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造林技术对樟子松幼林生长的影响研究

2022-12-22李小伦

绿色科技 2022年21期
关键词:幼林樟子松露地

邹 妍,李小伦

(1.陕西省定边县长城林场,陕西 榆林 718699;2.陕西省子洲县林木种苗推广站,陕西 榆林 718699)

1 引言

樟子松(PinussylvestrisL. var. mongholicaLitv.),是松科松属常绿乔木[1]。其林木生长较快,材质好,适应性强,是速生用材、防护绿化和水土保持优良树种[2]。樟子松具有抗寒耐寒、耐贫瘠的优点,因此成为陕北荒漠化地区防风固沙、绿化造林的先锋树种[3]。榆林市地处黄土高原和毛乌素沙地交界处,这里生态环境恶劣,降雨量少且分布不匀,灾害性天气频发,给当地人们的生活和生产带来很多不便。因此,防风固沙、育苗治沙成为当地生态改良的重要工作[4]。

樟子松造林作为当地主要推广的树种,还应结合当地生态环境特点进行技术的配套[5],不同育苗类型和造林密度是影响樟子松造林成功的重要因素[6],育苗类型和造林成功有紧密的关系,露地育苗具有流程简洁、成本相对低的特点,但是也存在造林季节性要求高、苗木出圃率低等不利因素[7]。近年来,容器苗发展迅速,成为主要的育苗方式[8]。研究表明,造林密度对林木结构和功能产生影响,在造林过程中,密度过大,容易出现过早郁闭,个体间对空间、养分、光照资源的争夺剧烈,导致个体生长发育缓慢[9]。而密度过低浪费光、温、水等资源,且不能发挥防风固沙的作用,不能实现生态经济效益[10]。因此,本文设置2种育苗方式和3个造林密度,研究樟子松幼林的生长状况,为樟子松的高效造林和榆林地区防风固沙提供参考。

2 材料与方法

2.1 试验地点及材料

试验于2019年在陕西省榆林市进行,该地属温带半干旱大陆性季风气候,四季分明,年平均日照时数2593.5~2914.4 h,年平均气温10℃,平均降水400 mm,无霜期较短,为150 d左右。试验材料选用2年生的容器苗和露地苗,容器育苗配置营养土装入营养袋中,播种前在高温下进行催芽处理,然后在容器袋内挖深约 5 cm 的播种坑,每个坑播种 5~6 粒然后在种子上方覆盖1层沙子,并及时喷水保湿。幼苗出土后及时防治病虫害。露地播种育苗选择土壤肥力较好的沙质土壤,先铺1层厚约5 cm的黄土,然后施入有机肥,约15 kg/m2,与耕作层拌均匀,漫灌1次。将消毒层积处理后的种子进行催芽,催芽7 d后进行播种育苗。育苗期间进行正常的水肥管理。

2.2 试验设计

试验设计2种育苗方式,分别为容器育苗(W1)和露地育苗(W2),设置3个造林密度,分别为:8000株/hm2(M1),12000株/hm2(M2),16000株/hm2(M3),各处理在9月下旬进行造林,2020年4月下旬选择地势平坦退化草地作为造林地,采用带状方式整地。每个处理设置林地800 m2,各处理设置的样地海拔、坡度相近,2021年6月份对林地进行调查各指标。

2.3 指标调查

2.3.1 幼树形态特征的调查

试验结束后,每个处理选取10株樟子松植株,分别用卷尺测量树高、游标卡尺测定地径、东西和南北方向测定冠幅取平均值。

2.3.2 幼树生物量的测定

然后将测定植株连根挖出,用清水冲洗干净根系表面泥土,将叶片、枝干、根系分别剪开,放入烘箱在105 ℃下杀青30 min,然后在80 ℃下烘干至恒重。

2.3.3 光合参数的测定

在2021年6月份,选择晴朗天气条件下的8:30~ 11:30,使用 Li-6400 便携式光合测定系统(LI-COR,Inc,USA)测定中上部樟子松叶片的净光合速率(Pn),气孔导度(Cr)、蒸腾速率(Tr)和胞间二氧化碳浓度(Ci)光合参数。

2.4 数据统计与分析

使用Excel 2010进行数据整理和绘图,用SPSS24.0进行单因素方差分析和LSD多重比较。

3 结果与分析

3.1 造林技术对樟子松幼林植株生长的影响

由表1可知,不同造林技术组合对樟子松幼林植株生长影响不同。其中容器苗株高随造林密度的增加呈逐渐升高的趋势,露地苗造林也随造林密度的增加呈逐渐升高的趋势,在同一造林密度下,容器苗的株高显著高于露地苗,各处理表现为W1M3>W1M2>W2M3>W1M1>W2M2>W2M1,露地苗在高密度下株高高于容器苗低密度种植。容器苗和露地苗地径均随造林密度的增加呈逐渐升高的趋势,各处理表现为W1M3>W2M3>W1M2>W2M2>W1M1>W2M1,露地苗在高密度下地径大于容器苗低密度和中密度种植。容器苗冠幅随造林密度的增加呈先降低后增加的趋势,表现为W1M1>W1M3>W1M2,露地苗冠幅随造林密度的增加呈先降低后增加的趋势,表现为W2M3>W2M1>W2M2,露地苗在低密度和高密度下冠幅大于容器苗中密度种植。

表1 造林技术下樟子松幼林植株生长状况 cm

3.2 造林技术对樟子松幼林植株生物量的影响

由表2可知,不同造林技术组合对樟子松幼林植株生物量有显著的影响。其中容器苗和露地苗叶片生物量随造林密度的增加呈逐渐升高的趋势,在同一造林密度下,容器苗的叶片生物量显著高于露地苗,各处理表现为W1M3>W1M2>W2M3>W2M2>W1M1>W2M1,露地苗在高密度和中密度下叶片生物量高于容器苗低密度种植。容器苗和露地苗枝生物量均随造林密度的增加呈先升高后降低的趋势,各处理表现为W1M2>W1M3>W1M1>W2M2>W2M3>W2M1,露地苗在高密度下枝生物量大于容器苗低密度种植。干生物量随造林密度的增加逐渐增加的趋势,各处理表现为W1M3>W1M2>W2M3>W1M1>W2M2>W2M1,露地苗在高密度下干生物量大于容器苗低密度种植。根系生物量均随造林密度的增加呈先升高后降低的趋势,在容器苗处理下表现为W1M2>W1M3>W1M1,在露地苗苗处理下表现为W2M2>W2M3>W2M1,在同一密度处理下,容器苗的叶片、干、枝和根系生物量高于露地苗。

表2 造林技术下樟子松幼林植株生物量 g/株

3.3 造林技术对樟子松幼林植株光合参数的影响

由表3可知,不同造林技术组合对樟子松幼林植株光合参数有显著的影响。其中容器苗和露地苗净光合速率随造林密度的增加呈先升高后降低的趋势,均是在密度为12000株/hm2时最高,在同一造林密度下,容器苗的净光合速率显著高于露地苗,各处理表现为W1M2>W1M3>W2M1>W2M2>W1M3>W2M1。容器苗和露地苗气孔导度均随造林密度的增加呈先升高后降低的趋势,各处理表现为W1M2>W1M3>W1M1>W2M2>W2M3>W2M1,露地苗在高密度下气孔导度大于容器苗低密度种植。胞间二氧化碳浓度随造林密度的增加呈先降低后升高的趋势,各处理表现为W2M1>W1M1>W2M3>W1M3>W2M2>W1M2,露地苗的胞间二氧化碳浓度在同一密度下高于容器苗。蒸腾速率均随造林密度的增加呈先升高后降低的趋势,在容器苗处理下表现为W1M2>W1M3>W1M1,在露地苗苗处理下表现为W2M2>W2M3>W2M1,在同一密度处理下,容器苗的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率高于露地苗。

表3 造林技术下樟子松幼林植株光合参数

4 讨论

造林受到多种因素的影响,研究表明,苗木种类、立地条件、管理措施都和造林密切相关[11]。不同育苗措施由于受到养分、光温水等环境的影响[12,13],因此,对养分的吸收、光合能力等方面存在差异。造林密度是影响林木生长的关键因素[14],一般认为林木生长会受到密度的制约,因为个体生长的过程也是对地上光照和地下水分、养分资源竞争的过程[14]。一方面,密度决定植株养分吸收分配、树冠大小[15],此外,种植密度还会影响凋落物生物量及分解速率,从而间接影响苗木生长[16]。本研究表明,株高、地径随密度的增加呈逐渐增加的趋势,冠幅随密度的增加呈先升高后降低的趋势,因此不同密度对樟子松生长影响不同,中等密度时冠幅最大,可能是由于高密度光照以及水分等的竞争加剧,抑制了林木树冠的生长[17]。而在同一密度下,容器苗的长势较露地苗好,说明容器苗抗性强于露地苗,对提高苗木造林成活率有重要意义。生物量是决定植株生长好坏的关键因素,是评价林木生产力的指标之一[18],研究表明,当造林密度超过一定限值时,地上的空间资源以及周边的环境资源急剧短缺[19],在有限的地下环境条件与资源限制内植物个体竞争激烈[20],因此更多的生物量分配于地下器官。本研究表明,随密度的增加,干生物量和叶生物量逐渐增加,根系和枝生物量先升高后降低的趋势,说明密度过大,植株的生物量转运发生变化,向根系和枝条转运增加,说明密度能够改善生物量的分配和转运。

光合作用决定作物物质积累,叶片是植物进行光合作用的最主要器官,其光合作用为植物的生长提供了大部分能量。本研究结果表明,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率随密度的增加呈先升高后降低的趋势,主要可能是由于低密度下,由于郁闭度较低,土壤水分蒸发量较大,对水分的利用率较低,导致光合作用较低,而在高密度下,由于密度过大,下部叶片光辐射截获量较低,多光能的利用率较低,而在12000株/hm2时,植株间能够较好地协调光能和水温等条件的利用率,从而有利于光合作用的增加。容器苗的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率高于露地苗。可能是由于在移栽过程中容器苗根系保存较好,有利于根系对养分水分的吸收,为光合作用提供充足的物质条件。

5 结论

选用容器苗和露地苗2个育苗方式,设置8000株/hm2、12000株/hm2、16000株/hm23个造林密度,研究樟子松幼林生长,结果表明,同一密度处理下,容器苗长势和生物量均高于露地苗。随密度的增加,株高、地径、干生物量和叶生物量逐渐增加,冠幅、根系和枝生物量先升高后降低的趋势,总体比较,在用容器苗,造林密度为12000株/hm2时植株地上部长势和地下分配协调,有利于林木的成材。

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