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青海云杉苗木库藏对栽植成活率和生长量的影响

2023-09-11杨晓霞

甘肃科技 2023年8期
关键词:粗度云杉土球

杨晓霞

(甘肃祁连山国家级自然保护区管护中心华隆自然保护站 甘肃 天祝 733299)

青海云杉(Picea crassifolia Kom.)属松科云杉属常绿乔木,为我国特有树种,分布于祁连山,贺兰山、六盘山、大青山等海拔1 600~3 800 m地带,常在山谷阴坡形成纯林[1-2]。青海云杉因其耐寒、耐旱、耐瘠薄和树形优美、四季常绿等优点,被广泛用于荒山荒坡和园林绿化等工程中[3]。春季土壤解冻和气温回升后,青海云杉枝干顶芽迅速萌动,抽生嫩梢,开始生长。青海云杉萌芽后移栽,嫩梢容易失水干枯,当年不再抽生新枝,生长量为零,成活率下降到40%以下[4]。因此,青海云杉最佳移栽期是春季萌芽前。除此之外,西北地区春季气温回升迅速,但土壤消融缓慢,气温和土温回升不同步。土壤冻结条件下起挖青海云杉苗木和开挖栽植穴困难。土壤解冻后,青海云杉又迅速萌芽抽梢,实际能利用的最佳造林期只有30 d左右。

为了延长青海云杉造林期和提高移栽成活率,人们采用带土球移栽[5]、提前假植[6]和遮阴等[7]技术,但都不能解决青海云杉按期萌芽抽梢的问题。植物根系活动、枝梢萌芽、开花和结果等物候期主要受温度影响[8]。一般情况下,植物在温度<7 ℃时休眠,土温≥7 ℃时根系开始活动,吸收水分和矿物质离子,气温≥10 ℃时枝条开始萌芽生长[9]。本试验为了推迟青海云杉萌芽抽梢期,延长春季造林期和提高移栽成活率,利用低温冷藏技术保存苗木,研究了不同低温、湿度和保存期对土球、枝条、叶片含水量和栽植成活率、生长量的影响,以期为大面积造林争取更多施工时间和提高造林质量提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年3月—2021年12月在甘肃省天祝县进行,该地位于祁连山东端北麓浅山区,海拔2 200~3 800 m。大陆性高原季风气候,年均气温1.8 ℃,1—3月,10—12月平均气温<0 ℃,4—9月平均气温>0 ℃,8月份平均气温最高,极端最高气温35 ℃,1月份平均气温最低,极端最低气温-19 ℃。日照时数2 600~2 800 h,降水量400~450 mm。试验地土壤为栗钙土,3月中旬土壤完全解冻,12月中旬土壤完全冻结。12月中旬至次年3月中旬因土壤冻结,造林苗木起挖和栽植穴开挖困难。

试验用青海云杉苗木低温冷藏库为甘肃绿能农业科技股份有限公司智能气调库,位于天祝藏族自治县华藏寺镇红大村,单库长40 m,宽15 m,高6 m。低温冷藏苗木栽植地为天祝县松山镇芨芨滩村,该地海拔2 450 m,地势平坦,灌溉方便。2022年天祝县为实施祁连山生态修复项目,在此地栽植以青海云杉为主的乔木林500 hm2,为延长造林期,实施了低温冷藏苗木即冷藏后栽植试验。

1.2 材料

试验用青海云杉苗木由天祝县生态投资建设有限责任公司石门苗圃提供,2020年4月下旬起挖,苗木高2.0~2.5 m,冠幅1.2~1.5 m,秃干高度≤40 cm,土球40 cm,土球相对含水量38%,用黑色塑料袋包裹。苗木起挖后立即运入气调库低温冷藏。苗木在库内存放时,树冠倾斜45°,土球按“品”字形堆放,堆放高度2层。

1.3 试验设计

1.3.1 不同贮藏温度处理

气调库温度分别设定为0 ℃、2 ℃、4 ℃、6 ℃和8 ℃,空气相对湿度均设定为60%,贮藏周期均设定为90 d。

1.3.2 不同贮藏湿度处理

气调库相对湿度分别设定为40%、50%、60%、70%和80%,温度均设定为4 ℃,贮藏周期均设定为90 d。

1.3.3 不同贮藏周期处理

贮藏周期分别设定为30 d、60 d、90 d、120 d和150 d,空气相对湿度均设定为60%,贮藏温度均设定为4 ℃。

1.4 测定内容

以上不同处理试验均为单因素独立试验,均以常规假植处理为对照(CK),即假植温度为12~30 ℃,空气相对湿度40%~50%,贮藏周期为30 d。冷藏苗木出库前和对照(CK)苗木栽植前测定土球相对含水量(%)、枝条和叶片相对含水量(%)。苗木栽植后60 d统计小区栽植成活率(%)和单株新梢干枯率(%),2022年12月底每小区随机抽取30株,测定新梢生长量指标长度(cm)和基部粗度(mm)。冷藏苗木栽植时株距3 m,行距4 m,小区面积1 hm2,随机区组,重复3次。土球、枝条和叶片相对含水量均采用烘干法测定[10]。新梢长度用卷尺测定,基部粗度用电子游标卡尺测定。

相对含水量(%)=﹝(采样前重量-烘干后重量)/烘干后重量﹞×100

成活率(%)=(已成活株数/栽植株数)×100

干枯率(%)=(已干枯新梢数/萌发新梢数)×100

所有数据求平均值,利用Excel2003和DPS6.01软件进行统计和显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同贮藏温度对苗木含水量和生长量的影响

表1所示,在相同贮藏湿度和贮藏周期条件下,青海云杉苗木土球、枝条和叶片相对含水量随着贮藏温度的升高而降低。苗木栽植后,成活率、新梢长度和基部粗度随着贮藏温度的升高,先升高后降低,新梢干枯率随着贮藏温度的升高,先降低后提高。不同贮藏温度处理中,2 ℃的苗木栽植成活率、新梢长度和基部粗度最高,新梢干枯率最低,分别为96.28%、42.29 cm、30.11 mm和3.24%。

青海云杉苗木不同贮藏温度处理与对照(CK)常规假植处理相比较均提高了枝条和叶片含水量,栽植后均提高了栽植成活率、新梢长度和基部粗度,降低了新梢干枯率。在不同指标的影响中,对新梢干枯率的影响最大,不同贮藏温度0 ℃、2 ℃、4 ℃、6 ℃、8 ℃的新梢干枯率较对照(CK)分别降低了93.36%、96.64%、95.66%、91.06%和90.63%,差异均达到显著水平(P<0.05)。

2.2 不同贮藏湿度对苗木含水量和生长量的影响

表2所示,在相同贮藏温度和贮藏周期条件下,青海云杉苗木土球、枝条和叶片相对含水量随着贮藏湿度的升高而提高。苗木栽植后,成活率、新梢长度和基部粗度随着贮藏湿度的升高,先升高后降低,新梢干枯率随着贮藏湿度的升高,先降低后提高。不同贮藏湿度处理中,60%的苗木栽植成活率、新梢长度和基部粗度最高,新梢干枯率最低,分别为92.42%、40.00 cm、28.31 mm和4.18%。

青海云杉苗木不同贮藏湿度处理与对照(CK)常规假植处理相比较均提高了枝条和叶片相对含水量,栽植后均提高了栽植成活率、新梢长度和基部粗度,降低了新梢干枯率。在不同指标的影响中,对新梢干枯率的影响最大,不同贮藏湿度40%、50%、60%、70%、80%的新梢干枯率较对照(CK)分别降低了91.40%、93.01%、95.66%、93.46%和91.84%,差异均达到显著水平(P<0.05)。

表2 不同贮藏湿度的苗木含水量和生长量

2.3 不同贮藏周期对苗木含水量和生长量的影响

表3所示,在相同贮藏温度和贮藏湿度条件下,青海云杉苗木土球、枝条和叶片相对含水量随着贮藏周期的延长而降低。苗木栽植后,成活率、新梢长度和基部粗度随着贮藏周期的延长而降低,新梢干枯率随着贮藏周期的延长而降低。不同贮藏周期处理中,30 d的苗木栽植成活率、新梢长度和基部粗度最高,新梢干枯率最低,分别为96.22%、44.09 cm、32.01 mm和2.80%。

青海云杉苗木不同贮藏周期处理与对照(CK)常规假植处理相比较均提高了枝条和叶片相对含水量,苗木栽植后均提高了栽植成活率、新梢长度和基部粗度,降低了新梢干枯率。在不同指标的影响中,对新梢干枯率的影响最大,不同贮藏周期30 d、60 d、90 d、120 d、150 d的新梢干枯率较对照(CK)分别降低了97.10%、96.87%、95.66%、93.08%和92.54%,差异均达到显著水平(P<0.05)。

表3 不同贮藏周期的苗木含水量和生长量

3 结论与讨论

低温保湿贮藏技术可降低鲜活农产品呼吸速率和蒸腾作用,可有效延长保鲜期和维持一定的品质,已在果蔬保鲜中成功应用,为调剂和保障果蔬周年供应发挥了重要作用[11]。本试验中青海云杉在一定程度上也是鲜活植物,利用低温保湿技术贮藏后,相对常温常湿假植保存均降低了枝、叶水分蒸发量,提高了栽植成活率和生长量,降低了新梢干枯率,在延长造林期和提高造林质量方面具有一定的应用前景。

植物在漫长的进化过程中,形成了一套完整的保护性来度过不良环境或季节,冬季休眠是植物对低温环境的一种适应过程,休眠期植物的某些器官或整株处于生长缓慢或者暂停状态,冬季结束,气温回升到一定阈值时,休眠结束,植物开始萌芽生长。在植物休眠结束前,人为创造一定的低温条件可延长休眠期[12]。青海云杉生长在高海拔冷凉地区,冬季有休眠特性。本试验在青海云杉结束休眠前进行冷藏处理延长了休眠期,推迟了发芽期。温度、湿度和气体成分调控是贮藏保鲜最主要影响因子[13]。低温可降低呼吸作用酶活性,从而降低呼吸速率,减少有机质消耗。高湿可降低枝、叶水分蒸腾,防止枝、叶失水萎蔫。高CO2或N2可降低O2含量比例,抑制有氧呼吸[14]。但贮藏保鲜温度不是越低越好,湿度不是越高越好。在青海云杉苗木低温保湿贮藏中也观察到过低的温度会导致苗木栽植后,解除休眠周期延长,发芽迟缓,发芽不整齐,缩短了苗木生长周期。过高的湿度也会导致苗木枝、叶滋生霉菌,栽植后降低成活率和生长量。本试验中青海云杉苗木在2 ℃低温、60%湿度、30 d周期条件下贮藏综合效果最佳,可能说明了这一点。

在苗木的移栽过程中先生根,后发芽有利于提高成活率和生长量[15]。青海云杉苗木常规假植保存虽也能提高土球含水量,但在气温回升后,苗木在假植地萌芽抽梢,消耗大量的营养物质,移栽后,苗木瞬时失水,抽生的新梢干枯死亡,成活率降低。青海云杉每年只有一次生长高峰期[16]。常规假植苗木移栽后因当年新梢死亡,生长量归零,次年顶芽萌发新梢能力减弱,只能由侧芽萌生新梢,新梢生长量降低。青海云杉低温保湿贮藏延长了休眠期,移栽后先生根后发芽,相对常规假植保存提高了移栽成活率和生长量。

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