长期施肥对第四纪红壤泡桐林蓄积量及基础地力的影响

日期:2019.12.24 阅读数:9

【类型】期刊

【作者】涂佳,甘卫祥,付宇佳,唐菲菲,吴立潮(中南林业科技大学经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室;中南林业科技大学经济林培育与利用湖南省2011协同创新中心;湖南省林业科学研究院)

【作者单位】中南林业科技大学经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室;中南林业科技大学经济林培育与利用湖南省2011协同创新中心;湖南省林业科学研究院

【刊名】中南林业科技大学学报

【关键词】 泡桐人工林;不同施肥;基础地力贡献率;肥料贡献率

【资助项】国家科技支撑计划项目“泡桐速生丰产林定向培育技术研究”(2015bad09b02);中央财政林业科技推广项目“泡桐大径材专用肥及施肥技术推广与示范”([2014]xt009)

【ISSN号】1673-923X

【页码】P14-21

【年份】2019

【期号】第11期

【期刊卷】1;|7;|8;|4

【摘要】泡桐是世界上最速生的3大用材树种之一,主要分布在我国黄淮海地区,它材质优良,深受广大林农喜爱。然而,泡桐在中亚热带还没有形成规模化种植,适宜的施肥方式尚不清楚。为了明确中亚热带第四纪红壤地区,长期施肥对泡桐地力和蓄积量的影响,本研究以湖南湘阴县新造人工林为研究对象,设置了泡桐专用肥,普通商业肥和对照3个处理,采用完全随机区组设计排列,重复3次,连续10年观测,分析了造林以来不同施肥处理对桐林蓄积量及基础地力的影响。连续10年的观测表明:(1)施肥能显著提高泡桐蓄积量,且施用专用肥蓄积量增长效果更为显著;造林后第1~3年,泡桐专用肥与普通商业肥的增产效果间无显著差异,但从第4年开始施用专用肥蓄积量增长效果更为显著,到造林的第10年,施用专用肥的泡桐蓄积量明显优于商业肥,比施用商业肥的蓄积量提高了28.27%,比对照提高了127%。(2)施用专用肥和商业肥土壤地力贡献率在泡桐种植10年后分别下降了57.4%和35.5%,并于造林第5年后,泡桐人工林土壤地力贡献率和土壤肥料贡献力变化趋于稳定。(3)不同施肥对泡桐蓄积量稳定性及可持续性差异显著,其中施用专用肥后有利于泡桐蓄积量的稳定和持续性增长。(4)与商业肥和对照相比施用专用肥能显著提高土壤有机质、有效磷和速效钾含量,而全氮含量变化不显著。综上所述,施肥能有效提高泡桐蓄积量,且施用泡桐专用肥的效果明显优于普通商业肥。泡桐专用肥显著地提高了土壤肥料的贡献率,泡桐蓄积量稳定和可持续性增长以及土壤部分养分含量的提高。

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长期施肥对第四纪红壤泡桐林蓄积量及基础地力的影响

长期施肥对第四纪红壤泡桐林蓄积量及基础地力的影响

涂 佳 1,2,甘卫祥 1,付宇佳 1,唐菲菲 1,吴立潮 1

(1.中南林业科技大学 a.经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室;b.经济林培育与利用湖南省2011协同创新中心,湖南 长沙 410004;2.湖南省林业科学研究院,湖南 长沙 410004)

摘 要:泡桐是世界上最速生的3大用材树种之一,主要分布在我国黄淮海地区,它材质优良,深受广大林农喜爱。然而,泡桐在中亚热带还没有形成规模化种植,适宜的施肥方式尚不清楚。为了明确中亚热带第四纪红壤地区,长期施肥对泡桐地力和蓄积量的影响,本研究以湖南湘阴县新造人工林为研究对象,设置了泡桐专用肥,普通商业肥和对照3个处理,采用完全随机区组设计排列,重复3次,连续10年观测,分析了造林以来不同施肥处理对桐林蓄积量及基础地力的影响。连续10年的观测表明:(1)施肥能显著提高泡桐蓄积量,且施用专用肥蓄积量增长效果更为显著;造林后第1~3年,泡桐专用肥与普通商业肥的增产效果间无显著差异,但从第4年开始施用专用肥蓄积量增长效果更为显著,到造林的第10年,施用专用肥的泡桐蓄积量明显优于商业肥,比施用商业肥的蓄积量提高了28.27%,比对照提高了127%。(2)施用专用肥和商业肥土壤地力贡献率在泡桐种植10年后分别下降了57.4%和35.5%,并于造林第5年后,泡桐人工林土壤地力贡献率和土壤肥料贡献力变化趋于稳定。(3)不同施肥对泡桐蓄积量稳定性及可持续性差异显著,其中施用专用肥后有利于泡桐蓄积量的稳定和持续性增长。(4)与商业肥和对照相比施用专用肥能显著提高土壤有机质、有效磷和速效钾含量,而全氮含量变化不显著。综上所述,施肥能有效提高泡桐蓄积量,且施用泡桐专用肥的效果明显优于普通商业肥。泡桐专用肥显著地提高了土壤肥料的贡献率,泡桐蓄积量稳定和可持续性增长以及土壤部分养分含量的提高。

关键词:泡桐人工林,不同施肥,基础地力贡献率,肥料贡献率

泡桐是我国特有的乡土阔叶落叶树种之一,它生长十分迅速,与桉树、麻疯树一起,并称为世界上最速生的3大用材树种[1]。它作为用材林和防护林,广泛商业化种植于我国温带的黄淮海地区。然而,在湖南等中亚热带地区泡桐仅为四旁绿化树种,没有大规模商业化种植。泡桐在该地区生长状况如何,是否需要施肥,以及施肥后与不施肥有无差异尚不清楚。因此有必要在该地主要土壤类型——第四纪红壤种植的泡桐林地开展施肥对蓄积量及基础地力影响的研究。

泡桐材有很多优点:其干缩性很小,做成的家具、箱柜经久耐用,不变形,花纹美观,木质较细,油漆性能好。桐木既轻又无臭味,适用于作茶叶、食品、水果等包装箱,运输时,可以减少运费,它是制造滑翔机、农用飞机、靶机及模型机的好材料,用桐木造船无节疤,不易漏水,经久耐用。泡桐纤维长,白度高,能生产优质纸浆,加工成强度较高的优质纸,在日本,用桐材造纸已有30多年的历史[2]。泡桐生长快,栽后4~5年就可利用,是自力更生解决建材的好树种。在目前我国森林有效供给既难以满足国家生态安全需求,也难以满足社会日益增长的木材需求,木材安全形势总体不容乐观的情况下,加强泡桐人工林土壤基础地力培育和挖掘泡桐人工林的潜在生产力,是培育泡桐大径材,解决木材短缺的有效途径。

为了保证速生丰产林丰产和维持或提高人工林地土壤肥力,合理施肥已成为一种必要手段广泛运用[3-4]。国外林地施肥开展较早,但由于林木生长周期长,施肥效益难以在短时间内体现,因此,林木施肥研究在20世纪50~60年代以前发展缓慢。二十世纪70年代开始,随着化学工业的进步与发展,北欧、日本、澳大利亚等林业发达国家逐渐把林木施肥作为营建人工林的重要手段。我国林木施肥起始于20世纪80年代初,主要涉及的速生用材树种有杉木、杨树、马尾松、泡桐、桉树、毛竹,在“八五”、“九五”期间,林木施肥均被列入国家攻关课题[5]

泡桐虽然在世界范围内都有分布,但与泡桐施肥相关的研究主要以我国为主,国外研究较少。长期以来泡桐施肥主要以种植户经验施肥为主。经验施肥方法简单,但是施肥量不确定,施肥过多造成资源浪费和环境污染;施肥过少又达不到增加材积的目的[6]。上世纪80年代开始营养诊断施肥法开始运用于泡桐施肥。主要从营养元素动态变化、叶片养分特征、和林分结构规律进行诊断后再施肥,但该研究处于小面积试验阶段,没有大面积推广应用[7-9]。卢漫[10]根据林木生长对养分的需求和林地养分的实际水平,运用生长量计算施肥量,通过施用不同配比化肥后,观察幼年泡桐施肥一年后的效应,证明幼年泡桐施肥一年后胸径能显著增加。贾慧君[11]在武夷山市郊的对泡桐混交林进行了连续4年施肥试验,结果表明,最佳施肥能明显促进泡桐幼树生长。尽管如此,泡桐基于对不同立地条件下的土壤性状种植泡桐以及不同施肥实验对泡桐生长及地力的影响是存在差异的,因此,研究第四纪红壤地区不同施肥状态下泡桐蓄积量以及基础地力变化对指导湖南大部分地区种植泡桐具有重要意义。

前期相关研究表明[12]短期施肥能有效改善土壤质量和土壤微生物组成。然而,泡桐从造林到主伐期一直生长迅速,其是否有必要长期施肥以及长期施肥对泡桐林蓄积量和基础地力尚不清楚。本文以湘阴新县新造泡桐人工林为研究对象,连续10年观测,重点探讨如下问题:(1)3种不同施肥方式(专用肥、商业肥、对照)对泡桐蓄积量增量和蓄积量年波动的响应;(2)长期施肥对土壤地力贡献率和肥料贡献率的影响;(3)长期施肥对泡桐蓄积量稳定性及持续性的影响,以及土壤养分与泡桐蓄积量的关系。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验地位于湖南省湘阴县新龙村,N28°41′40″,E112°56′49″。该地属于季风湿润气候区,四季分明,光照长,降水集中在春夏暖热季节,年平均气温为17℃,全年无霜期为223~304 d,年日照1 399.9~2 058.9 h,年均降雨量1 392.62 mm,主导风向为北风、南风、西北风,年平均风速3 m/s。

试验地土壤为第四纪红土红壤,海拔66.5 m,地形平坦,坡度0~3°,土壤厚度80 cm;土壤质地为轻粘土,pH值4.5。试验材料为9501白花泡桐Paulownia fortunei,于2004年采用大苗栽植造林。造林初植密度为株行距4 m × 4 m。

1.2 施肥试验设计

本研究长期定位施肥设置3个随机区组,每区组设置3个处理,分别为:泡桐专用肥(专利号201010243377.1),养分含量为:25.5%有机质,N-P-K比例为11∶2∶2,微量元素含量若干。商业肥:购于市场,养分含量为N-P-K比例为15∶15∶15,总养分≥45%;对照(CK);每个处理3次重复,每一个处理选择同行20株树木,进行施肥观测,每个处理间设有保护行。施肥方法采用环状沟施,新造林当年和第2年施肥量1.875 t/hm2,4月和9月分2次施入,造林的第3年开始每年施肥量1.250 t/hm2。林地管理保持一致。除了造林第4年、第5年和第6年没有施肥外,每年均按时施肥。

1.3 样品采集与试验观测

从造林开始每年11月底测量泡桐胸径和树高;土壤样本采集于2014年9月。取0~20 cm土壤样本。

1.4 土壤养分分析

土壤有机质采用LY/T 1237-1999法测定;速效磷采用Mehlich3提取法[13]、有效钾采用Mehlich3提取法[14];全氮采用Kjeldahl法[15]运用间断分析仪Smartchem 200分析。

1.5 数据计算与处理

土壤基础地力贡献率和肥料贡献率是反映林地基础地力的综合性指标。计算公式分别为:

式(1)~(2)中:FSFC为基础地力贡献率(foundation soil fertility contribution);NFTV为当季不施肥处理蓄积量(no fertilizer treatment volume);FTV为当季施肥处理蓄积(fertilizer treatment volume);CRF为肥料贡献率(contribution rate of fertilizer)。

泡桐蓄积量稳定性以统计学上的变异系数(coef fi cient of variation,CV)表示,可衡量同一品种作物不同年份平均蓄积量的变异程度[16],CV越大则说明产量稳定性越低。计算公式分别为:

式(3)中:δ为标准差(m3·hm-2);为蓄积量平均数(m3·hm-2)。

泡桐蓄积量可持续性采用可持续蓄积量指数(sustainable volume index,SVI)来分析,指数越高则说明该系统的稳定性和可持续越好。计算公式为:

式(4)中:xmas为所有年份中蓄积量的最大值(m3·hm-2)。

1.6 数据统计方法

统计方法采用MicrosoftExcel 2007和SPSS 15数据处理软件进行单因素方差分析和相关分析。采用LSD差异显著性检验比较不同施肥处理泡桐蓄积量,地力贡献率与肥料贡献率以及泡桐蓄积量稳定性及可持续性之间的差异。

2 结果与分析

2.1 泡桐蓄积量变化趋势

长期施肥能显著提高泡桐蓄积量(P<0.008),且施用专用肥提高泡桐蓄积量更为显著(见图1)。施肥后的前4年,泡桐蓄积量以施商业肥增长最快且蓄积量最大,到造林第4年,施用专用肥蓄积量为49.07 m3/hm2,商业肥蓄积量为55.34 m3/hm2,CK蓄积量为40.95 m3/hm2。造林第4年到造林第10年,施用专用肥蓄积量均大于施用商业肥和CK。到造林的第10年,施用专用肥蓄积量为219.46 m3/hm2,商业肥蓄积量为171.39 m3/hm2,CK蓄积量均值为96.51 m3/hm2,施用专用肥的泡桐蓄积量比施用商业肥的蓄积量提高了22.21%,比CK提高了127%。

长期施肥与CK处理相比,泡桐蓄积量增长量年度间差异显著(P<0.008,见图2)。前两年表现为施用商业肥的蓄积量增长量最大,在造林第2年,施用商业肥蓄积量增长了22.86 m3/hm2,施用专用肥蓄积量增长了14.58 m3/hm2,CK蓄积量增长了14.79 m3/hm2。造林第3年后表现为施用专用肥蓄积量增长量最大,在造林第6年,蓄积量年增长量达到峰值,施用专用肥蓄积量增长了48.65 m3/hm2,施用商业肥蓄积量增长了31.16 m3/hm2,CK蓄积量增长了19.41 m3/hm2。造林第5年和第7年蓄积量增长量呈下降趋势,第7年后,施用专用肥蓄积量增长缓慢,而施用商业肥和CK增长量逐渐下降。

2.2 土壤基础地力贡献率与肥料贡献率

到造林第5年,施用专用肥比施用商业肥的泡桐人工林土壤地力贡献率下降显著(P<0.005),而土壤肥料贡献力上升最显著(P<0.003,见图3)。施用专用肥和商业肥土壤地力贡献率在泡桐种植10年后分别下降了57.4%和35.5%,其中施用专用肥前4年下降了18.9%,施用商业肥前3年下降了22.2%,之后趋于平缓。从第5年开始到第10年,施用专用肥地力贡献率下降了仅8.77%,而施用商业肥地力下降了仅5.73%。施用专用肥和商业肥肥料贡献率在泡桐种植10年后分别为56.1%和43.7%,施用专用肥从造林第3年开始土壤肥料贡献率急剧上升,第5年后趋于缓慢上升状态,第5年到第10年间趋于平缓仅增加了8%。施用商业肥土壤肥料贡献率前5年增加了25.1%,之后趋于平缓,第5年到第10年仅增加了5.74%。泡桐人工林施用专用肥和商业肥后第10年的肥料贡献率与地力贡献率呈极显著负相关(P<0.01,见图4)。

图1 湘阴县不同施肥处理对泡桐人工林蓄积量的影响
Fig. 1 Effect of different fertilization on volume of Paulownia fortunei plantations in Xiangyin country

图2 湘阴县不同施肥处理对泡桐人工林蓄积量年均增长的影响
Fig. 2 Effect of different fertilization on average annual volume of Paulownia fortunei plantations in Xiangyin Country

2.3 施肥对泡桐蓄积量稳定性及可持续性的影响

泡桐人工林不同施肥在监测期间泡桐蓄积量稳定性(P<0.002)及可持续性差异显著(P<0.02),专用肥对泡桐蓄积量稳定性和可持续性优于施用商业肥和CK,且无论施肥与否,CV值和SVI值呈现随着时间的推移逐渐稳定的趋势(见图5)。造林前2年,施用专用肥CV值数最大,CK组CV值最小。造林两年后施用专用肥CV值小,并于第6年开始逐渐趋于稳定。造林6年后施用专用肥CV值最小,CK变异系数最大。专用肥SVI值前6年表现为最低,后4年表现为最高。造林6年后专用肥SVI最大,CK组最小。CK处理和商业肥CV值10年间彼此高低交错。

图3 湘阴县不同施肥处理对泡桐人工林土壤地力贡献率和肥料贡献率的影响
Fig.3 Effect of different fertilization on contribution of soil capacity and contribtion ratio of fertilizer in Paulownia fortunei plantations in Xiangyin Country

图4 长期不同施肥地力贡献率与肥料贡献率之间的相关关系
Fig. 4 Relationship between the contribution of ratro of ferlizer and the contribution of soil capacity on different fertilization

图5 长期施肥对泡桐蓄积量稳定性和可持续性影响
Fig.5 Effects of long-term fertilization on the coef fi cient of variation and sustainable volume of Paulownia fortunei

2.4 土壤养分含量与产量相关关系

研究表明,与施用商业肥和CK比,除全氮外专用肥能显著提高泡桐林土壤有效磷、速效钾和有机质的含量(P<0.01,见图6)。施用专用肥有机质含量比施用商业肥和CK分别提高12.95%和126.60%;有效钾含量比施用商业肥和CK分别提高19.97%和119.80%;速效磷含量比施用商业肥和CK分别提高9.70%和204.42%。分别拟合泡桐蓄积量与不同养分的关系显示,泡桐蓄积量与土壤全氮、有效磷、速效钾和有机质含量呈显著正相关,说明随着土壤养分的提高,泡桐蓄积量也随之提高。

图6 长期施肥下土壤养分含量与泡桐蓄积量的关系
Fig.6 Relationship between volume of Paulownia fortunei and soil nutrient after long-term fertlization

3 讨 论

3.1 施肥对泡桐蓄积量增长的影响

研究结果表明施肥能有效提高泡桐蓄积量,且专用肥配比商业肥的配比更有利于泡桐蓄积量的提高。本研究商业肥料只含有氮、磷、钾元素,且氮、磷、钾含量分别占到了肥料总量的15%,较专用肥氮、磷、钾含量高,但其使用效果明显低于专用肥。造成这种现象的原因可能是专用肥中除了含有氮磷钾和微量元素外,还含有25.5%的有机质,而有机质能促进土壤结构形成,改善土壤物理性质,提高土壤的保肥能力和缓冲性能[17]。长期单施和过量施用化学肥料会造成土壤有机质含量降低理化性状恶化[17],肥料利用率下降[18]和土壤微生物性状发生变化[19]。国内长期定位施肥实验表明,有机无机肥配施可以有效改善土壤化学性状[20],而且可显著提升土壤生产力[21]。泡桐人工林施用有机无机专用肥,能满足泡桐迅速生长,大量的木材输出消耗大量的土壤养分。施用适合泡桐生长生物学特性的肥料,便能促进泡桐幼林提早成林,缩短成材年限,达到速生丰产的目的。

本研究发现施用专用肥初期肥效慢于商业肥,但是长期施用专用肥显著地提高了泡桐林的蓄积量。造林前两年,施用专用肥的泡桐林年蓄积量小于施用商业肥的泡桐林,且与CK处理相似。从第3年开始,专用肥影响的泡桐蓄积量最大,这也应证了专用肥肥效慢而持久的结论,国外有类似研究报道[22]施肥初期化肥作用优于有机肥,之后有机肥作用超过化肥[23]

由于造林第4年、第5年和第6年没有施肥,我们可以观察到施肥组泡桐蓄积量在第5年和第6年有所下降,而后又开始增长。可能是因为,这几年是泡桐快速生长期,限制肥料使用会导致蓄积量增长量减少,泡桐树对外界的应激反应灵敏。造林第5年泡桐蓄积量增长量开始回升可能是因为,泡桐应激过后恢复正常生长状态。到造林第6年,不同施肥处理泡桐蓄积量均陡降,可能是因为这年平均气温较常年异常偏高1.9℃,为历史最高值。降水量为1 277.0 mm,较常年正常偏少7%,但降水分布异常不匀,旱涝灾害突出,旱重于涝的趋势突出。而泡桐生长需水量大,加之没有施肥处理,造林第7年,不同施肥泡桐蓄积,除了施用专用肥有增加外,其余都继续下降,说明商业肥效果已不及专用肥,施用商业肥已经过剩,造成了肥料浪费。

3.2 施肥对地力贡献率和肥力贡献率的影响

研究结果表明随着泡桐的快速生长,林地土壤地力贡献率呈现逐步下降的趋势,长期施用合适的肥料能补充泡桐生长带走的大量土壤养分,使土壤肥料贡献率逐渐增加。本研究表明分时段分析发现泡桐人工林造林前5年土壤地力贡献率急剧下降,且专用肥下降快于商业肥,而肥料贡献率则相反。这也可能是随着蓄积量的增加,必然消耗更多的土壤养分,导致土壤地力贡献率下降。由于专用肥效慢于商业肥,施用专用肥第2年到第3年蓄积量增长慢,留在地里的养分没有充分发挥作用,因此地力贡献率有短暂上升,而肥料贡献率短暂下降。之后3年施用专用肥随着蓄积量的迅速增加地力贡献率也迅速下降,与此同时肥料贡献率迅速上升。商业肥料配比单一,所以长期施用商业肥土壤地力贡献率和土壤肥料贡献率除了造林地第1年变化迅速外其余年份分别呈缓慢下降和缓慢上升的趋势。从第5年开始无论是专业肥还是商业肥,土壤地力贡献率和土壤肥力贡献率都呈现出逐渐稳定的趋势。这说明两者会达到稳定状态。

3.3 施肥对泡桐蓄积量的稳定性和可持续性影响

综合比较不同施肥处理对泡桐蓄积量稳定性和可持续性的影响,说明施肥能提高泡桐人工林抗逆性,维系泡桐生长。长期施用专业肥,泡桐蓄积量的CV值最小而SVI值从第6年开始最大,说明使用专用肥泡桐能维持蓄积量的增加。与施专用肥相比,CK处理的泡桐蓄积量CV值大,而SVI值从第6年开始最小,说明长期不施肥导致泡桐抗逆性差,蓄积量容易波动。长期施用商业肥,会不利于土壤生态健康,我们的结果也显示商业肥与CK处理CV值10年间彼此高低交错,蓄积量的稳定性和可持续性都不及施用专用肥。

3.4 施肥与土壤养分和泡桐蓄积量的关系

我们发现长期不同施肥处理会造成土壤养分含量差异。从土壤养分与泡桐蓄积量相关分析结果可知,长期不施肥会导致土壤养分下降,而两种施肥方式均增加了有机质、速效钾和有效磷的含量,且专用肥增加有机质、速效钾和有效磷的含量能力更为显著。长期不施肥必然导致土壤养分减少的原因,一方面是因为泡桐生长带走大量养分;另一方面,本研究中的泡桐人工林从造林开始一直到第10年期间没有间伐过,十年以来,每年都会抹芽和修枝,因此树体通直。泡桐长大后因为其树冠稀疏的生理特性,树叶集中生长在8~9 m的高处,且树叶很少,这使得本研究中泡桐人工林养分归还量很少。施肥均能增加了土壤养分含量,且施用专业肥泡桐人工林有机质、速效钾和有效磷提高量要高于施用商业肥,原因是有机肥料有利于改善土壤结构,促进微生物繁殖[24],维持地力,保水保肥的作用,有利于树根的生长和养分的吸收[25],这些优点是单纯氮磷钾肥不可替代的[26]

4 结 论

(1)施肥能显著提高泡桐蓄积量,且施用专用肥蓄积量增长效果更为显著;造林后第1~3年,泡桐专用肥与普通商业肥的增产效果间无显著差异,但从第4年开始蓄积量增长效果更为显著,到造林的第10年,施用专用肥的泡桐蓄积量比施用商业肥的蓄积量提高了22.21%,比CK提高了127%。

(2)施用专用肥和商业肥土壤地力贡献率在泡桐种植10年后分别下降57.4%和35.5%,并于造林第5年后,泡桐人工林土壤地力贡献率和土壤肥料贡献力变化趋于平稳。

(3)不同施肥对泡桐蓄积量稳定性及可持续性差异显著,其中施用专用肥后更有利于泡桐蓄积量的稳定和持续性增长,

(4)与商业肥和CK相比施用专用肥能显著提高土壤有机质、有效磷和速效钾含量。

长期施肥能显著提高泡桐蓄积量,虽然施用专用肥起效慢于商业肥,但专用肥肥效慢而持久,更有利于土壤养分的增加,例如有机质,有效磷和速效钾,从而满足泡桐迅速生长;专用肥能有效弥补泡桐生长造成的地力下降,从而使肥料利用率增加。长期使用专用肥对泡桐蓄积量稳定性和可持续性优于施用商业肥和CK,因而,我们得出结论,开发适宜泡桐生长的专用肥更适合泡桐的生长。但目前的专用肥需要每年施肥,对人力和物力要求较高,所以未来开发出施肥方式简单、在生长期只需施肥1到2次的缓释肥是今后的研究方向。

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Effect of long-term fertilization on volume and basic soil productivity in the fourth red clay soil under Paulownia fortunei

TU Jia1,2, GAN Wei-xiang1, FU Yu-jia1, TANG Fei-fei1, WU Li-chao1
(1a.Key Laboratory of Cultivation and Protection for Non-Wood Forest Trees, Ministry of Education; b.Cooperative Innovation Center of Cultivation and Utilization for Non-Wood Forest Trees of Hunan Province, Central South University of Forestry and Technology,Changsha 410004, Hunan, China; 2. Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, Hunan, China)

Abstract: Paulownia fortunei, one of the three fastest timber tree species in the world, is widely distributed in Huanghuaihai regions of China. It is good in material and loved by the majority of farmers. However, there are few commercial scale Paulownia plantations,and the optimum soil fertility conditions have not been clari fi ed. To understand the effect of long-term fertilization on soil fertility and growing stock of Paulowniain fortunei in quaternary red soil, subtropical areas, the research objects of the study are the new plantations in Xiangyin County, Hunan, which was done in a randomized complete block-design of three replications for 10 consecutive year observation and analyzed the in fl uence on the plantations with different fertilizer treatments on stock volume and the soil capacity. There were 3 treatments: Special Application Fertilizer, Chemical fertilizer bought on the Market and Control Test. The results show that: (1)fertilization can signi fi cantly increase Paulowniain fortunei stock volume, and Special Application Fertilizer can signi fi cantly increase Paulowniain fortunei stock volume more than Chemical fertilizer; Three years after afforestation, stock volume had no significant difference between Special Application Fertilizer and Chemical fertilizer, but after the forth years, Special Application Fertilizer can also increase the stock volume more signi fi cantly, which increased 28.27% than Chemical fertilizer and 127% than Control Test. (2) After applying special application fertilizer and chemical fertilizer, contribution of soil capacity decreased by 57.4% and 35.5% in 10 years after planting Paulowniain fortunei, and contribution of soil capacity and contribution ratio of fertilizer tends to stable after fi ve years of afforestation. (3) There are signi fi cant difference between different fertilization on coef fi cient of variation and sustainable volume,and special application fertilizer bene fi cial to Paulowniain fortunei stock volume by stable and sustained growth. (4) Compared to the commercial fertilizer and control test, special application fertilizer could significantly improve soil organic matter, phosphorus and potassium content, but the total nitrogen content did not change signi fi cantly. In summary, the fertilizer can effectively improve the stock volume of Paulowniain fortunei, and special application fertilizer is better than commercial fertilizer. Paulowniain fortunei special application fertilizer signi fi cantly increased the contribution rate of soil fertilizer, stock volume stability and sustainable growth, improve section of soil nutrient contents.

Key words: Paulowniain fortunei plantation; different fertilization; contribution of soil capacity; contribution ratio of fertilizer

中图分类号:S758.5+1

文献标志码:A

文章编号:1673-923X(2016)11-0014-08

Doi:10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.11.003

收稿日期:2016-03-01

基金项目:国家科技支撑计划项目“泡桐速生丰产林定向培育技术研究”(2015BAD09B02);中央财政林业科技推广项目“泡桐大径材专用肥及施肥技术推广与示范”([2014]XT009)

作者简介:涂 佳,助理研究员,博士生 通讯作者:吴立潮,教授,博士;E-mail:wulichao@sina.com

引文格式:涂 佳,甘卫祥,付宇佳,等.长期施肥对第四纪红壤泡桐林蓄积量及基础地力的影响[J].中南林业科技大学学报,2016,36(11): 14-21.

[本文编校:吴 毅]

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