黃土丘陵溝壑區(qū)刺槐燃料型能源樹(shù)種造林試驗(yàn)初報(bào)1)

何彥峰,彭祚登,馬履一

(1.甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅 天水 741020;2.北京林業(yè)大學(xué)省部共建森林培育與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)

刺槐(Robinia pseudoacaciaL.)屬蝶形花科刺槐屬落葉喬木,具有根系發(fā)達(dá)、耐干旱瘠薄、生長(zhǎng)迅速、萌芽力強(qiáng)、易于更新、燃燒值高等優(yōu)點(diǎn)[1],是我國(guó)北方地區(qū)優(yōu)良的水土保持和極具開(kāi)發(fā)價(jià)值的飼料、能源樹(shù)種。刺槐家系品種較多,各品種間在材積生長(zhǎng)量、生物量、抗旱性、耐澇性、葉片粗蛋白含量方面?zhèn)€體之間差異顯著[2]。因此篩選適合我國(guó)黃土丘陵溝壑區(qū)生長(zhǎng)的刺槐能源樹(shù)種,大力發(fā)展燃料型能源林,對(duì)于緩解我國(guó)西部地區(qū)能源壓力、改善生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本研究以當(dāng)?shù)仄胀ù袒?、香花槐及引種品種四倍體刺槐和速生槐為造林樹(shù)種,通過(guò)不同留茬高度對(duì)4個(gè)刺槐品種生長(zhǎng)影響的對(duì)比研究,以期篩選出適宜黃土丘陵溝壑區(qū)栽培的刺槐樹(shù)種進(jìn)行推廣種植。為當(dāng)?shù)啬酥廖覈?guó)西部地區(qū)選擇優(yōu)良的刺槐樹(shù)種提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于甘肅省天水市秦州區(qū)中梁林業(yè)站(E105°42′,N34°36′),海拔 1180 ～1290 m 。土壤為黃綿土,pH 7.8。本區(qū)屬于暖溫帶濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)氣候區(qū),多年平均降水量 531.00 mm,多集中在 7、8、9月,年蒸發(fā)量1290.5 mm,濕潤(rùn)度0.41;無(wú)霜期185 d,四季分明。年平均氣溫10.7℃,≥10℃積溫3359.5℃,極端最高氣溫38.3℃,極端最低氣溫-18.2℃[4]。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選用4個(gè)刺槐品種,即:普通刺槐、香花槐、四倍體刺槐和速生槐,均為1年生實(shí)生苗,其中四倍體刺槐和速生槐引自河南洛寧,香花槐與普通刺槐取自當(dāng)?shù)厍刂輩^(qū)四十里鋪苗圃。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試的4個(gè)試驗(yàn)品種,每個(gè)品種分別設(shè)3種處理,A:距地面0 cm留茬;B:距地面10 cm留茬;C:距地面20 cm留茬[3]。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),每區(qū)組安排12個(gè)小區(qū)(面積:5m×8m=40 m2),種植密度為1 m×1 m,每小區(qū)種植4行,每行長(zhǎng)8m(含隔離行),小區(qū)兩端加2 m的保護(hù)行,區(qū)組長(zhǎng)邊與等高線(xiàn)平行,小區(qū)長(zhǎng)邊與等高線(xiàn)垂直,每個(gè)試驗(yàn)組合隨機(jī)安排到區(qū)組內(nèi)的小區(qū)內(nèi)[4]。

2.3 造林與苗期管理

試驗(yàn)均采用生長(zhǎng)健壯,根系發(fā)達(dá),地徑大于0.5 cm的一年生實(shí)生苗。2008年春季造林,普通刺槐與香花槐隨起隨造,四倍體刺槐與速生槐在清水中浸泡1晝夜后造林。采用穴狀定植方法,規(guī)格為0.5 m×0.5 m×0.5 m。苗木栽植時(shí)蘸泥漿,定植后按試驗(yàn)設(shè)計(jì)高度留茬并及時(shí)澆灌定根水。當(dāng)年撫育2次,第一次在5月份進(jìn)行,主要進(jìn)行澆水、松土、鋤草;第二次在7月份進(jìn)行,主要進(jìn)行松土、除草。刺槐在盛夏易受蚜蟲(chóng)危害,在蚜蟲(chóng)發(fā)生初期,噴40%樂(lè)果乳油1000～2000倍液防治。

2.4 調(diào)查項(xiàng)目與測(cè)定方法

2.4.1 形態(tài)指標(biāo)。8月初調(diào)查成活率;從5月開(kāi)始在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)抽取苗木5株,每隔30 d測(cè)量每株最大萌生枝苗高和地徑(苗高使用鋼卷尺測(cè)量,地徑使用游標(biāo)卡尺測(cè)量),10月中旬結(jié)束。當(dāng)年秋季落葉前,測(cè)定萌生枝數(shù)量,南北冠幅。

2.4.1 生物量測(cè)定。單株生物量測(cè)定采用平均標(biāo)準(zhǔn)木法。秋季落葉后在每個(gè)小區(qū)選出5株最接近平均株的苗木進(jìn)行地上生物量的測(cè)定(鮮重),然后取部分鮮重用烘箱在80℃下烘干折算出含水量,推算出整株干重。數(shù)據(jù)處理與方差分析采用SPSS軟件,多重比較采用LSD法[5]。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同品種物候期

物候期直接影響林木生長(zhǎng)周期的長(zhǎng)短,同時(shí)也反映了不同品種對(duì)試驗(yàn)地氣候的適應(yīng)能力。不同品種物候期觀(guān)察見(jiàn)表1(2008年各品種的物候觀(guān)察結(jié)果),由表1可以看出,不同品種的物候期在試驗(yàn)區(qū)差異不大。

表1 不同刺槐品種物候期 月.日

3.2 不同處理對(duì)成活率的影響

不同品種大田試驗(yàn)成活率調(diào)查見(jiàn)表2。由表2可以算出,不同留茬高度對(duì)各刺槐品種成活率影響不同,隨著留茬高度的增大,成活率都有不同提高,但提高幅度不同。對(duì)表2中數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明,不同品種與不同留茬高度對(duì)成活率(F值分別為:F品=75.251＊,F平=28.254＊)的影響達(dá)到顯著水平。經(jīng)多重比較,品種間普通刺槐、香花槐與四倍體刺槐和速生槐有顯著差異,而普通刺槐與香花槐,四倍體刺槐與速生槐間無(wú)差異;留茬高度0 cm與距地面10 cm、20 cm有顯著差異,而距地面 10 cm與20 cm無(wú)差異。由于普通刺槐和香花槐為當(dāng)?shù)卮袒?成活率均超過(guò)85%,達(dá)到和超過(guò)造林合格成活率標(biāo)準(zhǔn),與實(shí)際情況相符。而速生槐與四倍體刺槐相對(duì)成活率較低,均在70%～80%,僅從成活率這一指標(biāo)來(lái)看,四倍體刺槐與速生槐不很適應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳L(zhǎng)條件。分析這兩個(gè)樹(shù)種成活率低的原因,一方面是由于這兩個(gè)樹(shù)種為外來(lái)樹(shù)種,可能不適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件所致,另一方面是這兩個(gè)樹(shù)種在運(yùn)輸過(guò)程中失水嚴(yán)重,導(dǎo)致成活率較低,但從這兩樹(shù)種的生長(zhǎng)表現(xiàn)來(lái)看,筆者認(rèn)為,主要原因?yàn)楹笳摺?/p>

表2 不同品種刺槐成活率

3.3 不同處理對(duì)萌條生長(zhǎng)的影響

3.3.1 不同處理對(duì)萌條長(zhǎng)度的影響。各樹(shù)種不同留茬高度苗木的生長(zhǎng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)見(jiàn)3。

由表3可以看出,同一品種,留茬高度不同,萌條的長(zhǎng)度不同。普通刺槐平均萌枝長(zhǎng)190～287 cm,香花槐平均萌枝長(zhǎng)197～220 cm,四倍體刺槐平均萌枝長(zhǎng)167～209 cm,速生槐平均萌枝長(zhǎng)230～257 cm,對(duì)各樹(shù)種不同留茬高度萌枝長(zhǎng)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明,不同品種及不同留茬高度對(duì)萌枝長(zhǎng)(F值分別為:F品=6.198＊,F平=6.812＊)的影響達(dá)到顯著水平,多重比較表明(表4),普通刺槐、速生槐與香花槐、四倍體刺槐有顯著差異,而普通刺槐與速生槐無(wú)差異,香花槐與四倍體刺槐、速生槐無(wú)差異。留茬高度距地面0 cm與距地面10 cm、20 cm有顯著差異,而距地面10 cm與20 cm無(wú)差異。從各樹(shù)種萌枝長(zhǎng)的平均值來(lái)看,普通刺槐萌枝長(zhǎng)最大,其次為速生槐,最小的為四倍體刺槐,則留茬高度以10 cm為最佳。

表3 各樹(shù)種不同留茬高度苗木生長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)

表4 各樹(shù)種不同留茬高度苗木生長(zhǎng)多重比較

3.3.2 不同處理對(duì)萌條基徑的影響。由表3可知,同一品種,留茬高度不同,萌條的基徑不同。普通刺槐單株平均基徑為1.67～2.57 cm,最大為2.57 cm,速生槐次之,為2.01～2.34 cm,最大為2.34 cm,香花槐最小,為1.53～1.72 cm,最大為1.82 cm。對(duì)各樹(shù)種不同留茬高度平均基徑進(jìn)行方差分析表明,不同品種及不同留茬高度對(duì)平均基徑(F值分別為:F品=6.922＊,F平=8.682＊)的影響達(dá)到顯著水平,經(jīng)多重比較,與枝長(zhǎng)結(jié)論一致。

3.3.3 不同處理對(duì)萌枝數(shù)的影響。對(duì)刺槐進(jìn)行截干,目的是希望利用刺槐的萌蘗特性,促進(jìn)刺槐萌發(fā)出大量枝條,為能源利用提供最大限度的生物產(chǎn)量。由表3可以看出,不同品種,留茬高度不同,平均萌枝數(shù)量不同,普通刺槐單株平均萌枝數(shù)最多,最多為4.8條,速生槐次之,為4.6條,四倍體刺槐萌枝數(shù)最少,最多為3.4條。經(jīng)方差分析,不同品種及不同留茬高度對(duì)平均基徑(F值分別為:F品=15.720＊,F平=14.440＊)的影響達(dá)到顯著水平,經(jīng)多重比較,品種間普通刺槐、速生槐、香花槐與四倍體刺槐有顯著差異,而普通刺槐與速生槐、香花槐間無(wú)差異;留茬高度距地面0 cm與距地面10 cm、20 cm有顯著差異,而距地面10 cm與20 cm無(wú)差異。說(shuō)明除四倍體刺槐外,其余幾個(gè)品種均有較強(qiáng)的萌生能力。留茬高度對(duì)刺槐萌生數(shù)影響較大,這是由于北方春季干旱多風(fēng),如果留茬高度低,干上部芽因失水嚴(yán)重而枯死,從而影響枝條萌發(fā),但留茬高度并不是越高越好,當(dāng)留茬高度大于10 cm時(shí),萌枝數(shù)增加較少,與留茬10 cm差異不大。因此在生產(chǎn)中,刺槐留茬高度以10 cm為宜,與成活率、萌枝數(shù)、基徑結(jié)論相符。

3.3.4 不同處理對(duì)生物量的影響。對(duì)表3中單株生物量進(jìn)行方差分析表明,不同品種及不同留茬高度對(duì)單株生物量(F值分別為:F品=9.153＊,F平=7.953＊)的影響達(dá)到顯著水平,經(jīng)多重比較,與萌枝長(zhǎng)、基徑結(jié)論一致。由表中可以看出,一年生單株生物量隨著密度的減小而增大,這是由于隨著密度的減小,苗木營(yíng)養(yǎng)空間增大,苗木根系及樹(shù)冠有了較大的發(fā)展空間,使苗木質(zhì)量得以提高,與實(shí)際情況相符。

4 結(jié)論與討論

4.1 不同留茬高度對(duì)各刺槐品種的成活率、萌枝數(shù)、枝長(zhǎng)、基徑和單株平均生物量影響不同,在各供試品種中,留茬高度對(duì)苗木各生長(zhǎng)指標(biāo)的影響以普通刺槐為最大,速生槐次之,四倍體刺槐最小。同一品種不同留茬高度對(duì)成活率、萌枝數(shù)、枝長(zhǎng)、基徑和單株平均生物量的影響差異明顯,但具有一定的規(guī)律性,即隨著留茬高度的增加,成活率、萌枝數(shù)、枝長(zhǎng)、基徑和生物量呈現(xiàn)出增加的均勢(shì),而當(dāng)高度超過(guò)10 cm時(shí),增加趨勢(shì)明顯減小,與10 cm沒(méi)有差異,說(shuō)明刺槐進(jìn)行截干造林時(shí),留茬高度以10 cm為宜。

4.2 根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果,留茬后萌條的生長(zhǎng)狀況為:距地面20 cm留茬＞距地面10 cm留茬＞距地面0 cm留茬。但是留茬高度大于10 cm時(shí),苗木各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)雖有所增加,但不明顯。至于各樹(shù)種最佳留茬高度以多少為宜,有待于進(jìn)一步研究。

4.3 本試驗(yàn)僅針對(duì)3種不同留茬高度下,對(duì)供試的四個(gè)刺槐品種在成活率、萌枝數(shù)、枝長(zhǎng)、基徑和單株平均生物量進(jìn)行初步研究,由于受試驗(yàn)材料和試驗(yàn)條件的限制,試驗(yàn)結(jié)果可能具有一定的局限性,但為刺槐能源林的培育提供了一定的理論依據(jù)。

[1]蔡寶軍,劉軍朝,沈永存,等.北京石質(zhì)山地燃料型能源樹(shù)種刺槐無(wú)性系篩選[J].林業(yè)科技開(kāi)發(fā),2008,22(1):71-75.

[2]朱延林,張江濤,馮玉增,等.槐種質(zhì)(基因)資源評(píng)價(jià)及飼料型良種選育研究.河南省林業(yè)科學(xué)研究院,2006,12.

[3]侯志強(qiáng),彭祚登,關(guān)瑞芳,等.留茬高度對(duì)沙棗萌條生長(zhǎng)的影響[J].河北林果研究,2009,24(2):172-175.

[4]南京農(nóng)業(yè)大學(xué)主編.田間試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)方法[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1999.5:99-100.

[5]陳平雁主編.SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件應(yīng)用教程[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2005.