不同留茬高度及作業(yè)方式對(duì)沙棘更新復(fù)壯的影響

韓易良，任余艷，何金軍，盧立娜，韓梅，藺予曼，翟秀春

(1.鄂爾多斯市林業(yè)治沙科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017010；2.開(kāi)魯縣森林病蟲(chóng)害防治站，內(nèi)蒙古 通遼 028400)

沙棘(Hippophaerhamnoides)是胡頹子科沙棘屬落葉灌木或小喬木。沙棘擁有超強(qiáng)的萌蘗能力和發(fā)達(dá)的根系，具有保持水土、涵養(yǎng)水源、防風(fēng)固沙等功能，是改善生態(tài)環(huán)境和植被恢復(fù)的優(yōu)良先鋒樹(shù)種和關(guān)鍵樹(shù)種[1]。20世紀(jì)80年代開(kāi)始，鄂爾多斯地區(qū)大面積種植沙棘，時(shí)至今日，以前營(yíng)造的沙棘林多已進(jìn)入成熟期、過(guò)熟期，隨樹(shù)齡增加，長(zhǎng)勢(shì)衰退、病蟲(chóng)害頻發(fā)，掛果量明顯降低，8年生左右的沙棘林死亡率高達(dá)85%，嚴(yán)重影響了生態(tài)防護(hù)功能的發(fā)揮[2，3]。以沙棘為原料的企業(yè)生產(chǎn)也受到嚴(yán)重影響，因此，沙棘林復(fù)壯迫在眉睫。

平茬是林業(yè)生產(chǎn)中常用的一種林木更新復(fù)壯措施。試驗(yàn)證明，經(jīng)過(guò)平茬刺激沙棘可以形成根蘗或萌生枝條，并以根部積累的豐富養(yǎng)分供應(yīng)為基礎(chǔ)，迅速生長(zhǎng)成林。但是，目前沙棘平茬技術(shù)整體水平處于較粗放的狀態(tài)，技術(shù)參數(shù)大多根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。優(yōu)化沙棘平茬關(guān)鍵技術(shù)，改善沙棘生長(zhǎng)狀況，減少病蟲(chóng)危害，提高沙棘栽培利用效益，是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。為此，本試驗(yàn)從留茬高度方面進(jìn)行研究，分析其平茬后發(fā)長(zhǎng)發(fā)育狀況和健康狀況，篩選出沙棘適宜的留茬高度，為生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于準(zhǔn)格爾旗境內(nèi)。準(zhǔn)旗地處黃土高原丘陵溝壑區(qū)與庫(kù)布齊沙漠東部邊緣地帶之間，平均海拔820～1 585 m。地形多變、坡度大，地質(zhì)侵蝕強(qiáng)烈。該區(qū)境內(nèi)以砒砂巖地質(zhì)為主[4]。準(zhǔn)旗屬于典型中溫帶大陸性氣候，由西北向東南氣溫逐步升高。冬季漫長(zhǎng)寒冷，春季干燥多風(fēng)，夏季炎熱短促，春秋氣溫變化劇烈。年平均氣溫為6.2～8.7 ℃，1月極端最低溫度為-32.8 ℃，7月極端最高溫度39 ℃。無(wú)霜期145 d；降水少而集中，年平均降水量為400 mm，多集中在7—9月，降雨年季變化大。年蒸發(fā)量為2 093 mm。日照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)，平均日照時(shí)數(shù)為2 900～3 100 h，年總輻射熱143.4 kCal·cm-2。多風(fēng)沙天氣，年平均風(fēng)速3.2 m·s-1，最大風(fēng)速為32 m·s-1，年平均大風(fēng)日數(shù)為10～30 d。受季節(jié)風(fēng)影響，夏季多偏南或偏東風(fēng)，晚秋至初春多西北風(fēng)。

1.2 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)以準(zhǔn)格爾旗試驗(yàn)區(qū)內(nèi)樹(shù)齡14年的沙棘為試驗(yàn)材料。

1.3 試驗(yàn)方法

設(shè)置植被狀況一致且面積為667 m2的硬梁地和沙地標(biāo)準(zhǔn)樣地各一塊，在樣地內(nèi)設(shè)置6個(gè)10 m×10 m樣方，按照留茬高度為-5 cm(地面以下5 cm)、0 cm(與地面持平)、5 cm(高出地面5 cm)、10 cm(高出地面10 cm)，采取人工和半機(jī)械的方式進(jìn)行平茬(由于半機(jī)械無(wú)法進(jìn)行地下平茬，故沒(méi)有設(shè)置-5 cm的處理)。平茬時(shí)間為9月，第2年的6—8月進(jìn)行生長(zhǎng)、果實(shí)產(chǎn)量和健康狀況各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。本試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)測(cè)量10株。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

1.4.1 生長(zhǎng)指標(biāo)

株高：用卷尺測(cè)量從留茬位置到植株生長(zhǎng)頂端的垂直高度，單位cm[5]。

冠幅：用卷尺測(cè)量苗木冠叢的最大直徑。

地徑：用游標(biāo)卡尺測(cè)量留茬處與新枝交界處的直徑。

萌芽數(shù)：記錄平茬后沙棘萌發(fā)出新芽的個(gè)數(shù)。

成條率=各長(zhǎng)度的枝條數(shù)/總的萌芽數(shù)×100%[6]

1.4.2 健康狀況指標(biāo)

病害發(fā)生率=樣方內(nèi)染病株(叢)數(shù)/總株(叢)數(shù)×100%

蟲(chóng)害發(fā)生率=樣方內(nèi)有蟲(chóng)株(叢)數(shù)/總株(叢)數(shù)×100%

枯死率=樣方內(nèi)枯死株(叢)數(shù)/總株(叢)數(shù)×100%

枯梢率=樣方內(nèi)發(fā)生枯梢株(叢)數(shù)/總株(叢)數(shù)×100%

枯枝率=樣方內(nèi)枯枝數(shù)/成條數(shù)×100%

1.4.3 果實(shí)產(chǎn)量指標(biāo)

采用人工稱質(zhì)量的方法對(duì)各試驗(yàn)區(qū)植株果實(shí)產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)定。由于留茬高度為-5 cm的第3年沒(méi)有結(jié)果，故只測(cè)量了留茬高度為0、5和10 cm的單株果實(shí)產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析方法

采用Excel整理原始數(shù)據(jù)及制作圖表，運(yùn)用SPSS20.0軟件進(jìn)行差異顯著性多重比較，差異顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同留茬高度對(duì)沙棘植株高生長(zhǎng)的影響

圖1 不同留茬高度對(duì)沙棘植株高生長(zhǎng)的影響

由圖1可知，硬梁地人工平茬試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，留茬高度為0 cm的株高顯著高于其他留茬高度，其他處理間無(wú)顯著差異；硬梁地半機(jī)械平茬試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，留茬高度為0 cm的株高顯著高于留茬高度10 cm株高，與留茬高度為5 cm的無(wú)顯著差異，留茬高度5與10 cm處理間無(wú)顯著差異；沙地人工平茬試驗(yàn)區(qū)中，留茬為-5和0 cm的植株高度顯著高于留茬5和10 cm植株高度，留茬5與10 cm處理間無(wú)顯著差異；沙地半機(jī)械試驗(yàn)區(qū)中留茬0 cm的顯著高于留茬植株高度5和10 cm的，其余處理間無(wú)顯著差異。

2.2 不同留茬高度對(duì)沙棘植株冠幅的影響

圖2 不同留茬高度對(duì)沙棘植株冠幅的影響

由圖2可知，硬梁地人工平茬試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，留茬0和5 cm的植株冠幅顯著大于其他留茬高度，留茬10 cm的冠幅顯著大于留茬-5 cm的沙棘植株；硬梁地半機(jī)械平茬試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，各處理間冠幅大小無(wú)顯著差異；沙地人工平茬試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，留茬0 cm的植株冠幅顯著大于留茬5和10 cm植株冠幅，與留茬-5 cm的無(wú)顯著差異。除留茬0 cm外，其余各處理間無(wú)顯著差異；沙地半機(jī)械試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，留茬0 cm的植株冠幅顯著大于留茬5和10 cm植株冠幅，其余處理間無(wú)顯著差異。

2.3 不同留茬高度對(duì)沙棘植株地徑的影響

圖3 不同留茬高度對(duì)沙棘植株地徑的影響

由圖3可知，硬梁地人工平茬試驗(yàn)區(qū)、硬梁地半機(jī)械平茬試驗(yàn)區(qū)和沙地半機(jī)械平茬試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，留茬0 cm植株地徑顯著高于其他留茬高度地徑，其余各處理間無(wú)顯著差異；沙地人工平茬試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，留茬0 cm的植株地徑顯著高于留茬10 cm的地徑。除留茬高度為0 cm外，其余各處理間無(wú)顯著差異。

2.4 不同留茬高度對(duì)沙棘萌芽數(shù)的影響

圖4 不同留茬高度對(duì)沙棘萌芽數(shù)的影響

由圖4可知，硬梁地人工平茬試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，留茬5和10 cm的萌芽數(shù)顯著高于留茬-5和0 cm的萌芽數(shù)，留茬-5和0 cm之間無(wú)顯著差異；硬梁地半機(jī)械平茬試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，留茬5和10 cm的萌芽數(shù)顯著高于留茬0 cm的萌芽數(shù)；沙地人工平茬試驗(yàn)區(qū)中，留茬0 cm的顯著低于其他處理，其他各處理間無(wú)顯著差異；沙地半機(jī)械試驗(yàn)區(qū)中，留茬10 cm的萌芽數(shù)顯著低于其他處理，留茬-5與0 cm之間無(wú)顯著差異。

2.5 不同留茬高度對(duì)沙棘成條率的影響

圖5 不同留茬高度對(duì)沙棘成條率的影響

由圖5可知，硬梁地人工平茬試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，留茬0和5 cm的成條率顯著高于留茬-5和10 cm，留茬0和5 cm的與-5和10 cm的處理間均無(wú)顯著差異；硬梁地半機(jī)械平茬試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，留茬0 cm成條率顯著高于留茬5和10 cm；沙地人工平茬試驗(yàn)區(qū)中，留茬10 cm的成條率顯著低于其他處理；沙地半機(jī)械試驗(yàn)區(qū)中，隨著留茬高度的升高，其成條率逐步降低，且差異顯著。

2.6 不同留茬高度對(duì)沙棘林木健康狀況的影響

表1 不同留茬高度對(duì)沙棘病害的影響

由表1可知，四種留茬高度和對(duì)照普遍發(fā)生沙棘縮葉病，危害主要部位是葉片，表現(xiàn)的癥狀是植株葉片卷曲，嚴(yán)重的會(huì)干枯，縮葉病發(fā)生率沒(méi)有顯著差異，說(shuō)明平茬解決不了沙棘縮葉病問(wèn)題。

發(fā)生的蟲(chóng)害主要是紅緣天牛和沙棘木蠹蛾，危害植株的枝干和根部。留茬-5 cm平茬區(qū)域無(wú)蟲(chóng)害發(fā)生，留茬0 cm平茬區(qū)域發(fā)現(xiàn)紅緣天牛，發(fā)生率為1.33%，留茬5和10 cm平茬區(qū)域發(fā)現(xiàn)了沙棘木蠹蛾和紅緣天牛，發(fā)生率分別為3.81%和6.67%，枯枝率、枯梢率和枯死率的變化趨勢(shì)是由留茬高度為-5 cm依次到地上10 cm逐漸增大，尤其是留茬高度為10 cm的平茬區(qū)死亡植株較多。

2.7 不同留茬高度對(duì)沙棘產(chǎn)果量的影響

由圖6可知，單株果實(shí)產(chǎn)量與留茬高度呈明顯的負(fù)相關(guān)，隨著留茬高度的增加，單株果實(shí)產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)且差異顯著。留茬0 cm的沙棘單株果實(shí)產(chǎn)量最高，留茬高度10 cm的單株果實(shí)產(chǎn)量最低。留茬5 cm的單株果實(shí)產(chǎn)量居中，留茬0 cm的單株果實(shí)產(chǎn)量是留茬5 cm的1.42倍，是留茬10 cm的3.87倍。

圖6 不同留茬高度對(duì)沙棘產(chǎn)果量的影響

3 結(jié)論與討論

從硬梁地人工平茬作業(yè)沙棘株高、冠幅、地徑指標(biāo)來(lái)看，留茬0 cm各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)最佳；硬梁地半機(jī)械平茬作業(yè)區(qū)，與人工作業(yè)區(qū)表現(xiàn)基本一致，株高、地徑、萌條數(shù)與成條比例均是留茬0 cm表現(xiàn)最好，其次是5 cm。冠幅生長(zhǎng)在3種留茬高度下差異不顯著；沙地人工作業(yè)區(qū)，從生長(zhǎng)各項(xiàng)指標(biāo)來(lái)看，留茬高度為0 cm最佳，其次是留茬高度為-5和5 cm；沙地半機(jī)械作業(yè)區(qū)，生長(zhǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)一致表現(xiàn)為0 cm>5 cm>10 cm，以0 cm表現(xiàn)最佳。黨曉宏以6年生沙棘為試驗(yàn)材料，在0、10和20 cm等3個(gè)不同留茬高度下沙棘經(jīng)過(guò)一個(gè)生長(zhǎng)季的調(diào)查情況來(lái)看，留茬10 cm的沙棘從樹(shù)高、冠幅、分枝數(shù)以及當(dāng)年生物量均比其他兩個(gè)留茬高度生長(zhǎng)的好。這與本試驗(yàn)的結(jié)果不一致，可能是由于試驗(yàn)材料的樹(shù)齡不一，導(dǎo)致沙棘的生長(zhǎng)能力存在差異，從而得出不一樣的試驗(yàn)結(jié)果[7]。

從萌芽數(shù)來(lái)看，留茬0 cm的萌芽數(shù)為5～8個(gè)；留茬-5 cm萌芽數(shù)量不穩(wěn)定，抗性差；而留茬5和10 cm的萌芽數(shù)為11.8個(gè)和10.3個(gè)，可能是由于萌芽過(guò)多分散了根系的養(yǎng)分，導(dǎo)致養(yǎng)分供給不足，以至于單株果實(shí)產(chǎn)量下降。成條率以留茬0 cm最佳，這與萌芽數(shù)有一定的關(guān)系，萌芽數(shù)過(guò)多，成條率會(huì)有所下降，而留茬0 cm的萌芽數(shù)居中，所以成條率也以留茬0 cm最好。

危害沙棘較為嚴(yán)重的是干縮病、沙棘紅緣天牛和沙棘木蠹蛾[8，9]。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，留茬-5 cm平茬區(qū)域無(wú)蟲(chóng)害發(fā)生，留茬0 cm平茬區(qū)域發(fā)現(xiàn)紅緣天牛，發(fā)生率為1.33%，留茬5和10 cm平茬區(qū)域發(fā)現(xiàn)了沙棘木蠹蛾和紅緣天牛。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[10-12]，絕大多數(shù)紅緣天牛幼蟲(chóng)和枝干上小部分的沙棘木蠹蛾分布于沙棘樹(shù)干40～120 cm區(qū)域內(nèi)，但蟲(chóng)害嚴(yán)重的沙棘苗木中，80%的沙棘木蠹蛾幼蟲(chóng)在根部為害?？葜β?、枯梢率和枯死率分別隨著留茬高度的增加升高，尤其是地上10 cm的平茬區(qū)死亡植株較多。因此，從沙棘生長(zhǎng)的健康狀況來(lái)看，留茬高度-5 cm平茬最好，依次是0、5 cm，不建議進(jìn)行地上10 cm平茬。在四種處理下，沙棘縮葉病并沒(méi)有大的差異，說(shuō)明平茬在一定程度上可以解決沙棘的蟲(chóng)害，但并不能解決沙棘的葉部病害。

從結(jié)果量來(lái)看，單株果實(shí)產(chǎn)量與留茬高度呈明顯的負(fù)相關(guān)，隨著留茬高度的增加，單株果實(shí)產(chǎn)量顯著降低。因此，從產(chǎn)果量來(lái)看，沙棘平茬留茬以0 cm為佳。

綜合各項(xiàng)指標(biāo)，沙棘留茬0 cm為宜，應(yīng)不超過(guò)5 cm。在沙地上根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要，可以進(jìn)行-5 cm的平茬，但是硬梁地不適宜地下平茬。因?yàn)橛擦旱鼗资桥皫r，土層較薄，沙棘根系扎根不深，進(jìn)行地下平茬，根系損傷嚴(yán)重，影響地上生長(zhǎng)，甚至?xí)B根撅起，樹(shù)木難以恢復(fù)生機(jī)。