落葉松人工林帶狀間伐復層林省力化控草試驗

殷鳴放　王祎帆　　　寧良智　梁澤

(沈陽農業(yè)大學，沈陽，110161)　　　　　　(清原縣大邊溝林場)

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落葉松人工林帶狀間伐復層林省力化控草試驗

殷鳴放王祎帆寧良智梁澤

(沈陽農業(yè)大學，沈陽，110161)(清原縣大邊溝林場)

摘要以落葉松帶狀間伐跡地人工更新林為研究對象，采用正交試驗設計方法，選擇地膜覆蓋、遮陽網覆蓋、化學控草等省力更新措施，調查了1 a中的雜草株防效指標，分析評價了省力更新試驗效果。結果表明：地膜覆蓋下株防效最優(yōu)組合為2層黑色地膜鋪設6個月；遮陽網覆蓋下株防效最優(yōu)組合為2層6針遮陽網鋪設6個月；化學控草株防效表現(xiàn)為質量分數為0.032%的割地草、質量分數0.64%的闊灌凈以及質量分數1.0%的草甘膦，對雜草的株防效最好；地膜加化學方法下株防效最優(yōu)組合為使用質量分數0.064%的闊灌凈、兩層黑色地膜、質量分數1.0%的草甘膦、質量分數0.008%的割地草；遮陽網加化學方法下株防效最優(yōu)組合為使用6針遮陽網，質量分數0.008%的割地草，質量分數0.64%的闊灌凈以及質量分數1.00%的草甘膦。總體雜草株防效能力由大到小表現(xiàn)為：地膜疊加化學方法、使用遮陽網、遮陽網疊加化學方法、闊灌凈、草甘膦、使用地膜、割地草。

關鍵詞落葉松林；人工林；帶狀間伐；省力化育林

在培育落葉松人工林過程中，由于造林地雜草茂盛，一般造林后要連續(xù)3～5 a割草才能控制雜草確保栽植苗木正常生長，要耗費大量人力財力。伴隨著城市化進程的加快，我國農村勞動力不斷減少，勞動力價格不斷提高，傳統(tǒng)的營林方法成本大幅上升，嚴重影響了人工林的市場化發(fā)展[1]。林業(yè)現(xiàn)代化也迫切要求減輕林業(yè)作業(yè)的野外勞動強度和提高生產效率，否則，將很難適應林業(yè)作為生態(tài)環(huán)境建設主體的發(fā)展要求[2]。

本研究以建設人工復層林作為目標的長白落葉松(Larixolegensis)帶狀間伐更新幼林為對象，對帶狀間伐作業(yè)地塊進行省力化更新營林試驗，調查更新地塊不同省力化措施的控草效果，最后，綜合分析評價省力化營林試驗在帶狀間伐的落葉松林的試驗效果，探討省力化營林的可行性。

1試驗地概況

試驗地設置在清原縣大邊溝林場。該地處于長白山山脈的延伸區(qū)域，四季分明?！?0 ℃的積溫為2 852.8 ℃。年平均氣溫5.3 ℃。全年平均日照在2 300 h以上。夏季多雨，多集中在6—8月份，年蒸發(fā)量為1 275 mm。山地棕色森林土居多，土層厚度30～50 cm，pH值為5.5～6.5，4—9月份為植物的生長季節(jié)。主要草本植物有猴腿蹄蓋蕨(Athyriummultidentatum)、野芝麻(Lamiumbarbatum)、野艾蒿(Artemisialavandulaefolia)、球果堇菜(ViolacollinaBess. var.collina)、寬葉苔草(Carexsiderosticta)、白屈菜(ChelidoniummajusLinn.)、毛茛(RanunculusjaponicusThunb.)、莓葉委陵菜(P.fragarioidesL.)、茜草(Gspuriumvar.echinospermumHayek)等(見表1)。

試驗地設置于人工長白落葉松純林內，幼齡林由于林分密度較大，導致林木分化嚴重，嚴重影響了林木健康生長和物種多樣性。為此，對落葉松幼齡林進行了人工帶狀間伐撫育，在林帶內更新耐陰的針葉樹種云杉(PiceakoraiensisNakai)，力求改善林分結構和提高林分質量，誘導為人工落葉松與云杉復層林[4]。試驗地設在13林班32小班，坡度為17°，坡向為西北，土壤層厚度為50 cm，小班面積18.9 hm-2，初始造林密度為4 444株·hm-2，株行距1.5 m×1.5 m，林齡12 a，2012年進行隔3行伐3行栽2行的帶狀間伐更新試驗，伐后保留株數為2 222株·hm-2。在2014年4月末開始采取地膜覆蓋、遮陽網覆蓋、化學控草等省力化林帶更新試驗。5月中旬開始定期觀測、調查。對雜草樣方內的控草效果進行調查、記錄。

表1　主要草本植物概況

2研究方法

試驗地樣方設置：全面調查試驗地，從中選取55塊2 m×2 m的樣方，進行物理方法鋪設的樣方8塊，物理化學疊加方法鋪設的樣方18塊，化學方法鋪設的樣方27塊，除草對照樣方1塊以及不除草對照樣方1塊。每個樣方的四角插好標樁并且噴上油漆。

試驗設計：人工控草措施分為物理方法控草、化學方法控草和物理化學方法疊加控草[5]。物理控草和物理化學疊加控草的方法采取正交試驗設計，化學方法進行重復試驗設計。本試驗采取了人工覆蓋地膜、覆蓋遮陽網，化學控草等措施，并定期觀測、調查雜草株防效。

物理方法：試驗設計采用正交試驗設計，選用地膜覆蓋和遮陽網覆蓋。把地膜和遮陽網剪成2 m×2 m的大小，鋪設一塊樣地需要3人，其中2人各拿一邊，至苗木生長處，中間1人對準苗木，從上方將地膜和遮陽網剪成十字孔使苗木穿出后再用膠布固定好十字孔，兩邊的人將地膜和遮陽網鋪在地上，用周圍的散土將四周固定[6]。

所用地膜選擇白色、黑色兩種，厚度為0.008～0.012 mm的農用地膜。遮陽網選用的是六針密度、四針密度以及三針密度。采用L423的試驗方案，即為三因素兩水平[7]。地膜的正交試驗設計中，選取的3個因素為：地膜的顏色，鋪設的層數和鋪設的時間，以得出哪種顏色的地膜、鋪設幾層、多久的情況下，控草效果最優(yōu)。遮陽網的正交試驗設計中，選取的三個因素為遮陽網的針數、鋪設層數和鋪設時間，以得出遮陽網密度大小、鋪設幾層和鋪設多久的情況下，控草效果最好。因素水平如表2。

表2　物理方法因素水平

化學方法:化學方法不進行正交試驗設計。處理地選擇3種適于林地的除草劑，按3個不同量梯度噴灑，每種梯度進行3次重復試驗，進行雜草抑制的對比。

購買的3種除草劑分別是：(1)闊灌凈(三氯吡氧乙酸丁氧基乙酯)有效成分480 g/L。(2)草甘膦銨鹽有效成分77.7%。(3)割地草(乙氧氟草醚)有效成分23.5%。

物理化學方法疊加:把物理方法和化學方法疊加，通過正交試驗設計進行試驗。分為地膜與化學方法的疊加和遮陽網與化學方法的疊加，采用L9(34)的試驗方案，即為四因素三水平正交試驗[8]。試驗因素分別為地膜、遮陽網和3種化學除草劑。水平因素如表3。

表3　物理加化學方法因素水平

3結果與分析

株防效=[(對照區(qū)雜草株數量-處理區(qū)雜草株數量)/對照區(qū)雜草株數量]×100%。

我們調查了雜草一個生長期的情況，共進行6次，可表現(xiàn)出雜草控制的一個整體過程，并對最后一次的數據結果進行極差和方差分析。通過對雜草株防效的計算可以表現(xiàn)雜草樣方內控草效果的好壞。

3.1物理方法正交試驗結果

從表4中可以看出使用地膜覆蓋和遮陽網覆蓋對雜草株防效的結果?？傮w結果是遮陽網優(yōu)于地膜，平均株防效分別為94.9%和90.5%。在使用地膜的試驗結果中，使用黑色地膜總體效果比白色地膜效果好，平均株防效分別為96.5%和84.5%。在觀察的6次結果中，使用黑色地膜的株防效結果變化不大，都保持了較高的株防效，說明使用黑色地膜對雜草的防控效果很好。使用白色地膜在第一次調查時效果不錯，但是隨著時間的推移，隨著雜草進入生長旺盛期，白色地膜的覆蓋對雜草形成了保護，使株防效的結果有所下降，但到最后一次調查時，雜草已經進入了枯萎期，所以株防效的結果有所上升。在使用遮陽網的試驗結果中，整體的控草效果都很好，使用六針遮陽網的株防效略高于使用四針遮陽網，平均株防效為96.3%和93.5%，說明遮陽網的密度對雜草的防控有一定的影響。使用地膜鋪設、遮陽網鋪設的雜草株防效均高于除草對照區(qū)的81%和不除草對照區(qū)的0%，說明使用物理方法進行控草試驗對雜草株防效有作用。

表4　地膜和遮陽網試驗結果

3.1.1物理方法極差分析結果

根據正交試驗設計表，用最后一次的雜草株防效調查數據進行極差分析，得出表5。

表5　影響因子直觀分析

注：K1為水平1的試驗結果之和、K2為水平2的試驗結果之和；k1為水平1的試驗結果均值、k2為水平2的試驗結果均值；R為極差。

地膜正交試驗中，從表5可看出，地膜顏色，層數，鋪設時間的極差分別為12、1.7、0.2。地膜顏色的極差最大，其次是鋪設地膜的層數，再次是鋪設的時間，由此可以說明，使用地膜的顏色不同對株防效的影響最大。最優(yōu)控草組合是黑色地膜，鋪設兩層，鋪設6個月，雜草株防效分別是96.5%、91.3%、90.6%。

在遮陽網覆蓋的正交試驗中，從表5可看出，遮陽網針數，層數，鋪設時間的極差分別為2.8、2.6、0.4。極差的差異不是很大，說明彼此之間沒有太大的差別，但遮陽網針數不同，會對雜草的株防效產生主要影響，遮陽網密度越大，對雜草的防控效果越好。最優(yōu)控草組合是六針遮陽網，鋪設兩層，鋪設6個月，雜草株防效分別是96.3%、96.2%、95.1%。

3.1.2物理方法方差分析結果

按照正交試驗方案，把試驗數據和方案輸入SPSS軟件中進行方差分析，得出表6。從表6中可以看出，使用地膜顏色的影響極顯著(P<0.01)，使用地膜的層數沒有顯著影響(P>0.05)，說明使用地膜的顏色不同對雜草株防效的影響非常明顯，使用黑色地膜的株防效效果最好。在遮陽網正交試驗的株防效指標中，遮陽網使用的針數不同，層數不同均沒有顯著影響(P>0.05)。

表6　主體間效應的分析

注：** 表示差異極顯著(P<0.01)，P值為顯著性水平。

3.2化學方法試驗結果

選擇3種適于林地的除草劑，按3個不同質量分數梯度噴灑，每種濃度進行3次重復，進行雜草抑制的對比。噴灑過后，每個月進行1次控草效果調查，觀察6個月內雜草防控效果趨勢。割地草質量分數分別是0.008%、0.016%、0.032%；闊灌凈的質量分數分別是0.16%、0.32%、0.64%；草甘膦的質量分數分別是0.25%、0.50%、1.00%。

求出每種質量分數3次重復的株防效平均值，一共進行6次調查，最后求出6次的平均值，得出表7。由表7可以看出，使用質量分數0.032%的割地草，質量分數0.64%的闊灌凈以及質量分數1.0%的草甘膦，雜草的株防效是最好的。分別為89.7%、94.2%和93.4%。使用闊灌凈的效果最好并且效果極顯著(P<0.01)，使用割地草和草甘膦的效果顯著(P<0.05)。

表7　化學控草結果

注：*表示差異顯著(P<0.05)，** 表示差異極顯著(P<0.01)。

3.3物理加化學方法正交試驗結果

從表8中可以看出使用地膜覆蓋和遮陽網覆蓋的結果。總體使用地膜加化學方法優(yōu)于使用遮陽網加化學方法，平均株防效分別為96.6%和92.3%。使用地膜加化學方法結果顯示雜草株防效很穩(wěn)定，變化幅度不大，并且株防效很高，說明控草效果很好。使用遮陽網加化學方法結果顯示，使用六針遮陽網效果最好，優(yōu)于使用四針和三針的遮陽網，說明遮陽網的密度對株防效有影響，平均株防效為95.4%、92.2%、89.3%。結果均高于除草對照區(qū)的81%和不除草對照區(qū)的0。

表8　物理加化學方法控草試驗結果

3.3.1物理加化學方法極差分析結果

根據正交試驗設計表，對最后一次雜草株防效的數據進行極差分析，得出表9。

在地膜加化控除草的正交試驗中，從表9可看出，地膜層數，割地草，闊灌凈和草甘膦的株防效的極差分別為1.9，0.4，0.9，2.0。使用草甘膦的極差最大，其次是地膜的層數和使用闊灌凈，再次是使用割地草的極差最小。說明在地膜與化學除草劑結合的試驗中，草甘膦對雜草的防控效果影響最大。最優(yōu)的控草組合是使用鋪設黑色地膜3層，質量分數0.008%的割地草，質量分數0.016%的闊灌凈，以及質量分數1.00%的草甘膦，株防效分別是97.5%、96.7%、97.0%和97.7%。

在遮陽網加化控除草的正交試驗中，從表9可看出，遮陽網針數，割地草，闊灌凈和草甘膦的極差分別為6.1、1.5、0.8和0.9。遮陽網針數的極差最大并且遠大于其他幾項，說明不同針數的遮陽網對雜草株防效的影響是最大的，其次是使用割地草和闊灌凈，再次是使用草甘膦。最優(yōu)控草組合是使用六針遮陽網，質量分數0.008%的割地草，質量分數0.64%的闊灌凈以及質量分數1.00%的草甘膦，株防效分別是95.4%、92.9%、92.7%、92.7%。

3.3.2物理加化學方法方差分析結果

按照正交試驗方案，把試驗數據和方案輸入SPSS軟件中進行方差分析，得出表10。因為使用割地草的極差值最小，所以把它當做誤差處理。從表10中可以看出，使用地膜的層數和使用草甘膦效果顯著(P<0.05)。使用闊灌凈的效果不顯著(P>0.05)。在遮陽網加化控的正交試驗株防效指標中，闊灌凈的極差最小，把它當做誤差處理。遮陽網針數的不同對結果影響顯著(P<0.05)，割地草和草甘膦的不同質量分數沒有顯著影響(P>0.05)。

表9　影響因子分析

注：K1為水平1的試驗結果之和、K2為水平2的試驗結果之和、K3為水平3的試驗結果之和；k1為水平1的試驗結果均值、k2為水平2的試驗結果均值、k3為水平3的試驗結果均值；R為極差。

表10　主體間效應的分析

注：*表示差異顯著(P<0.05)。

4結論與討論

地膜覆蓋下株防效由大到小結果表現(xiàn)為：地膜顏色、地膜層數、鋪設時間，最優(yōu)組合為使用黑色的地膜，鋪設兩層，鋪設6個月。雜草株防效分別是96.5%，91.3%，90.6%。通過方差分析，鋪設地膜的顏色不同對雜草株防效的控制效果極其顯著(P<0.01)。遮陽網覆蓋下株防效能力由大到小表現(xiàn)為：使用遮陽網的層數、遮陽網針數、鋪設時間。最優(yōu)組合為使用六針遮陽網，鋪設兩層，鋪設6個月。雜草株防效分別是96.3%、96.2%、95.1%。

使用化學方法控草的株防效結果表現(xiàn)為：使用0.032%質量分數的割地草，0.64%質量分數的闊灌凈以及1.0%質量分數的草甘膦，雜草的株防效是最好的。株防效分別為89.7%，94.2%和93.4%。使用闊灌凈的效果最好并且效果極顯著(P<0.01)，使用割地草和草甘膦的效果顯著(P<0.05)。

地膜疊加化學方法下的株防效由大到小表現(xiàn)為：草甘膦、地膜層數、闊灌凈、割地草。最優(yōu)組合為質量分數0.064%的闊灌凈，兩層地膜，質量分數1.0%的草甘膦，質量分數0.008%的割地草。對應的株防效分別是97.5%、96.7%、97.0%和97.7%。使用地膜的層數和使用草甘膦效果顯著(P<0.05)。遮陽網疊加化學方法下的株防效由大到小表現(xiàn)為：遮陽網針數、割地草、闊灌凈、草甘膦。最優(yōu)控草組合是使用六針遮陽網，質量分數0.008%的割地草，質量分數0.64%的闊灌凈以及1.00%質量分數的草甘膦，株防效分別是95.4%、92.9%、92.7%、92.7%。在方差分析中，遮陽網的層數不同效果顯著(P<0.05)。

總體雜草株防效能力由大到小表現(xiàn)為：地膜疊加化學方法、使用遮陽網、遮陽網疊加化學方法、闊灌凈、草甘膦、使用地膜、割地草。平均株防效分別為：96.6%、94.9%、92.3%、92.0%、91.4%、90.5%、87.3%。

對于帶狀間伐更新林地進行省力化營林試驗效果研究是一個長期的過程，目的在于探求一套適合我國實際林況，使林業(yè)提高產量，減少人工勞動力的消耗，并且綜合考慮現(xiàn)代林業(yè)生產所要求的經濟效益、生態(tài)效益和社會效益的營林方法。因此，有關省力化營林試驗效果的研究還需繼續(xù)深入下去。

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Laborsaving Test ofLarixolgensisPlantations by Strip Thinning to Multi-storied Forest

Yin Mingfang, Wang Yifan

(Shenyang Agriculture University, Shenyang 110161, P. R. China); Ning Liangzhi, Liang Ze(Dabiangou Forest Centre of Qingyuan County)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(6)：28-32.

With artificial regenerated forest in cut-over land of strip cutting of larch, by orthogonal test, we selected the labor-saving regeneration measures including plastic film mulching, shading net covering and chemical weeds control, to investigate control efficiency index within a year, analyze and evaluate the effectiveness of labor-saving regeneration test. The optimal method of plastic film mulching in respect of control efficiency was mulching two layers of black film for six months; the optimal combination of shading net covering method was using two layers of six-weft shading net for six months; the optimal control efficiency was achieved in the chemical weed control by Gedicao of 0.032%, Kuoguanjing of 0.64% and Glyphosate of 1.0% in contents; the optimal combination of film mulching and chemical control was Kuoguanjing of 0.64%, two layers of black film mulching, Glyphosate of 1.0% and Gedicao of 0.008%; the optimal combination of shading net covering and chemical control was six-weft shading net, Gedicao of 0.008%, Kuoguanjing of 0.64% and Glyphosate of 1.00%. The overall performance of control efficiency of weeds was ranked in descending order of plastic film mulching with chemical control, shading net covering, shading net covering with chemical control, Kuoguanjing, Glyphosate, plastic film mulching, and Gedicao.

KeywordsLarixolgensis; Plantations; Strip thinning; Labor saving forest

第一作者簡介：殷鳴放，男，1957年9月生，沈陽農業(yè)大學林學院，教授。E-mail:yinssss@163.com。

收稿日期：2015年5月11日。

分類號S757

責任編輯：潘華。