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The Response of Young Slash Pine Plantation to Fertilization on the Shale Red Soil

页岩红壤上湿地松幼林施肥效应



全 文 :  1996—10—03收稿。
纪建书工程师,钟秋平(中国林业科学研究院亚热带林业实验中心 江西分宜  336600 ) ; 胡炳堂(中国林业科学研究院
亚热带林业研究所) ;李贻铨,张瑛,陈道东(中国林业科学研究院林业研究所)。
* 1991~1995年林业部世界银行贷款国家造林( NAP)项目“主要树种丰产林施肥技术研究和推广”课题和“八五”国家
科技攻关“主要工业用材林施肥技术与维护地力措施研究”的部分内容,课(专)题负责人李贻铨研究员,亚热带林业实验中
心山下林场协助造林并负责管理护林,特此致谢。
页岩红壤上湿地松幼林施肥效应*
纪建书 钟秋平 胡炳堂 李贻铨 张 瑛 陈道东
  摘要 1992~1995 年试验结果表明, 在江西省分宜县页岩坡积物发育的红壤上,湿地松幼林
施用 N、P、K 肥及其配合,使树高、胸径、蓄积等总生长量分别达到 3. 72~4. 03 m、7. 20~7. 93 cm、
27. 650~34. 158 m3/ hm2, 较对照显著增长 5. 1%~13. 8%、7. 0%~17. 8%、15. 2%~42. 4%。在各
种施肥处理中,以 P2K 1配合的效果最佳; 单施 N、P、K 肥均有效,但不同剂量间无明显差异。P 肥的
肥效与施肥时间有关, P 肥对高、径的连年生长效应持续到第 3 年, 对蓄积指标则持续到第 4 年仍
显著; 单施 N、K 肥对生长的明显影响主要表现在施肥当年,次年略有后效。
  关键词 页岩红壤 湿地松 施肥效应
  湿地松( Pinus elliott ii Engelm . )合理施肥, 能明显促进幼林生长[ 1, 2] ,我国亦于近期陆续
报道了在第四纪红土母质发育的红壤 [ 3, 4] ,花岗岩、砂岩发育的砖红壤、赤红壤[ 5]的土壤肥力较
差立地条件下的显著肥效。为进行系统多点研究,结合 NAP 造林项目的实施,在立地条件、土
壤肥力水平相对略好的页岩坡积物发育的红壤上,布置了试验, 现将 1992~1995年的研究结
果报道如下。
1 试验地概况
  试验林位于江西省分宜县的中国林业科学研究院亚热带林业实验中心山下林场野鸡毛工
区, 27°30′N、114°30′E。中亚热带季风湿润气候,年均温 16. 8℃, 年雨量1 590. 9 mm ,蒸发量
1 290 mm ,相对湿度 82. 3%。海拔100~180 m ,坡度25~35°,坡向东。土壤为页岩坡积物发育
的低丘红壤, 造林前为杉木( Cunningham ia lanceolata ( Lamb. ) Hook. )人工林皆伐迹地, A 层
厚度 15 cm ,有效土层( A+ B)厚度 80 cm 左右 , 有机质、全 N、速 N、K 含量均较高, 土壤肥力
水平相对略好。试验前表土( 0~20 cm )理化性状为: 容重变化较大,范围 0. 907~1. 295 g /
cm
3, 平均 1. 117±0. 162 g / cm 3( 20~40 cm 为 1. 304 g/ cm3 ) ,粘粒含量 26. 19% ,质地为重壤;
pH4. 45~4. 75,有机质 29. 98±5. 07 g/ kg ,全 N、P、K 分别为 1. 369±0. 181、0. 230±0. 030、
13. 66±2. 52 g / kg ,速效 N、P、K分别为 199. 2±30. 3、1. 798±0. 518、43. 64±5. 10 mg/ kg。
2 材料与方法
2. 1 试验设计与施肥方法
2. 1. 1 施肥量及配比试验 设 11个处理: P 1, P 2, P3 , N , K 1 , K 2 , NP2 , P 1K 1 , P 2K 1 , NP 2K 1 和
林业科学研究 1997, 10( 4) : 408~414
Forest Research     
CK (不施肥) ,重复 3次, 植树前(基肥,单施 N、K 的 3个处理为造林第 2年)和第 3年(追肥)
各施肥料总量的 1/ 2。
2. 1. 2 施肥时间试验 设 10个处理: A: P 2(基施) , B: P 2(第 2年施) , C: P2 (第 3年施) , D: P 1
(基施) + P 1(第 3年追施) , E: P1 (第 2年追施) + P1 (第 3年追施) , F : N(第 2年施) , G: N (第 3
年施) , H : K 1(第 2年施) , I: K 1(第 3年施) , J: CK(不施肥) ,重复 3次。
2. 1. 3 施肥设计 上述两个试验采用随机区组设计,因子水平为: N (尿素含 N 46%)设 1个
水平即 N 100 kg/ hm2 , P (钙镁磷肥含 P2O 5 12% )设 3 个水平即 P 2O 5 50、100、200 kg / hm2 , K
(氯化钾含 K 2O 56%)设 2个水平即 K 2O 100、200 kg / hm 2。小区状况及施肥品种、方法等均与
NAP 项目永丰点 [ 3, 4]完全一致。
2. 2 苗木状况与造林、抚育管理
1992年 1月底植树,密度 2 500株/ hm2 ( 2 m×2 m) ,造林成活率较高。幼树本底值为:平
均地径 0. 69 cm、平均高 20. 4 cm ,方差分析表明苗木在处理、区组间差异均不显著。其它情况
类同永丰点[ 3, 4]。
2. 3 试验调查、统计分析
每年底调查总生长量, 据胸径、树高计算全林蓄积。以小区平均值进行方差分析和处理平
均数L SD 法多重比较。
3 结果分析
3. 1 湿地松幼林施肥 4 a总生长量
表 1可见,分别在造林时和第 3年单施N、P、K 肥及其配合的 10个处理,使湿地松幼林树
高 H、胸径 DBH、蓄积 V 的总生长量分别较对照增加 5. 1%~13. 8%、7. 0%~17. 8%、15.
2%~42. 4% ,与 CK 有(极)显著差异。在各处理中,以 P2K 1配合的效果最佳,上述 3项总生长
量指标, 在4年生时分别达到: 4. 03 m、7. 80 cm、34. 158 m3 / hm 2; 而 CK的各项值分别仅为
表 1 湿地松施肥量及配比试验第 4 年总生长量
处 理 H ( m) DBH ( cm ) V ( m 3/ hm2)均值 差异   % 均值 差异   % 均值 差异   %
P1 3. 73 d BC 105. 4 7. 25 d BCD 107. 7 28. 622 c BCD 119. 3
P2 4. 01 ab A 113. 3 7. 42 bcd ABC 110. 2 30. 960 abc ABC 129. 0
P3 3. 87 b cd AB 109. 3 7. 55 ab cd ABC 112. 2 30. 886 abc ABC 128. 7
N 3. 82 cd AB 107. 9 7. 34 cd BC 109. 1 29. 337 c ABC 122. 3
K 1 3. 95 abc AB 111. 6 7. 73 ab c ABC 114. 9 33. 078 ab AB 137. 9
K 2 3. 86 b cd AB 109. 0 7. 49 bcd ABC 111. 3 30. 559 bc ABC 127. 4
NP2 3. 82 cd AB 107. 9 7. 51 bcd ABC 111. 6 30. 435 bc ABC 126. 9
P1K 1 3. 86 b cd AB 109. 0 7. 93 a A 117. 8 33. 967 ab A 141. 6
P2K 1 4. 03 a A 113. 8 7. 80 ab AB 115. 9 34. 158 a A 142. 4
NP2K 1 3. 72 d BC 105. 1 7. 20 d CD 107. 0 27. 650 c CD 115. 2
CK 3. 54 e C 100. 0 6. 73 e D 100. 0 23. 991 d D 100. 0
Ft 4. 75* * 3. 97* * 3. 91* *
MSe 0. 012 420 14 0. 081 676 69 6. 704 950
  注: N= N, P= P2O 5, K= K 2O, CK 为不施肥(对照) ;差异指处理间方差 F t 显著时,进行 LSD 法多重比较,字母表示法,
不同英文小、大写字母间分别为 = 0. 05、0. 01显著。
4094 期           纪建书等: 页岩红壤上湿地松幼林施肥效应
3. 54 m、6. 73 cm、23. 991 m3 / hm 2,可见P 2K 1配合较 CK分别增加 13. 8%、15. 9%、42. 4%。分
析图 1说明, 造林时或在第 2(或 3)年时再追一次的单施 P 肥,使湿地松 H、DBH、V 总生长量
分别较 CK 显著地增长 5. 1%~19. 0%、7. 2%~23. 4%、28. 5%~65. 2% ;单施 N 肥亦分别显
著增加 7. 9%~10. 1%、9. 1%%~13. 9%、22. 3%~36. 6% (参见表 2) ;单施 K 肥也分别显著
增加 8. 9%~11. 6%、10. 5%~14. 9%、27. 4%~37. 9%(参见表 3)。
表 2 单施 N 肥( 100 kg/ hm2尿素)与不施肥( CK )的湿地松生长比较 (单位: % )
施N 次数
树龄( a) (处理)
2 1 1
2( N50) 3( N50) 4 2( N100) 3 4 3( N100) 4
总生长量
当年生长量
H 104. 6 107. 2* 107. 9* * 101. 8 108. 7 109. 2* 107. 5 110. 1*
DBH 105. 4 103. 9 109. 1 103. 2 115. 1* 111. 3* 113. 1 113. 9*
V 112. 1 115. 5 122. 3* * 106. 9 136. 6* 128. 0* 131. 9 134. 6* *
H 112. 9* 112. 5 110. 0 111. 9* * 122. 3 110. 8 120. 0 119. 3
DBH 103. 1 115. 9* 124. 2 107. 1 125. 3* 115. 2*
V 115. 9 124. 9 142. 2* 124. 8 138. 6* 135. 6*
  注:以 CK 的生长为 100% ;树龄后带括号内容者即为当年施肥处理,此树龄前未施任何肥料(与 CK 相同) ,此后树龄时
的生长即为后效; * 、* * 指生长量(第 1年为地径 GLD )经 LSD 检验与 CK 的差异分别达 = 0. 05、0. 01显著水平。
表 3 单施 K(氯化钾)与不施肥( CK )的湿地松生长比较 (单位: % )
K 2O 水平
( kg/ hm2)
100 200
施K 次数
树龄( a) (处理)
2 1 1 2
2( K50) 3( K50) 4 2( K100) 3 4 3( K100) 4 2( K100) 3( K 100) 4








H 112. 6* * 112. 5* * 111. 6* * 103. 6 108. 7 111. 0* * 107. 9 108. 9* 113. 2* * 106. 1 109. 0**
DBH 119. 4* * 115. 6* * 114. 9* * 113. 5* 112. 2 112. 9* 114. 8* 110. 5* 120. 2* * 117. 7** 111. 3**
BA 137. 0* 133. 8* * 119. 2* * 131. 2* 113. 8 125. 3* 129. 0* 120. 6* 141. 2* * 138. 4** 122. 0**
V 150. 3* * 142. 6* * 137. 9* * 130. 5* 125. 4 132. 3* 133. 0* 126. 8* 152. 3* * 141. 0** 127. 4**
H 116. 1* * 112. 5 108. 9 110. 1* 118. 8 118. 1 118. 8 113. 2 130. 1* * 97. 3 117. 8*
DBH 113. 7* 113. 8* 110. 5 114. 5* 120. 0 106. 0 116. 5* 102. 8
BA 133. 4* * 128. 5* * 109. 5 130. 3* * 131. 3 117. 0 138. 0** 114. 4
V 141. 9* * 136. 1 124. 5 134. 9* 135. 9 124. 6 139. 9** 122. 2
  注:有关说明同表 2。
3. 2 施肥对湿地松幼林连年生长量的影响
3. 2. 1 单施 N 肥效应 表 2可见, 第 2年施 N 肥 50、100 kg / hm2分别使湿地松当年抽高较
CK显著增加 12. 9%、11. 9%;在第 3年再追施 N 肥 50 kg/ hm2 ,则未引起明显的生长反应; 而
在第 3 年一次性施 N 肥 100 kg / hm2 ,则使其 DBH、V 当年生长量较 CK 分别显著增加 25.
3%、38. 6%; 这 3个施 N 肥处理在第 4年时,均表现出了一定程度的后效。
3. 2. 2 单施 P 肥效应 表4可见, ( 1)在造林时施用一半剂量的情况下,对第一年的当年生长
无明显效果反映,而对第 2年的树高 H 生长则有极显著效果,较CK 增加 16. 1%~23. 7% ;到
第 3年再追施另一半剂量,则仅对胸高断面积 BA 和蓄积 V 有显著效果, 分别增加 16. 0%~
23. 5%、23. 3%~27. 9%,对 H 和 DBH 则不显著,同时说明在阐述反映林木在施肥当年及后
效的重要指标 [ 6]连(当)年生长效应时, 断面积指标较直径指标更为适宜 [ 2, 4, 10] ; ( 2)施不同剂量
P 的后效在第 4年则仅有较高剂量( P2O 5 100~200 kg/ hm 2)时, 在 H、BA 单个指标上有显著
效果,较 CK 增加约 20% ,对 V 则效果不显著,但亦较 CK 增加 2. 681~5. 038 m3 / hm2。( 3)在
考察不同施 P 肥量间的差异时,连年生长量并无明显差异。
410 林 业 科 学 研 究                 10 卷
表 4 单施不同剂量 P 肥(钙镁磷肥)时的湿地松连年生长量
生长指标 P2O 5 水平
( k g/ hm2)
树  龄( a)
1( 1992) 2( 1993) 3( 1994) 4( 1995)
H
(m )
DBH
( cm)
BA
( m 2/ hm2)
V
( m 3/ hm2)
0 0. 41 ( 100. 0) 0. 93 ( 100. 0) 1. 12 ( 100. 0) 0. 90 ( 100. 0)
50 0. 42 ( 102. 4) 1. 08* * ( 116. 1) 1. 06 ( 94. 6) 0. 97 ( 107. 8)
100 0. 40 ( 97. 6) 1. 15* * ( 123. 7) 1. 14 ( 101. 8) 1. 12* ( 124. 4)
200 0. 37 ( 90. 2) 1. 13* * ( 121. 5) 1. 15 ( 102. 7) 1. 02 ( 113. 3)
0 1. 43 ( 100. 0) 2. 55 ( 100. 0) 2. 89 ( 100. 0)
50 1. 54 ( 107. 7) 2. 70 ( 105. 8) 2. 91 ( 100. 7)
100 1. 52 ( 106. 3) 2. 52 ( 98. 8) 3. 17 ( 109. 7)
200 1. 41 ( 98. 6) 2. 69 ( 105. 5) 3. 24 ( 112. 1)
0 0. 788 ( 100. 0) 2. 545 ( 100. 0) 6. 201 ( 100. 0)
50 0. 906 ( 115. 0) 3. 144* ( 123. 5) 6. 894 ( 111. 2)
100 0. 898 ( 114. 0) 2. 951 ( 116. 0) 7. 386* ( 119. 1)
200 0. 789 ( 100. 1) 3. 126* ( 122. 8) 7. 572* ( 122. 1)
0 6. 036 ( 100. 0) 17. 368 ( 100. 0)
50 7. 594* ( 125. 8) 20. 049 ( 115. 4)
100 7. 444* ( 123. 3) 22. 406 ( 129. 0)
200 7. 722* ( 127. 9) 22. 198 ( 127. 8)
  注: P 肥分 2次在造林时和第 3年 4月各施该水平的 1/ 2剂量; DBH 、BA 栏第 1年数据分别为地径 G LD、地径断面积
GBA ; * 、* * 分别指当年生长量经 LSD 检验与 CK 差异达 a= 0. 05、0. 01显著水平; 括号内数据为相对 CK(不施肥即施 P
肥水平为 0)的%。
3. 2. 3 单施 K 肥效应 表 3说明, ( 1)第 2年施 K 肥当年即反映出明显的生长效果; ( 2)在第
3年一次性施 K 则效果不明显,只有再追施与第 2年施 K 肥剂量相同的 K 肥时才会有效果;
( 3)到第 4年时的后效虽有所见, 但较当年效果不明显,充分反映出 K 肥的速效性[ 7]。( 4)考察
不同施 K 肥量间的差异,并无明显区别。
3. 2. 4 N、P、K 肥配合施用效应 试验说明在不同的 N、P、K 肥配合施用的处理中, 以 P2K 1
处理的湿地松幼林连年生长最好, P 2、P 1K 1 和 NP2 次之或不相上下,再次的 NP 2K 1则与单施
N、P、K 肥大致相同或略低。上述 10个处理之间,在 H、DBH、V 指标上,除在第 4年的 H 表
现出P 2K 1、P2与 NP 2、N P2K 1 差异显著外,其余均无明显区别(参见表 1)。
3. 3 施肥时间与肥效分析
3. 3. 1 P 肥
图 1 施肥时间与 4年生湿地松林总生长量
3. 3. 1. 1 同等剂量不同时间一次性施用的效果比较 表 5 可见分别在造林时(基施, 处理
A)、第 2年( B)、第 3年( C)一次性施用钙镁磷肥( P 2O 5 100 kg / hm2 ) ,其效果差异明显,处理 A
显著优于处理 C, 处理 B则居中。
3. 3. 1. 2 同等剂量隔年各半施用的效果比较
 表 5 的 D、E 处理比较可见, E 处理为最佳,
其 DBH、H、V 分别超过 CK 的幅度为 19.
0%、23. 4%、65. 2%,但 D、E 间无明显区别。
3. 3. 1. 3 P 肥不同分配方式[ 8]的效果比较 
表 5结合图 1可见, 将同等剂量的 P 肥分两次
隔年各半施用( D、E 处理)的效果较一次性施
用( A、B、C处理)为优, 到 4年生时蓄积超过
4114 期           纪建书等: 页岩红壤上湿地松幼林施肥效应
1. 092~9. 942 m 3/ hm2 ,其中 D、E 处理与 B、C
处理间存在显著差异, A 处理则居于这两类处
理之间。
3. 3. 2 N、K 肥 从表 2、4、5可见, 作为速效
性的肥料,在不同施 N 肥时间(处理 F、G)、施
K 肥时间(处理 H、I)之间,并无明显区别。
4 结论与讨论
  ( 1)在相对肥沃但仍然较缺 P 的页岩坡
积物发育的红壤上, 湿地松幼林施用 P 肥的
效果显著, 使 H、DBH、V 等 4 a 总生长量较
CK增加 5. 1%~19. 0%, 7. 2%~23. 4%, 16.
2%~65. 2% ; 在各种施 P 肥处理中,以分两
次隔年各半施用的效果最佳,而以第 3年一次
性施 P 肥的效果最差; 在不同施 P 剂量间无
明显差异, 但以施用 100~200 kg/ hm2 P 2O 5
效果略好。在本试验土壤立地条件下,将 100
kg / hm
2
P2O 5 的钙镁磷肥分两次各半隔年施
用, 或从施肥成本[ 7]考虑而作为基肥一次性施
入, 应成为生产上施 P 肥的首选方式。本结果
与供 P 水平更低的第四纪红土母质发育的红
壤上湿地松幼林施 P 肥效果 [ 3, 4]趋势相同, 尽
管在同龄 4年生时,本试验 H、DBH、V 总生
长量分别要超 0. 04~0. 58 m、0. 99~1. 74
cm、1. 174~15. 242 m3 / hm2 ,但不同之处表现
在: 一则肥效发生缓慢,再则增长效应要低得
多, 三则本试验得出经济施 P 剂量 [ 4, 7, 8]要高
出一倍,初步可见土壤立地条件、因土施肥及
经济施肥的关系[ 9]。
( 2) M aftoun 等研究认为,在严重缺 P 立
地上,施 N 肥会抑制幼林生长,除非首先补施
缺乏的 P[ 2]。与第四纪红土母质发育的红
壤[ 3, 4] ,花岗岩、砂岩发育的砖红壤、赤红壤 [ 5]
相比较而言,页岩坡积物发育的红壤的速效
N、P、K 含量明显要高, 尤其是P。因此在本试
验中不但未见施 N 肥的抑制作用, 反而出现
了如Wells 在海岸平原土壤(未见该作者对土
壤P 分析的数据) [ 10]一样的正效应。在连年生
412 林 业 科 学 研 究                 10 卷
长量上,充分反映了速效性肥料的特性 [ 7] ; 在总生长量上,仍表现出其与 CK 的明显差异, H、
DBH 增加 10%以上, V 增加 25%左右。
  ( 3)本试验说明,施 K 肥的效果与施 N 肥大致相同。在不同施K 肥量间无明显差异。
( 4)试验说明,以P、K 配合的效果最佳,其中又以P 2K 1为最,其 H、DBH、V 等4 a 总生长
量分别较CK 增加 13. 8%、15. 9%、42. 4%; 但它们与单施 P、K肥之间无明显区别。值得注意
NPK 完全肥料的效果, 尽管与 CK 有显著差异,但较 PK 配合的效果明显要差, 原因何在值得
进一步研究。
( 5)本试验结果部分证明了War ing 等的“一次性施肥效果可维持数年之久”的结论 [ 6] , 但
亦表现出不同的趋势。对长效性 P 肥而言[ 8, 9] ,在同等剂量时,分两次各半隔年施用的效果最
佳,但与一次性施基肥的效果间无明显差异。至于速效性的N、K肥 [ 7] ,则在不同施肥时间之间
并无明显区别。
参 考 文 献
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4134 期           纪建书等: 页岩红壤上湿地松幼林施肥效应
The Response of Young Slash Pine Plantation
to Fertilization on the Shale Red Soil
J i J ianshu Zhong Qiup ing H u Bingtang
L i Y iquan Zhang Ying Chen Daodong
  Abstract T he fert ilizat ion t rial of Pinus ell iott ii plantat ion w as established on the red
so ilo developed from slope deposit o f shale in Fenyi County , Jiangx i Pro vince. During the
first four years( 1992~1995) invest igat ion show that : 1. T he effect iveness of N、P、K or its
combined applicat ion was tangible in this young plantation. T he total growth of height ( H ) ,
diameter breast-high ( DBH )、volume-increment of w hole w oods ( V ) o f t reatment plots
amounted to 3. 72~4. 03 m , 7. 20~7. 93 cm , 27. 650~34. 158 m 3/ hm2 , w hich w ere 5. 1%~
13. 8% , 7. 0%~17. 8% , 15. 2%~42. 4% over check( CK ) plots respectively . 2. T he ef fect o f
P2K 1 combined appl icat ion w as the best , but had no significant differ ence compared w ith the
effect of NP 2、P 1K 1、NP2K 1 and single N、P、K applicat ion. T here w as no obvious difference
betw een var ious N、P、K level t reatments. The effect of P part it ion into tw o t imes a half per
t ime w as better than once. T he total gr ow th of V was 1. 092~9. 942 m3 / hm2 which w as
higher than the lat ter. T he obvious response of these t reatments fo r the current annual in-
crement lasted to the third year for H , DBH , and to the fourth year for V . T he obvious ef-
fect of N、K for the g row th w as only in the fert ilizat ion year . 3. F inal results show that ac-
cor ding to the response of y oung slash pine plantation to fert ilizat ion, 100 kg / hm2 of P 2O 5
part it ion into tw o t imes fert ilizat ion or as once basal fer tilizat ion is enough in the so il type o f
this test .
  Key words shale red so il slash pine fer tilizat ion response
   J i Jian shu , Engineer , Zh ong Qiuping ( T he Experimen tal C ent re of S ubt ropical Fores t ry, CAF   Fenyi, Jiangxi  
336600) ; Hu Bingtang ( Th e Research In st itute of Sub tr opical Fores tr y, CAF) ; Li Yiquan, Zhang Ying, Chen Daodong ( Th e
Resear ch Inst itute of Fores t ry, CAF) .
414 林 业 科 学 研 究                 10 卷