探究水肥調控對刺槐人工林生長的影響

陳培培 楊倩倩 侯金波

摘 要：目前我國水資源嚴重緊缺，化肥的無節制使用造成土壤嚴重污染，迫使我國林業產業向集約型精準化生產發展。這就要求林業生產中要合理利用資源，達到節水、控肥、增肥效的目的。本文通過研究一至三年生刺槐優良無性系人工林的精準灌溉制度和精細施肥制度，以及生物學特性、生長量、生理生態特性和材性等指標，對精準灌溉與精細施肥的響應規律，提出刺槐人工林智能水肥一體化栽培配套技術，提高林分蓄積量20%以上。

關鍵詞：水肥調控；刺槐；生長狀況

中圖分類號：S72 文獻標識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190515036

引言

我國是世界上水資源嚴重緊缺的國家之一，水資源總量不到世界的6%。水資源短缺已嚴重影響到我國農業生產、林業發展，甚至成為制約相關行業和國民經濟、社會發展的瓶頸。研究水資源的可持續再利用，已成為我國社會可持續發展一項緊迫的、關系到國計民生的課題。肥料在實現我國林業可持續發展和保障國家木材安全方面同樣占有重要地位。但是，化肥盲目使用、過量投入、利用率不高，都會對河流、大氣、土壤和林產品造成嚴重污染，進而嚴重危害自然環境，破壞人類的生存條件。種種形勢迫使我國林業產業向集約型精準化生產發展。這就要求林業生產中要合理利用資源，達到節水、控肥、增肥效的目的。

本文通過研究一至三年生刺槐優良無性系人工林的精準灌溉制度和精細施肥制度，以及生物學特性、生長量、生理生態特性和材性等指標，對精準灌溉與精細施肥的響應規律，提出刺槐人工林智能水肥一體化栽培配套技術，提高林分蓄積量20%以上。

1 水肥一體化涵義

水肥一體化技術是指通過相關技術實現節水、控肥的同步控制，通過不斷優化達到作物生長所需水肥、環境保護兼顧的最佳狀態。主要是將作物所需養分（如：可溶性肥料、營養液等）溶于水中，通過專用灌溉設施（如：噴灌），將水分、養分以最適濃度地供給，肥、水均勻地浸潤地面15～20cm，促使作物根系更加發達，更好地促進作物的生長發育。

水肥一體化技術是一種精細化管理技術，在最大程度節約水肥資源、降低污染的情況下，可明顯加速人工林的生長，大幅度提升林地生產力，縮短輪伐期，木材生產效率、經濟效益和生態效益遠遠超過常規栽培方法，具有非常廣闊的應用前景。

2 水肥調控對刺槐人工林的必要性

刺槐是重要的用材樹種，是我國北方平原地區人工林的主要造林樹種。槐木用途十分廣泛，是實木地板、實木家具、房屋橋梁、建筑、礦柱、機械車船制造等的優質原料。我國的刺槐栽培面積較大，但是大部分刺槐人工林沒有達到精細化經營管理的程度，栽培和經營粗放、不科學，造成生產效率普遍偏低，人工林生產力與國際平均水平相差較遠。水肥一體化是刺槐人工林精細化栽培管理的關鍵環節之一。我國北方水資源十分短缺，采用灌溉、施肥相結合的水肥一體化技術進行節水灌溉措施培育刺槐人工林，可大幅節約水資源的同時，還可以對刺槐人工林進行適時適量地施肥，減少肥料浪費，節約施肥成本，從而顯著提高刺槐人工林的生產力和經濟效益。

3 研究目標和主要研究內容

3.1 研究目標

通過建立智能滴灌管理試驗區，研究一至三年生刺槐優良無性系人工林的精準灌溉制度和精細施肥制度，以及生物學特性、生長量、生理生態特性和材性等指標，對精準灌溉與精細施肥的響應規律，提出刺槐人工林智能水肥一體化栽培配套技術，提高林分蓄積量20%以上。

3.2 主要研究內容

適合于栽培刺槐優質高產林的智能滴灌系統的設計、安裝與維護技術；智能滴灌栽培條件下，刺槐常規苗和小規格苗造林技術；刺槐幼林精準灌溉制度，包括滴灌土壤水分運移規律、刺槐幼林土壤水分動態變化規律、刺槐幼林水分利用效率、刺槐幼林不同灌溉量的生長、生理響應等；刺槐幼林精細施肥制度，包括刺槐幼林的生物量及N、P、K營養元素吸收量、刺槐幼林對不同N、P、K施肥量的生長和生理響應、刺槐幼林對不同水肥耦合方案的生長和生理響應、滴灌施肥對刺槐幼林土壤養分及土壤微生態環境的影響等；刺槐智能水肥一體化栽培模式及配套栽培技術。

4 研究方法和技術路線

4.1 研究方法

采用土壤剖面的方法研究水肥一體化滴灌條件下，刺槐人工林的不同土質土壤的水分運移規律。具體方法為：在試驗區域中，人工開挖長2m，寬1m，深1m的觀測坑，每20cm做一個階梯觀測面，分別滴灌30min、1h、2h停止，之后每隔2h觀測記錄水分滲透情況。

采用設置灌溉量和施肥量梯度試驗區對比的方法，研究不同灌溉施肥量對刺槐生長的影響，得出了水肥一體化栽培刺槐人工林的最適灌溉施肥量。具體方法為：在合理制定刺槐人工林水肥一體化灌溉施肥方案的前提下，根據灌溉量及施肥量梯度，分別設置常規灌溉、2L灌溉、4L灌溉3個灌溉試驗區和常規施肥、施肥量+30%、施肥量+60%、施肥量-30%、施肥量-60%等5個施肥量試驗區，每隔1個月測量記錄刺槐樹高生長量和胸徑生長量，每年10月份（生長期結束——落葉前）測量記錄個試驗處理區內刺槐的年樹高生長量、胸徑生長量及蓄積生長量。

4.2 技術路線

5 結語

通過對滴灌條件下一至三年生刺槐人工林的土壤水分運移規律、土壤含水量動態變化規律、灌溉施肥制度和最適灌溉施肥量以及刺槐人工林智能水肥一體化栽培模式及配套栽培技術的研究，將對在滴灌栽培刺槐人工林過程中，既節約水肥資源又獲得最大的邊際效益具有重要意義。本研究成果的推廣應用將從根本上改變我國北方地區刺槐人工林粗放栽培的傳統模式，可解決長期以來刺槐人工林栽培中供水不足或水資源浪費、肥料利用率低等問題，大幅提高刺槐人工林的生產力和經濟效益。

參考文獻

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