馬尾松種子園土壤營養(yǎng)診斷范文

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《山地農業(yè)生物學報》2014年第六期

1材料與方法

1.1年平均氣溫21.8℃，極端最低氣溫－3.5℃，極端最高氣溫38.7℃，年降水量1535.5mm，年平均相對濕度78%，年蒸發(fā)量1342.2mm，年日照時數(shù)1995.9h，年無霜期316～341d。馬尾松第一代種子園設在場部管理區(qū)蝦穴，園地土壤為粗骨性紅壤，土層厚度80cm，腐殖質層厚3～6cm，立地質量等級為Ⅲ類地。2002年定砧造林，2004年嫁接，總面積為8.5hm2，分3個大區(qū)9個小區(qū)，其中一大區(qū)3個小區(qū)，二大區(qū)4個小區(qū)，三大區(qū)2個小區(qū)，穗條來源于廣東、江西、湖南、福建等40個無性系，種植株行距4m×4m，現(xiàn)每畝38株，2007年開始采種，2007～2008年平均產種子1.5kg/hm2，近2年年均產種子5.0kg/hm2。

1.2野外調查測定與室內分析方法2010年11月在一代馬尾松種子園中，根據(jù)種子園大區(qū)分布狀況，按S型路線多點選擇目的母樹，在離母樹基干約1m處挖掘土壤采樣剖面，每一樣點采集0～40cm土層的混合土樣(全土)500g，共計25個土樣。調查測定采樣點相對應的目的母樹的球果數(shù)量，并采集樹冠東、西、南、北四個方向的2年生球果8～10粒用于測定球果含水量、單粒重以求算球果產量。將土壤樣品風干后，去除根莖及各種雜物，并研磨使其全部過2.5mm篩后，用于測定土壤速效養(yǎng)分含量。土壤速效養(yǎng)分的測定分析按照森林土壤養(yǎng)分測定國家標準［11］。其中，土壤水解氮采用1.2mol/LNaOH堿解擴散法;速效磷采用0.25mol/LHCL－0.03mol/LNH4F浸提－鉬銻抗比色法測定;速效K、Ca、Mg采用1mol/L的NH4AC浸提—原子吸收分光光度法測定;有效B采用沸水浸提—甲亞胺比色法測定;有效Mo采用0.1mol/L草酸－0.175mol/L草酸銨浸提—石墨爐原子吸收分光光度法測定。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用MicrosoftExcel和SPSS程序對試驗數(shù)據(jù)進行整理和統(tǒng)計分析。根據(jù)球果產量和土壤養(yǎng)分測定資料，通過二次多項式回歸分析，建立土壤養(yǎng)分與球果產量的回歸方程，分析探討影響產量的主導養(yǎng)分元素以及養(yǎng)分間交互作用，并通過求偏導數(shù)確定養(yǎng)分的最適濃度。

2結果與分析

2.1馬尾松一代種子園土壤養(yǎng)分間的相關性及對產量的效應分析參考相關資料，測定了種子園土壤的N、P、K、Ca、Mg、B、Mo等與種子園開花結實相關的主要養(yǎng)分含量及相應的母樹球果產量［13］，其測定結果見表1。利用表1的測定數(shù)據(jù)，以單株球果產量為因變量(Y)，以N(X1)、P(X2)、K(X3)、Ca(X4)、Mg(X5)、B(X6)、Mo(X7)為自變量，采用偏最小二乘法多項式回歸統(tǒng)計方法，建立二次多項式回歸方程。擬合的多項式回歸方程，R=0.7754＊＊，F(xiàn)=5.3912＊＊(F＞F0.1(7，17)=2.10)顯著水平p=0.00018，剩余標準差S=11.101。各因子的效應負荷量見表2。采用最小二乘法，在顯著性水平α=0.05時(自由度f=24)，回歸估計精度1－(t0.05×S)/Y為80.75%;在顯著性水平α=0.1時，回歸估計精度1－(t0.1×S)/Y為87.56%。說明所擬合的回歸方程基本上能反映馬尾松種子園的球果產量與土壤養(yǎng)分間的效應關系。以自變量F≤F0.1(Fα=F0.1)為取舍標準，顯著性標準為F≥F0.1，即將效應負荷量小于0.1的因子予以剔除，則各主導因子及其標準回歸系數(shù)見表3。根據(jù)各主要因子的效應負荷量及其標準回歸系數(shù)大小，從表3看出，P、Ca、Mo、Mg、B、N－Mg、N－K、P－Ca、P－K、P－Mo、P－Mg、P－B、K－Mg以及Ca－Mo是影響杉木種子園產量的主導因子。從單一元素效應大小看，土壤中P、Ca、Mo、Mg、B對球果產量的貢獻率最大，是影響種子園產量的主導營養(yǎng)元素，其對產量的影響程度大小依次為P＞Ca＞Mo＞Mg＞P。從元素間的交互效應看，P－Ca、P－Mo、P－Mg、P－B以及Ca－Mo之間的交互效應明顯，對產量有顯著的促進作用。而P－K、K－Mg、N－Mg、N－K對球果產量存在負相關效應即負增產效應，其作用大小依次為P－K＞K－Mg＞N－Mg＞N－K。其它元素間的互作對產量的影響不明顯或不存在。土壤養(yǎng)分元素間的相關性，由土壤元素間的相互系數(shù)表示(表4)，除了N與Mo呈負相關關系，即拮抗關系外，其它元素之間呈正相關關系，即協(xié)同關系。不同的植物品種包括林木，對生長起主導的營養(yǎng)元素及其交互效應可能不同甚至變化很大。本研究發(fā)現(xiàn)P－K、K－Mg、N－Mg、N－K對球果產量存在負增產效應，但這些元素間的關系卻是正相關即相互促進關系，說明，元素間存在協(xié)同關系，但它們互作對產量可能是負增產，相反元素間存在拮抗關系但它們互作對產量可能有促進作用。因此，根據(jù)土壤養(yǎng)分元素間的交互作用規(guī)律，調配養(yǎng)分間的比例是配方施肥的關鍵。

2.2馬尾松一代種子園土壤營養(yǎng)診斷

2.2.1馬尾松一代種子園土壤養(yǎng)分最適濃度的確定利用二次多項式回歸方程，以球果產量為指標，對各自變量求一階偏導數(shù)，當邊際產量YX=0時，理論產量最大，此時各自變量的值即為土壤養(yǎng)分最適含量［12］，經統(tǒng)計軟件計算，得到土壤各養(yǎng)分的最適濃度(表5)。實際上最適濃度往往是一個區(qū)間范圍，利用表1中各元素的標準差S，通常由X±S可得最適范圍，則土壤各養(yǎng)分的最適濃度范圍即營養(yǎng)診斷標準標準見表6。從所調查的種子園實際球果產量看，平均產量(247.10g/株)不到理論值(1672.80g/株)的15%，這與合理施肥的實際產量通?？蛇_理論目標產量的70%～80%［13］，還有很大差距，表明通過營養(yǎng)診斷，對種子園實施平衡施肥，則有望提高種子園產量。此外，調查測定中母株球果產量都比較高的，其相應的土壤中大部分養(yǎng)分濃度處于適宜濃度范圍內，而產量低的，其土壤大部分養(yǎng)分元素的含量與該標準相差較大。說明研究所得的適宜養(yǎng)分濃度范圍有一定的可靠性，通過配方施肥提高種子園產量有潛力，這為種子園營養(yǎng)診斷和配方施肥提供科學依據(jù)。

2.2.2馬尾松一代種子園土壤養(yǎng)分盈虧狀況評價根據(jù)馬尾松一代種子園土壤各養(yǎng)分元素最適濃度范圍即土壤營養(yǎng)診斷標準(表5)，以處于最適濃度范圍的為中等水平，小于最適濃度范圍下限值的為低水平，大于最適濃度范圍上限值的為高水平，對馬尾松種子園的土壤養(yǎng)分盈虧狀況予以評價。從表7看出，土壤N、P、K、Mo等速效養(yǎng)分含量總體偏低，處于缺乏或極缺乏狀態(tài);Ca、Mg、B含量大多處于中等水平。種子園的土壤養(yǎng)分狀況可為種子園施肥、開展配方施肥試驗提供依據(jù)和參考。

2.3種子園測土配方施肥量初步估算根據(jù)養(yǎng)分平衡原理，把造林地或需要施肥的林地土壤養(yǎng)分測定值與相應的土壤診斷標準(土壤養(yǎng)分適宜含量)進行比照，通過計算，確定某些元素的施用量。按施肥量=(某一養(yǎng)分標準量－需要施肥的林地該養(yǎng)分含量)*單位面積的土壤重量(面積*40cm土厚*容重)/肥料利用率，計算所需各養(yǎng)分施肥量。按每株施肥，通常施肥在樹兜1m見方內，因此面積為1m2，而深度通常為40cm以內，且此深度也是根系集中分布的深度。容重經測定，該種子園0～40cm土層的土壤容重平均為1.20g/cm3。肥料利用率，據(jù)報道南方土壤N肥利用率30%，P2O5利用率大約2%，微量元素Mo、B利用率大約10%。根據(jù)中國農業(yè)大學21世紀全國農業(yè)網肥料利用率監(jiān)測數(shù)據(jù)，K肥、Ca肥、Mg肥利用率分別為30%、20%和20%。以種子園土壤養(yǎng)分最適含量作為標準量，平均養(yǎng)分含量作為需要施肥的林地該養(yǎng)分含量來計算，得到一代種子園建議配方施肥量。由表2、表4的統(tǒng)計分析結果可知，N、K單因素不是影響種子園產量的主導因子，但它們與多數(shù)其它因子存在互作效應而對產量產生深刻的影響，通過適當施用氮鉀肥有助于協(xié)調其它元素間的平衡，進而達到增產目的。相反B元素及其與P的互作是影響種子園產量的主導因子，而且B與其它元素間存在互促效應，但現(xiàn)實種子園土壤有效硼含量大多數(shù)處于中等水平，與理論產量時B的適宜濃度相當，短期內可不施用硼肥。因此，根據(jù)土壤養(yǎng)分元素間的交互作用規(guī)律，通過施肥可以調配養(yǎng)分間的比例使其達到能提高球果產量的水平。

3結論與討論

3.1馬尾松一代種子園土壤有效P、交換性Ca和Mg、有效B、Mo以及N－Mg、N－K、P－Ca、P－K、P－Mo、P－Mg、P－B、K－Mg、Ca－Mo是影響馬尾松一代種子園產量的主導因子;土壤養(yǎng)分間的互作效應，P－Ca、P－Mo、P－Mg、P－B以及Ca－Mo之間交互效應明顯且對球果產量有正相關效應即促進效應，而P－K、K－Mg、N－Mg、N－K對球果產量存在負相關效應即負增產效應;營養(yǎng)元素間的相關性表明，除了N與Mo呈負相關關系即拮抗關系外，其它元素之間呈正相關關系，即協(xié)同關系。根據(jù)土壤養(yǎng)分元素間的交互作用規(guī)律，調配養(yǎng)分間的比例及其合適的量是配方施肥的關鍵。

3.2馬尾松一代種子園的土壤養(yǎng)分適宜濃度范圍即營養(yǎng)診斷標準為水解N(91.40～116.06mg/kg)，有效P(1.72～2.78mg/kg)，速效K(107.76～136.62mg/kg)、交換性Ca(36.00～56.88mg/kg)、交換性Mg(8.18～16.58mg/kg)，有效B(0.31～0.55mg/kg)，有效Mo(0.25～0.47mg/kg);一代種子園的土壤養(yǎng)分盈虧狀況表現(xiàn)為:土壤N、P、K、Mo等速效養(yǎng)分含量總體偏低，處于缺乏或極缺乏狀態(tài)，Ca、Mg、B含量大多處于中等水平，這為種子園營養(yǎng)診斷和配方施肥提供科學依據(jù)。

3.3利用營養(yǎng)診斷結果，根據(jù)種子園土壤主要養(yǎng)分現(xiàn)實測定值，初步提出種子園建議施肥配方為:每株施N25.48g、P2O529.75g、K2O12.07g、CaO55.54g、MgO6.05g、Mo0.48g，配比為N∶P2O5∶CaO∶MgO∶K2O∶Mo=4∶5∶2∶9∶1∶0.08。

3.4本研究表明，B是影響種子園產量的主導因子，且與多個營養(yǎng)元素存在密切的互作關系，但種子園土壤的B含量并不缺乏，因此，可不施B肥而通過施與之相關的其它養(yǎng)分來調協(xié)其比例及其供應量，這與研究閩北杉木二代種子園的結果相近似［13］。相反，N、K并非主導因子，但其與多數(shù)其它因子存在互作效應而對產量產生深刻的影響，因此適當施用氮鉀肥是必要的。

3.5在生產上種子園產量與土壤養(yǎng)分有密切關系外，還受氣候環(huán)境、立地條件、品種(如不同代數(shù)種子園及其無性系)以及經營管理水平等的影響，加上土壤的異質性、人為土壤取樣與測定分析所帶來的誤差，以及馬尾松為兩年一成果且大小年現(xiàn)象很明顯等因素影響，從土壤角度來進行配方施肥很難做到絕對精準。本研究結果只能為評價馬尾松一代種子園土壤盈虧狀況，供肥特性以及開展配方施肥試驗和短期內對種子園進行施肥提供參考。要得到比較合理的種子園配方施肥方案，尚需開展多元素配方施肥定位試驗，利用連續(xù)3～5年的定位觀測并結合樹體營養(yǎng)診斷來完善。

作者：潘瓊蓉單位：福建省仙游溪口國有林場