27年生杉木择伐后施肥研究

陈荣国

摘 要：通过对27年生杉木林择伐后进行施肥试验，经过2.5年生长，对其生长情况进行调查，采用一般线性模型+的数量化方法Ⅰ分析。结果表明：合理施肥能够更好地促进27年生杉木择伐后的蓄积生长，特别在缺少氮地区，27年生杉木择伐后采用尿素与钙镁磷按2∶1混合，1.05kg/株的施肥量具有最佳的经济效益;分径阶统计结果显示，择伐后径阶越大，年蓄积生长越大。

关键词：择伐杉木;施肥;径阶;蓄积;影响

中图分类号 S79  文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）17-0057-03

杉木（Cunninghamia lanceolata）是福建主要的用材树种之一。据2017年森林资源档案，杉木作为大田县主要的用材树种之一，县域境内面积达59365hm2，占全县森林总面积的33.7%，其中，生态林杉木面积8102hm2。随着森林生态建设需要，特别是重点生态区位，“主伐—择伐”越来越重要，据统计，2011—2016年大田县杉木择伐面积达4599hm2。对于这些择伐后和将要采用择伐的杉木林，如何发挥择伐后保留林分更大经济和生态效益，更快促进择伐林分生长，已成为当下重要的研究课题[1-6]。为此，本研究开展了27年生杉木择伐后施肥试验，以期为杉木林可持续经营、大径材培育、择伐更新提升经济和生态效益及近自然培育提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验地设在大田县赤头坂国有林场大湖38林班4大班1、3小班，面积28hm2，海拔500～700m，地理坐标为北纬25°45.1′～25°45.4′、东经117°31.9′～117°32.4′。地处戴云山西侧，境域属丘陵小盆地，属中亚热带季风气候，年降雨量1040～2435mm，极端最高温36℃，极端最低温-7℃，年均气温15.3～19.6℃，常年无霜期230～311d。该试验地于1989年造林，种植株行距为2m×2m，林分密度2500株/hm2，土壤为暗红壤土，土层厚度小于80cm左右，有机质含量中等，施肥试验前土壤主要养分见表1。施肥前杉木叶色表现微黄，林分有缺氮的特征。

1.2 试验设计 施肥试验在27年生杉木择伐后进行。2015年2月进行相应择伐作业，择伐株数强度40%，择伐后林分密度1500株/hm2，施肥因素采用完全随机区组试验设计，每个处理样地规格：20m×30m，上中下坡同一水平等高线各连续布设3个不同水平施肥处理和1个不施肥对照，径阶因素由于实验条件限制，根据株数不相等特点和自身分布随机性，采用各处理分径阶统计平均值设计[7]。肥料配比及用量确定依据前人生产经验与投资成本制定，尿素总N含量≥46.4%，钙镁磷有效P2O5含量≥12%，最大施肥量为1.5kg/株，在上坡方向距树蔸30～50cm，月牙状施肥，并覆土踩实。2015年4月2—5日进行施肥试验，本次施肥结合土壤条件，施用肥料按尿素2：钙镁磷1混合，试验设3个处理，处理a施用量0.75kg（尿素0.5kg+钙镁磷0.25kg），处理b施用量1.05kg（尿素0.7kg+鈣镁磷0.35kg）、处理c施用量1.5kg（尿素1kg+钙镁磷0.5kg），以不施肥为对照（CK）。3次重复，2个小班共6个重复[1-6]。

1.3 数据调查及统计 2015年3月份下旬，对不同施肥处理和对照分样地逐株按序号挂牌，依据各处理样地株序号胸径、树高调查。2017年10月份中旬，对胸径、树高等生长因子进行调查。采用福建省杉木人工林二元立木材积公式计算处理前及2.5年生长期后各径阶平均蓄积量[8]，分不同施肥处理按径阶对蓄积生长量统计，取各径阶平均蓄积生长量。以DPS17.10版软件处理数据，采用一般线性模型的数量化方法Ⅰ分析，以各个处理因子的第1个类目作为参照，平方和分解方式：Ⅲ型，编码方式：0～1化虚拟变量（数量模型Ⅰ），来分析施肥、径阶因素的影响程度，从而为杉木择伐对象和伐后合理施肥方案确定方向[7]。

2 结果与分析

蓄积因子是衡量生物量的主要指标，其生长量决定了森林的经济和生态效益。各个处理2.5年后生长调查结果见表2，回归分析结果见表3，方差分析结果见表4，残差诊断结果P=0.2844>0.05，说明残差服从正态分布，应用一般线性模型进行分析是可行的。

回归方程如下：

y=-0.0002+0.0010A（0.75）+0.0041A（1.05）+0.0054A（1.5）+0.0017B（8）+0.0033B（10）+0.0055B（12）+0.0083B（14）+0.0133B（16）+0.0168B（18）+0.0248B（20）。相关系数R=0.98173，决定系数R2=0.96379，调整相关系数Ra=0.97291，调整决定系数R2=0.94655，统计检验F值=55.8957，自由度DF（10，21），P值=0.0000。

2.1 施肥对蓄积生长量的影响 由表4可知，A因素（施肥量）：F=13.0910，P=0.0000，P值小于0.0001，说明施肥对27年生杉木择伐后年生长量有着显著影响。由表3回归分析方程计算，以径阶14cm、1500株/hm2参照，择伐后2.5年，不施肥A（0.00）蓄积生长12.15m3/hm2，施肥A（0.75）蓄积生长13.65m3/hm2，施肥A（1.05）蓄积生长18.30m3/hm2，施肥A（1.50）蓄积生长20.25m3/hm2，说明通过施肥能充分发挥27年生杉木择伐后生长潜力，促进蓄积生长效果明显。从回归分析结果表，A（0.75）P值大于0.05，说明施肥量A（0.75）对杉木择伐后年生长量影响不显著，A（1.05）、A（1.50）P值均大于0.05，说明施肥量A（1.05）、A（1.50）对杉木择伐后年生长量影响显著，而回归系数值A（1.05）为0.0041与A（1.50）为0.0054相近，说明A（1.05）与A（1.50）作用相近，A（1.50）配比的尿素为1kg，综合以往专家研究成果，不是越大越有效，特别是尿素，量大时甚至是肥害作用。根据LSD法多重比较，施肥量A（1.05）、A（1.50）与A（0.75）、A（0.00）在0.05水平蓄积生长影响差异达到显著，但A（1.05）与A（1.50）、A（0.75）与A（0.00）在0.05水平差异不显著，进一步说明，在缺氮地区，施肥量不足，促进效果不明显，充足合理施肥量对27年生杉木择伐后年生长量才有着显著影响，从而更快地提升杉木林分的经济和生态效益。综合人工、材料等，施肥量A（1.05）经济效果最好，详见表5。通过本次试验，在缺氮地区，27年生杉木择伐后，施肥量A（1.05）较合理。

2.2 径阶对蓄积生长量的影响 径阶与蓄积生长具有直接相关性。由表4可知，B因素（径阶）：F=74.2406，P=0.0000，P值小于0.0001，说明径阶对杉木择伐后年蓄积生长量有显著影响。由表3回归分析结果表，以径阶B（6）为参照，B（8）不显著，B（10）以上达到显著影响，并且径阶越大，蓄积生长越大，经济和生态效益越大。主要由于径阶越大，根系越发达，树冠更大，吸收养分和光合作用能力更强，生长更快。另外，小径阶基本属于被压木、下层木，树高和胸径生长本身较弱，生长缓慢，这也与现状相符。

3 结论与讨论

本试验结果表明：（1）施肥对27年生杉木择伐后年生长量具有显著影响，综合以往的研究成果，并不是越大越有效，特别是尿素，其量大时甚至产生肥害作用。根据LSD法多重比较，施肥量0.75、1.05、1.5kg/株3个处理水平，综合人工、材料等，施肥量1.05kg/株经济效果最好，即在缺氮地区27年生杉木择伐后，采用尿素与钙镁磷按2∶1混合，施肥量1.05kg/株是较合理的措施。本试验地，林分现状为中小径材，生长能力较弱，低于整体平均水平，施肥试验数据说明充足合理施肥量能夠较好促进生长。原因之一是根据土壤氮、磷、钾含量，针对土壤中含量低于正常水平元素而制定合理施肥方案，原因之二是肥料释放养分所形成土壤生境适宜树木生长需求，从而森林生物量越大，经济和生态效益越大。27年生杉木，对于经营大径材正是生长期，为中小径材向大径材培育方向、可持续经营提供可行性依据。（2）径阶对杉木择伐后年生长量具有显著影响，径阶是蓄积生长的直接因素之一，基本上径阶生长伴随着树高同步生长，直接促进蓄积生长，径阶越大，蓄积生长越快。这主要是因为径阶越大，根系更发达，树冠更大，吸收养分和光合作用能力更强，生长更快，而小径阶基本属于被压木、下层木，树高和胸径生长本身较弱。因此，径阶越大，自身生长能力越强，蓄积增长越快，森林生物量越大，经济和生态效益越大，径阶对生长量影响也就越大，为杉木大径材培育、择伐更新促进生态效益提供依据。根据本次试验径阶分析结果，结合近自然培育森林机理，择伐要合理控制大径阶，尽量伐除小径阶，通过补植阔叶树种，促进复层林形成，使林分结构更合理，进一步提升森林的经济和生态效益[9]。

通过本次杉木择伐后施肥试验，进行2.5年生长期前后的胸径、树高调查，采用一般线性模型的数量化方法Ⅰ分析，其结果对杉木择伐后培育具有较好的理论指导价值。其他不同地类、不同生长年限的杉木择伐，可根据该试验结果，制定合理施肥与近自然培育方案，促进近自然生态林业发展。

参考文献

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[2]唐隆校，潘建华，赖根伟.施肥与间伐对杉木大径材培育的影响分析[J].华东森林经理，2016，30（3）：29-32.

[3]郭琪.氮添加对杉木林生长及土壤养分的影响[D].合肥：安徽农业大学，2016.

[4]王忠营.杉木人工林对施肥的响应[D].福州：福建农林大学，2008.

[5]卜旭凌，黄金华，叶代全，等.施肥对杉木幼林生长效益和肥料释放特性的影响初步研究[J].广东农业科学，2014（16）：67-73.

[6]吴立潮，胡曰利，吴晓芙，等.杉木中龄林施肥效应与效益研究[J].中南林学院学报，1997，17（3）：1-7.

[7]唐启义.DPS数据处理系统第一卷基础统计及实验设计第4版[M].北京：科学出版社，2017：164-193.

[8]福建省林业厅.福建省地方森林资源监测体系小班区划调查用表[M].2017：89-90.

[9]陈远台，郭祥泉，郭奥捷.近自然林业生态丰产机理与生产应用模式探讨[J].西南林业大学学报，2013，33（6）：25-31.

（责编：张宏民）