高寒地區(qū)不同土壤改良方式對青楊生長的影響

魏家寶，楊發(fā)偉

(青海省海東市樂都區(qū)瞿曇鎮(zhèn)人民政府，青海 海東 810799 )

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高寒地區(qū)不同土壤改良方式對青楊生長的影響

魏家寶，楊發(fā)偉

(青海省海東市樂都區(qū)瞿曇鎮(zhèn)人民政府，青海 海東 810799 )

為了促進青楊在天峻縣的生長，通過改良天峻縣高原凍土層土壤(添加不同比例森林土、羊糞、珍珠巖、泥炭、細砂等改良材料)，改善其理化性質(zhì)，根據(jù)不同土壤改良方式對青楊胸徑、株高、新生枝條數(shù)生長參數(shù)的影響，篩選高寒高海拔凍土層地區(qū)最適合青楊生長的土壤改良方式。結(jié)果表明：不同改良配方對土壤狀況和青楊生長均有不同程度的改善和促進作用，其中S4(60%森林土+10%腐熟羊糞+10%河沙+5%珍珠巖+15%本土)的改良方式與S8(60%泥炭+10%腐熟羊糞+10%河沙+10%本土)的改良方式均較優(yōu)，其株高增長率分別為14.5%和13.9%，新生枝條增長率分別為53.3%和73.3%，胸徑的增長率分別達到55%和43.3%，均有10%以上的增長量。S4和S8最適合高寒高海拔凍土層地區(qū)青楊生長發(fā)育的土壤改良方式。

土壤改良；青楊；生長

天峻縣位于青海省海西蒙古族藏族自治州東北部，西北部與甘肅省交界，地處青藏高原東北端的祁連山中段南部地區(qū)[1]，氣候高寒,干旱多風(fēng),全年無絕對無霜期。以山地為主，呈東南西北走向。據(jù)統(tǒng)計全縣總面積2.57 km2，全縣最高海拔5 826.8 m,最低海拔2 850.0 m，相對高差近3 000 m。屬高原寒帶氣候，年均氣溫-1.5 ℃，年均降水量為360 mm，全年無絕對無霜期，農(nóng)作物不易成熟，畜牧業(yè)是全縣的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)[2]。其中天然草場和已建人工草場157.05萬km2，占總面積的61.05%，退化黑土灘和風(fēng)沙地占總面積的3.73%，冰川和水域占總面積的2.03%?？h內(nèi)大部分土地均為草原，只有縣城內(nèi)有少數(shù)綠化用針葉樹種，如青海云杉。但由于天峻縣地處高海拔地區(qū)，降水少、溫度低、溫差大、土壤瘠薄，對外界環(huán)境抗性差，導(dǎo)致青楊生長緩慢，生長勢差，未成活苗木偏多；天峻縣作為青藏高原重要的氣候生態(tài)系統(tǒng)之一，屬于全球氣候變化敏感和生態(tài)系統(tǒng)脆弱的典型區(qū)域[3]。

青楊(PopuluscadayanaRehd.)為楊柳科屬喬木[8]，為中國特有種，廣布東北、華北、西北各地。該種群內(nèi)變異豐富，在長期栽培過程中，各地培育了不同的無性系，喜溫涼氣候，適生于土層深厚、肥沃、濕潤的地方；在排水良好的沙壤土、河灘沖積土、沙土以及弱堿性黃土、栗鈣土上均能正常生長，在積水地生長不良，甚至死亡，不耐鹽堿，為北方地區(qū)重要速生用材樹種[4]。青楊生長限制因素較多，一是生境條件,包括土層厚度、肥力、質(zhì)地、水分狀況、海拔高度、坡向、坡位等；二是栽培措施：包括整地、施肥、苗木質(zhì)量、造林密度、修枝、間伐、病蟲害防治等。而天峻縣高寒干旱，土壤瘠薄，青楊生長緩慢，木質(zhì)化程度不高，很大程度上影響了青楊的生長[5]。

天峻縣常年氣溫較低，風(fēng)沙較大，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)青楊地上部分蒸騰速率較快，但由于該地區(qū)土壤溫度較低，影響了青楊根系對水分和養(yǎng)分的吸收，致使其生長和代謝受到了很大的影響，在春季易出現(xiàn)“干梢”現(xiàn)象，最終形成該地區(qū)青楊生長期短，年生長量極小，抗寒性弱、成活率較低的特點。青海省天峻縣獨特的地理位置和氣候條件為該試驗提供了一定的環(huán)境基礎(chǔ)，青楊作為本地的鄉(xiāng)土樹種，其生長習(xí)性與生理特性也為該試驗奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

本試驗從植物生理生態(tài)學(xué)和土壤學(xué)角度出發(fā)，通過對處于不同土壤改良方式改良過的土壤中生長的青楊主要生長參數(shù)進行比較研究[5]，確定適合高寒凍土高海拔地區(qū)青楊生長發(fā)育的土壤改良方式，提高其成活率，以促進該地區(qū)的城鄉(xiāng)綠化建設(shè)和生態(tài)林業(yè)的發(fā)展[7]。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)概況

天峻縣地處青藏高原東北端，位于青海湖西側(cè)，祁連山中部，西北部與甘肅省交界。地理位置介于96°49＇42″—99°41＇48″ E之間，36°53＇—38°39＇2″ N之間。全縣地域廣闊，總面積2.57萬km2，境內(nèi)最高海拔5 826.8 m，最低海拔2 850 m。屬高原寒帶氣候，干旱多風(fēng)，無絕對無霜期，農(nóng)作物不易成熟，年均氣溫-1.5 ℃，年降雨量360 mm，牧草生長期短(120 d左右)，產(chǎn)草量低。

1.2 試驗材料

育苗土壤改良所需原料為森林土、珍珠巖、泥炭、腐熟羊糞、河沙。

試驗主要苗木為2015年自湟水林場移植的3年生健壯青楊(PopuluscathayanaRehd.)。

1.3 試驗設(shè)計

試驗共分為9個處理，其中S1～S4處理為分別向試驗地中40 cm×40 cm×50 cm的樹坑中添加30%、40%、50%和60%等不同比例的森林土和固定比例的羊糞、河沙、珍珠巖的改良處理，每個處理均有10株幼苗；S5～S8處理為分別向試驗地中40 cm×40 cm×50 cm的樹坑中添加30%、40%、50%和60%等不同比例的泥炭和固定比例的羊糞、河沙的改良處理，每個處理均有10株幼苗；另設(shè)1個100%本土的無處理組做對照處理，于2015年10月對試驗區(qū)內(nèi)9個處理中的青楊株高、新生枝條、胸徑進行測量，對數(shù)據(jù)進行分析歸納如表1。

表1 土壤改良材料添加比例

1.4 測定指標

新生枝條數(shù):2015年10月對在試驗地中的90株苗木進行新生的枝條數(shù)的測定。

株高：2015年10月用精度在1 cm的塔尺測量試驗地中苗木的株高。

胸徑：2015年10月用精度到1/20 mm游標卡尺測量試驗地中所選苗木的胸徑 。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用SPSS對各項指標進行單因素方差分析與多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤改良方式對青楊株高的影響

2015年10月對在各種土壤改良方式下的90株青楊進行株高的測定，將結(jié)果進行歸納統(tǒng)計，如表2。

表2 不同土壤改良方式青楊株高

由表2可知：S4和S8的處理青楊生長量高，平均高度分別是1.74 m和1.73 m，S4和S8之間不存在顯著差異，S4和S8與S1、S2、S3、S7，S5、S6之間存在顯著差異(P<0.05)，所有處理組株高顯著高于CK(P<0.05)。由此得出S4和S8處理對青楊株高促進作用最為明顯。

表3 不同土壤改良處理下青楊平均株高

由表3可知：各個不同土壤改良處理組青楊株高增長率均顯著高于對照組(P<0.05)；用S4、S8處理過的株高最高，分別達到1.74 m、1.73 m，增長率分別是14.5%和13.9%，其次是S3、S7、S6的株高分別為1.71 m、1.68 m、1.62 m，增長率分別是12.5%、10.5%、6.6%，而S2、S1、S5的株高分別為1.61 m、1.57 m、1.53 m，增長率分別是5.9%、3.3%、0.66%。由此得出S4和S8處理對青楊株高促進作用最為明顯。

2.2 不同土壤改良方式對青楊新生枝條數(shù)的影響

2015年10月對在各種土壤改良方式下的90株青楊進行新生枝條的測定，將結(jié)果進行歸納統(tǒng)計，如表4。

表4 不同土壤改良方式下青楊新生枝條數(shù)生長情況

由表4可知：S4和S8基質(zhì)中的青楊新生枝條數(shù)均高,分別到2.3條和2.6條，其次是S3、S7、S2新生枝條數(shù)分別為2.0條、2.0條、1.7條，增長率分別是33.3%、33.3%、13.3%，均大于CK，而S6、S1、S5的生長高度則分別為1.5條、1.6條、1.1條，與CK無顯著差異(P>0.05)

2.3 不同土壤改良方式對青楊胸徑的影響

2015年10月對在各種土壤改良方式下的90株青楊進行胸徑的測定，將結(jié)果進行歸納統(tǒng)計，如表5。

表5 不同土壤改良方式下青楊胸徑的生長情況

由表5可知: 用S4、S8處理過的其胸徑分別達到1.98 cm和2.05 cm，增長率分別是55%和43.4%，明顯高于其他處理組；其次是S7、S3、S2胸徑分別為1.75 cm、1.65 cm、1.64 cm，增長率分別是22.4%、15.4%、14.7%，而S1、S6、S5的生長高度則分別為1.56 cm、1.46 cm、1.45 cm增長率分別是9.1%、2.1%、1.4%；所有處理組均高于對照組。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

(1)青楊根系處的土壤經(jīng)過不同程度的改良處理后，青楊的新生枝數(shù)量、株高、胸徑各項生長指標相對于對照組均有明顯的提高。

(2)土壤添加60%比例的森林土和固定比例的泥炭、腐熟羊糞、河砂、珍珠巖的改良處理以及土壤添加60%比例的泥炭和固定比例的森林土、腐熟羊糞、河砂、珍珠巖的改良處理最有利于青楊株高的增長，生長高度分別達到1.74 m、1.73 m，增長率分別達到14.5%和13.9%，相比對照組增長明顯。

(3)土壤添加60%比例的森林土和固定比例的泥炭、腐熟羊糞、河砂、珍珠巖的改良處理以及土壤添加60%比例的泥炭和固定比例的森林土、腐熟羊糞、河砂、珍珠巖的改良處理對青楊新生枝條有明顯影響，其新生枝條數(shù)分別是2.3條和2.6條，增長率分別是53.3%和73.3%，優(yōu)于其他處理，更優(yōu)于對照組的處理。

(4)土壤添加60%比例的森林土和固定比例的泥炭、腐熟羊糞、河砂、珍珠巖的改良處理以及土壤添加60%比例的泥炭和固定比例的森林土、腐熟羊糞、河砂、珍珠巖的改良處理對青楊胸徑有明顯影響，其胸徑分別達到1.98 cm和2.05 cm，增長率分別為55%和43.4%，是青楊生長的最佳基質(zhì)。

(5)綜合各項指標，土壤添加60%比例的森林土和固定比例的泥炭、腐熟羊糞、河砂、珍珠巖的改良處理以及土壤添加60%比例的泥炭和固定比例的森林土、腐熟羊糞、河砂、珍珠巖的改良處理時最有利于青楊的生長。

3.2 討論

青楊生長量的主要影響因素包括生境、氣候、土壤幾個方面。水、肥、光、熱四個土壤生態(tài)因子對青楊生長的影響程度也有差異[9]。土壤肥力對青楊的宏觀生長量有著顯著的影響。同時土壤改良能改善通透性和土壤結(jié)構(gòu)，使土壤散熱、散氣隨之提高，根系分泌物相應(yīng)增加，從而促使各土層的土壤微生物量碳含量顯著提高[10]，但其作用機制以及對生殖生長的影響還需要進一步研究。

本試驗通過對9個處理組所栽植的青楊的新生枝數(shù)量、株高、胸徑進行測量，然后求各個生長量的平均值，通過分析青楊的生長量，得出不同土壤改良對青楊生長的影響；由于試驗地區(qū)的地理環(huán)境原因，試驗區(qū)的自然氣候原因和一些儀器中的系統(tǒng)誤差，使得本次試驗數(shù)據(jù)具有一定的誤差。

近些年來植樹造林越來越受到社會各級的關(guān)注，同時育苗、造林技術(shù)的研究也逐漸向著科學(xué)化、具體化、專業(yè)化的方向發(fā)展。土壤成分對植物的生理生態(tài)效應(yīng)已經(jīng)受到普遍的重視[11]，但是對于植物生長的影響還缺乏專業(yè)性的研究。因此土壤成分對于植物生長影響更細、更深的研究將成為未來一段時間研究的熱點和重點[12]。

[1] 楊慧清. 天峻縣草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展對策初探[J]. 草業(yè)與畜牧,2009(2):57-60

[2] 張文綱,李述訓(xùn),龐強強.近幾年青藏高原土壤溫度的變化特征分析[J].地理學(xué)報,2008,63(11):1151-1159

[3] 石明章,肖蓮桂.青海省天峻縣氣候變化特征及其對草原生態(tài)環(huán)境的影[J].北京農(nóng)業(yè),2014(36):277-278

[4] 中國樹木志編輯委員會.中國樹木志[M].北京:中國林業(yè)出版社,1983

[5] 劉更喜,田玉英.西寧的四季物候[M].西寧:青海人民出版社,1993

[6] 范愛武,劉偉,劉炳成.土溫對植物生長的影響及其機理分析[J].工程熱物理學(xué)報,2004,25(1):124-126

[7] 李篤仁,高緒科,江德水.土壤緊實度對根系生長的影響[J].土壤通報,1982(3):20-22

[8] 中國植物志編輯委員會.中國植物志:第九卷 第一分冊[M].北京:科學(xué)出版社,1996: 275-276

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Effects of Different Soil Amelioration on Growth ofPopuluscathayana

WeiJiabao,YangFawei

(Thepeople’sGovernmentoftheQutanTownofLeduDistrictinHaidongCityofQinghaiProvince,Haidong810799,China)

In order to improve the growth ofPopuluscathayanain Tianjun County,through improving plateau permafrost soil (adding different proportions of forest soil,sheep manure,perlite and peat and sand modified material) to improve its physicochemical properties,soil amelioration modes which are adapted to growth ofPopuluscathayanain frozen soil zone with alpine and high-altitude were screened according to the effects of different methods of soil improvement on DBH,tree height and growth parameters of new branches. Result shows that the improved formula have varying degrees of improvement and promotion on different soil conditions and growth ofPopuluscathayana. The amelioration mode of S4 ( 60% forest soil+10% sheep manure+10% river sand+ 5% perlite +15% original soil ) and the amelioration mode of S8 (60% peat+10% sheep manure+10% river sand 10% original soil ) are all excellent;height growth rate of increase of S4 & S8 is 14.5% and 13.9%,respectively; their new shoots of growth rate is 53.3% and 73.3%,respectively,DBH growth rate reach 55% and 43.3%,respectively ,which have more than 10% increase in volume.S4 and S8 are soil amelioration modes which are most suitable for growth ofPopuluscathayanain permafrost area with alpine & high-altitude.

soil improvement；Populuscathayana；growth

1005-5215(2016)10-0046-04

2016-08-16

魏家寶(1978-)，男，Email：934980470@qq.com

楊發(fā)偉(1992-)，男，Email：535935972@qq.com

S792.113

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2016.10.018