地膜覆蓋對幼齡福建柏生物量及雜草發(fā)生的影響

李淵順，周宗哲，汪國彬

(福建省安溪豐田國有林場，福建 泉州 362400)

福建柏(Fokieniahodginsii)為我國柏科(Cupressaceae)福建柏屬(FokieniaHenry)特有樹種，也是我國二級重點保護珍稀樹種、珍貴速生樹種和南方特有的重要用材樹種[1]。福建柏樹干通直、樹形優(yōu)美、生長快、觀賞價值高，為優(yōu)良的園林綠化和造林樹種，主要分布在海拔350～700 m的山上[2-3]。雖然福建柏抗性強，且能夠耐瘠薄干旱，符合優(yōu)良園林樹種的基本條件[3]，但是福建柏在幼齡期對生長環(huán)境的要求比較高，尤其對土壤水分有一定的需求量。在造林前期，由于造林地裸露和植苗后苗木周圍土壤疏松易導(dǎo)致水分流失，且雜草易生，福建柏生長會受到一定影響。福建柏屬于淺根系植物，主要吸收淺層土壤的水分和養(yǎng)分，易與雜草形成競爭關(guān)系。已有研究表明，福建柏在幼齡期對水分變化比較敏感，易受到干旱環(huán)境脅迫，尤其是生理變化比較明顯[4]，因此采取覆蓋地膜措施來達到保水目的，促進林木有機物積累和分配格局的優(yōu)化，還可以減少雜草生長。目前在福建柏培育過程中，采取林地保水及除草措施的相關(guān)研究較少，已有的研究也主要是覆蓋地膜對福建柏林地土壤養(yǎng)分的影響研究[5]，本試驗研究地膜覆蓋對福建柏生物量及雜草生長的影響，旨在為福建柏幼齡林培育管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)地處福建省安溪豐田國有林場白瀨工區(qū)，位于北緯25°16′、東經(jīng)118°1′。該研究區(qū)多為低山、丘陵，坡度約25°，海拔250 m，中坡位，屬于典型的亞熱帶季風(fēng)氣候，雨量充沛，極端高溫可達39.3 ℃，極端低溫可達-5 ℃，年均降水量1 500～2 000 mm，全年冰霜日較少。造林地前茬為杉木采伐跡地，草本植物以芒萁、薹草等為主，土壤理化性質(zhì)良好。

1.2 試驗設(shè)計

2018年2月試驗在2017年2月營造的福建柏人工幼齡林中開展。福建柏株行距2 m×2 m，造林用苗木均采用一級苗。試驗處理前清除試驗地的所有雜草。以福建柏苗木主干為中心，在地表覆蓋一塊1 m×1 m的黑色塑料膜，主干周圍半徑10 cm范圍裸露，以保證土壤透氣性，同時以不覆蓋地膜的裸露地表為對照。兩種處理均在試驗地的上位、中位、下位分別隨機設(shè)置3個標準地，共6個標準地，每個標準地均為20 m×20 m，四角埋樁并拉線標記。

1.3 指標測定

2019年11月對標準地內(nèi)所有福建柏進行每木調(diào)查。采用圍徑尺測定地表處地徑；用鋼卷尺測定東西、南北冠幅，求其平均值；采用鋼卷尺測定樹高。計算每塊標準地內(nèi)平均地徑、平均樹高，以此選取3株標準木，沿地徑處伐倒，分別稱量帶皮樹干重、枝重、葉重、根重。再按隨機原則抽取各標準木枝、葉、干、根各部分樣品約500 g，帶回室內(nèi)將樣品置于105 ℃殺青15 min，然后80 ℃恒溫下烘干至恒重，按所測的含水率求算單株各器官的干重，計算單株生物量。再將標準木下以主干為中心，地表1 m×1 m范圍內(nèi)的雜草全部收集并進行雜草鑒定，烘干至恒重并稱其干質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 地膜覆蓋對福建柏生物量的影響

相比于裸露地表，覆蓋地膜后的福建柏林木根、干、枝條和葉等各器官生物量發(fā)生了明顯增長，且各器官生物量在不同處理間存在顯著或極顯著差異(表1)。覆蓋地膜與不覆蓋地膜的相比，根生物量增加了0.08 kg，干生物量增加了0.19 kg，枝條生物量增加了0.05 kg，葉生物量增加了0.18 kg，單株生物量增加了0.48 kg。有無覆蓋地膜處理的干生物量分配比存在極顯著差異，而根、枝條和葉生物量分配比則不存在顯著差異(表2)。由此可見，覆蓋地膜對福建柏各器官生物量分配的影響較小，而對各器官有機物積累的影響較大，能夠顯著促進福建柏樹體各器官及植株整體有機物的產(chǎn)生和積累。兩種處理的福建柏各器官生物量分配均為葉生物量分配比最大，其次是干生物量分配比，最小的是根生物量分配比和枝條生物量分配比，且葉生物量分配量顯著大于根、干和枝條生物量分配量，這使福建柏樹體能夠充分的利用光照，進而提高其光合效率，對促進其生長發(fā)育具有重要意義。

表1 地膜覆蓋對福建柏有機物積累的影響

表2 地膜覆蓋對福建柏生物量分配的影響

2.2 地膜覆蓋對雜草發(fā)生的影響

林間雜草調(diào)查結(jié)果顯示，供試試驗地雜草共有8種(表3)。相比于裸露地表，覆蓋地膜處理的雜草生長情況存在顯著差異，其中覆蓋地膜處理的雜草有芒萁等4種蕨類植物，而不覆蓋地膜處理有8種雜草。芒萁、金星蕨、烏毛蕨和鱗毛蕨4種雜草為兩種處理均會出現(xiàn)的雜草，其中，芒萁出現(xiàn)頻率最高，密度最大。對于4種共有雜草，覆蓋地膜處理的密度相比于裸露地表分別降低了2.45株/m2、1.00株/m2、0.78株/m2、0.77株/m2，單位面積生物量分別降低了1.981 0 g/m2、0.761 5 g/m2、0.837 1 g/m2、0.625 9 g/m2，單株生物量分別降低了0.363 5 g/株、0.268 1 g/株、0.437 5 g/株、0.334 5 g/株。在覆蓋地膜處理下蕨類植物仍然能夠生長，這可能與蕨類植物的生長特性有關(guān)。蕨類植物大多具有耐酸、耐旱、耐瘠薄、耐陰濕等特點，常生長規(guī)范荒坡或林緣，在森林砍伐后或拋荒后的坡地上常形成優(yōu)勢群落，也易頑強地生長在山區(qū)及水土流失地區(qū)，同時大多存在地下莖，易形成萌動的葉芽長出地表[6-7]。在覆蓋條件下，蕨類植物生長受到很大程度的抑制。鐵線蓮、卷柏、沿階草和薹草在地膜覆蓋處理下不易生長，這可能與它們的草質(zhì)莖葉在覆蓋地膜營造的黑暗條件下不易生長有關(guān)。

表3 覆膜處理對雜草生長情況的影響

3 討論與結(jié)論

福建省地處山地丘陵地帶，部分地區(qū)土地貧瘠，土壤水分涵養(yǎng)量較少。福建柏的生長對立地選擇的差異表現(xiàn)出不同的適應(yīng)性，因此影響福建柏生長發(fā)育的一個重要因子就是水分[8]，采取一定的保水措施就有著重要的實踐和現(xiàn)實意義。研究覆蓋條件對植物生物量的影響，有助于對植物進行優(yōu)化管理，使植物有效地利用太陽能，獲取更大的產(chǎn)出、更多的產(chǎn)品[9]。地膜覆蓋主要通過隔絕膜內(nèi)外土壤和空氣的水分交換，抑制潛熱交換和顯熱交換，再通過膜內(nèi)附著的水層削弱土壤夜間長波輻射，從而達到保水和保溫的效果[10]。本研究結(jié)果顯示，相比于裸露地表，覆蓋地膜能顯著增加福建柏各器官生物量，其根、干、枝條、葉、單株生物量分別增加了18.18%、25.68 %、13.16 %、11.76 %、15.48 %。植株生物量的變化可以通過其高生長和胸徑(地徑)生長情況來反映。覆蓋地膜后能夠明顯改善土壤理化性質(zhì)，使生長期提前，形成發(fā)達的根系，各同化器官生物量分配比擴大，生長量增加，莖干粗壯，全面提高林木質(zhì)量，培養(yǎng)出優(yōu)良林木[11-12]。本研究結(jié)果顯示，覆蓋地膜能顯著抑制雜草的生長，尤其對草質(zhì)莖葉類雜草的抑制效果最為明顯。因此，對于易生長草質(zhì)莖葉類雜草的林間和田間，可考慮通過覆蓋地膜的措施控制雜草發(fā)生，同時防病防蟲害；對于易生長硬莖葉草本的林間和田間，可以增加覆蓋物的重量，防止萌動葉和芽生長。地膜覆蓋不僅能促進福建柏有機物產(chǎn)生和積累，提高各器官生物量，而且能防止雜草發(fā)生，減少除草清雜等人工投入，提高福建柏造林的效益，覆蓋地膜還能減少或避免除雜草農(nóng)藥的施用，減少農(nóng)藥污染，創(chuàng)造更加良好的森林生態(tài)環(huán)境。