孫媛姣，陸秀君，曾莞棋，雷鳴雷，李東升，萬項(xiàng)成，解昀霏，張曉林

（1.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，沈陽(yáng) 110161；2.朝陽(yáng)市森林病蟲害防治檢疫站，遼寧朝陽(yáng) 122000；3.遼寧省交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展中心，沈陽(yáng) 110003；4.貴州林業(yè)勘察設(shè)計(jì)有限公司，貴陽(yáng) 550018）

蒙古櫟（Q.mongolica）也稱柞樹，屬殼斗科、櫟屬的落葉喬木，為國(guó)家珍貴用材樹種，是涵水固土、防風(fēng)及防火的優(yōu)良樹種，其材質(zhì)堅(jiān)硬，耐腐蝕，可用于建筑、車船等。蒙古櫟有著極高的應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在森林資源恢復(fù)與造林方面均發(fā)揮重要作用，主要分布在吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、河北等地。我國(guó)是全球第二大木材消費(fèi)國(guó)和第一大木材進(jìn)口國(guó)。近幾年，我國(guó)進(jìn)口大徑級(jí)和珍貴用材大于5000萬m3·a-1，2014年木材對(duì)外依存度首次超過50%。蒙古櫟作為東北天然林的優(yōu)勢(shì)樹種，培育蒙古櫟優(yōu)質(zhì)大徑材，可有效降低木材進(jìn)口依存度。目前，蒙古櫟林大多為經(jīng)砍伐后萌生的次生林，林分質(zhì)量低，無法形成高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的林木[1]。因此，為提高林地生產(chǎn)力，加快蒙古櫟大徑材培育，滿足我國(guó)對(duì)蒙古櫟大徑材需求，開展蒙古櫟幼林施肥技術(shù)研究具有重要的理論和實(shí)際意義。林木施肥可提高土壤肥力，不同時(shí)期施肥其目的及效果也有所差異，幼林時(shí)期施肥能改良土壤，增加造林成活率[2]。在對(duì)楠木、銀杏、構(gòu)樹的研究發(fā)現(xiàn)，造林時(shí)及時(shí)補(bǔ)充肥料非常重要，施復(fù)合肥對(duì)造林成活率有積極作用且土壤中養(yǎng)分顯著增多[3-5]。

林木生長(zhǎng)的物質(zhì)基礎(chǔ)是養(yǎng)分，施肥則是促進(jìn)幼林樹木生長(zhǎng)和養(yǎng)分儲(chǔ)存、提高造林成活率的有效手段，并且便捷有效，節(jié)約成本[6]。植株可通過施肥汲取更多養(yǎng)分，在雜草競(jìng)爭(zhēng)、貧瘠等困難造林地，可將自身儲(chǔ)備的多余養(yǎng)分向其生長(zhǎng)點(diǎn)轉(zhuǎn)移和再分配，以供生長(zhǎng)需求[7-8]。通過對(duì)圣櫟、栓皮櫟等一些櫟類樹種研究發(fā)現(xiàn)，施肥能夠提高組織、根系中的養(yǎng)分儲(chǔ)備和平衡能力，增加植物的總干重，能夠有效促進(jìn)根生長(zhǎng)，從而對(duì)養(yǎng)分吸收能力加強(qiáng)，有助于提高抗逆性，使其在競(jìng)爭(zhēng)性環(huán)境下的生長(zhǎng)能力得以提高[9-12]。目前，許多研究已經(jīng)證實(shí)，施肥不僅增加林木徑向生長(zhǎng)，還與木材材性密切相關(guān)[13-15]。胡榮仙[16]對(duì)濕地松幼林施肥研究表明，肥料種類與配比會(huì)影響濕地松的生長(zhǎng)和材性，施肥對(duì)濕地松的基本密度后效明顯，并且不同處理間濕地松的基本密度有極顯著的差異。劉和平等[17]對(duì)大青楊造林地進(jìn)行施肥，結(jié)果表明，施肥林地每公頃的木材產(chǎn)量比未施肥林地多；通過對(duì)福建柏[18]、刨花潤(rùn)楠[19]、銀杏[20]、無患子[21]、柳樹[22]的林木施肥研究表明合理的施肥能促進(jìn)樹高、胸徑、材積、冠幅的增長(zhǎng)。唐隆校等[23]研究表明，有效施肥能夠更好地培育杉木大徑材，并且能夠促進(jìn)單株材積生長(zhǎng)，帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益?？梢姡炝值厥┓蕦?duì)于林木的生長(zhǎng)有顯著的促進(jìn)作用，從而提高了經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)功能。

本研究選用4種氮磷鉀配比復(fù)合肥，采用不同的施肥量對(duì)蒙古櫟幼林地進(jìn)行施肥研究，通過研究蒙古櫟生長(zhǎng)指標(biāo)和養(yǎng)分濃度，以期為日后的蒙古櫟速生林合理施肥技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)，從而進(jìn)一步提升蒙古櫟幼林生長(zhǎng)效果。

1 材料與方法

1.1 造林地概況

試驗(yàn)地位于遼寧省實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)東山工區(qū)17林班4小班（124°20'E~125°29'E，41°48'N~42°29'N），坡度為21.2°，坡向?yàn)槲髌?，該地屬于中溫帶大陸季風(fēng)氣候，夏日炎熱多雨，冬季干冷。年平均氣溫為5~7℃，無霜期為130～150d；年平均降水量為760~790mm。

1.2 方法

試驗(yàn)林選用2年生蒙古櫟實(shí)生苗，于2018年4月在試驗(yàn)地造林約6hm2，造林密度為1m×1m。采用4種常見的復(fù)合肥，分別為A（洋豐復(fù)合肥），有效成分為：含25%N、10%P及16%K；B（鄂中復(fù)合肥料），有效成分為：含12%N、18%P及15%K；C（東北豐復(fù)合肥料），有效成分為：含13%N、10%P及20%K；D（硝基復(fù)合肥），有效成分為含16%N、16%P及16%K。每種肥設(shè)置3種施肥量處理：處理1（1g·株-1）、處理2（3g·株-1）、處理3（5g·株-1），每個(gè)施肥處理重復(fù)3次，不施肥作對(duì)照(CK)，每個(gè)處理面積25m2，每個(gè)施肥處理選取生長(zhǎng)差異小且性狀良好的蒙古櫟20株并將其掛牌標(biāo)記，施肥量見表1。在間距植株根莖部15cm處，采用環(huán)狀深溝方式施肥，均勻施入肥料之后覆土，以防肥料流失，于2018年4月一次施入。

表1 造林地試驗(yàn)肥料處理水平Table 1 Fertilizer treatment level in afforestation trials

1.3 指標(biāo)測(cè)定

分別于2018年6，8，10月，2019年10月對(duì)其樹高和地徑進(jìn)行測(cè)量。采用卷尺進(jìn)行測(cè)量樹高，測(cè)量精確到0.1cm；用游標(biāo)卡尺測(cè)量地徑，精確到0.01mm。于2018年10月在各處理中隨機(jī)選取3株，做好標(biāo)記，帶回實(shí)驗(yàn)室，沖洗干凈分離出根莖葉，分別裝好，放進(jìn)烘箱先于105℃下殺青30min，再在80℃烘至恒重，待涼至室溫后測(cè)各部位干重。

將稱好干重的根、莖、葉試驗(yàn)材料粉碎后過100目篩，用H2SO4-H2O2消煮后進(jìn)行過濾，用蒸餾水定容。使用凱氏定氮儀測(cè)植株全氮濃度，鉬銻抗比色法測(cè)全磷濃度，火焰光度計(jì)測(cè)全鉀濃度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Microsoft Excel 2010和SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，對(duì)測(cè)得數(shù)進(jìn)行圖表制作、方差分析及顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥量及肥料種類兩因素交互作用對(duì)蒙古櫟生長(zhǎng)的影響

由表2可知，施肥種類對(duì)2018年和2019年的蒙古櫟地徑增長(zhǎng)量影響顯著（p<0.05），對(duì)2018年的蒙古櫟樹高增長(zhǎng)量影響極顯著。施肥量變化則對(duì)兩個(gè)年份的樹高、地徑生長(zhǎng)量影響都極顯著。肥料種類與施肥量的交互作用對(duì)兩個(gè)年份的地徑增長(zhǎng)量均有顯著影響，對(duì)2018年樹高增長(zhǎng)量影響為極顯著。

表2 兩因素交互作用對(duì)蒙古櫟生長(zhǎng)影響的方差分析（F值）Table 2 Analysis of variance on the effect of interaction of two factors on the growth of Q.mongolica（F value）

2.2 不同施肥處理對(duì)蒙古櫟樹高和地徑的影響

由表3可知，2018年測(cè)得數(shù)據(jù)顯示，A肥和B肥對(duì)蒙古櫟株高增長(zhǎng)量影響顯著（p<0.05），B肥對(duì)地徑增長(zhǎng)量影響顯著（p<0.05）。在A肥的不同施肥量處理下，樹高與地徑增長(zhǎng)量分別在A2、A3處理達(dá)到最大，較CK顯著提升46.81%和50.91%。施用B肥，樹高和地徑增長(zhǎng)量最大值分別在B3、B2處理，同CK相比顯著增加88.30%和47.27%。在C肥的不同施肥量處理下，樹高與地徑增量最大值分別在C2和C3處理，分別比CK提升48.94%和38.18%。施用D肥，樹高和地徑增長(zhǎng)量最大值均在D1處理，分別比CK增長(zhǎng)60.64%和36.36%。

表3 不同肥料對(duì)蒙古櫟樹高、地徑生長(zhǎng)的影響Table 3 Effects of different fertilization treatments on growth of tree height and ground diameter of Q.mongolica

由2019年測(cè)得的數(shù)據(jù)可看出，A肥的不同施肥量處理下，A2處理的樹高和地徑增長(zhǎng)量都達(dá)到最大，均顯著高于CK，分別是CK的1.58倍和1.67倍。B肥的不同施肥量處理下，B3處理中樹高和地徑增長(zhǎng)量均達(dá)到最大值，分別為CK的1.69倍和1.64倍，均與CK差異顯著。施C肥與D肥對(duì)樹高和地徑增量影響均不顯著，施C肥時(shí)，在C2處理下樹高和地徑增長(zhǎng)量達(dá)到最大，各是CK的1.53倍和1.37倍。施D肥時(shí)，樹高和地徑增長(zhǎng)量在D1處理達(dá)到最大，是CK的1.46倍和1.15倍。

2.3 相同施肥水平下不同肥料對(duì)蒙古櫟樹高和地徑的影響

由表4可知，2018年，在施肥量1g·株-1處理下，D肥處理下樹高增長(zhǎng)量達(dá)到最大（15.1cm），其次為B肥，二者差異不顯著。地徑增長(zhǎng)量則在B肥處理達(dá)到最大（3.05mm）。施肥量3g·株-1處理下，樹高和地徑增量最大值分別在C肥和B肥處理，分別為14.0cm和3.24mm，均顯著高于CK。施肥量5g·株-1處理下，樹高與地徑增長(zhǎng)量分別在B肥和A肥處理下達(dá)到最大，分別為17.7cm和3.32mm，均顯著高于CK。

表4 不同施肥量對(duì)蒙古櫟樹高和地徑生長(zhǎng)的影響Table 4 Effects of different fertilizers concentration on the growth of tree height and ground diameter Q.mongolica

2019年，在施肥量1g·株-1處理下，B肥處理下樹高和地徑增長(zhǎng)量最大，分別比CK增高60.56%和45.76%。施肥量3g·株-1處理下，A肥處理下樹高和地徑增長(zhǎng)量最大，分別比CK增高58.33%和67.16%。施肥量5g·株-1處理下，B肥處理的樹高和地徑增長(zhǎng)量達(dá)到最大，顯著高于其余處理，較CK增高69.44%和64.19%。綜上表明，無論施肥量高低，B肥對(duì)蒙古櫟生長(zhǎng)促進(jìn)作用相對(duì)穩(wěn)定。

2.4 不同施肥處理對(duì)蒙古櫟生物量的影響

由圖1a可知，A肥對(duì)莖、根生物量有顯著影響（p<0.05），葉、莖生物量最大值均在A2處理，較CK分別高56.86%和42.98%，根生物量最高為A3處理，較CK顯著增長(zhǎng)40.23%。B肥對(duì)葉、莖、根生物量均顯著影響（p<0.05），對(duì)莖、根生物量影響極顯著（p<0.01），葉、莖生物量均在B3處理中達(dá)到最大，根生物量在B2處理中達(dá)到最大，分別比CK顯著提高169.61%、146.65%、75.43%。C肥僅對(duì)莖部生物量影響顯著（p<0.05），葉、莖、根生物量最大值均在C3處理，分別比CK提高62.75%、75.59%、30.39%。D肥處理下，D1處理的葉、莖、根生物量最大，分別比CK提高75.49%、77.75%、53.41%。4種肥最佳施肥量下，葉、莖生物量從大到小均為B3>D1>C3>A2>CK；根生物量大小為B2>D1>A3>C3>CK；總生物量大小為B2>D1>C3>A3>CK?？梢?，施B肥對(duì)蒙古櫟生物量積累的促進(jìn)效果更佳。

由圖1b可知，在1g·株-1處理下，D肥處理的各組織生物量最大且莖、根生物量與CK差異顯著；在3g·株-1處理下，B肥處理的各組織生物量均達(dá)到最大值，且莖、根生物量均顯著高于CK；在5g·株-1處理下，B肥處理的葉、莖生物量最大，顯著高于其余處理；根部生物量最大值在A肥處理，總生物量最大為B肥處理。

圖1 不同施肥處理對(duì)蒙古櫟生物量的影響Figure 1 Effect of different fertilization treatments on biomass of Q.mongolica

2.5 施肥量及肥料種類對(duì)蒙古櫟養(yǎng)分狀況的影響

由表5可知，施肥量和肥料種類二者對(duì)蒙古櫟的莖和葉中的總氮濃度、根和葉部總磷濃度以及根、莖、葉中總鉀濃度的影響存在交互作用。不同種類肥料僅對(duì)莖中總氮濃度有顯著影響（p<0.05），對(duì)根中總磷濃度有極顯著的影響（p<0.01）。而不同肥量對(duì)根的總氮和莖的總鉀濃度影響顯著，對(duì)莖的總氮和根、莖的總磷濃度影響極顯著。

表5 兩因素交互作用對(duì)蒙古櫟養(yǎng)分狀況影響的方差分析（F值）Table 5 Analysis of variance on the effect of interaction of two factors on nutrient status of Q.mongolica（F value）

由圖2可知，在A肥處理下，根、莖、葉3個(gè)組織的N濃度在最大肥量下最小，表明過多施用A肥會(huì)抑制N濃度的積累。根、莖部N濃度最高均為A2處理，分別較CK高23.32%和47.88%；葉中N濃度最高為A1處理，是CK的1.31倍。在B肥處理下，根、莖、葉的N濃度最大值分別在B2、B3、B1處理，較CK分別增加24.18%、16.31%、28.93%。在C肥處理下，根部N濃度處理間差異不顯著，根部N濃度最高處理為C1，是CK的1.08倍；莖和葉的N濃度最高處理為C3，分別比CK增長(zhǎng)23.73%和46.52%。在D肥處理下，根和莖的N濃度隨著施肥量增加，均為先增后減，D1處理下，根的氮濃度顯著高于CK，為CK的1.39倍，莖和葉中N濃度最高的處理分別是D1和D3，分別為CK的1.33倍和1.32倍

圖2 不同施肥處理對(duì)蒙古櫟各部位的氮濃度的影響Figure 2 Effect of different fertilization treatments on N concentration in different parts of Q.mongolica

由圖3可知，在A肥處理下，根、莖、葉3個(gè)部位的P濃度均隨施肥量的增加而降低，P濃度最高均為A1處理，根、莖、葉的P濃度分別是CK的1.51，1.60，1.66倍。在B肥處理下，根、莖、葉中P濃度最高的處理均為B1，分別比CK增加39.39%、36.36%、3.70%，其中，根和莖P濃度與CK差異顯著。在C肥處理下，根部P濃度均比CK低，但差異不顯著；莖中P濃度最大為C2處理，比CK增加30.91%；葉中P濃度最高為C3處理，比CK多59.26%，且顯著高于其他處理。在D肥處理下，根、莖、葉中的P濃度最大值均在D1處理，且D1處理下根和莖中的P濃度顯著高于CK、D2、D3處理根、莖部P濃度均少于CK，說明D肥較高施肥量會(huì)明顯抑制根、莖部P濃度積累。

圖3 不同施肥處理對(duì)蒙古櫟各部位的磷濃度的影響Figure 3 Effect of different fertilization treatments on P concentrationt in different parts of Q.mongolica

由圖4可知，施用A肥時(shí)，根部K濃度隨施肥量增加，呈先增后減趨勢(shì)，A2處理達(dá)到最大，比CK高30.19%；A2與A3處理的莖中K濃度相等，比CK增高8.86%；葉中K濃度隨施肥量升高而減少，A1處理葉中K濃度最高，比CK高66.52%，過多的施A肥會(huì)抑制葉中K濃度的積累。在B肥處理下，B3處理根和莖的K濃度最高，分別比CK增加44.81%和27.85%，且均顯著高于CK；葉中K濃度最高處理為B1。在C肥處理下，根部K濃度各處理間無顯著差異，根部K濃度最大值在C1處理，莖、葉中K濃度最高處理為C3，各組織K濃度比CK增加6.13%、32.91%、59.32%。施用D肥時(shí)，根、莖、葉中K濃度最高的處理均為D1，分別為CK的1.24，1.33，1.00倍。

圖4 不同施肥處理對(duì)蒙古櫟各部位的鉀濃度的影響Figure 4 Effect of different fertilization treatments on k concentration in different parts of Q.mongolica

2.6 相同施肥水平下不同肥料種類對(duì)蒙古櫟養(yǎng)分濃度的影響

由圖5~圖7可知，在施肥量1g·株-1時(shí)，根部N和K濃度最大值在D肥處理，且顯著高于CK，P濃度最大值在A肥處理中。莖中N、P、K濃度最大均為D肥處理，葉的N、P、K濃度最大均為A肥處理。在施肥量3g·株-1時(shí)，4種肥料對(duì)根中P和K濃度、莖的N、K濃度影響顯著（p<0.05）。根部N濃度最高的為B肥，P、K濃度最高均為A肥處理。莖部N、P、K濃度最高都為A肥；葉中N、P、K濃度最高為C肥處理。在施肥量5g·株-1時(shí)，根中K濃度、莖部P、K濃度、葉中N、P、K濃度均差異顯著（p<0.05）。根部N、P濃度最高為A肥處理，K濃度最高是B肥處理。莖中N、K濃度最多的為C肥，P濃度最高為B肥；葉中N、P、K濃度最高均是C肥處理。

圖5 不同肥料對(duì)各部位的N濃度的影響Figure 5 Effect of different fertilizers on N concentration of different parts of Q.mongolica

圖7 不同肥料對(duì)蒙古櫟各部位的K濃度的影響Figure 7 Effect of different fertilizers on K concentration of different parts of Q.mongolica

3 討論與結(jié)論

株高與地徑能夠較直接的反應(yīng)出苗木生長(zhǎng)狀況[24]。本研究中，施A肥和B肥處理對(duì)蒙古櫟生長(zhǎng)促進(jìn)效果較C肥和D肥顯著。C肥和D肥處理對(duì)株高、地徑增長(zhǎng)量影響不顯著，但組內(nèi)數(shù)據(jù)有差異，這與楚秀麗等[25]對(duì)浙江楠容器苗試驗(yàn)結(jié)果相一致，可能由于施肥處理設(shè)置較少或試驗(yàn)誤差所致。因此，C肥與D肥處理對(duì)于造林地蒙古櫟生長(zhǎng)的影響還有待深入研究。對(duì)兩年的樹高和地徑增長(zhǎng)量均達(dá)到顯著影響的為B肥，施用量為3~5g·株-1時(shí)對(duì)蒙古櫟生長(zhǎng)促進(jìn)作用顯著。在青岡櫟、赤皮青岡、紫葉李等樹種研究中發(fā)現(xiàn)，合理的施肥量能夠相應(yīng)地促進(jìn)植株生長(zhǎng)，但過高的肥量會(huì)降低生長(zhǎng)效果，甚至?xí)种破渖L(zhǎng)[26-28]。這與本試驗(yàn)施用A肥、C肥和D肥的結(jié)果相一致。不同肥料和用量對(duì)林木產(chǎn)生的作用會(huì)有所差異，因此，在施肥過程中并不是肥量越高樹木生長(zhǎng)就越好，要遵循“因樹施肥，因需施量”的原則。

本研究中，不同施肥處理對(duì)蒙古櫟生物量的累積有一定促進(jìn)效果，但影響程度會(huì)因不同施肥處理有所差別，這與施曼等[29-30]研究結(jié)果相似。對(duì)比4種肥料的各最佳施肥處理，對(duì)地上、地下及總生物量的促進(jìn)效果較好的肥料為B肥。地下生物量的積累能夠有效促進(jìn)植物組織養(yǎng)分儲(chǔ)存，能夠體現(xiàn)外界的養(yǎng)分對(duì)林木生長(zhǎng)的影響，以及其自身競(jìng)爭(zhēng)力的強(qiáng)弱[31]。

土壤養(yǎng)分供給不夠，會(huì)影響林木生長(zhǎng)，降低樹木質(zhì)量，過高的肥量則會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生毒害作用，同時(shí)還會(huì)造成肥料污染浪費(fèi)。適當(dāng)?shù)氖┓誓軌蜓a(bǔ)充土壤肥力，促進(jìn)林木對(duì)養(yǎng)分的吸收儲(chǔ)存，從而能向各組織傳遞大量養(yǎng)分，提高林木耐脅迫能力[32]。本研究結(jié)果顯示，施用A、B、D肥時(shí)，低肥料處理下各部位的營(yíng)養(yǎng)元素濃度相對(duì)較高，施肥量增加，營(yíng)養(yǎng)元素濃度卻下降，可能由于這3種肥在低水平下更好地促進(jìn)根吸收養(yǎng)分，過高肥量會(huì)抑制根系活力。江俐妮[33]對(duì)長(zhǎng)白落葉松的施肥研究表明，不同配比的施肥處理使得樹木根系對(duì)N的吸收高于P，這與本試驗(yàn)研究結(jié)果相似，4種肥的不同施肥水平均表現(xiàn)出根系N濃度高于P濃度。葉片中N、P、K濃度均高于根、莖中養(yǎng)分濃度，說明葉片是養(yǎng)分重要的儲(chǔ)存器官，但是過高的肥量會(huì)抑制葉片養(yǎng)分積累[34-35]。本研究中，B肥處理在施用量為3~5g·株-1時(shí)對(duì)蒙古櫟形態(tài)指標(biāo)促進(jìn)作用顯著。而其N、P、K濃度并未顯著高于其他處理，可能是由于養(yǎng)分稀釋作用。

圖6 不同肥料對(duì)蒙古櫟各部位的P濃度的影響Figure 6 Effect of different fertilizers on P concentration of different parts of Q.mongolica

通過對(duì)蒙古櫟幼林進(jìn)行不同的施肥處理，發(fā)現(xiàn)B肥處理對(duì)兩年的株高和地徑增長(zhǎng)量均達(dá)到顯著影響，并且B2和B3處理的蒙古櫟總生物量積累相對(duì)較高。綜合分析，B2和B3處理對(duì)2年生蒙古櫟幼林生長(zhǎng)的促進(jìn)效果最好，施用B肥的最佳肥量為3~5g·株-1，即在1m×1m的密度對(duì)2年生蒙古櫟幼林施肥量最佳為43.2~72kg·hm-2。本研究?jī)H為蒙古櫟2年生幼林施肥試驗(yàn)的初步研究，還需長(zhǎng)時(shí)間地進(jìn)行深入研究，以更好地探討施肥對(duì)蒙古櫟幼林生長(zhǎng)的影響。