不同配比施肥對肉桂人工林生長的影響

梁曉靜，韋曉娟，梁文匯，李開祥，李寶財，朱昌叁，武建云

（廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學研究院 廣西特色經(jīng)濟林培育與利用重點實驗室 國家林業(yè)和草原局八角肉桂工程技術研究中心 廣西木本香料工程技術研究中心，南寧 530002）

肉桂（Cinnamamun cassia）系樟科（Lauraceae）樟屬常綠喬木，是廣西最具特色和資源優(yōu)勢的經(jīng)濟林樹種之一，廣西的藤縣、防城區(qū)、岑溪市被國家林業(yè)局命名為“中國肉桂之鄉(xiāng)”[1]?！皬V西肉桂”為全國僅有的兩個以省級命名的地理標志保護產(chǎn)品之一[2]。桂皮是醫(yī)藥中的珍品，在中藥配方中廣為應用，對年老體弱者有奇效，常與人參、鹿茸、燕窩并稱為“參、茸、燕，桂”[3-4]。

桂皮產(chǎn)品規(guī)格有板桂、桂通、煙仔桂、桂碎等[5]，其中最上乘的為板桂[6]，板桂的獲取需要10年以上的肉桂大徑林，生產(chǎn)上大徑林往往與小徑林共同經(jīng)營，即種植5～6年，進行1 次間伐，可以獲取枝葉和桂通，保留的肉桂樹繼續(xù)生長以培育大徑林，獲取價值更高的板桂。施肥作為人工林豐產(chǎn)培育的重要措施之一，能夠維持營養(yǎng)平衡，提高產(chǎn)量和經(jīng)濟效益[7]，肉桂施肥多在輪伐期短的小徑林進行，10年以上的大徑林很少進行施肥，長此以往，會導致養(yǎng)分失衡和地力衰退，不利于高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)大徑林的持續(xù)培育。

對肉桂施肥方面的研究已有不同施肥處理對肉桂1年生容器苗生長的效應[8]，李寶福[9]的閩南山地短輪伐期肉桂人工林施肥效應等文獻報道，尚未涉及針對長周期大徑林肉桂人工林培育的相關施肥技術研究。本文以10年生肉桂人工林為研究對象，采用氮（N）、磷（P）、鉀（K）3 因素3 水平正交施肥試驗設計，對肉桂胸徑、樹高和皮厚的年生長量進行測定與分析，以期為肉桂大徑林的養(yǎng)分管理，以及可持續(xù)經(jīng)營提供科學理論依據(jù)和應用參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在廣西林科院肉桂資源圃，位于廣西南寧市北郊（108°21′E，22°56′N），海拔95 m，屬亞熱帶季風氣候區(qū)，光照充足，年均日照時數(shù)為1 600～1 800 h；雨量豐沛，年降水量1 347.2 mm；空氣濕潤，年均相對濕度為80%；氣候溫和，年均氣溫在21.6 ℃左右，≥10 ℃年有效積溫在7 200 ℃，極端最低溫度-1.5 ℃，極端最高溫度39.4 ℃，一般年份有2～4 d輕微霜凍；土壤為沙頁巖發(fā)育而成的赤紅壤，pH值4.5～6。

1.2 試驗設計

供試的肉桂人工林為2007年春季定植的1年生中國肉桂家系苗，密度為1.5 m×1.5 m，試驗采用3 因素3 水平正交設計，3 因素分別為N（尿素46%），P（過磷酸鈣12% P2O5），K（氯化鉀50%K2O），3 水平分別為0（不施肥），100 g（有效元素含量），200 g（有效元素含量），共設9個處理，每個處理3次重復，每個重復5株，隨機排列（表1）。2017年3月和5月分別施肥1 次，采取溝施法，于樹冠投影外延兩側(cè)挖溝，溝長60～80 cm，溝深10～15 cm，溝寬20～25 cm，施肥后立即覆土。

1.3 測定方法

2017年3月施肥前，用帶刻度的標桿測量樹高，用胸徑尺測定胸徑，用游標卡尺測定胸徑處樹皮厚度。2018年3月，用同樣方法測定試驗樣株的樹高、胸徑和樹皮厚度，前后所得數(shù)據(jù)差的絕對值即為肉桂樹高、胸徑和樹皮厚度的年生長量。

表1 L9（33）正交設計Tab.1 L9（33）orthogonal design

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010 和SPSS 13.0 進行數(shù)據(jù)處理，采用模糊數(shù)學中的隸屬函數(shù)法[10]，對胸徑、樹高和皮厚增量隸屬值進行累加，求其平均值，并進行各處理間比較，評價施肥處理效果。與處理效果呈正相關的指標用公式：U（X）=（X-Xmin）∕（Xmax-Xmin），與處理效果呈負相關的指標用公示：U（X）=1-（X-Xmin）∕（Xmax-Xmin），式中，X 為各處理某一指標的測定值，Xmax為所有處理某一指標的最大值，Xmin為所有處理某一指標的最小值[11]。采用此公式得出各處理下各指標的隸屬函數(shù)值，將3個指標的隸屬函數(shù)值累加求其平均值，綜合評價越大，施肥處理效果越好，反之則越差。

2 結果與分析

2.1 N、P、K 不同營養(yǎng)元素及其交互作用對肉桂年生長量的影響

為揭示N、P、K 不同營養(yǎng)元素對肉桂生長的影響，對各影響因素及其交互作用下胸徑、樹高、皮厚等生長指標的年生長量進行統(tǒng)計，并進行方差分析。影響胸徑年生長量最大的是NPK 元素的交互作用，胸徑年生長量為1.29 cm，但方差分析顯示未達到顯著影響，其次是PK元素的交互作用，胸徑年生長量為1.27 cm，達到顯著差異水平（P＜0.05），影響最小的是NP 交互作用，為0.94 cm；樹高年生長量受PK元素的交互作用影響最大，樹高年生長量為0.88 m，達到顯著差異水平（P＜0.05），影響最小的是NPK 交互作用，僅為0.37 m；皮厚年生長量受各個營養(yǎng)元素的影響，均達到了顯著（P＜0.05） 或極顯著差異（P＜0.01），NP元素的交互作用影響最大，皮厚年生長量為0.58 mm，其次是PK 元素的交互作用，為0.55 mm，影響最小的是NPK元素的交互作用，為0.42 mm（表2）。

表2 N、P、K作用下肉桂年生長量均值及方差分析Tab.2 Influence of different factors and their interactions on growth mean values of Cinnamomum cassia and ANOVA

2.2 不同配比施肥對肉桂年生長量的影響

對不同配方施肥處理間各生長指標年生長量的均值進行多重比較（表3）。結果表明，肉桂胸徑、樹高及皮厚的年生長量在不同施肥處理間均有顯著差異，說明不同配比施肥處理對肉桂胸徑、樹高生長以及皮厚增加都有較大影響，從而影響到生物量，進一步多重比較發(fā)現(xiàn)，處理1（CK）的各性狀值基本小于所有施肥處理（樹高年生長量除外），說明施肥能明顯促進肉桂的生長。處理2和處理9 的胸徑年生長量最大（1.29 cm），比CK 高76.71%，其次為處理3（1.24 cm），比CK高69.86%。樹高年生長量最大的為處理4（1.03 m），其次為處理3（0.97 m），分別比CK 高178.37%和162.16%，最小的為處理6（0.36 m），比CK小2.70%。皮厚年生長量最大的為處理3（0.66 mm），其次為處理8（0.65 mm），分別比CK高266.67%和261.11%。

表3 正交設計不同處理對肉桂年生長量的多重比較Tab.3 Multiple comparison of annual growths of Cinnamomum cassia by orthogonal design with different treatments

2.3 施肥對肉桂生長的隸屬函數(shù)綜合分析

對肉桂胸徑、樹高及皮厚的年生長量等3個指標進行隸屬函數(shù)分析。各處理組的隸屬函數(shù)平均值依次為處理3＞處理4＞處理2＞處理5＞處理8＞處理9＞處理6＞處理7＞處理1，可見各施肥處理組的隸屬函數(shù)平均值均大于不施肥處理（表4）。說明施肥對肉桂生長的影響較大，此評價體系中效果最佳的處理為處理3（N0P200K200）。

表4 不同施肥處理下肉桂年生長量的隸屬函數(shù)分析Tab.4 Subordinate function analysis of annual growths of Cinnamomum cassia under different fertilization treatments

3 結論與討論

本試驗通過正交設計的方法，研究了不同配比施肥對肉桂人工林胸徑、樹高和皮厚等年生長量的影響，不僅精簡了試驗次數(shù)，且提高了工作效率和試驗的可靠性[12-13]。試驗結果表明，與CK相比，各處理組肉桂胸徑、樹高以及皮厚的年生長量總體上顯著提高，說明施肥能明顯促進肉桂的生長。處理2 和處理9 的胸徑年生長量最大，比CK 高76.71%，其次為處理3，比CK高69.86%。樹高年生長量最大的為處理4，其次為處理3，分別比CK高178.37%和162.16%，最小的為處理6，比CK 小2.70%。皮厚年生長量最大的為處理3，其次為處理8，分別比CK高266.67%和261.11%。隸屬函數(shù)綜合分析認為，效果最佳的處理為處理3（N0P200K200）。

通過方差分析發(fā)現(xiàn)不同施肥處理對肉桂胸徑、樹高和皮厚的生長影響差別較大，N、P、K元素及其交互作用對皮厚的生長影響均達到了顯著或極顯著的水平，PK 的交互作用對肉桂胸徑、樹高、皮厚等生長指標的年生長量影響較大，均達到了顯著水平。這與任開磊等[14]的研究結果相似，低濃度的N肥和高濃度的P肥和K肥對植株的生長具有促進作用。

本研究只對不同配比施肥下，肉桂胸徑、樹高和皮厚的年生長量進行了研究，至于不同施肥處理下肉桂品質(zhì)有無影響尚未進行研究，今后還需借鑒文中的試驗結果開展不同施肥處理對肉桂品質(zhì)影響的研究，從而為肉桂大徑林培育生產(chǎn)實踐提供理論參考。