3種造林樹種輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器苗造林效果分析1)

袁冬明 林 磊 嚴(yán)春風(fēng) 吳 穎 曹立光

(浙江省寧波市鄞州區(qū)林業(yè)技術(shù)管理服務(wù)站，寧波，315100)

劉青華 周志春

(中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所)

近年來，隨著我國生態(tài)公益林工程、沿海防護林工程、平原綠化工程和闊葉林發(fā)展工程等一系列重點林業(yè)生態(tài)工程的大力實施，對林木種苗提出了更高的要求。然而傳統(tǒng)的裸根苗造林方式因其用種量大、育苗周期長、造林季節(jié)短、造林成活率低、緩苗期較長等諸多缺點難以滿足現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展的需求。容器苗造林是先進的造林方式，容器苗具有造林技術(shù)要求不高，造林時間不受季節(jié)限制，造林成活率高等優(yōu)點［1-3］。國外研究結(jié)果表明，容器苗造林相對于裸根苗造林的優(yōu)勢主要是在立地條件較差的困難地上造林時，對土壤水分、養(yǎng)分虧缺等環(huán)境脅迫具有更強的適應(yīng)性［4］。如 Renou等［5］研究表明，在立地條件較差的泥炭地上樺樹(Betula spp.)容器苗造林成活率和生長量顯著高于裸根苗造林。Luoranen等［6］對垂枝樺(B.pendula)研究發(fā)現(xiàn)，利用容器苗造林可將造林時間推遲到苗木根系生長最旺盛的7月中旬。目前，國內(nèi)關(guān)于容器苗造林技術(shù)研究的報道較多，主要就馬尾松(Pinus massoniana)［7］、日本落葉松(Larix kaempferi)［8］、柏木(Cupressus funebris)［9］、油松 (P.taBulaeformis)［10］、油 茶 (Camellia oleifera)［11］、油杉(Keteleeria fortunei)［12］等樹種不同容器類型和規(guī)格的容器苗與裸根苗在造林成活率和苗木生長量等方面進行比較研究，然而就不同造林地類型和造林季節(jié)容器苗效果相關(guān)研究較少，僅見劉偉等［13］對不同立地條件下木荷(Schima superba)容器苗與裸根苗進行造林對比試驗研究，以及趙博等［14］對春季、雨季、秋季3個不同造林季節(jié)下山杏(Prunus armeniaca)容器苗造林技術(shù)進行了研究。輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器育苗造林是目前國內(nèi)廣泛推廣應(yīng)用的容器育苗技術(shù)，其利用來源廣泛、價格低廉的農(nóng)林廢棄物作為基質(zhì)主要原料，采用可降解的無紡布作為育苗容器，具有基質(zhì)結(jié)構(gòu)良好、苗木生根成活率高、育苗周期短、網(wǎng)袋容器空氣修根良好、促進多級側(cè)根生長、根系發(fā)達(dá)、育苗規(guī)格靈活、便于運輸、帶袋栽植成活率高、苗木根團完整等優(yōu)點，能有效降低造林成本，提高造林成效［15-16］。筆者選擇木荷、青岡(Cyclobalanopsis glauca)和濕地松(Pinus elliottii)3種造林樹種，針對不同造林地類型和條件，設(shè)置不同類型苗木和栽種時間的造林試驗，以系統(tǒng)評價輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器苗的造林效果，構(gòu)建輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器苗造林的優(yōu)化方案。

1 試驗地概況

分別在采伐跡地、生物防火林帶和林冠下3種造林地類型上開展不同類型苗木和栽種時間的造林試驗。采伐跡地和生物防火林帶造林試驗地設(shè)在寧波市鄞州區(qū)五鄉(xiāng)鎮(zhèn)天童林場雙峰林區(qū)，林冠下造林試驗地設(shè)在寧波市鄞州區(qū)橫街鎮(zhèn)芝溪岙村。采伐跡地造林地前茬為第1代杉木人工林，海拔35 m，西坡，坡度25°～30°，土壤為山地黃紅壤，土層厚度40～70 cm;生物防火林帶造林地前茬為第1代杉木人工林，海拔30 m，坡度 30°～45°，坡向東南，土壤為山地黃紅壤，土層厚度15～50 cm;林冠下造林地海拔60 m，坡度30°～50°，坡向東南，土壤為山地黃壤，原有林分為天然次生林，主要樹種為木荷、苦櫧(Castanopsis sclerophylla)、米櫧(C.carlesii)、石櫟(Lithocarpus glabra)等，林分密度2200株·hm-2，于2008年初進行撫育間伐，間伐后林分密度為1600株·hm-2，郁閉度0.6，林下草本灌木層主要有鐵芒萁(Dicranopteris linearis)、狗脊(Woodwardia japonica)以及禾本科雜草等，造林前對林地進行了劈灌割草清理。

2 材料與方法

試驗包括1年生和2年生苗木造林2部分，選用木荷、濕地松、青岡3個樹種作為供試對象，試驗所用輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器苗和裸根苗均來自浙江森源種苗中心。各樹種容器苗和裸根苗的培育時間相同，所用種子均來自浙江省林業(yè)種苗管理總站的相同種批，種子處理、催芽及育苗措施均為常規(guī)的育苗技術(shù)。1年生容器苗基質(zhì)配比為V(泥炭)∶V(木屑)∶V(谷殼)=7∶1∶2，緩釋復(fù)合肥施用量為1 kg·m-3;2年生容器苗基質(zhì)配比為V(泥炭)∶V(木屑)∶V(谷殼)=6∶2∶2，緩釋復(fù)合肥施用量為2 kg·m-3。1年生苗木容器規(guī)格為4.5 cm×10 cm，2年生苗木容器規(guī)格為15 cm×15 cm。

分別于2008年2月、5月和9月進行采伐跡地造林試驗，林冠下造林試驗于2009年2月進行，生物防火林帶造林則分別于2009年2月和5月進行。試驗均按完全隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，株行距2 m×2 m，塊狀整地，穴規(guī)40 cm×40 cm×30 cm，小區(qū)面積900 m2。不同樹種所選相同苗齡的容器苗和裸根苗規(guī)格基本一致。

各試驗分別于造林當(dāng)年進行造林成活率的調(diào)查，2010年11月底對各造林試驗進行造林保存率及樹高、地徑、當(dāng)年抽梢長等全林生長量調(diào)查。對于2008年營造的采伐跡地造林對比試驗林，各小區(qū)挖取2株平均樣株，將其分成根、莖、枝、葉4部分，經(jīng)105℃殺青30 min，80℃烘干至恒質(zhì)量，測定各部分的干物質(zhì)質(zhì)量，并計算根冠比。以單株測定值為單元，利用SAS軟件包中的GLM程序進行性狀方差分析，并用LSD法進行多重比較，以檢驗不同處理對林木生長影響的顯著性，方差分析時造林成活率和保存率數(shù)據(jù)經(jīng)反正弦轉(zhuǎn)換。

3 結(jié)果與分析

3.1 采伐跡地上3樹種輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器苗造林成效

表1方差分析表明，利用容器苗可顯著地提高采伐跡地的造林成活率。在1年生苗木的造林試驗中，木荷、青岡和濕地松容器苗的造林成活率依栽種時間的不同(2月、5月和9月)分別較裸根苗造林高出35.6% ～74.1%，75.5% ～270.4%和 154.7% ～759.6%;在2年生苗春季造林試驗中，3樹種容器苗的造林成活率分別較裸根苗造林高出29.8%、32.0%和51.1%。3a后對造林地塊的保存率調(diào)查結(jié)果表明(表1)，不同造林時間木荷、青岡、濕地松1年生容器苗造林保存率分別較裸根苗造林高39.8% ～89.1%，90.2% ～394.6% 和 215.6% ～1421.8%;2年生容器苗春季造林保存率分別較裸根苗造林高35.3%、39.0%和63.1%。不同苗齡各樹種容器苗在不同造林時間的造林成活率和保存率均明顯優(yōu)于裸根苗，這說明容器苗造林能顯著提高造林成效，并有效延長造林時間。

比較分析表明，造林時間對各樹種1年生容器苗的造林成活率和保存率影響不顯著，均達(dá)到造林合格率水平，說明輕基質(zhì)容器苗能實現(xiàn)周年造林。然而各樹種1年生裸根苗在不同時間造林的成活率和保存率差異很大。各樹種1年生裸根苗在5月和9月造林的成活率和保存率均顯著低于2月造林，且不同時間裸根苗的造林成活率均未達(dá)到造林合格率，說明其受造林季節(jié)限制明顯。這一結(jié)果說明容器苗比裸根苗更能適應(yīng)不同造林季節(jié)條件下的氣候、土壤、水分等環(huán)境因子。

表1 采伐跡地上3樹種容器苗和裸根苗不同栽種時間造林成活率和保存率

方差分析表明(表2)，除利用木荷和青岡1年生容器苗和裸根苗于9月分栽種后第3年的抽梢長差異不顯著外，利用3樹種1～2年生容器苗造林的生長量(包括樹高、地徑、當(dāng)年抽梢長和干物質(zhì)質(zhì)量等)皆顯著地高于裸根苗造林，而兩者的根冠比則無明顯差異。利用1年生容器苗造林后第3年，3樹種的平均干物質(zhì)質(zhì)量比裸根苗分別高出38.9% ～42.0%、22.7% ～43.1%和 33.5% ～50.0%，利用 2年生容器苗造林則分別較裸根苗高出27.5%、33.9%和25.4%。各樹種不同苗齡的容器苗造林后生長表現(xiàn)均明顯優(yōu)于裸根苗造林，這是由于容器苗造林保證了苗木生長發(fā)育所需的水分和養(yǎng)分，縮短了苗木緩苗期，促進了根系生長及對水分和養(yǎng)分的吸收利用，從而加速了幼林生長。

3.2 林冠下木荷和青岡輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器苗造林成效分析

表3方差分析結(jié)果表明，利用木荷和青岡1～2年生容器苗于2月進行林冠下造林更新時，其造林成效皆顯著優(yōu)于裸根苗造林。如1年生春季造林試驗中，木荷容器苗造林成活率和保存率分別較裸根苗高出27.6%和32.8%，青岡容器苗造林成活率和保存率則分別較裸根苗高出31.7%和36.1%;2年生春季造林試驗中，木荷容器苗造林成活率和保存率分別較裸根苗高出28.1%和29.0%，青岡容器苗造林成活率和保存率則分別較裸根苗高出30.6%和36.0%。從苗木生長量來看，2個樹種不同苗齡容器苗造林苗木生長均顯著優(yōu)于裸根苗造林，1年生木荷和青岡容器苗造林其樹高、地徑和當(dāng)年抽梢長分別比裸根苗高 25.4% ～41.0%和 22.0% ～54.5%，2年生木荷和青岡容器苗造林其樹高、地徑和當(dāng)年抽稍長分別比裸根苗高26.2% ～32.0%和22.2% ～44.8%。林冠下造林更新方式下容器苗較裸根苗具有更高的造林成活率、保存率和苗木生長量，其原因是林冠下造林地郁閉度較高，裸根苗造林后由于受到上層闊葉喬木的蔭蔽導(dǎo)致光照不足，從而降低了造林成活率和苗木生長量，而容器苗由于自身帶有營養(yǎng)基質(zhì)，儲存有一定量的水分和養(yǎng)分，苗木在短時間內(nèi)就能適應(yīng)新環(huán)境，為苗木的快速生長及迅速成林打下了良好基礎(chǔ)。

表2 采伐跡地上3樹種不同栽種時間容器苗和裸根苗生長情況

表3 林冠下造林不同類型苗木造林成效差異

3.3 木荷和青岡輕基質(zhì)容器苗用于生物防火林帶造林成效分析

方差分析結(jié)果表明(表4)，利用木荷和青岡1年生輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器苗分別于2月和5月營建生物防火林帶，其造林成效皆顯著優(yōu)于裸根苗造林。2樹種容器苗2月造林的成活率比裸根苗分別高出45.8% 和67.2% ，保存率分別高出49.2% 和67.7%;5月造林的成活率比裸根苗分別高出92.3%和280.4%，保存率分別高出120.7%和446.6%。在生長量方面，2樹種容器苗造林其苗高、地徑和當(dāng)年抽梢長等均顯著高于裸根苗造林，如木荷和青岡1年生容器苗2月造林其當(dāng)年抽梢長分別比裸根苗高出70.0%和77.8%，2樹種1年生容器苗5月造林其當(dāng)年抽梢長分別比裸根苗高出86.7%和64.3%。比較分析表明(表4)，造林時間對生物防火林帶造林中各樹種1年生容器苗造林成活率和保存率的影響并不顯著，而各樹種1年生裸根苗2月造林的成活率和保存率均顯著高于5月造林，這與本研究采伐跡地造林試驗中所得出的結(jié)論一致，說明與裸根苗造林明顯受造林季節(jié)限制不同，輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器苗能適應(yīng)不同造林季節(jié)條件，實現(xiàn)周年造林，有利于生物防火林帶快速成林，發(fā)揮防火效果。

表4 生物防火林帶不同造林時間對各樹種不同類型苗木造林成效差異

3.4 不同類型苗木的造林成本

山區(qū)造林費用主要包括整地費、苗木費、運輸栽植費、補植費、撫育費和其他費用［17-18］。研究結(jié)果表明(表1、表4)，采伐跡地造林和生物防火林帶造林方式下，各樹種1年生容器苗不同造林時間造林成活率差異不顯著，且均達(dá)到造林合格率水平，而1年生裸根苗5月和9月造林成活率顯著低于2月造林，且不同時間裸根苗的造林成活率均未達(dá)到造林合格率。表5分別列出了各樹種不同苗齡容器苗和裸根苗2月造林成本的各項費用。比較分析發(fā)現(xiàn)，由于各樹種相同苗齡同一類型苗木各項造林費用一致，1年生和2年生容器苗的初植成本分別比裸根苗高出5.3%和7.5%。要達(dá)到容器苗造林成活率，各樹種裸根苗均需補植3次，1年生木荷、青岡和濕地松裸根苗造林各需補植苗木1063、1446、1782株·hm-2，2年生木荷、青岡、濕地松各需補植裸根苗776、908、1265 株·hm-2。因此，以容器苗造林成活率來計算造林成本，1年生各樹種容器苗的造林成本比裸根苗低10.3% ～18.4%，2年生各樹種容器苗比裸根苗低7.1% ～14.4%。由此可以得出，容器苗造林不僅能達(dá)到一次成林的效果，而且造林成本亦低于裸根苗造林。

表5 各樹種容器苗和裸根苗的造林成本

4 結(jié)論與討論

試驗研究發(fā)現(xiàn)，在采伐跡地、林冠下和生物防火林帶3種不同造林地類型上，不同時間造林的木荷、青岡、濕地松1～2年生容器苗其苗高、地徑、當(dāng)年抽稍長和干物質(zhì)質(zhì)量等生長性狀及造林成活率和保存率等均顯著高于裸根苗造林。容器苗造林由于減少了苗木在運輸和栽植過程中的水分蒸發(fā)，縮短了植苗后苗木的緩苗期，降低了苗木對造林環(huán)境的依賴性［9］，加之容器苗根系發(fā)達(dá)，根系經(jīng)空氣切根后能形成粗壯愈合組織，接觸土壤后能爆發(fā)性生根［13］，能更好地吸收土壤中的養(yǎng)分和水分，促進幼齡期樹木生長，而裸根苗造林后其2/3以上的枝葉會脫落［17］，具有明顯的緩苗期，因此容器苗造林成效明顯優(yōu)于裸根苗直接造林。

趙博等［14］對山杏容器苗造林試驗的研究表明，容器苗造林不受季節(jié)限制，在春、雨、秋3季造林均能獲得較高的造林成活率。對采伐跡地和生物防火林帶造林地類型上不同造林時間容器苗和裸根苗造林成效方差分析結(jié)果表明，造林時間對各樹種1年生容器苗在造林后其造林成活率和保存率的影響并不顯著，而各樹種1年生裸根苗在不同造林時間造林的成活率和保存率均存在顯著差異。容器苗在2月、5月和9月不同時間造林，其造林成活率均達(dá)到造林合格率，能實現(xiàn)周年造林，而裸根苗造林其5月和9月造林成活率和保存率顯著低于2月造林，受季節(jié)限制明顯。在高溫缺水的生長季節(jié)，容器苗基質(zhì)毛細(xì)管孔中存有的大量水分可供植物利用，所以即使容器體外的環(huán)境比較干旱，苗木也能保持成活，而裸根苗卻會因缺水死亡［19］。

利用容器苗在立地條件差異較大的不同造林地類型上造林均能取得良好的造林成效，而裸根苗在不同的立地條件下的造林成效差異顯著，這與劉偉等［13］對對不同立地條件下木荷容器苗與裸根苗造林對比試驗研究報道一致。如，青岡1年生裸根苗在立地條件較差的生物防火林帶上的造林成活率比采伐跡地和林冠下造林成活率分別低19.0%和21.8%，而其容器苗生物防火林帶造林成活率僅比其余2種造林地類型低5.5%和0.8%。由于容器苗自身帶有營養(yǎng)基質(zhì)，儲存有一定量的水分和養(yǎng)分，具有良好的保水性能，根系發(fā)達(dá)，苗木在短時間內(nèi)就能適應(yīng)新生環(huán)境甚至惡劣的環(huán)境，所以容器苗能適應(yīng)不同的立地條件，而裸根苗對造林地立地條件依賴性強，在較差的立地條件下，其水、肥狀況難以保證苗木成活和生長所需，造林效果差。

容器苗造林成活率高，造林后一般不需補苗，造林成本低，林相整齊［13］。容器苗造林從造林成活率和造林后的生長表現(xiàn)來看，均明顯優(yōu)于裸根苗。在造林成本分析上，以容器苗造林成活率來計算造林成本，1年生各樹種容器苗2月造林成本比裸根苗低10.3% ～18.4%，2年生各樹種容器苗比裸根苗低7.1% ～14.4%。容器苗造林的成本低于裸根苗，但生長卻遠(yuǎn)優(yōu)于裸根苗造林，這就為該技術(shù)的推廣應(yīng)用在經(jīng)濟效益上提供了可能性。此外，采用容器苗造林，林分提早1～2a郁閉，通常可減少撫育次數(shù)亦可降低造林成本;林相從幼林期就比較整齊，防護效果較好，生態(tài)效益顯著［13，18］。裸根苗補植時不僅要增加造林成本，而且難以把握造林時機，且從幼林開始其林相就不整齊，防護效果較差。

［1］錢輝明.樹木容器育苗［M］.北京:中國林業(yè)出版社，1982.

［2］劉勇.我國苗木培育理論與技術(shù)進展［J］.世界林業(yè)研究，2000，13(5):43-49.

［3］Landis D，Tinus R W，McDonald S E，et al.Container tree nursery manuals.Vol.2:containers and growing media［M］//Nisley R G.Agricultural handbook No.674.Washington:USDA Forest Service，1990:88.

［4］Mohammed G H，McLeod M，Menes P A，et al.A comparison of bareroot and container stock［M］//Wagner R G，Colombo S J.Regenerating the Canadian forest:principles and practices for Ontario.Fitzhenry ＆ Whiteside:Markham，Ontario，2001:343-348.

［5］Renou F，Scallan ǘ，Keane M，et al.Early performance of native birch(Betula spp.)planted on cutaway peatlands:influence of species，stock types and seedlings size［J］.Eur J Forest Res，2007，126:545-554.

［6］Luoranen J，Rikala R，Smolander H.Root egress and field performance of actively growing Betula pendula container seedlings［J］.Scand J Forest Res，2003，18:133-144.

［7］陳輝，洪偉，林光先，等.馬尾松輕型基質(zhì)容器苗造林初效的研究［J］.福建林學(xué)院學(xué)報，1999，19(2):105-109.

［8］徐成立.日本落葉松容器苗造林研究［J］.河北林果研究，2010，25(2):157-159.

［9］彭學(xué)林，趙德縉.柏木容器苗造林成效試驗［J］.湖北林業(yè)科技，2008(1):19-22.

［10］張廣宏.油松容器苗與裸根苗造林效果調(diào)查分析［J］.陜西林業(yè)科技，2008(1):67-69.

［11］江澤鵬，張乃燕，陳國臣，等.油茶容器苗與裸根苗造林效果分析［J］.廣西林業(yè)科學(xué)，2009，38(1):52-54.

［12］張紀(jì)卯.油杉不同苗木造林試驗［J］.福建林學(xué)院學(xué)報，1999，19(1):73-76.

［13］劉偉，周善松，張先祥，等.不同立地條件下木荷容器苗與裸根苗造林對比試驗［J］.浙江林學(xué)院學(xué)報，2009，26(6):829-834.

［14］趙博，王洪舉，賈雪松，等.山杏容器苗造林試驗初報［J］.吉林林業(yè)科技，2008，37(2):36-38.

［15］許洋，許傳森.主要造林樹種網(wǎng)袋容器育苗輕基質(zhì)技術(shù)［J］.林業(yè)實用技術(shù)，2006(10):38-39.

［16］李建剛.淺談網(wǎng)袋育苗技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.山西林業(yè)，2006(6):14-15.

［17］王月海，房用，史少軍，等.平衡根系無紡布容器苗造林試驗［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，36(1):14-15，38.

［18］董振成，王月海，周生輝，等.側(cè)柏平衡根系無紡布容器苗與塑料袋容器苗造林對比試驗［J］.山東林業(yè)科技，2006(3):35-36.

［19］侯元兆.現(xiàn)代林業(yè)育苗的理念與技術(shù)［J］.世界林業(yè)研究，2007，20(4):24-29.