毛竹施肥技術(shù)研究現(xiàn)狀與探討

孟 勇 艾文勝 漆良華 楊 明

(1 湖南省林業(yè)科學(xué)院 長(zhǎng)沙 410004 2 國(guó)際竹藤中心 北京 100102)

毛竹作為一種集經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)效益于一體的優(yōu)良竹種，其經(jīng)營(yíng)技術(shù)經(jīng)過(guò)科研、生產(chǎn)上的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用，其筍、材產(chǎn)量持續(xù)增加并取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益[1]。截止2009年，我國(guó)竹材產(chǎn)量達(dá)13.56億根，筍干產(chǎn)量達(dá)46.53萬(wàn)t，全國(guó)竹產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)710億元[2]。然而，片面追求經(jīng)濟(jì)效益最大化的超短輪伐期作業(yè)方式和不重視林地養(yǎng)分的補(bǔ)充，致使竹林土壤肥力呈現(xiàn)衰退趨勢(shì)，影響了竹筍、竹材的產(chǎn)出。為保證毛竹竹林的速生豐產(chǎn)，施肥措施在毛竹生產(chǎn)上的應(yīng)用日益廣泛，目前施肥已成為毛竹豐產(chǎn)林培育中必不可少的基礎(chǔ)技術(shù)措施[3]。

林木施肥是人們有意識(shí)地將某種有機(jī)或無(wú)機(jī)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)施入土壤中或噴施在植物體上，以改善林木營(yíng)養(yǎng)狀況和促進(jìn)林木生長(zhǎng)，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、低成本的營(yíng)林目的[4-6]。各國(guó)林地施肥的對(duì)象集中于速生用材樹(shù)種和經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的樹(shù)種，并與定向培育相結(jié)合。我國(guó)從20世紀(jì)70年代末開(kāi)始進(jìn)行林木施肥的試驗(yàn)，主要集中于楊樹(shù)、泡桐、桉樹(shù)、竹子和杉木等主要速生用材樹(shù)種[7]。其中毛竹施肥技術(shù)研究從20世紀(jì)70年代開(kāi)始。1974年，林啟文等開(kāi)展毛竹種子育苗施肥試驗(yàn)，研究淺溝施用過(guò)磷酸鈣、花生餅肥、人尿肥等對(duì)幼苗分蘗能力、莖葉和根系的生長(zhǎng)狀況的影響[8]；1985年，葉誠(chéng)業(yè)等開(kāi)展毛竹根外施肥增產(chǎn)效益探討[9]；1986年，裘福庚等采用示蹤原子法研究毛竹竹蔸施肥效果[10]；1989年，華均健等開(kāi)展飛機(jī)根外施肥對(duì)毛竹生理指標(biāo)影響研究[11]；90年代以后關(guān)于毛竹施肥的研究逐漸增多，研究人員在施肥種類(lèi)、施肥方式對(duì)竹林增產(chǎn)、毛竹生理以及竹林生態(tài)的影響方面開(kāi)展了較多的科研工作[12-14]。

隨著施肥技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的不斷完善，目前已經(jīng)形成一套有效、簡(jiǎn)便、實(shí)用的竹林豐產(chǎn)施肥技術(shù)。不過(guò)，傳統(tǒng)的施肥技術(shù)仍然是根據(jù)農(nóng)作物施肥方法和竹農(nóng)的經(jīng)驗(yàn)采用粗放式施肥，而新的竹林施肥技術(shù)又欠缺與傳統(tǒng)施肥技術(shù)的結(jié)合，導(dǎo)致新的施肥技術(shù)層出不窮而實(shí)際生產(chǎn)上仍大多采用傳統(tǒng)施肥技術(shù)，造成先進(jìn)、高效的新施肥技術(shù)無(wú)法真正解決竹林施肥勞動(dòng)力成本高、肥料利用率低等問(wèn)題。本文擬在施肥方法、施肥方式、施肥時(shí)間、施肥種類(lèi)等方面探討一種新老施肥技術(shù)相結(jié)合的高效、實(shí)用、低成本的毛竹豐產(chǎn)施肥技術(shù)。

1 毛竹施肥技術(shù)研究現(xiàn)狀

1.1 施肥方法

養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)認(rèn)為，植物生長(zhǎng)從土壤中吸收養(yǎng)分，而人類(lèi)通過(guò)收獲植物從土壤中帶走養(yǎng)分，使土壤養(yǎng)分越來(lái)越少，要維持地力就要?dú)w還植物帶走的養(yǎng)分。研究表明，養(yǎng)分供給是林木生長(zhǎng)發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)元素濃度與林木生長(zhǎng)量、產(chǎn)量有密切的關(guān)系。因此，在速生林經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，需要通過(guò)施肥措施以保持樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)元素濃度維持在一定水平，從而實(shí)現(xiàn)林木正常生長(zhǎng)和高產(chǎn)。最小養(yǎng)分律則指出，植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，決定植物產(chǎn)量的是土壤中相對(duì)含量最小的養(yǎng)分因子，產(chǎn)量也在一定程度上隨著這個(gè)因素的增減而相應(yīng)地變化，如果無(wú)視這個(gè)限制因素的存在，即使繼續(xù)增加其他營(yíng)養(yǎng)成分也難以再提高產(chǎn)量。在這些理論的基礎(chǔ)上，科研人員提出了效應(yīng)函數(shù)施肥法、營(yíng)養(yǎng)診斷施肥法、配方施肥法等。目前在林業(yè)生產(chǎn)上主要采用估產(chǎn)測(cè)土施肥法，它是在測(cè)定土壤有效養(yǎng)分含量基礎(chǔ)上，根據(jù)不同樹(shù)種的營(yíng)養(yǎng)規(guī)律、土壤供肥性能與肥料效應(yīng)確定氮磷鉀及微量元素的適宜用量和比例的運(yùn)籌方式[6]。

我國(guó)雖早已開(kāi)展了竹類(lèi)生物量方面的研究，但利用生物量和土壤肥力狀況測(cè)算毛竹需肥量的方法國(guó)內(nèi)還未見(jiàn)報(bào)道，對(duì)施肥量與產(chǎn)量之間的關(guān)系還不太清楚。

1.2 施肥方式

目前毛竹林施肥方式主要包括撒施、穴施、水平溝施、蔸施、竹腔注射等。撒施即是將肥料均勻地撒于竹林地表，撒施施肥經(jīng)常結(jié)合竹林墾覆進(jìn)行；水平溝施法是在竹林地內(nèi)沿水平方向每隔1～3 m開(kāi)一條深15～20 cm、寬20 cm的溝，將肥料施入溝中，然后覆土；穴施法是在立竹的坡上位距竹株30～40 cm處挖深15～20 cm的眉形或圓形狀溝，把肥料施入溝中并覆土；蔸施是利用竹子砍伐后留下的竹蔸，用直徑2～3 cm的鋼條把竹蔸內(nèi)節(jié)打通，施肥于內(nèi)并蓋土；竹腔注射施肥是在毛竹竹稈距地面10 cm處用充電式手鉆引孔，將毛竹增產(chǎn)劑稀釋液注射于竹腔內(nèi)，然后用土封口。其中撒施、溝施和穴施是目前竹林經(jīng)營(yíng)中最普遍的施肥方法。周東雄等采用撒施、溝施、蔸施3種施肥方式對(duì)毛竹林施用等量的尿素和過(guò)磷酸鈣，結(jié)果表明，溝施、蔸施對(duì)立竹質(zhì)量和產(chǎn)量的影響優(yōu)于撒施，而蔸施效果好于溝施，且蔸施1～2年后竹蔸下部腐爛率明顯高于其它2種施肥方式，而且蔸施施肥技術(shù)簡(jiǎn)單、易操作，因此周東雄等認(rèn)為蔸施施肥是一種科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、高效的毛竹林施肥方式[14]。彭九生等采用植物生長(zhǎng)素、菌肥、生物激素、營(yíng)養(yǎng)元素母液、肥效添加劑為原材料配制成的毛竹增產(chǎn)劑對(duì)毛竹林進(jìn)行竹腔注射施肥，結(jié)果表明，竹腔施肥試驗(yàn)期年均水平與試驗(yàn)前水平相比，新竹量、新竹平均胸徑、年均出筍數(shù)、成竹率分別提高了62.8%、16.9%、69.0%和17.9%；試驗(yàn)施肥區(qū)與不施肥對(duì)照區(qū)相比，年均新竹量、新竹平均胸徑、年均筍產(chǎn)量、成竹率分別提高了75.0%、15.2%、79.7%、35.2%，年均增加收益115.9%，增產(chǎn)增收效益十分顯著。竹腔施肥技術(shù)是一種簡(jiǎn)單方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的毛竹林施肥技術(shù)[12]。

1.3 施肥次數(shù)及時(shí)間

毛竹施肥時(shí)間一般根據(jù)毛竹生長(zhǎng)規(guī)律分為孕筍肥（12月）、筍前肥（2月）、筍后肥（5月）、催芽肥（9月）。毛竹竹鞭開(kāi)始生長(zhǎng)于每年4月份，而生長(zhǎng)相對(duì)較快的時(shí)期為5～6月份，快速生長(zhǎng)期為7～9月份，10月份竹鞭的生長(zhǎng)迅速放緩，至12月份竹鞭的生長(zhǎng)完全停止。毛竹林竹鞭上的鞭芽在未萌動(dòng)前成為弱芽，當(dāng)年生新鞭上的弱芽最早于翌年6～7月活動(dòng)，形成鞭芽并逐漸發(fā)育為竹鞭的側(cè)鞭，而于7月份以后活動(dòng)弱芽多為筍芽，并逐漸孕育為竹筍。一般8月中旬以后弱芽萌動(dòng)并形成筍芽，9月中旬筍芽進(jìn)入發(fā)育期，10月中旬筍芽高度可達(dá)1.5 cm，11月中旬筍芽高度約5 cm，至12月初筍芽發(fā)育程度已較接近幼筍（冬筍），高度可達(dá)10 cm，筍徑達(dá)2.5 cm，隨后當(dāng)根突破表皮，標(biāo)志著筍芽正式發(fā)育成竹筍。進(jìn)入冬季低溫期，冬筍停止生長(zhǎng)，到翌年3月中下旬氣溫上升時(shí)冬筍繼續(xù)生長(zhǎng)直到成竹[15]。因此，毛竹每年3～12月都是其生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中需要養(yǎng)分供應(yīng)的時(shí)期。另外，郭曉敏等采用平衡施肥技術(shù)研究毛竹林施肥效果及持續(xù)效應(yīng)，在1年時(shí)間內(nèi)分3次將肥料施入竹林，最晚一次施肥在8～9月，結(jié)果表明，施肥后肥料效應(yīng)可持續(xù)2年時(shí)間。也就是說(shuō)即使1次施肥，肥效也可以持續(xù)1年時(shí)間。因此，每年分3～4次施肥既沒(méi)有必要又浪費(fèi)人力、物力。而且在實(shí)際生產(chǎn)中，竹農(nóng)大多每1～2年施用一次肥料，并沒(méi)有每年分批次施肥。因此在生產(chǎn)上可以選用速效肥與緩效肥混合形式一次大量施入[16]。

由于肥料施入土壤，需要經(jīng)過(guò)水解、擴(kuò)散、向根部遷移、植物吸收等過(guò)程。而營(yíng)養(yǎng)元素被植物體吸收，一般又需要經(jīng)過(guò)介質(zhì)溶液－細(xì)胞壁水膜－細(xì)胞壁－自由空間－原生質(zhì)膜到達(dá)細(xì)胞內(nèi)部。因此從施肥到被植物體利用需要一定的時(shí)間，俞洪燕等對(duì)玉米施肥研究表明，氮肥施入土壤后的一系列變化經(jīng)歷了8～11天后開(kāi)始發(fā)揮肥料效應(yīng)[17]。因此在毛竹施肥中要考慮肥效的滯后性，提早施肥。

春筍的生長(zhǎng)發(fā)育、幼竹和幼鞭的生長(zhǎng)是竹林結(jié)構(gòu)更新和筍、材產(chǎn)品產(chǎn)出的基礎(chǔ)，其中春筍的生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)養(yǎng)分的需求集中在每年的4～5月，幼竹和幼鞭的生長(zhǎng)對(duì)養(yǎng)分的需求集中在每年的6～9月，因此在毛竹經(jīng)營(yíng)中可以選擇在春筍出土一個(gè)月前（2月份）施肥，而緩釋肥的肥效期應(yīng)達(dá)6個(gè)月方能符合要求。

1.4 肥料種類(lèi)及配比

肥料按化學(xué)成分分為單一肥料、復(fù)合肥料和完全肥料；按見(jiàn)效快慢分為速效肥料、緩效肥料、遲效肥料和長(zhǎng)效肥料；按形態(tài)分為有機(jī)肥、礦物肥和生物肥。目前在林業(yè)生產(chǎn)中一般采用無(wú)機(jī)肥與有機(jī)肥結(jié)合，以無(wú)機(jī)速效肥為主。陳偉等認(rèn)為，林木營(yíng)養(yǎng)與施肥目前存在的突出問(wèn)題是缺乏系統(tǒng)研究意識(shí)，忽視土壤系統(tǒng)綜合因子對(duì)肥料效應(yīng)的影響，忽視肥料在土壤中的實(shí)際利用率[4]。因此，在竹林施肥中，應(yīng)在估產(chǎn)測(cè)土施肥法的基礎(chǔ)上減少無(wú)機(jī)肥的使用量，同時(shí)增加有機(jī)肥、緩釋肥的使用，從而提高肥料利用率，減少肥料浪費(fèi)和水體污染。

在毛竹施肥配比研究中，洪偉等以氮、磷、鉀肥為原料，應(yīng)用混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行試驗(yàn)，建立各配方施肥方案與經(jīng)濟(jì)收益的數(shù)學(xué)模型，篩選得到毛竹專(zhuān)用復(fù)合肥理想配方為0.501:0.338:0.160，即400 m2竹林施復(fù)合肥30 kg，則復(fù)合肥中尿素:過(guò)磷酸鈣:硫酸鉀比例為8.609 kg:19.083 kg:2.340 kg[18]；顧小平等采用4因素二次回歸最優(yōu)設(shè)計(jì)建立氮、磷、鉀施肥及留竹密度與毛竹林竹材產(chǎn)量間的回歸模型，同時(shí)根據(jù)投入、產(chǎn)出價(jià)格建立施肥和留養(yǎng)立竹的經(jīng)濟(jì)效益方程，研究認(rèn)為兼顧高產(chǎn)與高效的毛竹林優(yōu)化施肥方案為：每公頃施用尿素平均548 kg、過(guò)磷酸鈣平均257 kg、氯化鉀平均83.3kg[19]；郭曉敏等采用平衡施肥技術(shù)研究毛竹林施肥效果及持續(xù)效應(yīng)，結(jié)果表明，每年每公頃施尿素200 kg、鈣鎂磷肥200 kg、氯化鉀150 kg，對(duì)毛竹林筍日生長(zhǎng)量、出筍率、胸徑增粗產(chǎn)生的促進(jìn)作用較好，且施肥后持續(xù)效應(yīng)可達(dá)2年。目前關(guān)于微量元素肥料在竹林生產(chǎn)上的應(yīng)用研究較少[16]。黃當(dāng)亮研究認(rèn)為，在毛竹林第1次每公頃施用尿素600 kg、過(guò)磷酸鈣225 kg、硫酸鉀375 kg、硫酸鋅6 kg時(shí)新竹產(chǎn)量最高[20]。

2 傳統(tǒng)施肥中存在的問(wèn)題與改進(jìn)施肥技術(shù)探討

雖然目前研究人員在竹林施肥方面研究已經(jīng)很多，不過(guò)竹農(nóng)仍采用傳統(tǒng)的施肥方法，而傳統(tǒng)的施肥方法具有肥料配比不科學(xué)、竹林施肥量誤差大、施肥時(shí)間不合理、肥料肥效期短、施肥次數(shù)多造成勞動(dòng)力成本高或施肥次數(shù)過(guò)少造成土壤養(yǎng)分供應(yīng)不足、不重視微量元素肥料使用等缺點(diǎn)。而研究人員對(duì)上述問(wèn)題均有研究并提出了切實(shí)可行的解決方法。因此，利用現(xiàn)有的研究基礎(chǔ)和技術(shù)水平，制定一套切實(shí)可行的竹林綜合施肥技術(shù)，在竹林豐產(chǎn)培育方面具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

限制因子律認(rèn)為養(yǎng)分以外的許多因素，如土壤性質(zhì)、氣候條件、栽培技術(shù)等都可能成為限制植物生長(zhǎng)的主要原因，因此施肥時(shí)不但要考慮各種養(yǎng)分的供應(yīng)情況，而且要注意與生長(zhǎng)有關(guān)的環(huán)境因素。除土壤養(yǎng)分以外，影響毛竹產(chǎn)量的因素主要有光、水、熱等氣候條件、土壤質(zhì)地、土壤厚度、立地坡度、竹林結(jié)構(gòu)、經(jīng)營(yíng)強(qiáng)度等。因此，竹林施肥的對(duì)象應(yīng)以氣候條件適中、立地條件較好、經(jīng)營(yíng)強(qiáng)度較大、竹林產(chǎn)出可觀、土壤養(yǎng)分供應(yīng)成為限制竹林產(chǎn)量主要因素的竹林為主。

首先應(yīng)研制生產(chǎn)并普及毛竹專(zhuān)用緩效復(fù)合肥，從而提高肥料肥效期和利用率，從而減少肥料使用量和施肥次數(shù)；根據(jù)估產(chǎn)測(cè)土施肥法，因地制宜地確定竹林土壤各營(yíng)養(yǎng)元素水平，分析并確定土壤中限制竹林產(chǎn)量的營(yíng)養(yǎng)元素，并在施用毛竹專(zhuān)用緩效復(fù)合肥同時(shí)適當(dāng)摻入一定量土壤缺乏的營(yíng)養(yǎng)元素肥料；根據(jù)竹林往年產(chǎn)量，估測(cè)竹林土壤營(yíng)養(yǎng)元素?fù)p失量以及肥料在竹林中的利用率，確定竹林中毛竹專(zhuān)用緩效復(fù)合肥施肥量；由于竹林每年4～9月份是竹筍、幼竹、竹鞭快速生長(zhǎng)期，對(duì)養(yǎng)分需求較高，且由于肥料發(fā)揮肥效具有滯后性，因此施肥時(shí)間可選擇在2月下旬或3月上旬。同時(shí)要求毛竹緩效復(fù)合肥肥效期超過(guò)6個(gè)月，且肥效高峰期控制在竹筍及幼竹生長(zhǎng)的高峰期，即4～6月份；為減少勞動(dòng)力成本，竹林大量元素肥料施肥次數(shù)控制為每年一次，穴施法或結(jié)合破蔸采用蔸施法施入竹林；有機(jī)肥和微量元素肥料控制為每2～3年施用一次，結(jié)合墾覆措施撒施于竹林中，微量元素肥料也可配置為液態(tài)肥利用竹腔注射施入竹林。

3 討論

竹林施肥是目前解決竹林因筍、材大量采伐造成土壤地力衰退的主要方法。研究人員在有關(guān)毛竹林經(jīng)濟(jì)施肥的建模方法、毛竹林施肥量和施肥配比、竹腔施肥及竹蔸施肥等方面具有一定的研究，但在毛竹專(zhuān)用緩效復(fù)合肥研制、提高肥料利用率、微量元素肥料對(duì)毛竹林產(chǎn)量的影響方面研究不多。本文在總結(jié)和利用前人研究的基礎(chǔ)上，以經(jīng)濟(jì)施肥、控制勞動(dòng)力成本、提高肥效、切實(shí)可行為目的，探討竹林綜合施肥技術(shù)。然而在不同氣候條件和立地條件下、不同竹林結(jié)構(gòu)及經(jīng)營(yíng)目標(biāo)下毛竹林具體施肥措施仍需進(jìn)一步研究和確定。

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