江蘇楊樹標準化育苗關鍵技術研究概述

王紅玲，黃瑞芳，朱洪兵，顏開義，祁益明，曹 吉，丁建剛

(1.江蘇省林業(yè)科學研究院，江蘇 南京 211153； 2.鹽城市大豐區(qū)林業(yè)工作站，江蘇 鹽城 224100；3.泗洪縣林業(yè)科技推廣中心，江蘇 宿遷 223900)

楊樹是江蘇蘇北地區(qū)主要造林樹種，其活立木蓄積量長期以來一直占蘇北林木覆蓋率的80%以上。在相當長的時期內(nèi)，保持楊樹在蘇北平原綠化中的主導地位并提高楊樹林分質(zhì)量，對蘇北地區(qū)森林生態(tài)效益的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。良好的苗木質(zhì)量是提高楊樹造林成活率和保存率的主要因素之一。江蘇引進意大利楊樹以來，由于其適應性強、育苗及造林成活容易，采用粗放的育苗措施即可取得較好的造林成活率，基本可以滿足常規(guī)造林生產(chǎn)的需要，因而楊樹苗木內(nèi)在質(zhì)量對造林成活率的影響長期受到忽視。隨著楊樹育苗以及造林連茬“代”數(shù)增多，環(huán)境生物多樣性的減少及其他未知因素的影響，加上強勞力不足、管護不到位，導致苗木質(zhì)量下降的現(xiàn)象逐年增多。近年來，遇到冬季寒冷、春季干熱等非正常天氣，苗木木質(zhì)化不充分、病害潛伏等質(zhì)量問題常導致造林成活率低甚至造林失敗。加強育苗技術標準化研究是保障楊樹苗木質(zhì)量，并促進人工育苗向機械化育苗過渡，是今后楊樹造林生產(chǎn)的必然要求。本文以總結前人文獻為主，概述了育苗地選擇、育苗密度、施肥技術、地膜覆蓋和株行距配置等楊樹標準化育苗的關鍵技術參數(shù)，期望為江蘇楊樹標準化和機械化育苗助力。

1 楊樹標準化育苗的含義和技術原則

1.1 楊樹標準化育苗的含義

本文所指的標準化育苗技術，與現(xiàn)行的相關行業(yè)標準和地方標準含義有所不同?，F(xiàn)有的技術標準是基于當前楊樹育苗技術模式的歸納和總結，推薦苗木生產(chǎn)方式、質(zhì)量分級、包裝和起運方法等措施，沒有考慮到苗木質(zhì)量的標準化，與科學意義上的標準化育苗技術有明顯區(qū)別。標準化育苗的含義，是應用工廠化生產(chǎn)的思想，對楊樹育苗各個環(huán)節(jié)的不同技術措施進行對比研究，以苗木質(zhì)量標準化和產(chǎn)量最大化為目標，優(yōu)選最優(yōu)措施進行組裝，形成可流程化生產(chǎn)種苗的技術體系，屬于科學意義和經(jīng)濟意義上的標準化。

1.2 技術原則

一是一致性原則。同苗圃同地塊苗木規(guī)格和內(nèi)在質(zhì)量力求一致，苗高、地徑及內(nèi)在質(zhì)量參數(shù)標準差最小。理想的產(chǎn)品狀況應該只有合格苗和不合格苗2個等級。需要深入研究育苗各技術環(huán)節(jié)的技術參數(shù)，技術措施必須精確量化、一致，盡量避免使用定性描述語言或數(shù)字區(qū)間描述，生產(chǎn)操作上盡量減少誤差，以滿足一致性要求。

二是經(jīng)濟性原則。所采用的技術參數(shù)要求適應當?shù)刈匀缓蜕鐣?jīng)濟條件，投入產(chǎn)出比最高。在滿足目標規(guī)格產(chǎn)品要求的基礎上，在密度設計、插穗制取、整地作床、施肥等育苗環(huán)節(jié)，既要盡可能節(jié)約種條和生產(chǎn)資料，又要盡可能減少病蟲害防治、除草施肥等育苗成本，多產(chǎn)合格苗。

三是機械性原則。標準化育苗的各項技術措施要盡可能利用機械和可定量的工具作業(yè)，以減少人工操作誤差和主觀影響。應鼓勵在生產(chǎn)過程中研究、制作各種機械工具，精準操作，確保技術指標量化到位，以保證一致性的要求。

2 楊樹標準化育苗關鍵技術相關研究

2.1 苗圃地選擇與整地技術

綜合相關文獻，苗圃地選擇約束性條件是地下水位和地勢。只要是排灌方便、地下水位較深、土層較深、鹽堿度低的立地，均可育苗。安徽省2011年頒布的地方標準指出[1]，楊樹苗圃地要求地表平坦，背風向陽，土層深1 m以上，地下水位1 m以下，pH值6.5—8.0，排灌通暢；堿性土每公頃用75—225 kg硫酸亞鐵進行改良。天津市地方標準要求楊樹育苗選地應平坦，排水良好，地下水深大于1.5 m，土層厚度不低于50 cm，pH值7—8, 沙壤土、壤土或粘土均可[2]。江蘇省宿遷市林業(yè)局要求，苗圃應建在水源或灌溉條件好、交通方便、便于管理的地方，地勢平坦，排水良好，土壤為壤土、輕壤土或沙壤土，pH值6.5—8.0[3]。整地方面，安徽省要求冬季深翻25 cm，翌年精耕細靶20 cm,平整鎮(zhèn)壓，每公頃施用生石灰300—450 kg,酸性土用硫酸亞鐵改良(每公頃75—225 kg)。國家林業(yè)行業(yè)標準要求，秋季或次年初春深翻25 cm，翻后不耙，消滅病蟲害，化凍后耙2次，土壤充分粉碎、疏松。做高壟，底寬50—70 cm，面寬20—30 cm，高15—20 cm，南北向；也可平床育苗，壟寬1—3 m,帶狀作業(yè)，消毒，施用基肥45—75 t/hm2,復合肥11 250 kg/hm2，亦可根據(jù)土壤肥力情況增減[4]。

根據(jù)不同地區(qū)、不同年份的學者文獻，楊樹育苗地對土壤適應范圍較為寬泛，但地下水位應在1 m以下，土壤中性為宜(pH值6.5—8.0)；整地前根據(jù)土壤肥力情況，施有機肥45—75 t/hm2，深翻25 cm，整平。

2.2 育苗密度研究

2.2.1 理論合理密度研究 育苗密度是影響楊樹苗木生長量和質(zhì)量的關鍵因素。合理的密度應以充分利用土地資源，同時給予每株苗木健康生長必需的地上、地下空間為度。為了從理論上研究合理育苗密度的確定方法，包青等根據(jù)楊樹苗高、地徑、胸徑、分枝角等性狀特征，建立了楊樹育苗扦播密度理論模型，按照分枝長推導出加拿大楊扦插育苗理論合理密度為44 cm×44 cm，按照分枝角度推導出加拿大楊理論合理密度為48 cm×48 cm[5]。鄭均寶研究認為，以單位面積葉面積指數(shù)(LAI)作為確定毛白楊合理育苗密度的指標是可行的[6]；方升佐等[7]參照此理論，研究了美洲黑楊4個無性系在50 cm×50 cm，40 cm×50 cm，40 cm×40 cm，30 cm×40 cm 4個密度下的LAI的變化，認為南林95楊1年生苗在40 cm×40 cm密度下LAI最大，是較為理想的生物學密度。楊雄鷹等應用多維空間En多向量的理論綜合評價方法，對南方型楊樹的育苗密度進行綜合評價，認為南方型楊樹的合理育苗密度與前述結果類似，均以50 cm×40 cm為宜。在此密度下，楊樹I，Ⅱ級苗可占比最高，數(shù)量最多[8]。

2.2.2 經(jīng)驗合理密度研究 方升佐等對美洲黑楊4個無性系密度試驗研究表明，密度對不同無性系苗高有一定的影響，但對不同無性系的影響規(guī)律不同，而地徑隨著株行距的增大而增大；隨著株行距的增大，合格苗的比例也顯著增加。綜合產(chǎn)量和質(zhì)量表現(xiàn)，4個無性系的扦插密度以40 cm ×50 cm 的株行距較為適宜[7]。王定勝等對35楊、I-107楊等4個無性系在30 cm×50 cm(1)，40 cm×50 cm(2)，40 cm×60 cm(3)等3個密度下進行育苗試驗，結果表明與(1)比，(3)密度下1年生苗高、地徑、米徑比和Ⅰ級苗數(shù)分別增加58%，4%，167%和312%；(2)密度下上述指標分別增加42%，4%，167%和258%[9]。張秀秀等研究了I-107、中菏1號、中林46等4個無性系在30 cm×80 cm，25 cm×60 cm,40 cm×80 cm與40 cm×50 cm等4個密度下的育苗效果，認為4個密度對苗高生長影響不顯著，地徑生長隨著密度降低而增加，以40 cm×80 cm最好[10]。顧炳賢等用JP7(35楊)和JP15(蘇楊7號)進行不同密度育苗試驗，結果表明：采用40 cm×60 cm和40 cm×50 cm 2種密度為好；40 cm×60 cm的苗木整齊一致,壯苗合格率超過80%[11]。綜合以上研究，根據(jù)不同育苗目標的要求，育苗密度可選40 cm×60 cm或40 cm×50 cm，即每平方米4—5株。

2.3 采穗技術研究

楊樹一般采用硬枝扦插育苗，種條上不同部位的木質(zhì)化程度和營養(yǎng)儲存量不同，因而不同部位和不同長度的插穗可能影響到育苗成活率和生長量。姜岳忠等用Ⅰ-107楊種條的不同部位分別設5種插穗粗度和長度進行育苗試驗(長度分別為8，11，14，17，20 cm；粗度分別為2.5，2.0，1.5，1.0，0.5 cm)，結果表明，以種條不同部位作為插穗，育苗后高和地徑生長量差異不顯著，而插穗長度和粗度對苗高和地徑均有顯著影響，且呈正相關性；但插穗粗在1.5 cm以上的3個處理，成苗地徑無顯著差異；插穗粗度在1.0 cm以上的3個處理，苗高生長無顯著差異；插穗越長,苗高越大，以17 cm和20 cm 2個處理最好[12]。吳敏等對楊樹湘林5個新無性系和中漢-17等6個無性系的1年生種條，自上而下等分4個部位作育苗試驗表明，育苗成活率總體上隨所取穗條部位的升高而有所下降;但第2，3，4區(qū)段間無顯著差異。不同部位的插穗育苗后苗高生長量、地徑生長量有顯著差異[13]。張秀秀等研究表明，采條部位對中林46等無性系苗高影響差異不顯著,但對地徑影響差異較顯著，種苗基部以上60—120 cm處的插條，其成苗地徑顯著大于其他部位的插條，120—240 cm處的插條成苗規(guī)格差異不顯著，且相對接近60—120 cm處的插條，地面以上60 cm內(nèi)插條育苗地徑生長量最小[10]。余光英等用69×63楊雜交獲得的5個雜種無性系進行研究的結果表明，不同長度穗條育苗生長量及成活率均有差異，10，15 cm與20，25 cm之間差異極顯著，而10 cm與15 cm,20 cm與25 cm間差異不顯著；從穗條上至下部按每節(jié)長20 cm采穗扦插，穗條中部育成的苗比2端的生長好,中部芽大而充實，最下端的較弱[14]。張貴學研究了中綏12楊不同部位、不同長度(10，15，20，25和30 cm)的插穗育苗試驗，結果同樣表明中部插穗成活率及生長量最高，梢部扦插苗高較次于條材的中部區(qū)間段，種條基部插穗插條的育苗效果最差。插穗截取長度為15—30 cm，在苗高、地徑生長量和成活率方面沒有差異，但與長度10 cm相應指標的差異極顯著[15]。

2.4 行距配置技術研究

除了育苗密度外，科學的行列設計對楊樹標準化育苗和機械化育苗有重要影響，但前人對此研究較為薄弱，一些文獻和技術標準采用的株行距設計多采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，而較少基于科學的研究。如國家林業(yè)行業(yè)標準[4]建議，楊樹育苗可采取高壟育苗，壟面寬20—30 cm，底寬50—70 cm，南北壟向；或平床育苗，床寬1—3 m。安徽和江蘇推薦：苗床寬度1—4 m，床間步道30—50 cm，對于具體的株行距設計未作專門描述。從苗木生長標準化和經(jīng)濟化的角度考慮，育苗前需要在確定合理的生物學密度的前提下，株、行距設計應有利于降低育苗成本，并盡可能為每株苗木創(chuàng)造良好、且相對一致的營養(yǎng)空間、通風條件和光照條件。為此，1994年周錦程研究了在相同密度下(7株/m2)，改等株、行距(30 cm×50 cm)為大小行育苗(70/40 cm×27.2 cm)后，苗木質(zhì)量和合格苗數(shù)量均大幅提高，Ⅰ級苗數(shù)比例增加7.3%,Ⅱ級和Ⅲ級苗數(shù)比例無明顯差異，而級外苗減少3.9%[16]。2013年起，遼寧省國有新民市機械林場探索了楊樹大壟雙行育苗技術，旨在提高Ⅰ,Ⅱ級苗率。2018年，吳永良做了技術報道，方法為機械筑壟，壟寬100—110 cm，在壟上機械等距交錯打孔。行間距35—40 cm，孔距15 cm[17]。2017年，楊宏比較了大壟雙行覆膜育苗與傳統(tǒng)育苗的技術效果，傳統(tǒng)育苗壟寬60 cm，大壟育苗壟寬110 cm。傳統(tǒng)育苗每公頃產(chǎn)合格苗52 500 株，株高2.6—3.0 m，成本10 875 元；大壟雙行覆膜育苗每公頃產(chǎn)合格苗67 500株，苗高3.0—3.5 m，成本10 800 元[18]。

2.5 施肥技術

曹福亮等[19]對我國6省25縣楊樹主產(chǎn)區(qū)楊樹生長與立地條件相關性的研究，認為沿海地區(qū)對I-69楊生長影響重要性居前的土壤因素依次為土壤有效層厚度、土壤含鹽量、土壤容重，蘇北及類似立地影響居前的因素依次為土壤有效層厚度、土壤容重、土壤有機質(zhì)含量，說明用于楊樹育苗和造林的立地，土壤基礎營養(yǎng)對楊樹生長影響差異不大。但楊樹生長期間土壤中N，P，K和Ca等營養(yǎng)元素消耗量很大，需要補充施肥。楊樹以施N肥為主。有機質(zhì)含量低的土壤，用農(nóng)家肥作基肥，再追施N，P肥，會明顯促進楊樹生長。肥力中等或中等以下立地，以及重茬楊樹的立地，在有水分保證時，施肥能顯著提高楊樹生長能力[20]。

為研究楊樹育苗理論施肥量，薛丹等用水培方法研究了N，P，K配方施肥對南林80351楊苗木生長的影響，結果表明促進苗高生長的適宜N，P，K質(zhì)量濃度分別為13.03，3.76，2.24 mg/L。苗木生長初期應在施用P，K肥料的同時加強N素營養(yǎng),生長后期應該控制N肥并加強P，K肥,以提高其抗逆性和苗木品質(zhì)[21]。鄧坦采用水培、沙培和田間扦插3種措施，以及2次正交旋轉(zhuǎn)回歸試驗設計分析法，研究了I-107楊的合理施肥量。結果表明，楊樹生長進程可分為3個時期:幼苗期(5—6月)、速生期(7—8月)和硬化期(9月及以后)。在施入與395.18 kg/hm2尿素相同含N量的基肥條件下，I-107楊合理施肥在6，7，8月，尿素追施量分別是98.52，96.56，400.60 kg/hm2，共需要追施N肥595.68 kg/hm2，這比常規(guī)育苗追施尿素(750—900 kg/hm2)節(jié)肥20.58%—33.82 %[22]。

田間施肥試驗方面，張秀秀設計了0,10,40,80 g/株4個水平的尿素施肥試驗，結果表明,施肥狀況對苗高的影響差異較顯著,氮肥量為40 g/株的苗高優(yōu)于其他水平,但對地徑的影響差異不顯著，由此認為施過量的氮肥對苗高生長并沒有明顯的促進作用[10]。高椿翔等研究了施肥營養(yǎng)總量基本相等(N,P,K共335.53—341.71 kg/hm2)的情況下，采用前重后輕、前輕后重和均量法3種方法、3次施肥的技術效果，認為前輕后重法效果好，即耕地前每公頃施入折合純N 37.5 kg，P2O525.5 kg，K2O 2.5 kg的有機肥，春季扦插前施N 20.25 kg，P2O551.75 kg。6月10日，追施第1次尿素187.5 kg/hm2,7月10日和8月10日，分別追施第2次與第3次尿素,依次減量 1/3[23]。

2.6 地膜覆蓋

地膜覆蓋是楊樹育苗常用的技術措施，可提高地溫，抑制雜草和保持土壤水分。胡元森等研究了牡丹江地區(qū)采用透明地膜和黑色地膜對楊樹育苗的影響，結果表明，覆膜后土壤含水量比裸地提高3.8%。采用透明地膜覆蓋，6月苗圃地下5 cm和20 cm深處地溫分別為20.1 ℃和18.3 ℃，均比黑色膜覆蓋高1.2 ℃。透明膜覆蓋的平均苗高2.56 m(為裸地的166%),平均地徑2.86 cm(為裸地的162%)，分別比黑色地膜處理高29 cm和0.52 cm，但黑色地膜抑制雜草生長效果好于透明地膜[24]。王洪友研究了河南商城縣意大利楊地膜覆蓋效應，發(fā)現(xiàn)3月上旬育苗，覆蓋可使苗木展葉提早5 d左右,苗生長期延長8—10 d，扦插成活率提高11%,苗高和地徑分別增長28.1%和26.6%;楊樹地膜育苗,凈節(jié)約人工75個/hm2[25]。

在南方，地膜覆蓋的主要作用是控制雜草生長以節(jié)約人工成本，也減少了除草對苗木的損傷。李軍等研究了湖北潛江市意大利楊地膜覆蓋育苗效益，結果表明，覆膜后，5—6月中旬，雜草量降低43.4%—50.9%,扦插成活率提高12.2%，地徑生長量和苗高生長量級一級苗數(shù)量分別比對照提高12.9%，15.5%和10.9%[26]。王軍峰等在浙江麗水試驗表明，用黑膜覆蓋不僅可降低楊樹育苗成本超過50%，而且苗木質(zhì)量也有明顯提高[27]。

3 小結與討論

3.1 楊樹標準化育苗關鍵技術參數(shù)和操作可行性

在當前研究范圍內(nèi)和研究水平下，在林業(yè)措施方面，楊樹標準化育苗的主要技術參數(shù)基本具備。(1)苗圃地選擇：地表平坦，背風向陽，土層深1 m以上，地下水位1 m以下，酸堿度中性，排灌通暢；(2)整地：冬季深翻，整平，壟育苗；(3)扦插密度：44 cm×44 cm為宜；(4)采穗：選用1年生種條，盡可能選用種條中間部分剪取插穗(長度15—20 cm、小頭直徑1.0 cm以上)；(5)施肥：可能是由于施肥方法、立地條件的不同，不同學者研究獲得的單位面積合理施肥量差異較大。此外，由于南北方楊樹品種不同，江蘇楊樹追肥時間不宜遲于7月中旬。對于江蘇的一般立地，施基肥45—75 t/hm2，分別在5月中旬、6月中旬和7月上旬每公頃追碳銨300 kg、尿素450 kg和復合肥450 kg左右。(6)株行距配置：綜合研究文獻，以雙行苗床，床寬1 m為宜。(7)地膜覆蓋：黑色、易降解地膜。

楊樹適應性強，江蘇地理及氣候條件優(yōu)越，尤其是蘇北大部分平原立地均可滿足楊樹育苗的需要。江蘇長期開展楊樹育苗，在苗圃地選擇、種條和插穗制備、扦插技術、草害防控等方面有較豐富的經(jīng)驗，接受新技術的愿望和能力較強。在標準化育苗實踐中，根據(jù)種苗供應、苗圃地、社會經(jīng)濟等情況，對每個技術環(huán)節(jié)確定具體參數(shù)值即可用于標準化生產(chǎn)。

3.2 當前實施標準化育苗的難點

標準化育苗集成了符合一定區(qū)域范圍內(nèi)的自然與社會經(jīng)濟條件，滿足經(jīng)濟性、一致性和機械性3原則的最優(yōu)、通用技術模式。鑒于當前江蘇楊樹育苗生產(chǎn)中，實體規(guī)模大小不一、思想認識不一、種苗來源不一、技術水平不一、工具雜亂不一、管理水平不一以及專業(yè)育苗器具缺乏等諸多不利條件，認為標準化育苗的最大難點是“一致性原則”。雖然政府和科研部門多年持續(xù)開展楊樹高效育苗及造林相關技術培訓，但是相關技術要領在生產(chǎn)中貫徹不到位，育苗仍然以經(jīng)驗為主，技術措施隨意性較大，苗木質(zhì)量保證困難。

3.3 需要重點考慮的措施

科學育苗的前提是科學選擇育苗地和繁殖材料。苗圃選址除了以上要求外，還應考慮土壤和環(huán)境生物多樣性是否豐富，通風是否良好；選擇繁殖材料必須確保繁殖品種純正，健康無病，木質(zhì)化充分。機械化是實現(xiàn)一致性的根本保證，需大力宣傳機械化育苗理念，所有技術措施應數(shù)量化，充分利用專業(yè)機械和工具，避免人為誤差；充分調(diào)研周邊市場上相關機械工具的供應情況，在苗木質(zhì)量不降低的前提下，可微調(diào)技術參數(shù)以適應機械作業(yè)；積極與相關科研及生產(chǎn)廠家接洽合作，開展機具改制研究，促進每個育苗環(huán)節(jié)的機械化作業(yè)。為滿足育苗經(jīng)濟性原則，應從考慮投入產(chǎn)出比和滿足機械化生產(chǎn)入手，進一步深入研究和優(yōu)化楊樹育苗的每個技術環(huán)節(jié)。

政府宜制定鼓勵標準化育苗研究和實踐的配套政策。加強(楊樹)良種專業(yè)育苗基地認證管理，認證基地在科技支撐、機械和資金方面應有一定的保障。良種基地應配套建有專門的采穗圃，以保證育苗材料的質(zhì)量。技術研究方面，還要加強與楊樹工廠化(標準化)育苗相關的其他技術環(huán)節(jié)的數(shù)量化和相關機械或工具的研究。