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海南島桉樹人工林營養與施肥
2013-1-6 17:53:09 AESOP MEDIA 打印】【關閉

海南引種桉樹已有80多年歷史,是我國桉樹種植的重要基地之一,桉樹被作為海南島營造人工林的主要樹種(桉樹林占人工林面積的27%)。全島現有桉樹林面積達20多萬hm2 ,其中生態林3.5萬hm2、商品林17.3萬hm2,涉及到40多個不同品種,島內18個市(縣)均有種植桉樹,但主要分布于儋州、樂東、中、海口、三亞、東方、文昌等市縣。
  海南島現有桉樹林木蓄積量870萬m3,桉樹在海南島經濟、社會和生態建設中占有重要的地位。據統計,僅在1989至1999的11年間,桉樹就為本省創匯1.6億多美元,同時為社會提供大量的建材和薪材,有效地控制或緩解了對熱帶天然林的采伐,為保護和改善海南省的生態環境起到了巨大作用。但是,海南島植桉區土壤在種植桉樹前肥力很低,植桉后絕大數林地又采取不施肥或少數盲目施肥的粗放管理措施,導致桉樹生長緩慢、生產水平低下。另外,由于桉樹生長對土壤養分的消耗較大,加上同塊林地內多代次連續栽種、輪伐周期的縮短(5~7年)、林地上凋落物被全部扒走的原因,造成林地養分循環失衡,進而引起林地土壤日益退化,使得桉林地難以持續利用,甚至對地區的生態環境產生威脅。
  對海南省桉樹生產當前所面臨的低產、經濟效益不高及對環境潛在負面影響的問題,大部分林業專家的研究結果表明:合理施肥是最有效的對策之一。據調查顯示,桉樹的施肥效益從產投比方面來講,可以到達5:1。而合理施肥又必須依據桉林土壤肥力力現狀、桉樹營養特點和肥料本身的特性來實現。為此,本文將主要針對海南島桉樹林土壤肥力特征、桉樹的營養學特征和桉樹的肥料效應出發,論述桉樹合理施肥問題,以期對實現海南島桉樹速生豐產和植桉業持續發展有所啟發。

 1 海南島桉樹林土壤肥力狀況
 1.1土壤類型及特點
海南島大面積種植桉樹的土壤為磚紅壤、赤紅壤、紅壤、燥紅土、濱海砂土等,分屬鐵鋁土綱、半淋溶土綱和初育土綱,成土母質主要有玄武巖、變質巖、沙頁巖、淺海沉積物、花崗巖等。在熱帶條件下,土壤的共同特點是在母質的風化成土過程中經歷了不同程度的脫硅富鋁及生物富集過程,土壤呈酸性及強酸性反應,鹽基飽和度只有15~40%,陽離子交換量僅5.5~15.0 cmol/kg,這些土類以1:1型粘土礦物為主[1]。由于土壤中存有較多的活性鋁離子,所以土壤的保肥供肥能力較差。同時因為鋁離子帶有較多正電荷,故對磷酸等陰離子的吸附能力較其它土壤強,使施入土壤中的磷肥等的有效性大大降低。
  全島范圍內桉林土壤可分為6大類型,分別為:玄武巖發育的鐵質磚紅壤分布于島東北部至西北部,肥力特點為 “富氮磷、缺鉀、高鎂”;偉晶花崗巖發育的硅鋁質磚紅壤及粗骨磚紅壤分布在島中部及南部低山丘陵地帶,土壤養分均衡、肥力較高;片麻花崗巖發育的硅鋁質磚紅壤分布于島西部丘陵地帶,土壤養分供應也均衡、肥力中等;淺海沉積物發育的褐色磚紅壤及燥紅土分布于島東、西部的沿海階地,土壤的氮、磷、鉀、鎂的養分均偏低,需平衡施肥桉樹才能生長良好;濱海砂土分布于島西南部沿海低階地半干旱地帶,其肥力特點是貧瘠、干旱,氮、磷、鉀、鎂的養分供應均不足[2] 。但大部分桉林分布在貧瘠的褐色磚紅壤、燥紅土和濱海砂土上,這些土壤有效肥力和潛在肥力都不高。
 1.2土壤養分狀況
  在筆者對海南桉林土壤肥力研究中發現,在全島范圍內所采取的100多個各類桉林土壤中:土壤有機質含量在3.5~19.7之間,全部土壤的有機質含量都低于20g/kg;全氮含量在 0.18~0.96g/kg之間,且60%林地的全氮低于0.75g/kg;土壤全磷含量變幅在0.46~1.57g/kg之間,但大多數土壤的全磷不高于0.70g/kg;全鉀含量在3.2~20.7g/kg范圍內;土壤速效磷多低于9mg/kg,只有5%林地的有效磷含量高于10 mg/kg;土壤速效鉀35.0~69.0mg/kg,多數土壤低于50mg/kg;土壤微量元素Mo、Cu、Zn、B含量分別在0.1~0.37 mg/kg、0.39~0.99 mg/kg、0.65~9.9 mg/kg和0.34~0.46 mg/kg之間,大多數林地土壤微量營養元素含量不低。綜合上述情況,除微量元素外,絕大多數林地土壤的養分指標均低于四級土壤的水平,可見海南島桉樹林地的土壤肥力總體水平較低,并且有效性較差,土壤中大中量營養元素處于缺乏或嚴重缺乏狀態。加之海南暴雨頻繁,而一般桉林中植被不多的情況下,土壤養分的淋失嚴重,這就更進一步桉林土壤養分的貧瘠化。
 1.3植桉區土壤肥力的變化
  海南地區桉樹林土壤肥力不但在空間公布上存在著明顯的差異,而且種植桉樹后林地的土壤肥力也開始隨著時間的變化產生變異。經過多代造林,林地土壤肥力下降,土壤明顯酸化。調查結果表明,植桉 6~10 a后,土壤有機質及全氮減少10%左右;全磷減少14.8~20.9%、速效磷下降1/3,鉀含量下降不明顯;代換性 Ca2+減少 28.2%(表土);桉樹營林后土壤酸化加劇,使pH降低 0.25~0.22。有研究者推測,根系分泌大量根酸溶解吸收土壤中難溶性養料,并造成土壤酸化。桉樹營林后引起土壤肥力普遍下降,這不利于熱帶林地的可持續利用 [3] 。
 2桉樹的營養特征
 2.1一般性營養特征
 桉樹與其它高等植物相同,其正常生長發育,除需要從水和空氣中吸收大量的碳、氫、氧3種非礦質元素外,還需要從土壤中吸收13種必需的礦質元素,其中,氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫6種元素,桉樹需要量多,硼、鋅、鉬、鐵、錳、銅、氯等7種元素需要量較少。此外,桉樹可能還需要個別有益元素來維持其生長發育。
  桉樹吸收上述各種營養元素后,在樹體內用來合成各種有機物質和被分配到分布于各器官組織中累積,這些營養元素對桉樹具有同等重要性,但桉樹有本身的營養特性,對所需的各營養元素的量和比例是不同的。現在的研究證明,在桉樹各器官中,葉片的養分含量最高,即營養元素在葉片中累積量最大,干材部分的養分含量最低,其養分含量大小順序是葉>皮>根>枝>干。另外在5種元素中,Ca和N元素含量最高,其它依次為K>Mg>P,這表明桉樹對N和Ca兩元素的需要量較高,對其余營養元素需要量大小排列是K>Mg>P。桉樹不僅對各種營養元素的需要量和相關比例有其規律,而且在不同生長發育期對各種營養元素需求量也有差異。桉樹前期對N的需求較旺,全生育期 N的吸收量高于K, 遠高于P。生長中,后期P、K、Ca、Mg的累積量增加,檸檬桉最為明顯;對P的需求量較少,但它的施肥效果顯著[4]。
 2.2桉樹缺素特征
 這些營養元素對桉樹的生長發育影響很大,桉樹在缺乏某一營養元素或不足時,苗木生長受阻,表現出礦物元素缺乏的癥狀,以致植株死亡。赤按、窿緣按、剛果12號桉的缺素試驗結果:在缺N條件下培養5天植株就會出現葉片由綠色變成淡綠色,10天后全株葉片呈黃綠色,高、徑生長停滯。在缺P條件下培養10天,苗木的高、徑生長明顯受阻;20~30天老葉出現暗綠帶紫銅色,葉片尖端干枯。這3種按樹苗木對缺K反應不甚敏感,缺K培養20天,老葉出現黃綠色,并有褐色斑點,高、徑生長受阻。而對缺 Mg反應敏感,病狀明顯,缺Mg培養10天,葉片由綠色變成淡綠色,15天葉片出現斑塊狀組織壞死(灼燒狀)、葉片迅速脫落。缺ca與缺Mg的植株癥狀極為相似。植株對缺Fe反應敏感,培養5天,葉色變黃,葉片小而薄,開始卷曲,葉片繼而呈淡黃色,苗木高、徑生長停滯。在缺微量元素(B、Mn、 Zn、 Cu、 Mo )的條件下培養,植株表現出的癥狀為葉片小、卷曲,生勢差。l年生尾葉校幼齡林在嚴重缺素的情況下,全樹葉片淡紅色、薄而小、并無光澤,葉長緩慢,而在土壤養分供應豐富,并在造林地施足基肥的情況下,其幼樹生長旺盛,葉片肥厚、葉色濃綠,大而有光澤。
 3桉樹施肥的效應
 3.1桉樹施肥的一般效應
徐建民等[5]發現桉樹對施肥極為敏感,不同的施肥配比和施肥量對尾葉桉的施肥效果排序為:N0P150K160> N90P200K160> N90P150K160> N0P0K0,對剛果12號的效應是N90P150K160> N90P200K160> N0P150K160> N0P0K0。林淑蓉等人的桉樹肥效試驗結果表明:N、P肥單施效果均不顯著,其中N肥單施的肥效甚至不及P肥單施大。巨桉16個施肥處理的肥效優先順序為: NPKA> PKA> PA> NPA> NPK>PK>NP>P>KA•NKA>NK>K>NA>N>A(A:徽量元素)[4]。陳少雄等對不同施肥處理不同時期桉樹生長量的研究結果表明:2.6年生時,施用N、P、K及一些微量元素處理的生長量為不施肥處理的 281.1%,為施N處理的208.9%,為施P處理的 178.4%,為施N、P處理的169.0%; 7年生時以上比值相應變為 210.6%,171.6%, 149.1%,151.1%;而到4.7年時,以上比值更縮小為163.9%,142.3%,131.0%, 134.5%。 6年以上時,以上處理差異不顯著 [4] 。可見,隨著時間的推移,不同處理之間的差異在不斷縮小。說明一次性施肥的肥效期是有限的,生長全過程施肥是奪取桉樹速生豐產所必需的。
 3.2不同肥料品種對桉樹生長及養分利用率的影響
桉樹的施肥效應除了受土壤、桉樹本身營養特性、施肥量的影響外,還與肥料品種等有關。在海南尾葉桉、巨桉施用等養分量不同肥料品種試驗研究結果表明,在有效養分量相等的情況下,施用不同品種的氮肥、磷肥對桉樹生長及養分利用率的影響較大[6]。
 3.1.1對桉樹生長的影響
 研究發現,不論是尾葉桉還是巨桉,不同施肥處理間的林分年生長量指標均存在著顯著或極顯著的差異[6],說明等有效養分量的不同N肥、P肥品種,對桉樹生長的影響較大。從等養分量的N肥品種效應來看,施用等有效養分量的尿素比碳酸氫銨的桉樹生長效果好。從等養分量的P肥品種效應來看,以鈣鎂磷肥做基肥比以過磷酸鈣做基肥的桉樹生長效應好。
 3.1.2對桉樹林分生物量的影響
 林分地上部生物量或生產力的大小,直接關系到桉樹經濟效益的高低。研究發現,不論是尾葉桉還是巨桉,不同施肥處理間的林分生物量、生產力相差較大,其效應與生長量的效應相似。通過比較研究,從施用等養分量的不同N肥品種和施用等養分量的不同P肥品種來看,在有效養分量相等的情況下,P肥采用鈣鎂磷肥,N肥采用尿素,更有利于提高桉
樹人工林的生物生產力[6] 。
 3.1.3對桉樹營養元素積累和利用效率的影響
 由于不同肥料品種的性質不問,這些肥料施到土壤中,桉樹對它們的吸收和利用規律必然不同,從而導致了桉樹生長的差異。利用尾葉桉各器官的平均生產力(年平均生物量增長量)乘以相應器官的養分元素含量計算出林分地上部營養元素的年積累量即積累速率,結果發現,不同施肥處理間林分地上部營養元素的年積累量有所不同 [6] 。從N素的營養水平來看,施用等有效養分量的尿素比碳酸氫鉸更利于桉樹對N素的吸收積累。從P、Ca、Mg等元素的營養水平來看,在有效養分量相等的情況下,P肥以選用鈣鎂磷肥做基肥比以過磷酸鈣做基肥,更有利于提高按樹對P、Ca、Mg等營養元素的積累速率,這在防止林木缺Ca、Mg等癥狀的出現具有重大的現實意義。
 3.3施用不同品種肥料經濟效益簡單分析
 因不同肥料品種的價格不同,且等養分不同的肥料品種對林木生長的影響存在著差異即產量不同,由此引起投入與產出的不同。以尾葉桉為例,根據造林投資費用及產值,以不施肥的林分為對照,對施用等養分量不同肥料品種的經濟效益進行核算。肥料按現行市場肥料價格,桉樹以出材率70%進行計算,其結果顯示:在有效養分量相等的情況下,采用以鈣鎂磷肥做基肥+尿素做追肥,不但有利于提高桉樹生產量,而且能降低營林成本,經濟效益較高,是一種理想的施肥組合。
 3.4桉樹施肥用量的確定
 桉樹在各個生長發育期需肥量存在差異的,不同的施肥量對桉樹的生長影響是不同的。有關研究人員研究得出:在我國儋州地區,每生產lm3的桉樹材,需N、P2O5、K2O分別為4.02kg、0.99kg和2.53kg[7]。日本須藤胎(1982)提出,桉樹的施肥量為: N 16~32g/株、P2O5 10~20 g/株、K2O 8~27g/株[7]。澳大利亞J.A.西姆森在廣西東門林場進行的桉樹施肥試驗結果,最佳施肥量在幼林期為N 100 kg/hm2、P2O5 50 kg/hm2、K2O 50 kg/hm2(2 222株/hm2)。在廣東陸豐進行的尾葉桉施肥試驗最佳施肥量為 N 50 g/株、P2O5 30g/株、K2O 30 g/株 [8] 。針對海南的海南桉林的土壤狀況及剛果12號桉的營養特性等情況,林釗沐、茶正早等[2]人提出了海南桉樹營養診斷的指標,可根據桉樹葉片營養診斷的結果,確定海南桉樹的施肥量及所需營養元素之間的比例,生產出桉樹專用復合肥料。
 4  對桉樹營養與施肥的建議
 4.1 提高桉樹生產水平和維護林地土壤肥力
 目前海南島桉樹人工林地土壤肥力水平較低,有效養分和潛在養分含量都不高,除微量元素外,海南桉林土壤的大中量營養元素含量皆低于四級土壤的水平,土壤養分呈現缺乏或嚴重缺乏狀態,這是由于桉樹林地本來就多種植于貧瘠土壤和多年植桉過程中桉樹對林地土壤養分攝取后隨木材砍伐移走,而又不進行人為施肥外部補充造成的,這導致了林地土壤肥力和桉樹生產量逐代下降的趨勢。為實現桉樹高產生產和林地的持續利用,施肥措施顯得極其重要,目前海南桉樹生產中只重“栽”,不重“施”的粗放管理方式必須得到改變。
 4.2 應用營養診斷技術,配制并施用桉樹專用復合肥
 桉林土壤類型、桉樹不同品系以及各生長階段對各種養分的需求量、比例及對各種肥料的施用效應都是不一致的,必須根據營養診斷技術,因土、因樹和因肥配制系列桉樹專用復合肥,平衡補充N、P、K及Ca、Mg營養,同時促進桉樹對Cu、Zn、Mn、Fe等微量元素的吸收,實現桉樹人工林生態系統中營養元素的良性循環,通過桉樹科學、合理施肥,從而促進桉樹的生長,提高林分生產力。
 4.3 實施全程連續合理施肥
 桉樹在不同的生長發育階段所需要吸收的養分量和比例并不完全相同,而目前海南桉樹生產中,絕大多數不施肥,即便是少數施肥的桉樹林,習慣只施用一次基肥(磷肥)和追肥(尿素),這就不能滿足充分桉樹的營養需求,影響了桉樹的速生豐產。因此,必須在桉樹生產的全過程中都采用施肥措施,并且使用適合于各桉樹生長階段的專用復合肥,才能真正實現桉樹施肥的合理化和最優化。
 4.4 減少養分的移出量
  比較桉樹各部位器官的營養累積量,葉片的累積量最多,而且桉樹枝條也積累一定量的養分,這兩部分總的養分累積量是相當可觀的。因此,在采伐林木時,若只移出木材,讓葉片等剩余物歸還林地,可使一部分養分歸還土壤,它們可以再生產木材,還可有效防止地力衰退,促進下一代桉樹的生長。
 4.5 培肥桉林土壤和改善土壤性狀
  在海南營造桉樹人工林后,土壤酸化作用加強,桉樹會產生鋁毒的可能性,可增施有機肥,不但能彌補施化肥所存在的缺陷,改善土壤物理性質,維護和提高土壤肥力,還能減輕可能出現的因酸而引起鋁活化從而對桉樹產生的毒害作用。
 4.6 發展農林復合業,共享肥料資源
 在種植桉樹的基礎上,探求桉樹與水果、糧食作物、牧草和食用菌培養等兼容性強的栽培模式,以及在桉樹林下間種固氮作物等其它作物,這樣不僅在給其它作物施肥的同時使桉樹也獲得肥力,使肥料資源得到共享,減少浪費,也可使其它作物殘茬為桉樹提供有機養料,使桉樹人工林發揮良性生態作用。
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