施肥对杂种落叶松人工林幼龄林初期生长的影响

马学发 卫月华 梁凤和 钟兆华 孙志虎 刘力铭 韩子丰

(1.佳木斯市孟家岗林场，黑龙江 佳木斯 154411；2.东北林业大学森林生态系统可持续经营教育部重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150040)

随着我国天然林商业性采伐的停止，人工林木材在市场供应中的作用变得愈加突出。落叶松(Larixspp.)是我国东北林区主栽树种，自上世纪50年代中期开始就得以大面积栽植[1]。随着早期营造的落叶松人工林陆续进入主伐期，涉及到伐后的更新树种选择和养分维持等问题[2]。受东北林区速生树种稀少的制约，多数林场会连栽落叶松人工纯林，少数地区存在更换造林树种，如栽植杂种落叶松(Larixolgansis×Larixleptolepi)人工林的现象[3]，而少有研究树种更换后的林木长势评价研究，尤其缺少施肥后的林木长势响应特征研究[4]。为此，以三江平原丘陵区长白落叶松人工林皆伐后栽植的杂种落叶松人工林幼龄林为对象，结合施肥试验，通过树高和胸径的调查与分析，评价长白落叶松人工林皆伐后栽植的杂种落叶松长势状况，并分析其对养分调控的响应特征，旨在为东北人工林的可持续生产力的维持提供参照。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

此次研究的杂种落叶松人工林幼龄林位于佳木斯市孟家岗林场(130°32′42″-130°52′36″E，46°20′16″-46°30′50″N)。林场处于完达山脉西麓，大陆性季风气候，早霜现于9月上中旬，晚霜终于5月中下旬。年平均气温2.7℃，极端最高气温35.6℃，最低气温-34.7℃，大于等于10℃积温可达2500℃。年平均降水量535 mm，降水大部分集中在6-9月份，占全年降水量的72.6%。生长期110～120d。土壤以典型暗棕壤分布最广，其次为白浆化暗棕壤，另有少量的潜育暗棕壤、原始暗棕壤、草甸暗棕壤。除暗棕壤外，还有少量的白浆土、草甸土、沼泽土及泥炭土的分布。植被属小兴安岭-老爷岭植物区的小兴安岭-张广才岭亚区。

杂种落叶松人工林幼龄林位于68林班18小班，2013年春天栽植，苗龄为2年，穴状整地，造林密度为每公顷4400株；前茬林分为长白落叶松人工林纯林，栽植于1968年，分别于1980、1984、1990、1999年进行间伐，2012年冬天进行皆伐，皆伐时林分平均胸径为23.9cm，郁闭度0.76，林分密度为每公顷495株，平均树高24.1m，林分蓄积量为287.2m3/hm2，树种组成为10落-榆-糠-萌柞-黑-白。

1.2 研究方法

1.2.1 幼龄林施肥试验

2015年6月22日-7月12日，在杂种落叶松人工林幼龄林设置12块面积为180～360m2的临时样地进行施肥，共设置4种施肥处理：对照、增施纯氮素250kg/hm2(氮肥)、增施纯氮素250kg/hm2+纯磷素50kg/hm2(氮磷肥)、增施纯氮素250kg/hm2+纯磷素50kg每公顷+纯钾素30kg/hm2(氮磷钾肥)；按照设计的养分施加剂量，采用尿素、二胺和氯化钾进行配置。施肥时采用少量多次的原则，当天全部点状均匀埋施于10～15cm土深的树根周围5～10cm范围内的土壤中。

1.2.2 幼龄林生长量调查

2015年7月18日，采用钢卷尺调查样地内所有幼树的树高(3年生)和当年高生长量，由此推算出2年生的杂种落叶松人工林幼龄林树高。2018年4月4日-5日，采用电子游标卡尺调查所有幼树的胸径，分析施肥3年后的杂种落叶松人工林幼龄林(5年生)胸径生长量。

2 结果与分析

由表1可见，2年生杂种落叶松幼苗栽植于三江平原丘陵区的长白落叶松人工林皆伐迹地2年后，形成的2年生杂种落叶松人工林幼龄林的树高为91.7～120.2cm，平均树高为109.6cm，95%的置信区间为[104.6，114.6]cm；3年生杂种落叶松人工林幼龄林的树高为129.1～164.5cm，平均树高为150.3cm，95%的置信区间为[143.6，156.9]cm；年高生长量为34.4～44.4cm，平均年高生长量为40.7cm，95%的置信区间为[38.5，42.9]cm。可见，杂种落叶松栽植2年后，12块样地的平均树高虽然均小于130cm，但杂种落叶松栽植3年后，12块样地中有11块样地(91.67%)的平均树高超过130cm，全部样地的年高生长量超过30cm。

表1施肥前的杂种落叶松人工林幼龄林(2年生和3年生)树高和年高生长量

施肥3年后的杂种落叶松人工林幼龄林(5年生)胸径调查结果(表2)表明，对照处理的杂种落叶松胸径为2.84～3.12cm，平均胸径为2.95cm，95%的置信区间为[2.58，3.32]cm，而施肥处理3年后的杂种落叶松胸径为2.66～4.08cm，平均胸径为3.40cm，95%的置信区间为[3.06，3.75]cm；虽然对照与施肥处理的杂种落叶松胸径间无显著差异(P=0.1243)，但后者比前者的平均胸径增加0.45cm，提高15.25%。

表2施肥3年后的杂种落叶松人工林幼龄林(5年生)胸径

虽然对照处理的杂种落叶松平均胸径最低，但对照与施肥处理中的增施氮肥、增施氮磷肥、增施氮磷钾肥间在施肥3年后的杂种落叶松人工林幼龄林平均胸径方面亦无显著差异(P=0.1827)。随着元素添加种类的增多，杂种落叶松平均胸径并未呈现明显的变化规律。增施氮磷钾肥的杂种落叶松胸径为3.40～4.08cm，平均胸径最高(3.70cm，95%的置信区间为[2.83，4.57]cm)；单纯增施氮肥的杂种落叶松胸径为2.99～3.78cm，平均胸径居中(3.37cm，95%的置信区间为[2.39，4.35]cm)；增施氮磷肥的杂种落叶松胸径为2.66～3.73cm，平均胸径最低(3.15cm，95%的置信区间为[1.81，4.49]cm)，但也远高于未施肥的对照处理。

3 结论与讨论

3.1 结论

三江平原丘陵区长白落叶松人工林皆伐后栽植的杂种落叶松长势状况明显好于长白落叶松。人工林幼龄林阶段，前者的年高生长量普遍超过30cm，而后者的年高生长量通常不足20～25cm[5-6]。杂种落叶松田间栽植3年后，91.67%的样地的平均树高超过130cm，而长白落叶松栽植4～5年后的树高才能达到130cm[4,6]。因此，在三江平原丘陵区长白落叶松皆伐迹地上更换造林树种时可考虑栽植杂种落叶松。

3.2 讨论

施肥是人工林集约化经营的首选措施之一，通常是在中幼龄林抚育间伐后开展，少有进行幼龄林早期阶段的追肥研究[7]，多是开展整地阶段的增施底肥试验[8]。人工林造林初期，林地养分充足，能够满足幼树的生长[9]。本文的研究结果也表明施肥和对照处理间的胸径差异不显著。虽然如此，前者的胸径也明显高于后者。这除了说明造林初期的施肥促进生长作用不甚明显外，也表明存在着后续的施肥促进生长的长效作用，建议今后应加强幼龄林阶段施肥后的林木长期响应特征的监测。