch      
Reddel博士把它用于桉树、相思和木麻黄苗木培育, 在介质为蛭石+ 泥炭+ 沙(体积比为 1∶1
∶1)上效果良好。为避免营养液配方中某些化合物在施用前发生化学反应,试验时各化合物分
开配制和施用。
1. 2 试验方法
种子表面消毒后播种于灭过菌的沙土中。试验土壤在60℃烘箱中烘3 d,以消灭土壤中的
真菌,然后称重( 0. 8 kg/杯)。营养元素是以营养液的形式滴注到土壤表面的,待其干燥后在塑
料容器中摇动让营养元素均匀地分布在土中。滴注营养液第3天时,将每培养杯中移植1株苗
(苗高约 2. 5 cm 且主根长约 7. 5 cm)。移植后 125 d 收获。测量内容包括苗高H ( cm) ,地径 D 0
( cm) , 全部苗木都在 105 ℃烘 2 d至恒重,每株苗按叶、茎枝、根三部分称得对应的生物量, 分
别用W l (叶生物量)、W s(枝生物量)和 Wu(地下生物量)表示, 并计算地上生物量(Wa= W l+
W s)和总生物量(W t= Wa+ Wu)。
1. 3 试验设计
试验采用完全随机区组设计,每个处理 10杯,重复 3次。每个区组内,所有苗杯都是随机
排列于温室中的铁丝床上, 杯间相距 10 cm 左右, 每隔两周移动一次铁床,以便受光均匀。16
个营养施用处理如下: 对照 ( CK ) (未施任何营养元素)、P (施 NaH2PO 4·2H2O )、N (施
NH4NO 3 )、K (施 KCl)、NP (施 NH 4NO 3 + NaH2PO 4·2H2O )、PK (施 NaH2PO 4·2H2O +
KCl)、NK(施 NH4NO 3+ KCl)、NPK(施 NH4NO 3+ NaH2PO 4·2H2O+ KCl)、A (施无 N、P、K
营养液)、PA (施P+ A)、NA(施 N+ A)、KA(施 K+ A)、NPA(施NP+ A)、PKA(施 PK+ A)、
NKA(施 NK + A)和 NPKA(施 NPK + A,全营养液)。
2 结果与分析
2. 1 方差分析
方差分析结果表明巨桉苗高、地径、地上生物量、茎枝生物量、叶生物量、根生物量和总生
物量在营养处理间均有极显著差异, 而重复间无显著差异(表 3)。
表 3 7个指标方差分析 F 值及显著水平
变 源 自由度 H D 0 Wa W s Wl Wu Wt
处 理 15 433. 4* * * 603. 0* * * 1 000. 0* * * 530. 4* * * 853. 7* * * 610. 4* * * 1 000. 0* * *
重 复 2 1. 75NS 0. 04NS 0. 49NS 0. 76NS 0. 76NS 0. 32NS 0. 22NS
  注: * * * 为显著水平P = 0. 01; NS为无显著差异。
2. 2 7个指标的平均值和多重比较
表 4反映 16个处理巨桉苗 7个指标平均值的变化及多重比较的结果。总的来看,除单施
P 处理的苗高外, 含P 处理的所有指标都大于不含 P 的处理, 含P 处理的 7个指标与对照有显
著差异。说明该赤红壤施 P 对巨桉苗生长是非常必要的。
15个施肥处理的苗高与对照存在显著差异。经 NPKA 处理的苗木除苗高外其它指标都
是最大的,并与其它施肥处理有显著差异,说明全营养液施肥效果好。除枝生物量 W s 和根系
生物量 Wu外,经 N 处理的苗木其它指标与对照有显著差异; 除地径、枝生物量和根系生物量
外,经 K处理的苗木其它指标与对照有显著差异;经 A 处理后,仅苗高与对照的苗高有显著差
5395 期            仲崇禄: 巨桉苗期矿质营养试验
异;经 NA 处理后,苗高、地径、叶生物量和总生物量与对照间有显著差异;经 P、NP、PK、NK、
NPK、PA、KA、NPA、PKA、NKA 和NPKA 处理,所有苗木指标均与对照间有显著差异。与对
照处理有显著差异的各种处理, 其各种指标占对照处理的比值变化范围, 以叶生物量 W l 最
大,苗高 H 最小。
依据 H、D 0、Wa、Wu 和 W t 5个指标, 用“多目标决策分析中一维选优法”计算综合评价
值[ 7] ,计算时定义各指标权重系数均为 0. 20(表 4)。综合评价值大,施肥效果好。16个施肥处
理优劣顺序为 N PKA> PKA > PA > NPA> NPK > PK > NP> P> KA、NKA > NK > K > NA
> N > A。
表 4 7个指标的平均值及多重比较(Duncan法, P= 0. 05)
代号 处理 H ( cm ) D 0( cm) Wa Ws W l W u Wt 综合评定值 评价序号
1 CK 12. 0 h 0. 11 g 0. 084 j 0. 035 h 0. 049 j 0. 033 f 0. 117 k 0. 100 15
( 1. 0) ( 1. 0) ( 1. 0) ( 1. 0) ( 1. 0) ( 1. 0) ( 1. 0)
2 P 23. 5 e 0. 27 d 3. 348 d 0. 890 e 2. 458 cd 1. 307 c 4. 655 d 0. 582 8
( 2. 0) ( 2. 5) ( 39. 9) ( 25. 4) ( 50. 2) ( 39. 6) ( 39. 8)
3 N 16. 2 g 0. 14 f 0. 381 i 0. 066 h 0. 315 h i 0. 105 f 0. 486 ij 0. 176 13
( 1. 4) ( 1. 3) ( 4. 5) ( 1. 9) ( 6. 4) ( 3. 2) ( 4. 2)
4 K 19. 2 f 0. 12 hg 0. 386 i 0. 119 h 0. 267 h i 0. 133 f 0. 519 i 0. 188 11
( 1. 6) ( 1. 1) ( 4. 6) ( 3. 4) ( 5. 5) ( 4. 03) ( 4. 4)
5 NP 28. 8 c 0. 28 d 2. 782 f 0. 912 e 1. 870 f 0. 994 d 3. 776 f 0. 584 7
( 2. 4) ( 2. 5) ( 33. 1) ( 26. 1) ( 38. 2) ( 30. 1) ( 32. 3)
6 PK 28. 0 c 0. 29 cd 3. 055 e 0. 918 e 2. 137 e 1. 081 d 4. 136 e 0. 608 6
( 2. 3) ( 2. 6) ( 36. 4) ( 26. 2) ( 43. 6) ( 32. 8) ( 35. 4)
7 NK 25. 4 d 0. 21 e 0. 797 h 0. 340 g 0. 457 h 0. 395 e 1. 192 h 0. 345 10
( 2. 1) ( 1. 9) ( 9. 5) ( 9. 7) ( 9. 3) ( 12. 0) ( 10. 2)
8 NPK 31. 4 b 0. 30 b 3. 364 d 1. 171 d 2. 193 e 1. 090 d 4. 454 de 0. 659 5
( 2. 6) ( 2. 7) ( 40. 0) ( 33. 5) ( 44. 8) ( 33. 0) ( 38. 1)
9 A 16. 1 g 0. 11 g 0. 219 ij 0. 058 h 0. 161 i j 0. 086 f 0. 305 jk 0. 143 14
( 1. 3) ( 1. 0) ( 2. 6) ( 1. 7) ( 3. 29) ( 2. 6) ( 2. 6)
10 PA 32. 0 b 0. 30 b c 4. 868 b 1. 558 b 3. 310 b 1. 486 b 6. 354 b 0. 783 3
( 2. 7) ( 2. 7) ( 58. 0) ( 44. 5) ( 67. 6) ( 45. 0) ( 54. 3)
11 NA 18. 5 f 0. 15 f 0. 309 ij 0. 106 h 0. 203 i 0. 124 f 0. 433 ij 0. 177 12
( 1. 5) ( 1. 4) ( 3. 7) ( 3. 0) ( 4. 1) ( 3. 8) ( 3. 7)
12 KA 23. 3 e 0. 21 e 1. 530 g 0. 547 f 0. 983 g 0. 494 e 2. 024 g 0. 378 9
( 1. 9) ( 1. 9) ( 18. 2) ( 15. 6) ( 20. 1) ( 15. 0) ( 17. 3)
13 NPA 33. 4 a 0. 31 b 3. 826 c 1. 345 c 2. 481 c 1. 417 bc 5. 243 c 0. 738 4
( 2. 7) ( 2. 8) ( 45. 5) ( 38. 4) ( 50. 6) ( 42. 9) ( 44. 8)
14 PKA 35. 5 a 0. 35 a 3. 872 c 1. 572 b 2. 300 de 1. 515 b 5. 387 c 0. 794 2
( 3. 0) ( 3. 2) ( 46. 1) ( 44. 9) ( 46. 9) ( 45. 9) ( 46. 0)
15 NKA 25. 1 d 0. 20 e 1. 461 g 0. 376 g 1. 085 g 0. 464 e 1. 925 g 0. 378 9
( 2. 1) ( 1. 8) ( 17. 4) ( 10. 7) ( 22. 1) ( 14. 1) ( 16. 5)
16 NPKA 31. 4 b 0. 37 a 5. 905 a 2. 029 a 3. 876 a 2. 369 a 8. 274 a 0. 969 1
( 2. 6) ( 3. 4) ( 70. 3) ( 58. 0) ( 79. 1) ( 71. 8) ( 70. 7)
  注: ( 1)同一列中,字母相同者为无显著差异,而字母不同者有显著差异( P< 0. 05) ; ( 2)括号中数字是各处理某一指标
与相应对照处理指标的比值。
540 林 业 科 学 研 究                 9 卷
2. 3 高径比和生物量分配(表 5,图 1)
2. 3. 1 高径比 高径比是衡量苗木质量的
重要指标之一。一般认为高径比小,有利于造
林成活。含 P 的施肥处理对应的高径比都小
于对照,相反,单施 N、K、A 或其组合处理的
高径比都大于对照。可见,高径比可作衡量施
肥处理的指标之一。
2. 3. 2 生物量分配 根系生物量占地上生
物量比值 ( Wu/Wa) : 从苗木质量角度看,
Wu/Wa越大越好, 说明苗木根系发达。15个
施肥处理中, 只 NK、A、NA 和 NPKA 处理
的 Wu/Wa比对照大 40%~50% , N 处理的
Wu/Wa最小, 仅 27. 6%, 其它处理的比值都
小于对照。
茎枝生物量占总生物量比值( Ws/W t ) :
各施肥处理的 W s/W t都小于对照的比值, 其
中以N 处理的比值最小,为 13. 6%。
表 5 各生物量间百分比( % )及高径比平均值
序号 处理 W u/ Wa Ws/ Wt Wl /W t Wu/ Wt H / D 0
1 CK 39. 3 29. 9 41. 9 28. 2 1. 09
2 P 39. 0 19. 1 52. 8 28. 1 0. 87
3 N 27. 6 13. 6 64. 8 21. 6 1. 16
4 K 32. 3 22. 9 51. 4 25. 6 1. 60
5 NP 35. 7 24. 2 49. 5 26. 3 1. 02
6 PK 35. 4 22. 2 51. 7 26. 1 0. 97
7 NK 49. 6 28. 6 38. 3 33. 1 1. 21
8 NPK 32. 4 26. 3 49. 2 24. 5 1. 05
9 A 40. 0 19. 0 52. 8 28. 2 1. 46
10 PA 30. 5 24. 5 52. 1 23. 4 1. 07
11 NA 40. 1 24. 5 46. 9 28. 6 1. 23
12 KA 32. 2 27. 0 48. 6 24. 4 1. 11
13 NPA 37. 0 25. 7 47. 3 27. 0 1. 08
14 PKA 39. 1 29. 2 42. 7 28. 1 1. 01
15 NKA 31. 8 19. 5 56. 4 24. 1 1. 25
16 NPKA 40. 1 24. 5 46. 9 28. 6 0. 85
变化 27. 6~ 13. 6~ 38. 3~ 21. 6~ 0. 85~
范围 49. 6 29. 9 64. 8 33. 1 1. 60
图 1 16种营养处理的巨桉苗茎枝、叶和根系生物量分配
  叶生物量占总生物量比值(W l /Wt ) :除 NK 处理的比值( 38. 3% )稍低于其对照( 41. 7%)
外,其它处理的比值都大于对照的比值, 其中 N 处理的比值最大,为 64. 8%, 其余处理的比值
为 42. 7%~56. 4%。
根系生物量占总生物量比值(Wu/W t) :除 NK、NA 和 NPKA 处理的比值(分别为 33.
1%、28. 6%和 28. 6%)稍高于对照( 28. 2%)的比值外,其余处理的比值都稍低于对照。
5415 期            仲崇禄: 巨桉苗期矿质营养试验
4 讨论与结语
  ( 1)在昆士兰赤红壤上,缺 P 会使巨桉苗的生物量生产明显降低[ 5]。本试验从施肥角度证
实施P 可明显促进苗木生长及其生物量生产, 说明 P 是该土壤的限制因子。由表 4综合评定
结果看, P 与 N或 K 组合施用(即 NP、PK 和 NPK 处理) ,或 P 与某些大量、微量元素组合施
用(即 NPA、PKA 和 NPKA 处理)的效果都好于单施 P 处理, 说明用该赤红壤育巨桉苗时除
施 P 外最好还施其它元素。该试验以全素 NPKA 处理的效果为最佳, 表明该营养液配方适合
于赤红壤上培育巨桉苗。
  ( 2)单施 A 时,其效果只是稍好于对照,而构成 NA、PA、KA、NPA、NKA、PKA 和 NPKA
处理的效果都好于对应的 N、P、K、NP、NK、PK 和 NPK 处理,说明 A 处理中某些元素对赤红
壤上巨桉苗生长也是有用的。另外, 单施 P 时苗高或综合评价结果都不如 NP 或 PK处理, 但
单施 P 的总生物量都大于这 2种处理,表明 NP 或 PK 处理只有利于苗高增加而不利于苗木
总生物量积累,而与单施 P 处理相比, NPA 或 PKA 处理既有利于苗高生长又有利于苗木生
物量的增加,进一步说明 A 处理对巨桉苗生长是非常必要的。这种现象可能是由于 A 处理为
巨桉苗木器官生长提供某种或某些必要的元素,调节土壤 pH 值,使土壤营养达到平衡或刺激
苗木对 P、N 或 K 的吸收之故,对此有待于进一步研究。试验用赤红壤似于华南地区的赤红
壤,故该试验结果可在华南赤红壤上育苗或造林施肥时参考。
( 3)赤红壤上 16个营养处理后, 巨桉苗高、地径和生物量在营养处理间都有显著差异。
( 4)除单施 P 处理的苗高外, 7种含 P 的施肥处理的苗高、地径和生物量都大于不含 P 的
处理,并且含 P 处理的 7个指标与对照的指标相比都有显著差异。该赤红壤上施 P 对巨桉苗
生长是非常必要的。
( 5)含 P 的施肥处理的高径比都小于对照的高径比,相反,单施 N、K、A 或其组合处理的
高径比都大于对照。高径比可作为衡量施肥处理的指标之一。
( 6)施肥处理会影响巨桉苗木茎枝、叶和根系生物量的分配。
( 7)以苗高、地径、地上生物量、根系生物量和总生物量为基础,得出的 16个施肥处理优劣
顺序为: NPKA > PKA> PA> NPA > NPK> PK> NP> P> KA、NKA> NK> K> NA > N >
A,以全营养施为最佳。
参 考 文 献
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542 林 业 科 学 研 究                 9 卷
Mineral Nutrient Experiment of Eucalyp tus grandis
Seedlings on Latored Soil
Zhong Chonglu
  Abstract In gr eenhouse, 16 nutrient t reatments w er e conducted in latored soil, w ith Eu-
calyp tus grandis Hillex Maiden. T he 16 treatments w ere CK( no nutrients, cont rol ) , P , N, K,
NP, PK, NK, NPK, A ( - NPK modified UWA stock solution ) , NA, PA, KA , NPA, PKA,
NKA and NPKA. The resul ts show ed that there were signif icant dif ferences in seedling
height , diameter and biomass product ion betw een 15 nutrient t reatments and contro l( CK ) ;
Except the height of single P treatment , all indexes( height , diameter and biomass) of the
t reatments w ith P nutrient w ere more than those o f the t reatments w ithout P nutr ient , and
there w ere significant dif ference in height , diameter and biomass betw een the t reatments w ith
P nutrient and the t reatments w ithout P nutrient ; The rates of height / diameter of t reatments
w ith P nutrient w ere all less than that of the control t reatment , on the contrar y, the rates at
single N, K, A and their combined tr eatments w ere all more than that of cont rol t reatment ;
Based on height , diameter, biomass above gr ound, root biomass and total biomass, by the
M ult iple Object ive St rateg ic Decision Analy sis methods, 16 nutr ient t reatments w er e opti-
mized and arranged from the excellent to the poor : NPKA> PKA> PA> NPA> NPK> PK>
NP> P > KA, NKA > NK > K > NA > N > A > CK. Meanwhile, their dist ribut ion relat ion-
ships among dif ferent par ts o f biomass w er e described.
  Key words Eucalyp tus grandis, seedling, mineral nut rit io n, fert ilizat ion
  Zh ong C honglu , Ass istant Profes sor( T he Research Inst itute of T ropical Fores t ry, CAC Guangzh ou 510520) .
5435 期            仲崇禄: 巨桉苗期矿质营养试验