覆膜滴灌對青楊扦插苗生長的影響

張?jiān)讫? 李博揚(yáng) 衛(wèi)星

摘 要：為了提高青楊扦插苗質(zhì)量，縮短育苗周期，針對5個青楊優(yōu)良品種（A：A5、B：1344、C：甜X小黑、D：黑小二、E：馬X美黑），采用6種不同顏色地膜（內(nèi)黑外銀、內(nèi)黑外白、黑色、無色、綠色、紅色）覆膜并結(jié)合滴灌技術(shù)進(jìn)行苗木栽培試驗(yàn)。研究結(jié)果表明：覆膜滴灌技術(shù)可以顯著提高土壤溫度和含水量，抑制雜草生長，提高苗木質(zhì)量。不同顏色地膜對苗木生長的影響差異顯著，其中紅色地膜的效果最優(yōu)。與無地膜滴灌相比，覆紅色地膜結(jié)合滴灌處理下的苗木高度、地徑、葉面積和根系生物量均顯著提升（分別高出96.21%、72.15%、135.99%、263.44%）。不同品種青楊一年生扦插苗對不同顏色地膜覆蓋響應(yīng)不同，其中A品種在無色和綠色地膜覆蓋下生長最好，其余品種均在紅色地膜覆蓋下生長最好。

關(guān)鍵詞：青楊;扦插苗;覆膜;滴灌;苗木培育苗

中圖分類號：S792.113 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? 文章編號：1006-8023（2019）05-0001-08

Abstract：In order to improve the quality of cuttings of Populus cathayanaand shorten the seedling cycle， we applied six different color mulch films to cover the drip irrigation experiment for 5 varieties of P. cathayana. The results showed that the film drip irrigation technology could significantly improve soil temperature and water content， could inhibit weed growth and improve seedling quality. The effect of different color mulches on seedling growth was significant， and the effect of red mulch was the best. The seedling height， ground diameter， leaf area and root biomass of the seedlings under red mulching drip irrigation were significantly higher than 96.21%， 72.15%， 135.99% and 263.44% the mulching drip irrigation free， respectively. Different P. cathayana varieties had different responses under different mulch patterns. Among them， ‘A variety grew better under transparent and green mulch， and the others all grew best under red mulch.

Keywords：Populus cathayana; rooted cuttings; mulching; film drip irrigation; stock growth

0 引言

“覆膜滴灌”是把地膜栽培與滴灌技術(shù)相結(jié)合的一種新型灌溉技術(shù)，它能抑制雜草、增加土壤溫度、減少土壤水分蒸發(fā)和深層滲漏，具有節(jié)約用水、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)[1-2]。目前此技術(shù)主要用于玉米[3-6]、棉花[7]等一年生經(jīng)濟(jì)作物栽培上，在林業(yè)苗木生產(chǎn)中還少有應(yīng)用。

地膜顏色是影響此項(xiàng)技術(shù)實(shí)施效應(yīng)的主要因素之一?，F(xiàn)有的研究表明膜色對不同種類農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)有不同的影響，黑色地膜覆蓋下的玉米（Zea mays）的產(chǎn)量顯著高于無色地膜覆蓋[8]，而辣椒（Capsicum annuum）在無色地膜下的產(chǎn)量顯著高于黑色地膜覆蓋[9]，即使是同一種作物對不同顏色地膜也有不同響應(yīng)，王艷軍等[10]（2016）對馬鈴薯（Solanum tuberosum）進(jìn)行不同顏色覆膜處理，發(fā)現(xiàn)馬鈴薯的產(chǎn)量在不同顏色地膜下差異顯著，依次為：黑色>綠色>紅色>無色;棉花（Gossypium spp）在不同顏色地膜下產(chǎn)量也差異顯著，依次為：無色>紅色>銀灰色>黑色>藍(lán)色>乳白色[11]。因此，為了更好達(dá)到栽培目的，應(yīng)選擇最適宜顏色的地膜。

青楊（Populus cathayana）為楊柳科楊屬落葉喬木，是我國北方重要速生用材樹種之一，也是重要的工業(yè)原料材，市場需求量巨大[12]。青楊品種不同，干材形質(zhì)及生長環(huán)境要求也不同[13]。近些年我國已經(jīng)篩選出許多樹干形態(tài)和木材質(zhì)量優(yōu)良的青楊品種，例如A5[14]、馬X美黑[15]、1344等[16]，開發(fā)優(yōu)良品系的培育技術(shù)、提高青楊苗木質(zhì)量、加速優(yōu)良品系的推廣，已經(jīng)成為現(xiàn)階段青楊培育的主要任務(wù)?，F(xiàn)階段我國北方青楊育苗方式主要為扦插育苗，造林采用“兩根一干”扦插苗。現(xiàn)有的育苗模式造成了圃地利用率低、成本高、效益低等問題。因此，本研究采用覆膜滴灌技術(shù)針對5個青楊優(yōu)良品種在不同膜色下的生長效應(yīng)，分析覆膜滴灌技術(shù)對青楊苗木生長的影響，并分析每個優(yōu)良品種生長的最適膜色，為進(jìn)一步推廣青楊優(yōu)良品種，提高青楊培育效果提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

研究地點(diǎn)位于東北林業(yè)大學(xué)帽兒山實(shí)驗(yàn)林場苗圃（127°30′- 127°34′E，45°21′- 45°25′N），海拔高度500 m左右，坡度為0 ～ 10°，屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候。該地區(qū)年均氣溫2.8 ℃，1月平均溫度-19.6 ℃，7月平均溫度20.9 ℃。年平均降水量723 mm，年平均蒸發(fā)量109 mm。無霜期120 ～ 140 d，≥10 ℃的積溫2 526 ℃。主要地帶性土壤類型為暗棕壤。

1.2 試驗(yàn)材料

青楊品種：A5（A）、1344（B）、甜X小黑（C）、黑小二（D）、馬X美黑（E）。

地膜種類：內(nèi)黑外銀地膜、內(nèi)黑外白地膜、黑色地膜、無色地膜、綠色地膜、紅色地膜。（地膜厚度均為0.02 mm，由浙江家樂蜜園藝科技有限公司提供）

2 研究方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及安排

試驗(yàn)設(shè)計(jì)：采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，6種膜色為主區(qū)，隨機(jī)安排，5個品種為副區(qū)，在主區(qū)內(nèi)隨機(jī)安排，以無滴灌無地膜為對照，共7個主區(qū)，每個主區(qū)3個重復(fù)。每個主區(qū)均為長50 m，寬0.5 m壟帶，主區(qū)內(nèi)分為5個小區(qū)，每個小區(qū)內(nèi)以20 cm間距扦插插穗40支。

滴灌帶設(shè)置：在每個主區(qū)的壟臺上安放厚度0.3 mm，滴頭間距離10 cm的PVC塑料管（由山東萊蕪樂農(nóng)節(jié)水灌溉有限公司提供）。每天早晚滴灌1 h。

2.2 指標(biāo)的測量

雜草密度：分別在苗木生長初期（5月，扦插后30 d）和生長旺盛期（7月，扦插后90 d）在每個處理中選取1 m2，統(tǒng)計(jì)雜草種類和數(shù)量。

土壤溫濕度：在苗木生長旺盛期使用便攜式土壤水分測定儀TDR300進(jìn)行土壤濕度測定，便攜式溫度計(jì)測量5 cm和10 cm深度土層溫度。

苗高、地徑、葉面積：在苗木生長旺盛期用手持激光葉面積儀（美國CID公司， CI-203）測量葉面積，在苗木生長旺盛期和苗木停止生長時用游標(biāo)卡尺測量地徑，常規(guī)直尺、米尺測量苗高。

生物量：在苗木生長旺盛期從每個處理中選取10株平均苗，將取樣后的苗木分成根、莖、葉3部分，裝入封口袋中，用冷藏箱帶回實(shí)驗(yàn)室。根用蒸餾水將其表面泥垢洗凈，用濾紙吸干表面水分。然后把根、莖、葉分別裝入信封中，用70 ℃烘箱烘至恒重，用電子天平（±0.01 g）測其干重。

根系：在苗木生長旺盛期從每個處理中選取10株平均苗，取樣后將根系清洗干凈用FAA固定，放入冷藏箱帶回實(shí)驗(yàn)室，用Epson數(shù)字化掃描儀（Expressionl0000XL1.0）掃描，根系圖像采用win RHIZO（pro2004b）軟件 （Regent Instruments Canada.）進(jìn)行直徑和長度等指標(biāo)測量與分析。

2.3 數(shù)據(jù)分析

采用Execel2003和SPSS 13.0（SPSS Ine.， Standard Version）統(tǒng)計(jì)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)和正態(tài)檢驗(yàn)，然后進(jìn)行方差分析。并用LSD法進(jìn)行多重比較分析。用Sigma Plot 10.0（SYSTAT公司）作圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 覆膜滴灌對雜草生長的影響

覆膜滴灌顯著抑制了雜草的生長（P<0.05）（表1）。扦插后30 d觀察發(fā)現(xiàn)，覆膜顯著降低了膜下雜草的種類和數(shù)量，不同顏色地膜下雜草數(shù)量和種類差異顯著（P<0.05），其中無色地膜的雜草數(shù)量和種類最多，黑色地膜下無雜草。扦插后90 d觀察發(fā)現(xiàn)，所有膜下均無雜草，已生長的雜草在頂端遇到膜后均發(fā)生灼傷分解。

3.2 覆膜滴灌對土壤溫濕度的影響

覆膜滴灌對土壤濕度及土壤溫度產(chǎn)生了一定的影響。覆膜后土壤濕度均高于對照，其中紅色地膜處理下土壤濕度較對照提高了46.84%（P<0.05）。無色膜處理下土壤濕度雖與對照差異不顯著，也比無滴灌無地膜高了3.91%，但無色地膜下土壤濕度僅為紅色地膜下的70.7%。覆膜后5 cm和10 cm處土壤溫度發(fā)生不同程度的增加。紅色、綠色、無色和黑色地膜滴灌處理下5cm土壤溫度顯著高于無滴灌無地膜（P<0.05），分別較無滴灌無地膜高出110.63%、106.42%、85.16%、36.91%，在10 cm土層下，紅色、綠色、無色和黑色覆膜滴灌處理的土壤溫度分別比無滴灌無地膜高出109.92%、103.90%、83.09%、22.93%（P<0.05）（表2）。

3.3 覆膜滴灌對苗高、地徑、葉面積的影響

覆膜滴灌可顯著提高青楊扦插苗地徑和苗高，其中紅色地膜滴灌處理效果最優(yōu)，分別較無滴灌無地膜高出72.15%、96.21%（P<0.05）（表3）。覆膜滴灌對苗木葉面積的影響沒有對地徑苗高的影響效果大，只有內(nèi)黑外銀、無色、紅色地膜滴灌處理下的苗木葉面積顯著高于無滴灌無地膜（P<0.05），分別高出93.69%、93.49%、135.99%。

不同品種的青楊扦插苗苗高在不同顏色的地膜下差異顯著（P<0.05）（圖1）。A品種苗高在無色地膜下最大，且顯著高于內(nèi)黑外銀、內(nèi)黑外白、黑色、紅色地膜（P<0.05），分別高出28.30%、42.26%、26.13%、7.09、47.14;B品種在內(nèi)黑外白色地膜下苗高最大，顯著高于內(nèi)黑外銀和綠色地膜（P<0.05），分別高出54.23%、20.36%;C、D品種在紅色地膜下苗高顯著高于其他顏色地膜（P<0.05），分較其它顏色地膜高出20.52%～34.68%、16.32%～30%;E品種在紅色地膜下的苗高顯著高于內(nèi)黑外銀、內(nèi)黑外白、無色、綠色地膜（P<0.05），分別高出22.71%、37.44%、26.53%、26.48%。

不同品種青楊扦插苗地徑在不同顏色地膜下差異顯著（P<0.05）（圖2）。A品種地徑在無色地膜下最大，且顯著高于內(nèi)黑外銀、內(nèi)黑外白、黑色、紅色地膜（P<0.05），分別高出16.61%、32.93%、19.89%、31.29%;B品種在紅色地膜下地徑最大，且顯著高于內(nèi)黑外銀和綠色地膜（P<0.05），分別高出34.25%、30.30%;C、D、E 3個品種地徑均在紅色地膜下最大，且顯著高于其它顏色地膜（P<0.05），分別高出33.78%～47.92%、19.90～34.59%、11.32%～28.44%。

不同品種青楊扦插苗葉面積在不同顏色地膜下有不同的表現(xiàn)（圖3）。A、D、E 3個品種在6種顏色地膜下的葉面積差異不顯著（P>0.05）;B品種在內(nèi)黑外白、黑色、紅色下的葉面積顯著高于綠色地膜（P<0.05），分別高出64.6%、81.98%、84.93%，其余間差異不顯著（P>0.05）;C品種的葉面積在紅色地膜下最大，且顯著高于內(nèi)黑外白、黑色、綠色地膜（P<0.05），分別高出86.22%、162.91%、126.3%，其余間差異不顯著（P>0.05）。

3.4 覆膜滴灌對苗木生物量的影響

覆膜滴灌可顯著提高苗木生物量（表4）（P<0.05）。在6種覆膜滴灌處理中，紅色覆膜滴灌處理下的徑、葉生物量顯著高于其他處理（P<0.05），分別為無滴灌無地膜的4.26倍和2.50倍。紅色覆膜滴灌處理下的根生物量顯著高于內(nèi)黑外銀覆膜滴灌處理，其余處理間的根生物量沒有顯著差異（P>0.05），紅色覆膜滴灌處理下的苗木根生物量是內(nèi)黑外銀覆膜滴灌處理下的1.78倍，是無滴灌無地膜的3.63倍。

不同品種青楊扦插苗的根生物量在不同顏色地膜覆蓋處理下變化不大，只有D品種在無色地膜覆蓋情況下的根生物量顯著高于內(nèi)黑外銀、內(nèi)黑外白、黑色、綠色地膜（P<0.05），分別高出75.34%、104.68%、79.19%、72.25%，其余4個品種的根生物量在6種顏色地膜覆蓋處理下差異不顯著（P>0.05）（圖4）。

不同品種青楊扦插苗莖生物量對不同顏色地膜覆蓋處理的響應(yīng)不同（圖5）。A、D、E ?3個品種在6種顏色地膜下的莖生物量差異不顯著（P>0.05）;B品種在紅色地膜下的莖生物量顯著高于綠色地膜下（P<0.05），是綠色地膜的2.45倍，其余處理之間差異不顯著（P>0.05）;C品種在紅色地膜下的莖生物量顯著高于內(nèi)黑外銀、黑色、綠色地膜（P<0.05），分別是他們的2.48、2.51、3.54倍。

不同品種青楊扦插苗的葉生物量在不同顏色地膜覆蓋處理下變化較大，只有A品種的葉生物量在6種顏色地膜覆蓋處理下差異不顯著（P>0.05）（圖6）。B品種在內(nèi)黑外白和紅色地膜下的葉生物量顯著高于內(nèi)黑外銀和綠色地膜（P<0.05），分別高出65.52%、70.66%和57.43%、61.35%;C品種在紅色地膜下的葉生物量顯著高于內(nèi)黑外銀、黑色、綠色地膜（P<0.05），分別高出64.85%、81.39%、88.79%;D品種在紅色地膜下的葉生物量顯著高于內(nèi)黑外銀和內(nèi)黑外白顏色地膜（P<0.05），分別高出56.04%、45.74%;E品種在紅色地膜下的葉生物量顯著高于內(nèi)黑外銀、內(nèi)黑外白、黑色、無色地膜（P<0.05），分別高出51.08%、47.49%、108.45%、37.02%。

3.5 覆膜滴灌對根系發(fā)育的影響

覆膜滴灌技術(shù)可促進(jìn)苗木的根系發(fā)育，其中紅色覆膜滴灌處理下的苗木根系發(fā)育最優(yōu)，在根系直徑、根系表面積、根系體積、根間數(shù)量方面顯著高于無滴灌無地膜，分別為無滴灌無地膜的1.63、3.94、3.04、6.19倍（表5）。

4 結(jié)論與討論

覆膜滴灌技術(shù)可以顯著促進(jìn)一年生青楊扦插苗生長和根系發(fā)育，從而提高苗木的質(zhì)量，使其達(dá)到國家青楊苗木造林標(biāo)準(zhǔn)，可使我國東北原有的兩年育苗期縮短為一年，實(shí)現(xiàn)一年生青楊扦插苗造林。這是因?yàn)楦材さ喂嗉夹g(shù)為青楊扦插苗提供了更適宜的生長條件，并抑制雜草生長，減少雜草與青楊扦插苗養(yǎng)分與水分的競爭。

不同顏色的地膜對一年生扦插苗地上生長狀況的影響有所不同。紅色地膜下一年生青楊扦插苗苗高、地徑和葉面積均優(yōu)于其它顏色地膜。在其它植物的覆膜試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)不同顏色的地膜對植物苗高、地徑和葉面積有著重要影響，例如鄭耀武等[17]對小黑楊（ Populus X）扦插苗使用黑色和無色地膜覆蓋，發(fā)現(xiàn)覆膜可以顯著提高小黑楊扦插苗的苗高和地徑，且無色地膜的效果好于黑色地膜，而張學(xué)超等[18]研究發(fā)現(xiàn)橡膠草（ Taraxacum kok-saghyz Rodin）品種 K445的植株的株幅、葉長和葉寬在不同顏色的地膜下有所不同，表現(xiàn)為黑色>無色?？赡懿煌N類的植物對土壤溫度和濕度需求不同導(dǎo)致不同植物在不同顏色地膜下有不同的地上生長表現(xiàn)。不同顏色的地膜對一年生青楊扦插苗根系生長狀況的影響也有所不同。其中紅色和無色地膜下根系生長狀況顯著優(yōu)于其他顏色地膜。這與王艷軍等[10]對馬鈴薯、王安等[19]對芋頭（Colocasia esculenta（L.）Schoot）的研究結(jié)果不同，他們研究認(rèn)為由于無色和紅色地膜透射率顯著高于黑色地膜，在夏季時導(dǎo)致土壤溫度過高，土壤水分蒸發(fā)過快，對植物產(chǎn)生水分和高溫脅迫，從而使植物地下部分生長受到抑制，所以黑色地膜下馬鈴薯和芋頭的地下生長狀況顯著優(yōu)于無色和紅色地膜?？赡芄P者的試驗(yàn)在覆膜技術(shù)中加入滴灌技術(shù)，解決了夏季可能出現(xiàn)的水分和高溫脅迫對苗木的危害，從而使紅色和無色地膜下一年生青楊扦插苗地下生長狀況顯著優(yōu)于其他顏色地膜。

不同品種的苗木對覆膜顏色均表現(xiàn)出一定的選擇性。綜合來看A品種在無色和綠色地膜下生長較好，其余 4個品種均在紅色地膜下生長最好?？赡苁遣煌鄺钇贩N的光合速率存在差異[16]，紅色地膜還可以反射太陽光譜中的紅光，紅光是植物體內(nèi)葉綠素吸收最多的光譜，對植物的光合作用效果最佳[20]。這也有可能是紅色地膜下一年生青楊扦插苗多個品種質(zhì)量最好的一個原因。

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