構(gòu)樹(shù)苗木切根和截頂對(duì)其造林后根系生長(zhǎng)的影響

張克麗，夏玉芳，楊怡之

（貴州大學(xué) 林學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025）

構(gòu)樹(shù)苗木切根和截頂對(duì)其造林后根系生長(zhǎng)的影響

張克麗，夏玉芳，楊怡之

（貴州大學(xué) 林學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025）

以構(gòu)樹(shù)實(shí)生苗為研究對(duì)象，分別徑級(jí)0.5～1.0、1.0～1.5和≥1.5 cm的苗木進(jìn)行留頂、截頂（地上部分留30 cm）和切根+截頂（留主根5 cm，地上部分留30 cm）3種處理。造林成活一年后調(diào)查每個(gè)處理根系生長(zhǎng)狀況，通過(guò)測(cè)定主根、一級(jí)側(cè)根、二級(jí)側(cè)根和須根（d≤1 mm）的生物量、累計(jì)長(zhǎng)度和表面積，研究其對(duì)根系生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明：徑級(jí)0.5～1.0 cm的苗木，留頂效果最好，根系總生物量、累計(jì)長(zhǎng)度以及表面積分別為71.3 g、758.1 cm、1371.2 cm2，其次是截頂處理，切根+截頂處理效果最差；徑級(jí)1.0～1.5 cm切根+截頂處理最好，根系總生物量、累計(jì)長(zhǎng)度以及表面積分別為111.1 g、988.4 cm、1 676.1 cm2，留頂次之，截頂最差；徑級(jí)≥1.5 cm的苗木，根系總生物量、累計(jì)長(zhǎng)度以及表面積分別為166.9 g、2 173.8 cm、4 160.9 cm2。綜上所述，構(gòu)樹(shù)造林苗木，在地徑≥1 cm時(shí)需進(jìn)行截頂（切根）處理；地徑1 cm以下，則無(wú)需進(jìn)行截頂或切根處理。

構(gòu)樹(shù)；切根；截頂；根系生長(zhǎng)

植物根系生長(zhǎng)與植物生存、生長(zhǎng)之間存在著密切的關(guān)系。一方面根系不斷的從土壤中獲得養(yǎng)分和水分，滿足植物生長(zhǎng)發(fā)育，另一方面根系又直接參與土壤中物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)兩大生態(tài)過(guò)程，對(duì)土壤的結(jié)構(gòu)改善、肥力的發(fā)展和土壤生產(chǎn)力的發(fā)揮起著重要的作用[1-2]。此外，樹(shù)木根系能加強(qiáng)土壤水土保持性能，有效發(fā)揮保土防蝕的作用[3-5]。吳彥等[6]研究發(fā)現(xiàn)，林木根系通過(guò)徑級(jí)＜1 mm須根的作用，可以提高土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的數(shù)量。近年來(lái)植被恢復(fù)造林時(shí)，為了提高造林成活率、林木生態(tài)適應(yīng)能力、降低成本等，切根和截頂技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。

構(gòu)樹(shù)Broussonetia papyrifera屬于?？茦?gòu)樹(shù)屬，全樹(shù)均有利用價(jià)值，其果、葉、皮和枝干在藥用、食用、造紙以及釀酒等方面[7-9]被廣泛應(yīng)用，發(fā)達(dá)的根系在防止水土流失方面發(fā)揮著重要作用。但其造林成活率低，生態(tài)效益未得到良好的發(fā)揮。本文選用貴州省貞豐縣構(gòu)樹(shù)造林實(shí)生苗，對(duì)其進(jìn)行切根、截頂處理，目的在于提高構(gòu)樹(shù)造林成活率，發(fā)揮其良好生態(tài)效益，研究不同處理構(gòu)樹(shù)幼樹(shù)主根、側(cè)根和須根的生物量、累計(jì)長(zhǎng)度以及表面積，了解不同處理對(duì)構(gòu)樹(shù)幼樹(shù)根系生長(zhǎng)的影響，并結(jié)合苗木根系對(duì)土壤結(jié)構(gòu)改善、加強(qiáng)土壤水土保持性能等功能，從而選擇出構(gòu)樹(shù)造林實(shí)生苗最佳的處理方式，為生產(chǎn)實(shí)踐提供可靠的技術(shù)體系和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣地基本情況

試驗(yàn)區(qū)位于貴州省貞豐縣，其地處云貴高原向廣西低山丘陵過(guò)渡的斜坡地帶，地勢(shì)由西北向東南呈階梯狀逐級(jí)下降，屬于貴州省的西南部，平均海拔1 145.4 m，屬中亞熱帶濕潤(rùn)氣候，年均氣溫16.6℃， 1月份平均氣溫4.5℃，7月份平均氣26.8℃，年均降水量1 531.6 mm。屬于堿性土壤，土層薄，25～30 cm之間，有機(jī)質(zhì)含量低，為2.9%～3.5%。

根系研究試材取自于1年生構(gòu)樹(shù)幼林，造林密度3 m×4 m，樣地面積667 m2，3個(gè)重復(fù)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 造林用苗木處理

對(duì)造林用構(gòu)樹(shù)實(shí)生苗徑級(jí)分別0.5～1.0、1.0～1.5、≥1.5 cm進(jìn)行處理。以下2種處理均以完好苗木（留頂）為對(duì)照。

（1）截頂處理

對(duì)3個(gè)不同徑級(jí)的構(gòu)樹(shù)實(shí)生苗，分別截頂，使苗木地上留高度30 cm，地下完好，并將截口用蠟密封，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。

（2）切根處理

把2小徑級(jí)實(shí)生苗主根留5 cm，地上部分留高度30 cm，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。

1.2.2 根系試材取樣

實(shí)驗(yàn)取樣時(shí)先對(duì)幼樹(shù)進(jìn)行每木檢尺，選擇標(biāo)準(zhǔn)株，采用全株挖去法，保證苗木根系完好。測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)株主根、側(cè)根和須根的生物量、累計(jì)長(zhǎng)度以及表面積。

表1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)?Table 1 Experimental design

2 結(jié)果與分析

本次實(shí)驗(yàn)各處理所選取的標(biāo)準(zhǔn)株基本情況見(jiàn)表2。

表2 實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)株基本情況Table 2 Basic situations of standard seedlings

2.1 根系生物量

林木根系的生物量占林分總生物量的10%～20%[10]，須根有巨大表面積，生理活性強(qiáng)，是樹(shù)木吸收水分和養(yǎng)分的主要器官；孫多[1]研究天然次生櫟林根系生物量結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)通過(guò)增加須根來(lái)提高自身在競(jìng)爭(zhēng)中的地位；李勇[4]研究油松發(fā)現(xiàn)≤1 mm的根系可改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤有機(jī)質(zhì)等；李樹(shù)戰(zhàn)等[11]研究發(fā)現(xiàn)細(xì)根生物量與土壤溫度呈指數(shù)相關(guān)，與土壤濕度呈線性相關(guān)。

從表3可知，徑級(jí)0.5～1.0 cm的實(shí)生苗，3個(gè)處理間不同根級(jí)根系生物量差異極顯著，D1A（留頂）處理效果最好，主根、側(cè)根和須根生物量分別是44.9、17.4、6.2、2.8 g，D1B（截頂）和D1C（切根+截頂）處理次之，說(shuō)明苗木太小造林不適合截頂或切根處理，截頂會(huì)影響其光合作用，切根阻礙了根系的吸收作用；徑級(jí)1.0～1.5 cm的實(shí)生苗，D2C（切根+截頂）處理有利于提高整個(gè)苗木的競(jìng)爭(zhēng)地位，須根量為4.8 g，與其他2個(gè)處理間差異顯著，D2B（截頂）處理最差，D2A（留頂）處理主根生物量最大，其他兩個(gè)處理通過(guò)切根主根生長(zhǎng)沒(méi)有趕上留根處理；徑級(jí)≥1.5 cm的實(shí)生苗，D3B（截頂）處理效果明顯，說(shuō)明截頂促進(jìn)該徑級(jí)苗木根系生長(zhǎng)。

表3 不同處理幼樹(shù)根系生物量Table 3 Biomass of seedling root system by different treatments g

2.2 根系累計(jì)長(zhǎng)度

苗木根系累計(jì)長(zhǎng)度反映了苗木生長(zhǎng)、競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)弱的狀況，一般情況下，苗木根系累計(jì)長(zhǎng)度越大，表明苗木吸收更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)[12]。從表4可知，徑級(jí)0.5～1.0 cm苗木，3個(gè)處理間不同根級(jí)根系累計(jì)長(zhǎng)度差異極顯著，D1A（留頂）處理效果最好，其值分別是143.1、304.1、192.2、118.7 cm，D1B（截頂）和D1C（切根+截頂）處理次之，說(shuō)明苗木太小造林不適合截頂或切根處理，截頂和切根會(huì)影響光合作用，減少有機(jī)物的積累，對(duì)根系生長(zhǎng)不利；徑級(jí)1.0～1.5 cm的苗木，D2C（切根+截頂）處理效果最好，除二級(jí)側(cè)根略小外，其他根系值都最大，差異性顯著，說(shuō)明切根+截頂促進(jìn)該徑級(jí)苗木根系生長(zhǎng)，其適應(yīng)性也強(qiáng)；徑級(jí)≥1.5 cm的苗木，D3B（截頂）處理優(yōu)勢(shì)很明顯，與D3A（留頂）處理差異顯著。

2.3 根系表面積

根系表面積是根系吸收水分和養(yǎng)分的一個(gè)重要參數(shù)，特別是細(xì)根的表面積含量在樹(shù)木生長(zhǎng)中其主要作用，根據(jù)其含量大小對(duì)相應(yīng)樹(shù)木進(jìn)行施肥撫育[13]。何功秀等[14]研究發(fā)現(xiàn)冬秋季榿木細(xì)根中養(yǎng)分含量與土壤中養(yǎng)分含量變化呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。從表5可知，徑級(jí)0.5 cm～1.0 cm的苗木，三個(gè)處理間不同根級(jí)根系表面積差異極顯著，D1A（留頂）處理主根表面積低于D1B（截頂）處理，其它根級(jí)表面積都最大， D1C（切根+截頂）處理最差，說(shuō)明該徑級(jí)截頂處理有利于主根表面積的增大，但不利于增大其它根級(jí)根系表面積和擴(kuò)大根系分布范圍；徑級(jí)1.0～1.5 cm的苗木，D2C（切根+截頂）處理主根表面積低于D2B（截頂）處理，其它根級(jí)表面積都最大，D2B（截頂）處理效果最差，各處理間差異性顯著，從根系表面積功能看，切根+截頂效果最好，更有利于擴(kuò)大整個(gè)根系的分布范圍；徑級(jí)≥1.5 cm的苗木，D3B（截頂）處理優(yōu)勢(shì)很明顯，所有根級(jí)表面積都最大，與D3A（留頂）處理差異顯著，說(shuō)明該徑級(jí)截頂處理更適合根系的生長(zhǎng)，從而也促進(jìn)整個(gè)苗木的生長(zhǎng)。

表4 不同處理幼樹(shù)根系累計(jì)長(zhǎng)度Table 4 Cumulative length of seedling root system by different treatments cm

表5 不同處理幼樹(shù)根系表面積Table 5 Surface aera of seedling root system by different treatments cm2

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié) 論

3.1.1 根系生物量

徑級(jí)0.5～1.0 cm的苗木，留頂處理最好，各根級(jí)生物量分別是44.9、17.4、6.2、2.8 g，截頂處理次之，截頂+切根處理最差；徑級(jí)1.0～1.5 cm的苗木，總體上切根+截頂處理效果好，其值分別是為67.8、31.2、7.3、4.8 g，留頂處理次之，截頂處理最差；徑級(jí)≥1.5 cm的苗木，截頂處理效果好，各根級(jí)生物量分別是105.2、97.6、35.6、9.0 g。

3.1.2 根系累計(jì)長(zhǎng)度

徑級(jí)0.5～1.0 cm的苗木，留頂效果最好，各根級(jí)值分別是143.1、304.1、192.2、118.7 cm，截頂處理次之，切根+截頂處理最差；徑級(jí)1.0～1.5 cm的苗木，切根+截頂效果最好，其值分別是211.9、362.1、203.2、211.2 cm，其次是留頂處理和截頂處理，二級(jí)側(cè)根長(zhǎng)度上切根+截頂處理略低于留頂處理；徑級(jí)≥1.5 cm的苗木，截頂處理效果好，各根級(jí)累計(jì)長(zhǎng)度分別是248.2、695.9、813.9、365.8 cm。

3.1.3 根系表面積

徑級(jí)0.5～1.0 cm的苗木，根系表面積留頂處理效果最好，各根級(jí)值分別是272.8、435.5、352.9、310.0 cm2，其次是截頂處理和切根+截頂處理；徑級(jí)1.0～1.5 cm的苗木，總體上切根+截頂處理效果好，其值是分別是486.1、464.7、366.2、359.1 cm2，其次是留頂處理和截頂處理，但主根方面留頂處理優(yōu)于切根+截頂處理；徑級(jí)≥1.5 cm的苗木，截頂處理效果好，各根級(jí)累計(jì)表面積分別是 797.9、1 937.2、1 061.9、413.9 cm2。

綜上所述，徑級(jí)0.5～1.0 cm的構(gòu)樹(shù)苗木，留頂處理造林的效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于兩個(gè)處理，其次是截頂處理，切根+截頂處理效果最差，說(shuō)明該徑級(jí)構(gòu)樹(shù)苗木在移栽造林時(shí)無(wú)處理效果更好，這樣降低生產(chǎn)成本的同時(shí)也使得苗木充分生長(zhǎng)；徑級(jí)1.0～1.5 cm的構(gòu)樹(shù)苗木，切根+截頂（留主根5 cm，地上部分高度留30 cm）處理有利于苗木移栽造林后根系的生長(zhǎng)，該處理下構(gòu)樹(shù)苗木能更好的適應(yīng)環(huán)境，擴(kuò)大根系的分布范圍，根系充分生長(zhǎng)，在固土、改善土壤結(jié)構(gòu)以及保持水土方面能更早的發(fā)揮其作用，其次是留頂處理和截頂處理；徑級(jí)≥1.5 cm的苗木，在造林時(shí)適合截頂處理。

3.2 討 論

本文處理方式單調(diào)，只有截頂處理和切根+截頂處理，在以后的實(shí)驗(yàn)中可以增加多個(gè)處理方式，并且進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步詳細(xì)的研究構(gòu)樹(shù)實(shí)生苗造林最佳的處理方式，同時(shí)給生產(chǎn)實(shí)踐提供可靠的理論依據(jù)和技術(shù)保障。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知構(gòu)樹(shù)實(shí)生苗，徑級(jí)0.5～1.0 cm，留頂處理效果最好，截頂處理效果次之，徑級(jí)1.0～1.5 cm，切根+截頂處理效果最好，截頂處理對(duì)其根系的生長(zhǎng)沒(méi)有效果；徑級(jí)≥1.5 cm，截頂處理最好。以后可以嘗試改變?nèi)齻€(gè)徑級(jí)截頂處理地上部分截留的長(zhǎng)度，從而找出該徑級(jí)構(gòu)樹(shù)苗木移栽造林的更佳處理方式，同時(shí)對(duì)以上徑級(jí)的構(gòu)樹(shù)苗木根系生長(zhǎng)進(jìn)行長(zhǎng)期的管理監(jiān)測(cè)，分析不同處理對(duì)兩個(gè)徑級(jí)苗木根系長(zhǎng)期生長(zhǎng)的影響作用，也可以觀測(cè)其對(duì)土壤的改良以及保持水土的作用，從而為生產(chǎn)上提供更可靠地理論依據(jù)。

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Effects of cutting root and truncating on root growth of Broussonetia papyrifera nursery-grown seedlings

ZHANG Ke-li, XIA Yu-fang, YANG Yi-zhi

(College of Forestry, Guizhou University, Guiyang 550025, Guizhou, China)

By taking the Broussonetia papyrifera seedings as the studied objects, the seedlings were divided into three classes by diameter-class of 0.5 cm～1.0 cm, 1.0 cm～1.5 cm and ≥1.5 cm, and treated with three treating methods such as remaining seedling top and root, truncating top (maintaining aerial parts 30 cm) and cutting root + truncating top (maintaining taproot 5 cm and aerial parts 30 cm ). One year after afforestation survival, the biomass, cumulative length and surface area of taproots, first level lateral toots,second lateral toots and fibrous roots of every treatments were surveyed. The results show that the effect of remaining seedling top of the seedlings of diameter-class 0.5 cm～1.0 cm, was the best, the biomass, cumulative length and surface area of root system were 71.3 g, 758.1 cm, 1371.2 cm2, the second effect was truncating top and that of cutting root + truncating top was the worst ; the seedlings of diameter-class 1.0 cm～1.5 cm with the treatment of cutting root + truncating top had the best effect, the total root biomass, cumulative length and surface area were 111.1 g, 988.4 cm and 1676.1 cm2, that of remaining seedling top and root was the next, that of truncating top is the worst; the total root biomass, cumulative length and surface area of seedlings of diameter-class ≥1.5 cm were 166.9 g, 2 173.8 cm and 4 160.9 cm2. In sum, B. papyrifera nursery-grown seedlings being with diameter ≥1 cm need to truncate top or cut root; the seedlings of diameter ＜1 cm need not to truncate roof or cut root.

Broussonetia papyrifera; cutting root; truncating; root system growth

S715.2

A

1673-923X(2013)06-0084-04

2012-12-02

貴州省科技計(jì)劃課題“構(gòu)樹(shù)培育及其纖維特性研究”（黔科合計(jì)省合 [2012]7004號(hào)）

張克麗（1986-），女 ，碩士研究生，研究方向：退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建；E-mail：zhangkeli1205@126.com

夏玉芳（1958-），女，教授，從事水土保持和森林培育研究；E-mail：yfxia@gzu.edu.cn

[本文編校：歐陽(yáng)欽]