一种杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法
【专利摘要】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。
【专利说明】一种杉木和马尾松种子园平衡施肥的实验方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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】
[0005]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。
[0006]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:
[0007]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；
[0008]具体包括以下步骤:
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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。
[0012]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.lg/kg ~13.7g/kg ；Ca,1.4g/kg ~2.9g/kg ；Mg,2.2g/kg ~2.6g/kg ；B,68.9mg/kg~93.lmg/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；
[0013]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兀素排序均为K>N>Ca>P>Mg>B>Mo 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。
[0014]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？,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 Ρ20549.082 ~129.289,K200 ~97.875)、Ca08.881 ~144.119、Mg029.830 ~77.746、Mo0.988 ~2.538，配比为 P2O5:CaO:MgO:K20:Μο=0.5 ~1.3:0 ~1:0.1 ~1.5:0.3 ~0.8:0.01 ~0.03。
[0015]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, 36.0Omg.kg 1 ~56.88mg.kg 1 ;交换性 Mg,8.18mg.kg 1 ~16.58mg.kg 1 ;有效 Β,0.3Img.kg 1 ~
0.55mg.kg-1 ;有效Μο,Ο.25mg.kg-1~0.47mg.kg-1 ;一代种子园建议施肥配方为:每株施N25.48g、Ρ20529.75 g、Κ2012.07 g、Ca055.54 g、Mg06.05 g、Mo0.48 g，配比为 N =P2O5:K2O:CaO:MgO:Mo=4:5:2:9:1:0.08。
[0016]进一步，二代种子园建议施肥配方为:每株施P20548.06 g、K20199.62 g、Ca053.38 g、Mg09.43 g ,Mol.00 g，配比为 P2O5:K20:Ca0:Mg0:Mo=5:21:6:1:0.11.[0017]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:
[0018]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一针叶养分含量间的数学关系.二次多项式回归
模型为:
【权利要求】
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.lg/kg ~13.7g/kg ；Ca, 1.4g/kg ~2.9g/kg ；Mg, 2.2g/kg ~2.6g/kg ；B, 68.9mg/kg ~93.lmg/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兀素排序均为K>N>Ca>P>Mg>B>Mo 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P20549.082~.129.289、K200 ~97.875)、Ca08.881 ~144.119、Mg029.830 ~77.746、Mo0.988 ~2.538，配比为 P2O5:CaO:MgO:K20:Μο=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, 36.0Omg.kg 1 ~56.88mg.kg 1 ;交换性 Mg,.8.18mg *kg 1 ~16.58mg *kg 1 ;有效B，0.3Img *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、Ρ20529.75 g、Κ2012.07 g、.Ca055.54 g、Mg06.05 g、Mo0.48 g，配比为 N:P205:K20: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P20548.06 g、Κ20199.62 g、Ca053.38 g、Mg09.43 g、Mol.00 g，配比为 P 2O5:K20: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一针叶养分含量间的数学关系.二次多项式回归模型为:y = b9+ Irxi + HitXiXj + ?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钥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
【文档编号】A01C21/00GK103918392SQ201410157607
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2014年4月18日
【发明者】李宝福, 陈元镇, 陈远芳, 甘振栋, 吴清金 申请人:福建省林业科学研究院