CN103918392A - 一种杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法 - Google Patents
一种杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法,根据不同区域、不同世代的杉木、马尾松种子园母树的开花结实状况及其需肥规律、园地土壤特性,通过测土、测树的果和叶以及田间肥料效应试验的途径,建立针对不同区域、不同代数的杉木、马尾松种子园配方施肥体系,包括营养诊断标准、施肥量、施肥配比、施肥时间及施肥方法,并示范应用。本发明全面的了解了土壤的常量元素和微量元素;提出了针对不同区域、不同代数的杉木、马尾松合理施肥配方;利用单株种子产量与相对应的树叶或球果养分含量的数学关系,确定最高产量的土壤养分含量和母树针叶营养元素浓度。本发明有效提高了种子园产量和生产力,提高了经济社会效益显著,应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于植物施肥技术领域,尤其涉及一种杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法。
背景技术
加强种子园建设和经营管理水平是促进林木速生、丰产、优质的根本,配方施肥也称平衡施肥,是提高种子园产量和质量的主要措施,在确保建园材料优良、园址选择合适以及整形修枝等措施到位、种植密度适宜的情况下,合理施肥往往成了提高种子园产量和质量的关键外在因素,上世纪90年代中期,我国林木育种专家、土肥专家就提出对主要造林树种的种子园,在经营管理中应重视配方施肥的必要性,但限于条件的限制以及人们的认识不够而未能实施,近年来随着种子园技术的提高,人们越来越重视种子园配方施肥的重要性,2009年国家林木种苗总站、省林木种苗站都相继发去通知,要求各国家级、省级种子园基地必须实施配方施肥,并把它作为考核种子园建设成效的指标之一,由此,各种子园基地(良种生产基地)都迫切需要有种子园配方施肥的技术支持。
杉木、马尾松是我国南方速丰林主要造林树种,栽培面积大,用种量大,种子园规模也较大,但种子园产量普遍较低,满足不了生产上对良种的需求,目前,对杉木种子园的施肥和营养诊断研究已有文献报道,但测土测树配方施肥的研究比较薄弱,且几乎所有的施肥和营养诊断研究只局限于氮、磷、钾三要素,而与母树开花结实密切相关的Ca、Mg、B、Mo等中微量元素研究较少。
目前生产上杉木种子园的施肥仍停留在经验和以NPK复合肥为主的局面,而有关马尾松种子园的多元素配方施肥和营养诊断研究基本上是空白。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法,旨在解决目前生产上杉木种子园的施肥仍停留在经验和以NPK复合肥为主的局面,而有关马尾松种子园的多元素配方施肥和营养诊断研究基本上是空白的问题。
本发明实施例是这样实现的,一种杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法,该杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法包括:
根据不同区域、不同世代的杉木、马尾松种子园母树的开花结实状况及需肥规律、园地土壤特性,通过测土、测树的果和叶以及田间肥料效应试验的途径,建立针对不同区域、不同代数的杉木、马尾松种子园配方施肥体系,包括营养诊断标准、施肥量、施肥配比、施肥时间及施肥方法,并示范应用;
具体包括以下步骤:
步骤一,选择国家级或省级种子园基地,在调查测定各种子园母树长势、产量或开花结实数量和单果重后,采集并分析测定叶片、果实及土壤样品的养分含量,分析测定的养分指标主要是与林木开花结实密切相关的N、P、K、Ca、Mg、B、Mo,了解种子园树体需肥特点和土壤供肥特性;
步骤二,开展田间定位施肥试验,确定最佳施肥量和肥料配比,建立种子园营养诊断标准,根据杉木、马尾松种子园树体需肥、土壤供肥特点,针对性开展多元素田间肥料试验,分析肥料、土壤、植物中养分间的作用规律,探讨最佳施肥量和养分配比;并采用最适养分浓度平衡法,确定营养诊断养分指标标准;
步骤三,将初步确定的配方施肥方案,包括施肥量、施肥配比、施肥时间等,进行中试、校正与完善;利用营养诊断标准,采用养分平衡法并考虑各种养分的利用率及土壤可能吸附的比例,提供种子园推荐施肥配方,并示范推广应用。
进一步,对闽北杉木二代、三代种子园树体的调查分析比较,发现不同的营养元素在针叶和球果内含量各不相同,从杉木母树针叶和球果营养特点来看,均以N、P、K三种营养元素的含量为较高,对其他元素的吸收量由高到低依次为K>P>Mg>Ca>B>Mo,根据母树球果产量的差异对杉木母树针叶和球果养分指标进行了初步的营养诊断,即高产量杉木母树针叶各营养元素含量情况是,N,15.8g/kg~17.7g/kg;P,4.3g/kg~7.4g/kg;K,8.1g/kg~13.7g/kg;Ca,1.4g/kg~2.9g/kg;Mg,2.2g/kg~2.6g/kg;B,68.9mg/kg~93.1mg/kg;Mo,0.5mg/kg~0.7mg/kg;相应地球果适宜养分含量范围是,N,8.4g/kg~9.9g/kg;P,4.6g/kg~6.8g/kg;K,7.2g/kg~10.4g/kg;Ca,1.8g/kg~2.5g/kg;Mg,2.0g/kg~2.6g/kg;B,28.6mg/kg~39.8mg/kg;Mo,0.2mg/kg~0.5mg/kg;
马尾松种子园树体营养特点,对闽中一代和闽北二代马尾松种子园母树的针叶和球果的营养进行测定分析、比较,结果表明:马尾松种子园母树对氮、钾、钙、磷养分的需求量较大,针叶中的养分分布特点为一代种子园各元素含量由高到低依次为N>K>Ca>P>Mg>B>Mo,二代种子园养分排序为K>N>P>Ca>Mg>B>Mo,球果的养分含量分布,一代与二代种子园各营养元素排序均为K>N>Ca>P>Mg>B>Mo;一代和二代种子园母树的针叶、球果中各营养元素含量波动较大,且不同代数的种子园母树养分含量分异也较大;初步得到不同代数的种子园母树营养元素适宜含量范围。
进一步,杉木种子园土壤特性及营养诊断指标,根据闽北杉木二代、三代种子园土壤养分测定分析结果与相应母树球果产量的调查结果,分析探讨种子园土壤养分间的相关性及与球果产量的关系、评价养分盈亏状况、适宜浓度范围及建议施肥配方,种子园土壤养分最适浓度范围即营养诊断标准为水解N,41.196mg/kg~60.504mg/kg;有效P,4.420mg/kg~7.100mg/kg;速效K,124.702mg/kg~225.253mg/kg);交换性Ca,34.166mg/kg~75.827mg/kg;交换性Mg,18.623mg/kg~31.077mg/kg;有效B,0.135mg/kg~0.365mg/kg;有效Mo,0.513mg/kg~0.847mg/kg;根据土壤诊断结果,采用养分平衡法并考虑各种养分的利用率及土壤可能吸附的比例,提出初步建议施肥配方为:母树施肥用量(g/株)为:每株施P2O549.082~129.289、K2O0~97.875)、CaO8.881~144.119、MgO29.830~77.746、Mo0.988~2.538,配比为P2O5:CaO:MgO:K2O:Mo=0.5~1.3:0~1:0.1~1.5:0.3~0.8:0.01~0.03。
进一步,马尾松种子园土壤特性及营养诊断指标,对马尾松一代、二代种子园的土壤N、P、K、Ca、Mg、B、Mo主要营养元素和母株球果产量的调查测定,分析探讨种子园土壤养分间的相关性、互作规律及对产量的效应,初步对土壤养分进行诊断;种子园土壤养分适宜浓度范围即营养诊断标准为水解N,91.40~116.06mg·kg-1;有效P,1.72mg·kg-1~2.78mg·kg-1;速效K,107.76mg·kg-1~136.62mg·kg-1;交换性Ca,36.00mg·kg-1~56.88mg·kg-1;交换性Mg,8.18mg·kg-1~16.58mg·kg-1;有效B,0.31mg·kg-1~0.55mg·kg-1;有效Mo,0.25mg·kg-1~0.47mg·kg-1;一代种子园建议施肥配方为:每株施N25.48g、P2O529.75g、K2O12.07g、CaO55.54g、MgO6.05g、Mo0.48g,配比为N:P2O5:K2O:CaO:MgO:Mo=4:5:2:9:1:0.08。
进一步,二代种子园建议施肥配方为:每株施P2O548.06g、K2O199.62g、CaO53.38g、MgO9.43g、Mo1.00g,配比为P2O5:K2O:CaO:MgO:Mo=5:21:6:1:0.11.
进一步,建立针对不同区域、不同世代的杉木、马尾松营养诊断养分指标标准:
利用田间多元素施肥试验结果,开展种子园营养诊断,建立针叶养分与产量间的回归方程,利用施肥试验各处理的母树单株种子产量与相对应的树叶养分含量测定数据,采用二次多项式回归模型建立种子产量---针叶养分含量间的数学关系.二次多项式回归模型为:式中y为因变量,x为自变量,b0为常数项,bi为一次项系数,bii为二次项系数,bij为交互项系数;
探讨母树营养元素间的相互作用规律以及对产量的影响程度,并通过最适浓度法计算出种子园母树针叶营养元素适宜浓度范围即营养诊断标准,为杉木、马尾松种子园营养诊断和养分调控提供参考。
进一步,该杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法通过对种子园母树树体营养、土壤营养的特性,杉木、马尾松种子园的树体和土壤养分特性的了解,除了N、P、K三种常量元素外,还包括Ca、Mg、B、Mo四种与林木开花结实密切相关的中微量元素,并系统了解树体和土壤的营养特性包括养分分布状况、养分间的作用规律以及适宜浓度范围。
进一步,该杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法在了解和掌握种子园树体需肥规律、土壤供肥特性、营养元素间平衡比例的基础上,设计不同施肥量、施肥配比试验方案,针对性开展氮磷钾钙镁硼钼多元素田间肥料试验,探讨肥料养分间的作用规律及对产量的效应,提出针对不同区域、不同代数的杉木、马尾松合理施肥配方包括最佳施肥量和施肥配比。
进一步,该杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法应用多元素田间肥料试验与最适浓度平衡法,对种子园的N、P、K、Ca、Mg、B、Mo养分进行营养诊断,利用单株种子产量与相对应的树叶或球果养分含量的数学关系,分析养分间的作用规律,确定最高产量的土壤养分含量和母树针叶营养元素浓度,建立系统的针对不同区域、不同世代的杉木、马尾松种子园营养诊断养分指标标准。
进一步,探讨母树营养元素间的相互作用规律以及对产量的影响程度,并通过最适浓度法计算,利用所拟合的未剔除不显著项的回归方程,以种子产量为指标,对各自变量求一阶偏导数,当边际产量时,理论产量最大,此时各自变量的值即为种子园母树针叶各营养元素的最适浓度。
本发明提供的杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法,根据不同区域、不同世代的杉木、马尾松种子园母树的开花结实状况及其需肥规律、园地土壤特性,通过测土、测树的果和叶以及田间肥料效应试验的途径,建立针对不同区域、不同代数的杉木、马尾松种子园配方施肥体系,包括营养诊断标准、施肥量、施肥配比、施肥时间及施肥方法,并示范应用,这是现代种子园高产、稳产、优质的必要措施之一;
本发明具有以下的优益效果:
1、本发明针对种子园母树树体营养、土壤营养的特性,对杉木、马尾松种子园的树体和土壤养分的特性,除了N、P、K三种常量元素外,还主要包括Ca、Mg、B、Mo等四种与林木开花结实密切相关的中微量元素,并系统了解了树体和土壤的营养特性包括养分分布状况、养分间的作用规律以及适宜浓度范围;
2、通过多元素田间肥料效应试验和合理施肥配方的提出,本发明在了解和掌握种子园树体需肥规律、土壤供肥特性、营养元素间平衡比例的基础上,采用不同施肥量、施肥配比试验方案,针对性开展氮磷钾钙镁硼钼等多元素田间肥料试验,探讨肥料养分间的作用规律及其对产量的效应,提出针对不同区域、不同代数的杉木、马尾松合理施肥配方,包括最佳施肥量和施肥配比;首次突破了以往对杉木种子园的施肥仅停留在经验和以NPK复合肥为主的局面,真正做到了常量和中微量元素合理搭配的配方施肥;
3、本发明应用多元素田间肥料试验与最适浓度平衡法,对种子园的N、P、K、Ca、Mg、B、Mo等养分进行营养诊断,利用单株种子产量与相对应的树叶或球果养分含量的数学关系,分析养分间的作用规律,确定最高产量的土壤养分含量和母树针叶营养元素浓度,建立系统的针对不同区域、不同世代的杉木、马尾松种子园营养诊断养分指标标准,为相应种子园缺素矫正与合理施肥等技术支持。
本发明解决了杉木、马尾松种子园施肥工作中普遍存在着盲目性大、肥料浪费严重、成本较高等问题,有效提高了种子园产量和生产力,缓解了生产上对杉木、马尾松良种需求量的缺口,经济社会效益显著,应用前景广阔。
附图说明
图1是本发明实施例提供的杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示,本发明实施例的杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法包括以下步骤:
S101:选择国家级或省级种子园基地,在调查测定各种子园母树长势、产量或开花结实数量和单果重后,采集并分析测定叶片、果实及土壤样品的养分含量,分析测定的养分指标主要是与林木开花结实密切相关的N、P、K、Ca、Mg、B、Mo等,了解种子园树体需肥特点和土壤供肥特性;
S102:开展田间定位施肥试验,确定最佳施肥量和肥料配比,建立种子园营养诊断标准,根据杉木、马尾松种子园树体需肥、土壤供肥特点,针对性开展多元素田间肥料试验,分析肥料、土壤、植物中养分间的作用规律,探讨最佳施肥量和养分配比;并采用最适养分浓度平衡法,确定营养诊断养分指标标准;
S103:将初步确定的配方施肥方案,包括施肥量、施肥配比、施肥时间等,进行中试、校正与完善;利用营养诊断标准,采用养分平衡法并考虑各种养分的利用率及土壤可能吸附的比例,提供种子园推荐施肥配方,并示范推广应用。
通过以下的具体实施例和分析对本发明的方案和应用效果做进一步的描述:
1、2011.9~2011.12:
选择国家级或省级种子园基地,主要研发点有:仙游溪口国有林场(马尾松一代种子园)、邵武卫闽国有林场(马尾松二代种子园、杉木二代种子园)、光泽华桥国有林场(杉木三代种子园),调查测定种子园母树长势、产量(或开花结实数量)和单果重后,采集测定叶片、果实及土壤样品;分析测定样品的N、P、K、Ca、Mg、B、Mo等养分含量;将野外调查和测定分析结果进行归类、整理分析,分析养分间的作用规律及其与产量的关系,揭示种子园树体需肥特点和土壤供肥特性。
2、2012.1~2012.12:
1)根据土壤、植物测定分析结果,在了解掌握种子园树体需肥特点和土壤供肥特性的基础上,设计多元素田间肥料试验方案,针对性开展氮磷钾钙镁硼钼等多元素田间肥料试验;2)调查各试验小区的树体长势、开花结实数量、球果数量(重量)、出籽率和种子产量等,并采集测定叶片、球果的养分含量;3)以胸径、球果数量(重量)、种子产量等为评价指标,拟合肥料效应函数方程,分析肥料养分间的作用规律、提出最佳施肥量和施肥配比;确定杉木、马尾松不同种子园营养诊断养分指标标准。
3、2013.1~2013.12
将初步确定的最佳施肥量和配料配比进行中试、校正与完善;利用营养诊断标准,采用养分平衡法计算种子园合理施肥量和施肥配比,并示范推广应用;适时开展技术服务,材料的统计分析、整理、项目验收、提交成果。
本发明实施例具体包括以下步骤:
1、掌握杉木、马尾松种子园母树营养特性:
(1)杉木种子园树体营养特点,对闽北杉木二代、三代种子园树体的调查分析比较,发现不同的营养元素在针叶和球果内含量各不相同,从杉木母树针叶和球果营养特点来看,均以N、P、K三种营养元素的含量为较高,对其他元素的吸收量由高到低依次为K>P>Mg>Ca>B>Mo,根据母树球果产量的差异对杉木母树针叶和球果养分指标进行了初步的营养诊断,即高产量杉木母树针叶各营养元素含量情况是,N(15.8g/kg~17.7g/kg),P(4.3g/kg~7.4g/kg),K(8.1g/kg~13.7g/kg),Ca(1.4g/kg~2.9g/kg),Mg(2.2g/kg~2.6g/kg),B(68.9mg/kg~93.1mg/kg),Mo(0.5mg/kg~0.7mg/kg);相应地球果适宜养分含量范围是,N(8.4g/kg~9.9g/kg),P(4.6g/kg~6.8g/kg),K(7.2g/kg~10.4g/kg),Ca(1.8g/kg~2.5g/kg),Mg(2.0g/kg~2.6g/kg),B(28.6mg/kg~39.8mg/kg),Mo(0.2mg/kg~0.5mg/kg),相对来看,母树针叶中各营养元素含量均高于相应母树球果养分含量,这可为配方施肥试验的开展提供参考和依据;
(2)马尾松种子园树体营养特点,对闽中一代和闽北二代马尾松种子园母树的针叶和球果的营养进行测定分析、比较,结果表明:马尾松种子园母树对氮、钾、钙、磷养分的需求量较大,针叶中的养分分布特点为一代种子园各元素含量由高到低依次为N>K>Ca>P>Mg>B>Mo,二代种子园养分排序为K>N>P>Ca>Mg>B>Mo,球果的养分含量分布,一代与二代种子园各营养元素排序均为K>N>Ca>P>Mg>B>Mo;一代和二代种子园母树的针叶、球果中各营养元素含量波动较大,且不同代数的种子园母树养分含量分异也较大;初步得到不同代数的种子园母树营养元素适宜含量范围,可用于初步推测种子园母树营养元素是否分布正常以及作为种子园施肥和开展配方施肥试验的参考依据之一,如下表1不同代数马尾松母树营养元素适宜含量范围;
2、摸索杉木、马尾松种子园土壤特性,初步建立种子园土壤营养诊断指标:
(1)杉木种子园土壤特性及营养诊断指标,根据闽北杉木二代、三代种子园土壤养分测定分析结果与相应母树球果产量的调查结果,分析探讨种子园土壤养分间的相关性及与球果产量的关系、评价养分盈亏状况、适宜浓度范围及建议施肥配方,结果表明:种子园土壤有效P、交换性Ca、交换性Mg以及有效Mo含量总体偏低,处于缺乏或极缺乏状态,速效K、有效N、有效B含量处于中等及以上水平,这可为开展配方施肥试验提供一个参考和依据;种子园土壤养分最适浓度范围即营养诊断标准为水解N(41.196mg/kg~60.504mg/kg),有效P(4.420mg/kg~7.100mg/kg),速效K(124.702mg/kg~225.253mg/kg),交换性Ca(34.166mg/kg~75.827mg/kg),交换性Mg(18.623mg/kg~31.077mg/kg),有效B(0.135mg/kg~0.365mg/kg),有效Mo(0.513mg/kg~0.847mg/kg);根据土壤诊断结果,采用养分平衡法并考虑各种养分的利用率及土壤可能吸附的比例,提出初步建议施肥配方为:母树施肥用量(g/株)为:每株施P2O5(49.082~129.289)、K2O(0~97.875)、CaO(8.881~144.119)、MgO(29.830~77.746)、Mo(0.988~2.538),配比为P2O5:CaO:MgO:K2O:Mo=(0.5~1.3):(0~1):(0.1~1.5):(0.3~0.8):(0.01~0.03),上述数据可初步用于种子园内土壤养分指标的营养诊断,也可作为开展种子园配方施肥的依据之一;
(2)马尾松种子园土壤特性及营养诊断指标,对马尾松一代、二代种子园的土壤N、P、K、Ca、Mg、B、Mo等主要营养元素和母株球果产量的调查测定,分析探讨种子园土壤养分间的相关性、互作规律及对产量的效应,初步对土壤养分进行诊断,结果表明:一代种子园土壤P、Ca、Mo、Mg、B以及N-Mg、N-K、P-Ca、P-K、P-Mo、P-Mg、P-B、K-Mg、Ca-Mo的互作是影响种子园产量的主导因子,P-Ca、P-Mo、P-Mg、P-B以及Ca-Mo的交互对球果产量为正效应,而P-K、K-Mg、N-Mg、N-K对球果产量为负增产效应,营养元素间的相关性,除了N与Mo为拮抗关系外,其它元素之间呈协同关系;种子园土壤养分适宜浓度范围即营养诊断标准为水解N(91.40~116.06mg·kg-1),有效P(1.72mg·kg-1~2.78mg·kg-1),速效K(107.76mg·kg-1~136.62mg·kg-1)、交换性Ca(36.00mg·kg-1~56.88mg·kg-1)、交换性Mg(8.18mg·kg-1~16.58mg·kg-1),有效B(0.31mg·kg-1~0.55mg·kg-1),有效Mo(0.25mg·kg-1~0.47mg·kg-1);现实种子园土壤N、P、K、Mo等速效养分含量总体偏低,处于缺乏或极缺乏状态,Ca、Mg、B含量大多处于中等水平;一代种子园建议施肥配方为:每株施N25.48g、P2O529.75g、K2O12.07g、CaO55.54g、MgO6.05g、Mo0.48g,配比为N:P2O5:K2O:CaO:MgO:Mo=4:5:2:9:1:0.08;
表2不同区域、不同代数马尾松种子园土壤各养分元素最适浓度范围(土壤营养诊断标准)(mg·kg-1)
表3不同区域、不同代数马尾松种子园土壤诊断的建议施肥配方
闽北马尾松二代种子园土壤N、Mg、Mo以及N-Ca、N-B、P-K、P-Ca、K-Mg、K-B的互作是影响种子园产量的主导因子;P-K、N-B、N-Ca、K-Mg交互效应明显且对产量有显著的促进作用,而而K-B、B-Mo、P-Ca对球果产量存在负相关效应即负增产效应,营养元素间的相关性,N与P、K、Ca以及Mo与Ca、Mg之间呈负相关关系即拮抗关系外,其它元素之间呈正相关关系即协同关系;种子园土壤养分适宜浓度范围即营养诊断标准为水解N(78.92mg·kg-1~108.28mg·kg-1),有效P(3.66mg·kg-1~4.94mg·kg-1),速效K(185.41mg·kg-1~280.85mg·kg-1)、交换性Ca(27.23mg·kg-1~57.11mg·kg-1)、交换性Mg(7.66mg·kg-1~18.08mg·kg-1),有效B(0.20mg·kg-1~0.48mg·kg-1),有效Mo(0.46mg·kg-1~0.70mg·kg-1);现实闽北种子园土壤P、K、Mo等速效养分含量总体偏低,处于缺乏或极缺乏状态,Ca、Mg含量大多处于中至低水平,N、B处于中至高水平,表现出充足状态;二代种子园建议施肥配方为:每株施P2O548.06g、K2O199.62g、CaO53.38g、MgO9.43g、Mo1.00g,配比为P2O5:K2O:CaO:MgO:Mo=5:21:6:1:0.11;
3、提出针对不同区域、不同代数的杉木、马尾松施肥配方(施肥量及配比)并示范应用,效果显著,在了解掌握种子园树体需肥特点和土壤供肥特性的基础上,对杉木二代、三代种子园和马尾松一代、二代种子园分别针对性开展氮磷钾钙镁硼钼多元素田间肥料试验,分析探讨肥料养分间的作用规律及其对产量的效应,建立肥料---产量间的多元多项式回归方程,提出针对不同区域、不同代数的杉木、马尾松施肥配方(施肥量及配比),为指导不同区域、不同世代的杉木、马尾松种子园养分调控提供参考,现实种子园平均产量大约是预测产量的40%,通过合理配方施肥可有望大幅度提高种子园产量,经示范表明,杉木、马尾松种子园,采用相应的配方施肥方案与同样经营管理水平下的经验施肥或目前生产上普遍采用的施肥方式,至少可提高种子产量30%以上;
(1)闽北杉木二代、三代种子园的施肥配方,见表4,三代种子园的施肥配方和施肥量与二代种子园有所不同,最大差别是三代种子园需要施一定的N肥,因为三代种子园树体比二代的母树小,正处于旺盛生长期,施用适量的氮肥对培育健壮树体、增加球果产量及种子产量有利,
表4不同世代杉木种子园推荐施肥配方
(2)马尾松配方施肥效应及推荐施肥配方,施肥对提高种子园产量和质量有很大影响,体现在单株球果产量、出籽率、球果单粒重、种子园产量在不同施肥组合处理间存在显著或极显著差异;综合效应分析结果,得出不同种子园各肥料的最优组合即推荐施肥配方,见表5;
理论上一代种子园产量可达51.44g/株(现实种子园施肥组合中最高产量为46.5g/株),二代种子园可达31.26g/株(施肥组合中最高产量为27.7g/株),是不施肥产量的5~10倍,现实一代、二代种子园平均产量均不足预测产量的40%。以理论最高产量的70%的可能性,预测配方施肥的产量可达36.0g/株(一代)和21.9g/株(二代),与同样经营管理水平下的经验施肥或目前生产上普遍采用的施肥方式,至少可提高产量30%以上(目前产量大约每公顷5~7kg)。
表5不同区域、不同世代马尾松种子园推荐施肥配方
4、建立针对不同区域、不同世代的杉木、马尾松营养诊断养分指标标准:
利用田间多元素施肥试验结果,开展种子园营养诊断研究,建立针叶养分与产量间的回归方程,探讨母树营养元素间的相互作用规律以及对产量的影响程度,并通过最适浓度法计算出种子园母树针叶营养元素适宜浓度范围即营养诊断标准,为杉木、马尾松种子园营养诊断和养分调控提供参考;
(1)杉木二代、三代种子园的母树针叶营养诊断养分指标标准,见表6,从所调查与测定的种子园实际种子产量来看,产量高的处理的母树针叶各养分含量均落在适宜浓度范围内,说明诊断标准有一定的可靠性,可用于杉木种子园配方施肥、缺素矫正提供参考;
表6不同世代杉木种子园母树针叶各营养元素最适浓度范围(针叶营养诊断标准)
(2)马尾松一代、二代种子园针叶营养诊断养分指标标准,见表7;
表7不同世代马尾松种子园母树针叶各营养元素最适浓度范围(针叶营养诊断标准)
本发明的有益效果:
1、种子园母树树体营养、土壤营养的特性,对杉木、马尾松种子园的树体和土壤养分特性的研究,除了N、P、K三种常量元素外,还主要包括Ca、Mg、B、Mo等四种与林木开花结实密切相关的中微量元素,并系统研究树体和土壤的营养特性包括养分分布状况、养分间的作用规律以及适宜浓度范围均未见相关文献报道,本发明尚属首次;
2、多元素田间肥料效应试验和合理施肥配方的提出,本发明在了解和掌握种子园树体需肥规律、土壤供肥特性、营养元素间平衡比例的基础上,设计不同施肥量、施肥配比试验方案,针对性开展氮磷钾钙镁硼钼等多元素田间肥料试验,探讨肥料养分间的作用规律及其对产量的效应,提出针对不同区域、不同代数的杉木、马尾松合理施肥配方(包括最佳施肥量和施肥配比),首次突破了以往对杉木种子园的施肥仅停留在经验和以NPK复合肥为主的局面,真正做到了常量和中微量元素合理搭配的配方施肥;
3、种子园营养诊断研究:
应用多元素田间肥料试验与最适浓度平衡法,对种子园的N、P、K、Ca、Mg、B、Mo等养分进行营养诊断,利用单株种子产量与相对应的树叶或球果养分含量的数学关系,分析养分间的作用规律,确定最高产量的土壤养分含量和母树针叶营养元素浓度,建立系统的针对不同区域、不同世代的杉木、马尾松种子园营养诊断养分指标标准,为相应种子园缺素矫正与合理施肥等技术支持,则未见报道。
本发明在示范推广应用中,主要解决杉木、马尾松种子园施肥工作中普遍存在着盲目性大、肥料浪费严重、成本较高等问题,有效提高种子园产量和生产力,缓解生产上对杉木、马尾松良种需求量的缺口,其经济社会效益显著,应用前景广阔;
2013年春开始,在闽北的邵武卫闽、光泽华桥、顺昌浦上和闽中的仙游溪口等国有林场的杉木、马尾松国家级或省级良种基地上进行示范应用,积极推广应用项目研发的最新配方施肥方案,共计应用面积2200亩(杉木1500亩,马尾松700亩),经采收考种、测产表明,采用配方施肥的种子园产量比以往同等投入施肥方式的平均提高30%以上,其中杉木种子园每亩种子平均增产0.5kg(平均产量达2.0kg/亩)、马尾松种子园每亩增产0.3kg(平均产量达1.0~1.5kg/亩),2200亩总计增收种子1000kg(种子总产量4500kg),按种子杉木、马尾松均价800元/kg计,则年新增产值360万,由配方施肥带来的直接增收效益为80.0万,远超过项目预期效益目标,更关键的是,采用配方施肥所带来的良种增产,至少可以为生产多提供900万株的杉木和马尾松种苗,可多提供5万亩的造林用苗,再者,采用配方施肥,明显改善种子园质量,在气候正常的情况下,一定程度上缓解种子园大小年,起到很好的辐射带动效果;
此外,2013年7份,在省林木种苗总站举办的“全省林木良种基地建设高级研修班”上,应邀做《林木营养特性与种子园营养诊断及养分调控技术》专题讲座,及时将研发的新技术新成果向良种基地建设单位传授,提高杉木、马尾松良种基地建设的科技含量和经营水平,对种子园普遍采用配方施肥起到很好的促进作用,
总之,本发明在国家级、省级杉木马尾松良种基地上进行示范与推广应用,单产比以往施肥的提高30%以上,由配方施肥可每亩增加收入400元,并明显改善种子园质量,一定程度上缓解种子园大小年,同时激发全省良种基地采用配方施肥的积极性,辐射带动作用强,产生良好的经济和社会效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法,其特征在于,该杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法包括:
根据不同区域、不同世代的杉木、马尾松种子园母树的开花结实状况及需肥规律、园地土壤特性,通过测土、测树的果和叶以及田间肥料效应试验的途径,建立针对不同区域、不同代数的杉木、马尾松种子园配方施肥体系,包括营养诊断标准、施肥量、施肥配比、施肥时间及施肥方法,并示范应用;
具体包括以下步骤:
步骤一,选择国家级或省级种子园基地,在调查测定各种子园母树长势、产量或开花结实数量和单果重后,采集并分析测定叶片、果实及土壤样品的养分含量,分析测定的养分指标主要是与林木开花结实密切相关的N、P、K、Ca、Mg、B、Mo,了解种子园树体需肥特点和土壤供肥特性;
步骤二,开展田间定位施肥试验,确定最佳施肥量和肥料配比,建立种子园营养诊断标准,根据杉木、马尾松种子园树体需肥、土壤供肥特点,针对性开展多元素田间肥料试验,分析肥料、土壤、植物中养分间的作用规律,探讨最佳施肥量和养分配比;并采用最适养分浓度平衡法,确定营养诊断养分指标标准;
步骤三,将初步确定的配方施肥方案,包括施肥量、施肥配比、施肥时间,进行中试、校正与完善;利用营养诊断标准,采用养分平衡法并考虑各种养分的利用率及土壤可能吸附的比例,提供种子园推荐施肥配方,并示范推广应用。
2.如权利要求1所述的杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法,其特征在于,对闽北杉木二代、三代种子园树体的调查分析比较,发现不同的营养元素在针叶和球果内含量各不相同,从杉木母树针叶和球果营养特点来看,均以N、P、K三种营养元素的含量为较高,对其他元素的吸收量由高到低依次为K>P>Mg>Ca>B>Mo,根据母树球果产量的差异对杉木母树针叶和球果养分指标进行了初步的营养诊断,即高产量杉木母树针叶各营养元素含量情况是,N,15.8g/kg~17.7g/kg;P,4.3g/kg~7.4g/kg;K,8.1g/kg~13.7g/kg;Ca,1.4g/kg~2.9g/kg;Mg,2.2g/kg~2.6g/kg;B,68.9mg/kg~93.1mg/kg;Mo,0.5mg/kg~0.7mg/kg;相应地球果适宜养分含量范围是,N,8.4g/kg~9.9g/kg;P,4.6g/kg~6.8g/kg;K,7.2g/kg~10.4g/kg;Ca,1.8g/kg~2.5g/kg;Mg,2.0g/kg~2.6g/kg;B,28.6mg/kg~39.8mg/kg;Mo,0.2mg/kg~0.5mg/kg;
马尾松种子园树体营养特点,对闽中一代和闽北二代马尾松种子园母树的针叶和球果的营养进行测定分析、比较,结果表明:马尾松种子园母树对氮、钾、钙、磷养分的需求量较大,针叶中的养分分布特点为一代种子园各元素含量由高到低依次为N>K>Ca>P>Mg>B>Mo,二代种子园养分排序为K>N>P>Ca>Mg>B>Mo,球果的养分含量分布,一代与二代种子园各营养元素排序均为K>N>Ca>P>Mg>B>Mo;一代和二代种子园母树的针叶、球果中各营养元素含量波动较大,且不同代数的种子园母树养分含量分异也较大;初步得到不同代数的种子园母树营养元素适宜含量范围。
3.如权利要求1所述的杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法,其特征在于,杉木种子园土壤特性及营养诊断指标,根据闽北杉木二代、三代种子园土壤养分测定分析结果与相应母树球果产量的调查结果,分析探讨种子园土壤养分间的相关性及与球果产量的关系、评价养分盈亏状况、适宜浓度范围及建议施肥配方,种子园土壤养分最适浓度范围即营养诊断标准为水解N,41.196mg/kg~60.504mg/kg;有效P,4.420mg/kg~7.100mg/kg;速效K,124.702mg/kg~225.253mg/kg);交换性Ca,34.166mg/kg~75.827mg/kg;交换性Mg,18.623mg/kg~31.077mg/kg;有效B,0.135mg/kg~0.365mg/kg;有效Mo,0.513mg/kg~0.847mg/kg;根据土壤诊断结果,采用养分平衡法并考虑各种养分的利用率及土壤可能吸附的比例,提出初步建议施肥配方为:母树施肥用量(g/株)为:每株施P2O549.082~129.289、K2O0~97.875)、CaO8.881~144.119、MgO29.830~77.746、Mo0.988~2.538,配比为P2O5:CaO:MgO:K2O:Mo=0.5~1.3:0~1:0.1~1.5:0.3~0.8:0.01~0.03。
4.如权利要求1所述的杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法,其特征在于,马尾松种子园土壤特性及营养诊断指标,对马尾松一代、二代种子园的土壤N、P、K、Ca、Mg、B、Mo主要营养元素和母株球果产量的调查测定,分析探讨种子园土壤养分间的相关性、互作规律及对产量的效应,初步对土壤养分进行诊断;种子园土壤养分适宜浓度范围即营养诊断标准为水解N,91.40~116.06mg·kg-1;有效P,1.72mg·kg-1~2.78mg·kg-1;速效K,107.76mg·kg-1~136.62mg·kg-1;交换性Ca,36.00mg·kg-1~56.88mg·kg-1;交换性Mg,8.18mg·kg-1~16.58mg·kg-1;有效B,0.31mg·kg-1~0.55mg·kg-1;有效Mo,0.25mg·kg-1~0.47mg·kg-1;一代种子园建议施肥配方为:每株施N25.48g、P2O529.75g、K2O12.07g、CaO55.54g、MgO6.05g、Mo0.48g,配比为N:P2O5:K2O:CaO:MgO:Mo=4:5:2:9:1:0.08。
5.如权利要求4所述的杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法,其特征在于,二代种子园建议施肥配方为:每株施P2O548.06g、K2O199.62g、CaO53.38g、MgO9.43g、Mo1.00g,配比为P2O5:K2O:CaO:MgO:Mo=5:21:6:1:0.11。
6.如权利要求1所述的杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法,其特征在于,建立针对不同区域、不同世代的杉木、马尾松营养诊断养分指标标准:
利用田间多元素施肥试验结果,开展种子园营养诊断,建立针叶养分与产量间的回归方程,利用施肥试验各处理的母树单株种子产量与相对应的树叶养分含量测定数据,采用二次多项式回归模型建立种子产量---针叶养分含量间的数学关系.二次多项式回归模型为:式中y为因变量,x为自变量,b0为常数项,bi为一次项系数,bii为二次项系数,bij为交互项系数;
探讨母树营养元素间的相互作用规律以及对产量的影响程度,并通过最适浓度法计算出种子园母树针叶营养元素适宜浓度范围即营养诊断标准,为杉木、马尾松种子园营养诊断和养分调控提供参考。
7.如权利要求1所述的杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法,其特征在于,该杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法通过对种子园母树树体营养、土壤营养的特性,杉木、马尾松种子园的树体和土壤养分特性的了解,除了N、P、K三种常量元素外,还包括Ca、Mg、B、Mo四种与林木开花结实密切相关的中微量元素,并系统了解树体和土壤的营养特性包括养分分布状况、养分间的作用规律以及适宜浓度范围。
8.如权利要求1所述的杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法,其特征在于,该杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法在了解和掌握种子园树体需肥规律、土壤供肥特性、营养元素间平衡比例的基础上,设计不同施肥量、施肥配比试验方案,针对性开展氮磷钾钙镁硼钼多元素田间肥料试验,探讨肥料养分间的作用规律及对产量的效应,提出针对不同区域、不同代数的杉木、马尾松合理施肥配方包括最佳施肥量和施肥配比。
9.如权利要求1所述的杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法,其特征在于,该杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法应用多元素田间肥料试验与最适浓度平衡法,对种子园的N、P、K、Ca、Mg、B、Mo养分进行营养诊断,利用单株种子产量与相对应的树叶或球果养分含量的数学关系,分析养分间的作用规律,确定最高产量的土壤养分含量和母树针叶营养元素浓度,建立系统的针对不同区域、不同世代的杉木、马尾松种子园营养诊断养分指标标准。
10.如权利要求1所述的杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法,其特征在于,探讨母树营养元素间的相互作用规律以及对产量的影响程度,并通过最适浓度法计算,利用所拟合的未剔除不显著项的回归方程,以种子产量为指标,对各自变量求一阶偏导数,当边际产量时,理论产量最大,此时各自变量的值即为种子园母树针叶各营养元素的最适浓度。
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