施肥与带宽对采伐带毛竹生长及土壤特性的影响_郑风英.pdf
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1、收稿日期:20220411修回日期:20220517基金项目:“十三五”国家重点研发计划(2016YFD0600902);福建农林大学科技创新专项(CXZX2016070);福建省科技创新团队项目(闽教科 2018 49号)作者简介:郑风英(1994),女研究方向:森林培育理论与技术Email:2621801907 qqcom通信作者陈礼光(1974),男,副教授研究方向:森林培育学Email:fjclg qqcom施肥与带宽对采伐带毛竹生长及土壤特性的影响郑风英,蔡宗明,韩永振,荣俊冬,郑郁善,陈礼光(福建农林大学林学院,福建 福州 350002)摘要:为寻求一种促进采伐带毛竹生长及改善土壤
2、特性的经营模式,设计采伐带宽(A)、稀土用量(B)及复合肥与生物炭肥质量比(C)3 个因素 3 个水平的正交试验 L9(33),分析了带状采伐后毛竹的出笋量、立竹数、胸径、株高、枝下高、冠幅,以及土壤碳、氮、磷、钾质量分数,含水量及孔隙度的变化研究表明,促进毛竹生长和改善土壤特性的最优组合均为A2B2C2其中:A 因素是影响毛竹生长和土壤养分含量的首要因素,且 A2水平(8 m 带宽)下毛竹生长状态最佳、土壤养分含量最高;C 因素是影响土壤含水量和孔隙度的首要因素,且 C2水平(7 3)下土壤含水量最高,C3水平(4 6)下土壤孔隙度最大综上可得,促进采伐带毛竹生长及改善土壤特性的最佳经营模式
3、为 A2B2C2组合(采伐带宽 8 m,稀土用量 35 kghm2,复开放科学(资源服务)标识码(OSID)合肥与生物炭肥质量比 7 3)关键词:毛竹;带状采伐;经营模式;土壤特性;稀土;生物炭肥中图分类号:S7957文献标识码:A文章编号:1671-5470(2023)03-0317-06DOI:1013323/jcnkijfafu(natsci)202303005Effect of fertilization and strip width on growth and soil propertiesof Phyllostachys edulis forest in cutting zone
4、ZHENG Fengying,CAI Zongming,HAN Yongzhen,ONG Jundong,ZHENG Yushan,CHEN Liguang(College of Forestry,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou,Fujian 350002,China)Abstract:In order to establish a management model to promote the rapid recovery of Phyllostachys edulis forest and improve thephysi
5、cal and chemical properties of soil in the cutting zone,an orthogonal experiment L9(33)with 3 factors and 3 levels was car-ried out to analyze the effects of cutting strip width(A),rare earth fertilizer dosage(B)and ratio of compound fertilizer to biocharfertilizer(C)on the shooting quantity,number
6、of standing bamboo,diameter at breast height(DBH),plant height,branch heightand crown breadth of moso bamboo as well as essential nutritional element(carbon,nitrogen,phosphorous and potassium)con-tents,water content and porosity of soils after strip cutting The results showed that the optimal combin
7、ation for moso bamboo growthand soil improvement was both A2B2C2,among which factor A was the primary factor for moso bamboo growth and soil nutrient con-tent,especially at A2level(8 m strip width)Factor C was the primary factor affecting soil water content and porosity,with soilmoisture content pea
8、king at C2level(7 3)and soil porosity being maximized at C3level(4 6)Therefore,A2B2C2combination(cutting bandwidth of 8 m,rare earth fertilizer dosage of 35 kghm2and compound fertilizer to biochar fertilizer ratio of 7 3)isthe optimal management mode for moso bamboo growth and soil improvement under
9、 strip cuttingKey words:Phyllostachys edulis;strip cutting;management model;soil properties;rare earth fertilizer;biochar fertilizer毛竹(Phyllostachys edulis)是经济价值较高的优良竹种1,对竹农脱贫致富起着重要的作用目前,有关毛竹林传统砍伐的培育研究已有很多,但是,随着劳动成本高、作业难度大等问题的日益突出,带状采伐模式迅速兴起带状采伐会影响竹林的整体质量李欣欣等2 认为,8 m 带宽下,毛竹光合作用强,酶活性较高曾宪礼等3 指出:69 m 带
10、宽毛竹林恢复能力最强;同时,带宽为 12 m 时,土壤质量最佳4 张洋洋等5 研究得出,带宽 7 m 的毛竹林土壤质量最佳王树梅等6 认为,采伐带宽为 9 m 时,新竹的数量最多吴昌明等7 认为,9 m 采伐带宽下,土壤细菌群落的恢复力和抵抗力更强、稳定性更高由此可见,带宽对竹林的生长和土壤质量均有影响福建农林大学学报(自然科学版)第 52 卷 第 3 期Journal of Fujian Agriculture and Forestry University(Natural Science Edition)2023 年 5 月在实际生产中,提升毛竹林地生产力的方式通常为施用常规复合肥8 复合
11、肥能在短期内补充毛竹生长所需要的养分,但长期使用会导致土壤板结9;施肥量过多会污染土壤10,且会导致毛竹对土壤养分的利用率降低,进而影响毛竹的生长张云舒等11 研究表明,减氮配施炭基肥能显著提高土壤养分含量;吴志庄等12 认为,生物炭肥的施用能提高黄连木(Pistacia chinensis)的地径、树高、冠幅;吴有恒13 研究表明,施用稀土毛竹专用肥对竹林出笋量、新竹产量和新竹胸径的增长有明显效果因此,减施复合肥增施生物炭肥能改善土壤的理化性质14、提升苗木质量15,施用稀土微肥也能提高林木的生长质量16 复合肥、生物炭肥、稀土微肥对带状采伐后的毛竹生长及其林地土壤理化性质的影响尚未见报道因
12、此,本试验设计以采伐带宽、稀土用量及复合肥与生物炭肥质量比为因素的正交试验,探究不同处理下的竹林生长状况及土壤特性,旨在寻求一种促进采伐带毛竹快速恢复及改善土壤理化性质的经营模式1材料与方法11试验地概况福建省漳平市是我国南方 48 个重点林业县之一,竹林面积大试验样地设于漳平市拱桥镇大阪村,地理位置为 11718E、2504N17,属亚热带海洋性季风气候,海拔 400 m,坡度 25,年平均温度 188,年平均降雨量 1 4502 100 mm,无霜期 251317 d,土壤为红壤选择立地条件和竹林结构较一致且同一坡向的毛竹纯林,于 2016 年 11 月首次进行垂直带状采伐,保留带与采伐带
13、相邻且等宽,带长为 30 m;2020年 11 月对其进行第 2 次带状采伐,将首次的保留带作为此次的采伐带,首次的采伐带作为此次的保留带2020 年采伐前,对样地进行了本底调查:毛竹立竹数 1 368 株hm2,平均胸径 84 cm,平均株高 102 m,平均枝下高 52 m;土壤全氮、全磷、全钾质量分数分别为 085、045、1796 gkg1;林下植被主要有海芋(Alocasia macrorrhiza)、苎麻(Boehmeria nivea)、香附子(Cyperus rotundus)等12材料复合肥(mN mP mK=15 15 15),湖北三宁化工股份有限公司生产;生物炭肥 mN
14、mP mK=15 15 10,生物炭(以 C 计)6%,沈阳康禾生物质新材料有限公司生产;稀土 EO40%,EO 为稀土元素氧化物(rare earth oxides),内蒙古天赐矿业有限公司生产13试验设计表 1试验因素及其水平Table 1Test factors and levels水平采伐带宽(A)m稀土用量(B)kghm2复合肥与生物炭肥质量比(C)16201 028357 3310504 6表 2正交试验设计Table 2Orthogonal experiment design处理采伐带宽稀土用量复合肥与生物炭肥质量比1A1B2C12A1B1C23A1B3C34A2B2C25A2B
15、1C36A2B3C17A3B2C38A3B1C19A3B3C2对 2020 年采伐带进行正交试验设计 L9(33),试验因素与水平见表1,试验设计见表2,共9 个处理其中,复合肥与生物炭肥依据总量为 1 125 kghm2进行配比施用施肥方法:沿等高线每隔 2 m 开一条深 15 cm、宽 20 cm 的沟,将肥料施入沟中并覆土14毛竹生长指标调查从 2021 年 3 月(少量发笋)到 5 月(新竹全部抽枝展叶)调查样地内各条带的出笋量2021 年 6 月,统计不同条带内的毛竹立竹数,同时对每一条带内的每株毛竹进行检尺,记录胸径、株高、枝下高和冠幅15土壤样品采集及测定土壤含水量和孔隙度测定:
16、在每块样地中按照上坡、中坡、下坡选择 3 个点,分 020、2040、4060 cm 3 个土层,使用100 cm3环刀采集土样将装有土壤的环刀去除顶盖后浸水(不超过土层表面)24 h,使用粗天平称质量,再分别放于干砂 2、24、48、72 h 后称质量;然后将土壤转移到牛皮纸袋中分装,恒温(105)下烘干至质量恒定后称质量;最后计算土壤的含水量及总孔隙度18 813福建农林大学学报(自然科学版)第 52 卷土壤养分含量测定:按照上坡、中坡、下坡选择 3 个点,分 020、2040、4060 cm 3 个土层,每个土层取约 150 g 土放于自封袋中,然后将同一样地同一土层的土混合,带回实验室
17、进行风干处理将风干后的土壤磨碎碾细,过 2 mm 以及 0149 mm 的孔筛采用凯氏定氮仪测定土壤全氮质量分数,土壤有机碳、全磷、全钾、水解氮、有效磷、速效钾质量分数的测定参照文献 18 16数据处理采用 Excel 软件整理数据,采用 SPSS 软件对数据进行极差分析和方差分析,数据为平均值标准差2结果与分析21不同处理对毛竹生长的影响不同处理下毛竹的生长指标值存在差异其中,处理 4 的出笋量、立竹数、胸径、株高、枝下高以及冠幅均最高(表 3)极差分析结果表明:提高毛竹出笋量、立竹数、株高、枝下高、冠幅的最优组合均为 A2B2C2;提高胸径的最优组合为 A1B2C2(表 4)由方差分析结果
18、可知:因素 A(采伐带宽)对出笋量和立竹数具有极显著影响(P001),对胸径、株高、枝下高、冠幅无显著影响(P005);因素 B(稀土用量)以及因素 C(复合肥与生物炭肥质量比)对出笋量、立竹数、胸径、株高、枝下高均具有极显著影响(P001),对冠幅无显著影响(P005)(表 5)表 3不同处理下的毛竹生长指标值1)Table 3Growth indexes of moso bamboo under different treatments处理出笋量个hm2立竹数株hm2胸径/cm株高/m枝下高/m冠幅/m17682300e5111000e740010c849017cd365010b18900
19、4de26741300f454793f777015b871016bc336017cd205002bc36661252f440818f738012c872013bc287014e211001b41 5232645a1 0091400a803017a930009a497025a218000a51 3262861c8791752c709013d827011d210010f187003de61 4052523b9331900b728014cd836009d309015de201005c71 4992666a9992000a723007cd882014b328012d193003d81 0211757d
20、6841100d703012d827006d319016d200004c91 3442455c8951637c785018ab874015b360018bc185005e1)同列数据后附不同小写字母者表示各处理间差异显著(P005),附相同小写字母者表示差异不显著(P005)表 4不同处理下的毛竹生长指标极差分析Table 4ange analysis on bamboo growth indexes of moso bamboo under different treatments因素指标出笋量个hm2立竹数株hm2胸径cm株高m枝下高m冠幅mAK1703468753864329202K21
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