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EFFECT OF SILICON FERTILIZATION ON MAO BAMBOO STANDS

毛竹施用硅肥的效应研究



全 文 :第 3 卷 第 4 期
1 9 9 0 年 8 月 林 业 科 学研 究FO R E ST R E S E A R C ll
V o l

3
A u g
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,
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.
4
1 9 9 0
毛竹施用硅肥 的效应研究 .
胡炳堂 洪顺山
(中国林业科学研究院亚热带林业研究所 )
摘要 探讨 了在有效硅含量水平较低的流 纹岩风化物发育的土攘上 , 中、 低产
毛竹林施用硅肥的效应 。 试验结果表明 : 在中、 低产毛竹林中施用硅肥是没有增产
效果的 ; 土壤中有效硅 的含量尽管较低 , 但足够毛竹生长时硅素的需要。 综合诊断
施肥法 (D R IS )对硅素营养的诊断结果提示 : 即使在其有较高竹材产量的竹林中 , 无
论施 用 N 、 P 、 K 三要素肥杆与否 , 硅的营养状况仍 然是接近适 宜水平的 。 鉴 于 中
国大 多数竹林的实际情况 , 认为 目前生产上尚 无施用硅肥的必要 。
关健词 毛竹 , 硅肥 , 土攘有效硅 ; 硅素营养, 综合诊断施肥法
毛竹是含硅量较高的禾本科植物之一 , 其含硅 量与土壤中有效硅的含量有极强的相关关
系 , 在一定条件下影响着竹林的生产能力 ) l’。 自日本学者对竹林施肥开展系统研究 , 认为硅
肥能使竹材提早成熟 , 并有一定的增产作用以来 , 我闰开始出现施用含硅复合肥的趋势 l““‘l。
然而施用硅肥也出现了许 多新的问题 : 施硅会抑制出笋 , 使笋 的品质下降 , 纸浆用竹则增加了
制浆工艺中化学浆黑液碱回收的难度 。故毛竹施 用硅肥仍有争议 , 有必要进行较为细致的试验
研究 。 本文通过分析土壤与竹株对硅肥的反应 , 及毛竹的硅素营养状况 , 来探讨硅肥的效应 。
一 、 试验地概况
对由四种母岩 (石灰岩、 页岩 、 流纹岩 、 长英岩)发育土壤上的竹林进行立地 调 查 和 研
究 I’l , 最后选择了位于浙江省毛竹主产地安吉县山河乡老窝岭 、 土壤有效硅含量较低的竹林
进行试验 。竹林土壤由流纹岩风化物发育而成 , 土层厚达8 0 c m , 通气性良好 (表 1 )。 竹林基
本上属于中产偏低林分 , 立竹数为每公顷 2 30 。株(度平均 ) , 眉围平均 27 . 8 5 c m , 竹材蓄积量
衰 1 试脸地土峨的理化性质[1]
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本文于 1 9 8 9年1 0 月1 6 日收到。
· 硅 肥材料 由富春 江冶炼厂提供 , 杭州铸石厂加工 , 其选 择承旅喊惠林高级工程师和秦遂初 教授指导 , 试验所在地山
河乡政府给予支 持. 样品的部分项 目由本所土坟分析室完成 , 在作者分析 样品的过程中, 曾得到李桂梅 、 陆哲、 裴
致达 、 王舟莲等 的大力支持 , 谨此一并致谢 。
4 期 胡炳堂等 : 毛竹施用硅肥的效应研究 3 6 9
(度平均)达1 6 t/ h a 。 管理上实行较强度钩梢 , 一般大年冬季劈山抚育 。
二 、 材料与方法
(一) 硅肥材料
参考藏惠林的调查研究结果ls] , 在试验准备阶段对几种硅肥材料的有关性状进行了比较
测定 。 本试验所用硅肥材料是一种鼓风炉水淬渣 , 呈黑灰色玻璃体状细粒 , 为冶 炼 贵金 属
(A u

A g

Cu )后的剩余物。 主要成份为 Ca 、 Fe 、 Z n 的硅酸盐 , 及少量的 Pb 、 Cu 、 A l、
S 等 , 一般含量为 : 5 1认 3 0 % ~ 3 5 % , Fe 2 7 %一 3 1 % , Ca O 1 0 %一 1 4 % , M g 0 4 % ~
5 % , P
:
0
。 0 。4 %~ 2
.
5 %
, 具较低的P 、 Ca 含量 。 实验室内0 . 5 N H cl 侵提的有效硅含量
为3 2 . 4 % 。 由于原状材料粒度不匀 , 小于 1 m m 粒径的粉末仅占 2 . 61 % , 因此施用前采 用
小型球磨机粉碎过60 目筛 , 以达到生产应用的物理性要求 。
(二) 试验方法
1
。 试验设计 据 已有的研究 12, 5 , 6 1 , 确定硅肥的施用量为。、 6 25 、 1 2 5 。地/ ha 三个水平 。
随机区组设计 , 重复 4 次。 为了检验三要素肥料对硅肥施用的影响 , 随机抽取两个重复安排
施 N 、P 、 K 肥(组成 : 尿素 2 2 5 k g / ha ; 过磷酸钙3 0 0 k g / ha , 氯化钾2 2 5 k g / ha ) 。 小区 面 积
40 0 m
Z , 方形 , 顺坡横向设置 , 周围设保护带。 1 9 8 7年 8 月和1 9 8 8年 7 月 (毛竹孕笋前期 )按
设计撒施 N 、 P、 K 、 Si 肥料 , 施后松土覆盖 。
2
. 室外调查 本试验经历了毛竹生长的一个大小年(通称为一度 ) , 试验前设置小 区 时
进行了各区内三度底竹的每竹调查 。 之后每年进行笋期观测和新竹调查 。 林分的竹材蓄积量
(产量)参考有关的竹材鲜重估算公式计算 [ 2 ] 。
3
。 采样方法与实验室样品分析 于施硅肥前(1 9 8 7年 7 月)、 后 (1 98 年12 月)分别采 集
小区表土 ( o ~ 20 c m )混合样品( 5 点梅花形采样法 )测定土壤有效硅含量 , 另于大年孕 笋期
施肥前 2 天和施肥后 5 个月时采集毛竹嫩叶 (1 9 8 8年 7 月施肥前采样时叶龄约 2 个月的 一 年
生竹的叶 )和老叶(叶龄约14 个月的二年生竹的叶 ) , 分别测定其硅的含量等, 并计算硅 的 自
然累积量 。
测试方法 I’, ”1: 土壤有效硅用 p H 4 。 o的H O A C一N a OA C 缓冲液浸提 , 硅铂 兰比 色法测
定, 竹叶全 N 用 D D y一I型定N 仪凯氏法测定 , P 、 K 、 5 10 : 用三酸(H N 0 3 、 H C 10 ‘、 H : 5 0 一)
消化样品后 , P 用钒钥黄比色法, K 用火焰光度计法 , 51 0 : 用重量法测定 。
三 、 结 果 分 析
(一 ) 施硅对土滚的影晌
1
. 土攘有效硅含量的变化 试验前竹林表土层样品的分析结果 , 其有效硅含量范 围为
3
.
0 6~ 6
.
87 m g / 1 0 0 9 土 , 平均 4 . 62 m g / 1 0 09 土 , 基本上属于有效硅含量较低 的土 壤 。 鼓
风炉渣硅肥施入土壤后 , 有效成份能否象 N 、 P、 K 肥料那样释放出来 , 从而为 植物所吸收?
图 1 显示了施入硅肥后引起土壤有效硅含量变化的情况 。 从图 1 左可见 , 在施硅肥量 为 625
kg /ha 的处理中 , 表土的有效硅含量较施硅前增加了2 . 02 m g /王00 9 土 , 为土壤本底值的4 % 。
3 7 0 林 业 科 学 研 究 3 卷
这 时 即 使 再增加 施 硅 量 (1 2 50 kg / ha) , 一也没有使有效硅含量出现更为 明显的增加 (增量
仅为2 . 4 O m g / 1 0 0 9 土 ) 。 而不施硅肥的变化不大 , 甚至有所下降 , 这可能是毛竹 的吸收或土
壤的淋溶等原因所造成的差异 兀‘} 。 施硅引起土壤有效硅含量较大幅度升高这一现象 , 既可表
明硅肥中有效硅能顺利地向土壤有效硅转化 , 也证明本试验所选用的硅肥材料是可行的 。
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它石叨 抱砂后洲定位
图 1 上壤有效 石L和 l,j叶全硅皿的积累功杰
(二) 毛竹的硅素, 养
1
. 毛竹叶片硅素的累积 为考察施硅肥后竹株体内硅素的吸收 、 _积累和运转 , 分别测定
了试区大年孕笋期施肥前2天和5个月后的两种不同叶龄功能叶的硅含量 , 并计算了硅累积璧 。
图 1 指 出 , 在采样间隔期间(约半年 ) , 不论老叶还是嫩叶 , 其生理性的硅素自然累积量 (施硅量
为 。的累积 ) 皆约为2 . 2% 。 由 于 施硅引起了土壤有效硅的升高 , 因此使施硅 肥 1 2 50 k g / h a
的毛竹嫩叶在半年后对硅的累积增量要比自然累积量 (对照 )多出1 . 58 个百分点 , 而老叶亦多
出了。. 4 4个百分点 , 施硅肥6 25 k g / h a 的 , 其增量则分别为。. 59 和。. 04 个百 分点。 这种因施
硅量的不同 , 而导致竹叶全硅量增加幅度不一的情况 , 说明了竹叶对硅素存在着被动吸收玖
象 , 而两种叶片累积增量的不同 , 则显示了被动吸收的特性及其速率的差异 。
2
. 施肥后毛竹硅素的营养诊断 依据近年发展起来的综合诊断施肥法 ( D R IS) 的诊断参
数 (表 2 )[ “’“〕, 对毛竹施硅后功能叶的营养状态进行了处理 , 按施用硅肥及三要素 肥料两者
裹 2 用于计算O RI S指标的, 教〔, 1
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平 , 竹叶中 N 、P 、K 处于缺乏状态 , 因此该地竹林增施三要素肥料 将会有增产效果。 硅在各
4 期 胡炳堂等 : 毛竹施用硅肥的效应研究 3 7 1
处理中均呈富足状态 , 且有随硅肥施用量的增加而使指数值升高的倾向 , 表示在 硅 已 呈 富
足的情况下 , 施硅提高了竹株内硅素的富足程度 。 在此营养状况和林分产量基础上 , 硅的奢
侈吸收现象说明不需通过施硅来增加土壤硅素。
表 3 毛竹施肥后的 ORI S诊断
一一”‘ ’ 一~ ~ ”一 ,u一 ‘下 {旧 1 ,’k- 带篆军 &’5’;端一 ,’l一 ”益讨一 ’ L薪 ‘ ’ ki’ 一” 一 ⋯二公昆
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O 施肥品种依 次为 : 尿素一过碑酸钙一氯 化钾一鼓风 炉造硅 肥 ,
À 为1 98 9 年大年产全估算值 。
在配合施用 N 、 P、 K 肥料的各处理中 , 竹材产量达到了比不施的要高出近一倍 的中产偏
高水平 。毛竹叶片的营养平衡发生了某些改变 。虽然各处理的竹叶硅浓度因本底值不一而 出现
差异 , 但由于 N 、P 、K 营养状况的改善 , 使该产量水平时的叶片整体营养平衡状态变得相对
缓和 , 表现在硅指数随施硅量的增加而减少 , 即随产量的升高 , 硅的富足状态受到了较大程
度的削弱 , 过渡到 了渐次适宜状态 。 在这种情况下 , 土壤的有效硅含量仍能满足毛竹对硅素
的需求 , 故仍不需施硅 。
(三 ) 施硅对毛竹经济性状的影响
1
。 春笋状况 对 19 8 8 ~ 19 8 9两年春季笋期观测的数据 (表 4 )进行方差分析 , 结果 (表 5 )
表明: 处理间(硅肥 )的方差均未达到显著水平 , 说明硅肥的施用对毛竹春笋的产量指标没有
多大影响。
毛竹硅肥试验的春笋状况 ( 笋数单位 : 株/ h幼
19 8 8年 19 8 9年
处理 代号
( k g / h a ) 出笋数 退笋数 出笋数 退笋致
一 度 总 计
出笋数 } 退笋数 } 退笋率( % )
I 一 1 22 5一30 0一225一0
22 5一3C心一225一 625
22 5一30 0一225一1 25 0
5 75
47 5
6 5 0
10 0
27 5
30 0
2 15 0
2 6 25
2 9 5 0
1 1 00
1 40 0
1 5 7 5
2 72 5
3 10 0
3 6 0 0
1 2 00
1 6 75
1 8 75
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6
5 6

8
‘7 。任
¹ 施肥 品种顺序同表 3 。
3 7 2 林 业 科 学 研 究 3 卷
裹 5 1 988一 19 89年容笋产 , F检验结果
\\ 变
项 ‘ \ 、\ 因
目 ’ 、\ 、
区 组 问 处 理 间 F ‘
出 笋 数
退 笋 数
退 笋 二冰
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2
。 成竹及竹材产量 调查整理了设置
试区时前三度 (1 9 8 2 ~ 19 8 7年)保存完整的底
竹数据 , 以及施肥后一度 (两年)的成竹数 、
新竹眉围和竹材产量 (表 6 ) , 表明底竹对新
竹 的回归方差极显著 (F 值分别为 : 立竹 数
2 5
.
0 8 * * , 竹 眉 围 4 0 . 6 1 * 今 ; 竹 材 蓄 积 量
1 3

9 6 ’ ) , 采用协方差分析统计 (表 7 )可见 :
处理间的方差均不显著 , 说明在本试验所属
林分上 , 施用硅肥没有增产效果。
毛竹硅肥试验的成竹及产 t 结果
i” 2一 z” 7年底竹 ¹ 度平均 1 98 8 ~ 19 8 9年一度新竹
尼 田 眉 圈
处理 代号 \立 竹 数
( 株/ h a ) ( e m )
竹材蓄积盆
( t / ha )
成 竹 致
(株/ h a ) ( Cm )
竹材 产且
( t/ ha )
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.
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3
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.
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.
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1 6
.
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.
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,
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1 42 5
1 7 2 5
2 6
.
25
2 5

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2 6
.
3 3
26
.
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23
.
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I
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3
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.
3
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.
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.
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.
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1 17 5
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,
7 5
2 5 17
28
.
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.
9 48
18
.
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.
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0 74
¹ 试区异龄竹林的完整现存竹株 。
裹 7 新竹的协方差分析显粉性检验
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3
. 与配 合施用 N 、P 、 K 肥料效果的比较 据作者前期的研究幽 , 表明在与本试验大致相
同的立地条件下 , 施入 N 、P 、 K 肥能使竹材产量增加19 %一5 9 % 。 当配比为 N , P : O 。: I丈: 0 二 1 :
0 . 6 : 0
. 4时 , 效果最佳 。本项试验以此作为配合肥料施用于 2个重复中, 与不施 的作相同硅肥处
理的另2个重复配对比较。 t 检验的结果表明 : 施用三要素肥料后 , 竹林出笋数 ( 才二 6 . 28 2 布 令 ) 、
退笋数 ( 卜 5 . 29 8 * * ) 、 成竹数 ( t = 3 . 9 6 8 * )和竹材产量 ( 卜 4 . 259 , ) 的提高具有极显著或 显
4 期 胡炳堂等 : 毛竹施用硅肥的效应研究 3 7 3
著的效果 , 而对竹眉围和退笋率的影响不显著 。 说明 N 、 P、 K 对竹林的增产是以出笋、 成 竹
数量的增加为主要形式实现的。
四 、 小结与讨论
(一) 在有效硅含量较低的毛竹林土壤上 , 施用硅肥能较大幅度地提高表土有效硅 的 含
量 , 当施用量为 625 k g /ha 时增加幅度即可达本底值的4 % 。 施硅后 , 由于毛竹功能叶片的
被动奢侈吸收 , 使竹叶全硅的增量 比自然累积增量多出1 。 58 (嫩叶 )和。。4 4( 老叶 )个 百 分 点
(施硅肥 1 2 50 k g / ha 后半年) 。 N 、 P 、 K 三要素肥料在竹林中施用具有稳定的增产效果 , 在一
般施用量时就会有较大的增产能力 。
(二) 在本试验的中低产毛竹林中施用硅肥 , 对春笋 、 成竹等竹林生长指标均无显 著 的
效应。 表明在有效硅含量类同或高于本试验的土壤中 , 施用硅肥没有增产效果 。 该结论与杨
士德(1 9 82 )的对比试验结果(硅肥 品种为普通水泥 )l 81 不同 , 区别所在 , 值得进一步探讨 。 对
竹株功能叶片的硅素营养进行的 D R Is 诊断 , 较为精确地提示了中低产竹林施硅无效的原因 :
竹林处于低水平的营养平衡时 , 硅素的丰缺状况受 N 、P、 K 的制约 ; 而较高水平的营养平衡
时 , 硅的丰缺则可能会对毛竹生长产生较显著的影响 。 说明只有在生产经营水平(特别是 N 、
P

K 月巴料的施用量)达到较高的程度后 , 才可能需要施硅于竹林。
若在我国广大的竹区存在有效硅含量更低的土壤 , 并且竹林为丰产林分 , 经营技术集约 ,
则其竹株体内营养元素的平衡状态特别是硅的 D R IS 指数值将比表 3 的要低 , 甚至会转化为
负值 , 这时在竹林中施用硅肥就有望获得增产 。 这一推论尚需在适当的条件下继续试验 , 方
可确证 。
参 考 文 献
〔1 〕
[ 2 〕
[ 3 〕
〔4 〕
[ 5 〕
【6 〕
C7 1
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3 7

1 林 业 科 学 研 究 3 卷
E FFECT OF SILICON FER T !LIZ AT !ON O N
MAO B AMBOO ST ANDS
H u B in g ta n g H o n g Shu n sha n
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n u tr it io n j D R IS
市昌霖摹姿糙辈撬摹纂羹彗裘翌奖霎在海南省召开
中国林科院林研所和中国林学会科普部于 1 9 9 0年 5 月16 一20 日, 在海南省农 操总局畅好
农场召开了全 国第四次林业化学除草技术研讨会和中国林学会造林学会化学除草研究会成立
大会 。 来 自全国各地科研 、 教学、 生产单位和行政部 门的70 位代表济济一堂 , 畅谈了化学除
草在 “科技兴林 ”中的重要作用和突出成绩 。 会议共收到学术论文和实验报告 41 篇 , 有23 位专
家宣读了论文和报告 , 有 19 篇论文被评选为优秀论文 。
中国林学会科普部副主任邱守华同志代表中国林学会宣布成立中国林学会造林学会化学
除草研究会 , 并民主选举了委员、 理事、 理事长和副理事 一长。 会上全体代表认真讨论 , 制定
了研究会学术活动计划和章程 (草案 )。
这次会议是全国林业化学除草科技工作者代表们的一次团结的盛会 , 是一次化学除草现
场会 、 经验交流会、 技术研讨会 。 会议参观学习了畅好农场杉木幼林和胶园化学除草的现场
和先进技术 。 这次会议开得很成功 , 达到了预期目的 。
(中国林业科学研究院林业研究所 陈国海 )