全 文 ：第 6 卷 第 4 期
1 9 9 3 年 8 月
林业 科 学研 究 V o l . 6 ,
A u g
。 ,
付o
FO R E S T R E S EA R C E 1 9 9 3
杉木中龄林施肥效应探讨 *
李贻锉 陈道东 纪建书
李瑞成 区晋祥 黄罗华
摘要 亚热带丘陵黄红集区衫木中龄林ru1 伐后 4 年施肥试验表明 , 施肥当年效应不明显 , 第
2
、 第 3 年N 肥效应权显著。 在蓄积量和胸径增长上 , P 肥有效 、 K 肥效应低。 树高对施肥反应
不明显 。 P 、 K 肥单施效应低于 N 、 N P 和 N PK 肥 。 两次施肥 , 每次施尿素2 6 3 k g邝皿 , 或尿素
2 6 3 k g / 五m 艺 + 钙镁磷肥 50 3 k g / li 二 , , 胸径净生长量增加 5 6 %~ 4 8 % , 蓄积净生长童增加 3 2 % ~
48 %
, 投入产出比为1 : 3 . 75 ~ 3 . 7 8。 大 、 中径木肥效明显高于小径木。 施肥前林分本底值对林木
生长有极显著影响 , 干扰肥效 , 施肥前对林分进行下层琉伐 , 将本底值调整到 同一水平进 行分析
检验 , 提高肥效。
关位词 衫木 、 中龄林 、 施肥效应 、 黄红壤
杉木(Cu n n in g ha 二 ia la n c e o la ta H o o k . )中龄林施肥能提高林木 生长量和单位面积产值 ,
并缩短轮伐期 , 与其他营林措施结合 , 可使人工林生态系统内养分循环趋于合理 。 P r ic het t[ ‘〕
报道 , 在矿质土壤上成林施N 肥可提高中期及后期采伐量 。杉木人工林速生阶段 (9 ~ 12 a) ,
林冠生物量比例最大 , 林木生理功能旺盛 , 对N 、 P 、 K 、 Ca 和 M g 的摄取 都 很迅速 。 每生产
一吨干物质需要的常量营养元素 , 速生阶段为 9 . n k g , 干 材阶 段 (14 ~ 1 8 a )为 5 . 82 k g ,
成 、 过熟阶段 (25 ~ 38 a )为 5 . 67 ~ 5 . 45 k g [ : ] 。 杉木林在中龄速生阶段形成单位干物质所需
的养分量明显高于后三个阶段 , 是养分需求较迫切阶段 , 适时合理施肥 , 将为林分主伐时高
产奠定基础 。
1 试验地基本情况
试验地位于江西省分宜县 , 为武功山支脉大岗山主脊附近的低山丘陵 , 海拔 34 。~ 4 20 m ,
1 9 8 8~ 1 9 9。年平均年降水量 1 “ 9 . 1 m m , 平均温 17 . 9 ℃ , 该 区属于杉 木中 带东区闽浙赣低
山丘陵亚区t 3 1。
土壤属山地黄红壤 , 发育于粉砂质板岩风化物 , 为坡积和残积砾质壤土母质 , 土层 (A 十
B )厚 7 7 ~ 1 3 5 e m , 腐殖质层 (A + A B )厚3 4~ 4 0 e m , 相当 1 6地位指数 。 土壤 呈酸性反应 ,
盐基高度不饱和 , 速效P 含量极低 。全 N 与有机质含量 , 相当于全国土壤养分含量分级中 3 一
1 99 1一0 9一2 7 收稿 。
李贻锉研究员 , 陈道东(中国林业科 学研究院林业研究所 北 京 1 0。。91 ) , 纪建书, 李瑞成 , 区 晋 祥 , 黄罗 华 (中国
林业科学研 究院亚热 带林业实验中心 )。
* 本研究是 “七 五 ”国家攻关专题 “衫木人工林集约栽 培技术研究” 内容之一 , 参加人还有刘 仲君 、 李旭明 、 姚茂 和、 黄
团生 。 周慧 、 刘 沈稗 、 朱虹承担部 分土样分析工作 。
4 期 李贻桂等 : 杉木中龄林施肥效应探讨 3身1
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5级 , 速效K 为 4 一 5 级 , 速 效 P 为 5 一 6
级 。 表 1 为试验地本底土壤理化性质 , 分析
方法按《土壤农业化学常规分析方法》( 1 9 8 3>
中有关项目执行 。
1 9 8 了年进行试验时 , 林 龄 g a , 株行距
为1 . 6 5 m x Z . o m , 5 0 0 0株/ h m , , 当年春施
肥前进行间伐 , 每公顷保留 2 1 0 0 株 , 林 分
平均胸径 1 0 . 5 3 e m , 平均 蓄 积 i o 3 . 2 4 m ’/
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2 试验方法
完全随机区组排列 , 重复 3 次 , 每次重
复 1 0个处理 , 小区面积 2 4 0~ 3 0 0 rn Z 。 试 验
因子及水平见表 2 。 尿素含N 46 % , 钙镁磷
肥含 P 2 0 。 1 2 % , 氯化钾含 K : 0 5 5 % 。 1 9 8 7
~ 1 9 8 9 年 试 验 处 理 如 下 : ¹ T : 无 肥
( C K , ) ; º T Z N : , » T ZN : ; ¼ T Z PZ 多
½ T : P : ; À T : N : P : ; ¿ T Z N : P 3 , À T : K : 多
Á T , N ZPs K : , T : 无 肥 ( C K Z ) 。
表 2 试验因子及水平
(单位 : k g / h rn Z · 次 )
水 平 N (尿 素 ) P (钙镁磷肥 ) K (抓化钾 ) T
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施肥时间分别为19 8 7年与1 9 8 9年 4 月 ,
采用沟施方法 。 1 9 9 0年 1 月对全部 10 个处理
进行第2 次间伐 , 每公顷保留1 65 0株 。杉木单
株材积计算公式 :
V (m 3 ) = 0
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3 试验结果与分析
用协方差分析检验N 、 P 、 K 肥 、间伐和
本底值对林木生长量影响的显著性 , 林木生
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39 2 林 业 科 学 研 究 6 卷
长量用每年末生长值和净生长量来表示 , 净生长量根据每年末生长值减去各小区本底值求得 。
应用唐守正, J一元线性模型及其应用原理建立的多功能方差分析 法 , 求 出 由 N 、 P 、 K
肥和间伐各水平以及本底值构成的生长量预估方程 。 依据此方程的得分值 , 筛选出较佳施肥
量和优化配方施肥方案 , 根据整个试验林的平均本底值及各因子的得分值 , 预估各处理每年
生长量 。 另外 , 对试验林内大 、 中、 小三种径级林木分别进行协方差分析 , 以检验各自的肥
效 。 施肥 、 间伐和本底值对林木生长量与净生长量的协方差分析 F 值见表 3 。
衰 3 衫木生长, 协方位分析尸位
年 份 生长指标 N P K 间 伐 本 底 值
脚 径 4 . 8 9 . (4 . 名6 . ) 5 7 0 2 . 1 6二 (1 2 . 6 , 二 )
留 积 ‘1 7 0 . 3 2二 (1一3 . 3 , 二 )
树 高 6 4 2 . 6 9 . 中(7 . ‘0二 )
1 9 8 7年 ,J、径木脚径 2 0 5 3 二3 , .
中径木脚径 3 . 8 9 . 4 . 7 6 . 1 4 9 6 . 8 3二
大径木脚径 1 8 20 . 4 4 . ,
脚 径 1 3 . 6 3二 (1 3 . 6 3二 ) 4 . 6 2 . (4 . 6 2 . ) 9 4 4 . 7 4二 (1 7 . 6 6二 )
留 积 17 . 5 4二(1 7 . 5 3 . 中) 3 . 7 5 . (3 . 7 5 . ) 7 . 1 8 . (7 . 0 9 . ) 2 0 8 6 . 2 8二 (1 4 6 . 2 0二 )
树 高 7 5 5 . , 9二 (2 5 . , o二 )
1 9 8 8 年 小径木脚径 4 5 6 . 1‘, .
中径木脚径 3 . 9 1二 2 43 . 1 1二
大径 木脚径 3 . 7 4二 2 87 . 7 9 , .
脚 径 14 . 68 二 (1 4 . 6 8二 ) 4 1 3 . 5 7二 (2 4 . 9 2二 )
谷 积 1 5 . ‘i二 (25 . 6 1二 ) 6 . 2 5 . (6 . 2 3 . ) 1 1 9 6 . 2 7二 (1 1 7 . 35 二 )
, 。一 , 树 高 一, 2 . 0 , 二 (1 5 二‘二 )
19 8 9 年 ” 只 ’‘ 一 ’ 甘‘ 、‘ . ’ “甘
小径木脚径 3 , 12 2 1 7 . 0 0二
中径木脚径 5 . 1 3. 8 8 . 8 8二
大径木脚径 5 . 4 2. 1 08 . 7 0二
中径木脚径
1 , 9。年 大径 木脚径
1 5 5 1
.
3 9二
2 0 2 1
.
0 7二
住 . 括弧内净生长 t F值 , 对N 、 P , F o . 0 5 = 3 . “ , F o . 。 : = 5 . 7 2 , 对于 K 、 本 底 位 、 间 伐 , F o . 。 : = 4 . 30 , F o . 。 ,
= 7
.
9‘。
生长量预估正规方程 .一印:·合‘: “”
Y : 胸径 、 蓄积 、 树高生长量预估值 ; C : 常数 , N卜3 : N 肥不同水平的得分值 , Pl_ 3 :
P 肥不同水平的得分值 , K : 一 2 : K 肥不同水平的得分值 , T : 一 2 : 不同间伐水平得分值 , X :
本底生长量得分值 , B : 本底生长量 。
3. 1 肥效反应
表 3 表明 , N 肥效应极显著 , P肥效应次之 , K 肥效应有限 。 施肥当年未显肥效 , 第二 、
三年N 肥对胸径 、 蓄积有极显著效应 , 蓄积对 P 肥有反应 , 第二年表现为显著 , 第三年为极
显著 , 且有越趋明显之势(F 值逐年增大 ) ; K 肥只对第二年蓄积有显著效应 。 以上肥效对于
4 期 李贻锉等 : 衫木中龄林施肥效应探讨
每年底小区平均生长量和净生长量均是如此。 施肥对胸径 、 蓄积反应敏感 , 对树 高 影 响 不
明显 。
3
。
2 林分本底值与间伐对林木生长的影晌
(1) 林分本底值对胸径 、 蓄积和树高的影响极显著多 对每年底小区平均生长量与净生长
量均如此 , 只是前者 尸值大 , 后者 F 值略小 , 多数达到。. 01 显著水平 , 只有 1 9 8 7年树高(F 二
7
。
6 0) 为。。 05 显著水平 。 本底值对每年末生长量影响的F 值 , 随 年份 推 迟 而 增大 , 而对 净
生长量影响的F 值 , 基本上随年份增加而逐渐增大 。
(2) 第一次间伐只对当年胸径有极显著影响(。。 01 水平 ) , 次年降为。. 0 5水平 , 第三次影
响 已消失 。
3
。
3 不同径级林木的肥效反应
为了解施肥对林分内不同生长径级林木的效应 , 分别对大 、 中、 小径级林木的肥效进行
协方差分析 。 对数据作以下处理 , 在剔除异常数据后 , 算出各区组的平均本底胸径 , 工、 n 、
工 区组分别为D : 、 D : 、 D : , 三个区组三个径级组林木划分如下 : 小 径 木 胸径 < (D : 一 1 )、
(D : 一 1 )、 (马 一 1为 (D : 一 1 )、 (几 一 1 )、 (几 一 1 )镇 中 径 木 胸 径 镇 (D , + 1 )、 (D : + i )、
(Da
十 1) ; 大径木胸径 > (刀 : + l)、 (刀 : 十 l )、 (D 3 + 1 )。 按此分级标准编组 , 计 算 每年底各
小区三个径级组林木的平均胸径 , 按上述一元线性模型理论建立的多功能方差分析法 , 分别
计算施肥对胸径的影响 。 表 3 表明 : ¹ 施肥对大、 中径木胸径生长影响 , 显著大于小径木 。
以 N 肥为例 , 大 、中径木在19 8 8 、 19 8 9年均达到显著 ( 。. 05 )水平 , 而小径木只在 19 8 9 年才达
到 。。 10 水平 ( F = 3 . 12 ) , 头两年均无肥效反应 。 P 肥只在当年对中径木有显著 效 应 , K 肥
效应不显著 。 º 肥效与时间关系 , 以N 肥为例 , 当年无效应 , 大 、 中径 木F 值第三 年> 第
二年 , 表明随时间后延 , 肥效渐趋显著 。 » 间伐只对当年中径木胸径生长有 显 著 影 响 , 后
两 年 影响消失 , 间伐对大 、 小径木胸径生长影响不大 。 ¼第二次间伐后 , 只有 N 肥 对 中 、
大径木胸径 与 胸径净生长量有显著影响 , P 、 K肥对中 、 大径木胸径均无显著影响 ; 两次间
伐后 , N 、 P、 K 肥对小径木胸径生长无显著影响 。
3. 4 较佳施肥量
表 4 是年末生长量与净生长量预估值正规方程的解 , 反映了不 同 N 、P、 K 肥 水 平 和间
伐 、 初始本底值对林木生长影响贡献大小 , 是假设 N 、 P 肥第 3 水平和 K 肥 、 间伐第 2 水平
为 。的条件下 , 所建立的正规方程 , 得分值大的施肥水平 , 视较佳施肥量 。 复相关系数R 值
裹 4 杉木生长盆反洲位正舰方程的娜 (得分位 )
年份 生长指标 N : N : P : P : 一 K i T i 本底值 常致 复相关系 数
胸
蓄
径
积
2 年胸径净生长 ¹
2 年蓄积净生长
0
.
0 5 4 3
一 5 . 0 31 9
0
.
0 5 4 4
一 5 . 0 32 3
0
.
0 5 8 28
9
.
42 1 5
0
.
5 8 2 8
9
.
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一 0 . 263 4
一 7 . 5习1 1
一 0 . 2 63 4
一 7 . 5 8 1 3
一 0 . 128 1
一 3 437 2
一 0 . 12 8 1
一 3 . 437 2
一 0 。 0 6 3 3
一 7 。 9 34 2
一 0 . 0 6 3 3
一 7 . 93 4 3
一 0 . 2 73 2
5
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一 0 . 2 73卫
5
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0
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8 7 9 7
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一 0 . 12 0 3
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.
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2
.
9 36 2
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.
5 8 1 3
2
.
9 36 3
31
.
5 8 1 9
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.
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0
.
9 9 6 7
0
.
8 7 4 3
0
。
9 6 4 2
径积胸蓄
19 89 3年 胸径净生长º
3 年蓄积净生长
一 0 , 0 34 9 0 . 7 31 5
一 9 . 5 19 2 1 2 . 7 6 0 0
一 0 . 0 34 9 0 . 7 31 5
一 9 . 5 19 1 12 . 7 6 0 0
一 0 . 3吕7 9
一 15 . 5 99 4
一 0 . 3 87 9
一 15 . 5 9 9 3
~ 0
.
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一 4 . 5 62 1
~ 0
.
1 4 0 1
一 4 . 5 6 2 0
一 0 . 0 8 3 2 一 0 . 35 6 1 0 . 8 02 9 4 . 7 71 6 0 . 9 8 1 3
~ 6
.
7 8 8 5 9
.
416 6 1
.
45 6 1 5 4
.
7 49 0 0
.
9 9 3 1
一 0 . 0 8 3 2 一 0 . 35 6 1 一 0 . 19 7 1 4 . 7 7 1 6 0 . 8 9 1 6
一 6 . 7 8 8 6 9 . 4 1 8 6 0 . 45 6 1 5 4 . 7 48 8 0 . 9 5 7 5
-
泞. 口. 州. . 臼. . . . . 州, 州阳, 护口呼, . 口 , 曰, 冲, , ,
¹ 10 8 7~ 19尽8年Z a 净生长 , À 1 , 8 7一29 8 , 年 3 a 净生长 -
林 业 科 学 研 究 6 卷
表明 , 1 9 8 8~ 1 9 8 9年胸径与蓄积预测值正规方程是可靠的 , 置信度很高 。
根据表 4 , 有显著效应的肥料较佳施肥量如下 : 1 9 8 8年与 19 8 9年胸径与蓄积生长量 , 以
N 肥 2 水平 , 2 6 3 k g / hm Z尿素为较佳施肥量 , P 肥 , 以 3 水平 1 0 0 5 k g / hm Z 钙 镁磷肥为较
佳施肥量 , K 肥的较佳施肥量为 2 水平 , 2 40 k g /h m , 氯化钾 。
3. 5 优化施肥方案
表 5 中 2 、 6 、 7 、 9 处理为较好施肥方案 , 肥料施用量与较佳施肥量基本一致 , 只是
处理 6 N护 : 组合中 , P 肥为 2 水平 , P : N z组合的 7 处理 , 肥效仍然高于处理 6 , 表明 尸: 仍
是较佳施用量。
衰 5 各处班19 89年雇衫木生长皿顶估位比较
年末脚径生长t
(e m )
3 a 脚径净 生长
(e m )
本 底 年末蓄积生长t
(m 3/ h m
, )
)积
/ h
净生长
m . )
本 底
理 均值 相对 比 (% ) 均值 相对 比(% ) (c m ) 均值 相对 比(% ) 均值 相对 比 (% ) (m s/ h m , )
324857160
.孟通五上‘.占二11曰215897043
2
.
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2
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9
3
4
5
8
1 (C K : )
1 0 (CK : )
间伐后施肥 2 、 6 、 7 处理与间伐无肥 1 处理相比 , 胸径 净 生 长 量 , 2 处 理 ( N Z ) 为
3 6 %
, 6 处理 ( N zP : )为魂s% , 7 处理 (N : P 3 )为5 4 % , 增长率分gl 属于次高和最高 。 因此N +
P 肥的 6 、 7 处理属于较佳施肥方案 。
至于未间伐的 N ZPs K : 9 处理 , 蓄积量增加百分数较大 , 与不间伐无肥 10 处理相比 , 蓄
积年末生长量增加24 % , 净生长量增加56 % , 表明密度为每公 顷 3 。。0株10 ~ 12 a 杉 木人工
林 , 不间伐施肥 , 蓄积量增加仍然明显 , 而胸径增加百分数低于间伐后施肥处理 。
3
. ‘ 施肥方案经济效益评估
表 6 材料表明 , 较好施肥方案 2 、 6 、 7 、 9 处理 , 投入与产出比为1 : 3 . 47 一3 . 78 , 明
显高于 3 、 4 、 5 、 8 处理 , 后者为 1 : 1 . 50 ~ 2 . 59 。 以经济效益而论 , 处理 2 、 6 为优化施
肥方案 ; 2 处理投入较少 , 与 6 处理相比少投 7 0 3 . 4 元/ hm Z , 但 6 处理的商品 材 比 2 处理
多7 . 51 m 3 / h m Z , 增值多2 7 0 3 . 60 元/ h m Z , 故要根据肥源与资金来选择施肥方案 。 在两个 N
+ P 施肥方案中 , 7 处理投入与产出比为 l : 3 . 4 7 , 低于 6 处理的1 : 3 . 78 , 7 处理每公顷投入
多4 6 5 。 3 6元 , 木材多3 . l m , , 增值高1 1 16 元 , 总之增加的产值均明显高于施肥投入 。 处理 9
由于投入较高 , 施肥量与品种又多 , 在肥源不足情况下难以推广 , 且又不间伐 , 不宜作为优
化施肥方案 。
4 期 李贻锉等 : 杉木中龄林施肥效应探讨 39 5
裹 6 各处理施肥经济效益评估
处理
比间伐无肥增加 (m s/ h m Z ) 增
立木蓄积 商 品 材
, 采 运俱 成 本 肥 料 费 施 肥 工
(元 / h m , )
施肥采运按 6%
计息成本 投 入 与
产 出 比
58O1Q
,沪沙仲口n才曲J‘通41知亡J‘,n.⋯3Q.,口122.⋯弓二,占曰且1山口上5 45 4 . 08 1 5 7 . 69 2 7 3 . 6
1 0 9 3 5
.
2
2 3 2 9
.
2
2 7 0 Q
.
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3 Bl匀. 6
1 6 6 3
.
2
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1 0 3 0
.
4
1 2 1 5
.
2
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.
0
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.
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1 8 4
.
8
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8
7 62
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8
1 1 0 4
.
2
1 3 4 4
.
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0
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.
0
6 8 3
。
4
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.
0
3 0 0
3 0 0
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3 0 0
3 0 0
3 0 0
3 0 0
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1 4 5 3
.
6
2 1 5 7
.
0
2 6 7 2
.
7
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.
7
1 5 5 7
.
4
1 0 4 0
.
6 2
1 5 5 6
.
7
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5
丹D68月101一2,止.七曰吸才U孟7b6.⋯一25几比61勺0月皿2311O甘20甲‘,自左几uo。2Jn匀6工bo斑bt才.⋯231了.4?56n‘比舀的J4,l1,曰697六JA一8
注 : 出材率按“% 计, 商品材按3 60 元/ h m Z 算 , 采运成本40 元 / h m Z , 尿素 。. 8 元 / k g , 钙镁磷肥 。. 34 元/ k g , 抓化
钾0 . 50 元/ k g , 施肥工3 0 个 /( hm Z ·次〕, 9 处理的对照区为不 间仪无肥1Q 处理 。
4 结语与讨论
( 1) 杉木中龄林对 N 肥的反应最大 , 对 P 、 K 肥反应次之 , 施 N 或N 与其他肥料配合施
用生长效应较大 。 肥效大小顺序是 N PK > N P > N > P> K 。 N 、P 、 K 肥的较佳用量分别为 :
尿素2 63 kg / h m Z , 钙镁磷肥 1 0 5 鳍/ h m Z , 氯化钾2 40 k g / h m Z 。 据经济效益确定三种类型的
较佳施肥方案为 : 低投入型 , 施尿素2 63 k g / h m 乞, 3 a 增加商品材 1 5 . 15 m 3/h m Z , 投 入与产
出比 1 , 3 · 7 5 , 中投入型 , 每公顷施尿素263 k g 和钙镁磷肥5 0 3 k g, 3 a 增加商品材 2 2 · 6 6m勺
h m Z
, 投入与产出 比 1 , 3 。78 ; 高投入型 , 每公顷施尿素2 63 k g 和钙镁 磷 肥 1 0 0 5 k g , 3 a
增加商品材 2 5 . 7 6 m 3 /h m “, 投入与产出比1 : 3 . 47 。
( 2) 本试验得出 , 施肥对林分生长的提高主要体现在施肥能较大地增加大、 中径木的生
长 , 小径木对施肥反应较小。 Pri tc h et t[ ’J认为 , 施肥常使中等和被压木死 亡 率增加 , 芝本
武夫川指出 , 间伐前有竞争的中龄林分 , 只有优势木和中等木表现出很大的肥效 , 并且只能
以优势木和中等木的肥效来表现整个林分在生长的提高 ; A uc hm o d厂7 ]也 认为 , 当施肥处
理设在径级分布不同林分时 , 林木大小引起的间接效应会干扰肥效的检测。 为提高杉木中龄
林施肥效应 , 施肥前根据林分特点 , 进行下层疏伐使林内林木径级分布尽量均匀 , 是提高肥
效的有效措施 。
参 考 文 做
Pr it e h e t t W L
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Pr o p e r t i e 5 a n d m a n a g e m e n t of fo r
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