除草方式對云杉苗圃微環(huán)境及苗木生長的影響

楊新鵬

(甘肅祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)管理局烏鞘嶺自然保護(hù)站，甘肅 天祝 733203)

青海云杉(PiceacrassifoliaKom)為松科云杉屬常綠喬木，其耐陰濕、耐高寒、材質(zhì)優(yōu)良、樹姿優(yōu)美，是甘肅地區(qū)用材、水源涵養(yǎng)、森林更新、荒山造林和園林綠化的重要鄉(xiāng)土樹種[1]。近年來隨著生態(tài)建設(shè)力度的加強，青海云杉苗木需求旺盛，育苗產(chǎn)業(yè)持續(xù)升溫。除草是青海云杉苗木培育的重要環(huán)節(jié)之一，雜草消耗大量水肥，影響苗木采光，并為病蟲害發(fā)生和蔓延提供便利條件[2-3]。因此，雜草需定期清除，否則影響苗木的生長和發(fā)育。傳統(tǒng)的除草方式是人工拔除苗木行間雜草，費時、費力，且成本較高，隨著科技的進(jìn)步，人們開始應(yīng)用除草劑、割草機和塑料薄膜覆蓋等方法達(dá)到省時、省工的除草目的，但也出現(xiàn)了不少問題。本試驗在青海云杉育苗中對比研究不同除草方式對苗圃地微環(huán)境、苗木生長量、除草效率和成本的影響，以期篩選出苗木生長快、成本低廉的除草方式。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設(shè)在甘肅省天祝藏族自治縣烏鞘嶺林場黑溝苗圃，位于祁連山東段北麓淺山區(qū)，地理坐標(biāo)102°48′E、36°52′N，海拔2433 m，屬于大陸高原季風(fēng)氣候，年均氣溫2.8 ℃，1月平均氣溫-5 ℃，7月平均氣溫24 ℃，年日照時間2500 h，≥10 ℃的年積溫2400 ℃，早霜8月下旬，晚霜4月下旬，年無霜期135 d，年均降水量365 mm。土壤類型為栗鈣土。試驗地苗木為5年生青海云杉，定植株行距50 cm×50 cm，平均株高60 cm，行間主要雜草為馬齒莧(Portulacaoleracea.L.)、薺菜(Capsellabursa-pastoris(L.) Medic.)、狗尾草(SetariaViridis(L.) Beauv.)、牛筋草(Eleusineindica(L.) Gaertn.)、冰草(Agropyroncristatum(Linn.) Gaertn.)、刺兒菜(CephalanoplosSegtum(Bge.) Kitam.)、苦菜(Lxerischinensis(Thunb.) Nakai.)、節(jié)節(jié)草(EquisetumramosissimumDesf.)、蘆葦(PhragmitascommunisTrin.)。

1.2 處理方法

試驗共設(shè)4個除草方式，①化學(xué)除草：行間每間隔30 d噴灑1次20%百草枯水劑1000倍液(周口市先達(dá)化工有限公司生產(chǎn))；②機械除草：行間每間隔30 d用背負(fù)式四沖程割草機(永康市三卓園林工具廠生產(chǎn))沿地表割除雜草；③地膜除草：行間覆蓋厚0.12 mm聚乙烯黑色地膜(云南雷馬塑料制品有限公司生產(chǎn))阻止雜草生長；④人工除草：行間每間隔30 d人工拔除雜草，此處理設(shè)為對照(CK)。每個試驗小區(qū)面積667 m2，隨機區(qū)組，重復(fù)3次。所有處理從2018年5月上旬開始實施，11月上旬完成最后一次化學(xué)、機械、人工除草。

1.3 測定內(nèi)容與方法

試驗開始后每天12∶00測定行間的地表溫度、空氣溫度、相對濕度；每間隔5 d取地表土樣測定土壤相對含水量；12月底每小區(qū)隨機抽取30株苗木測定樹高、冠幅、地徑，肉眼觀察葉色進(jìn)行直觀描述，同時核算除草效率和全年成本。

每小區(qū)沿東西方向等距離懸掛3支酒精溫度計和干濕球濕度計，懸掛高度距地面50 cm進(jìn)行行間空氣溫度、相對濕度測定；地表土壤相對含水量測定采用S形5點取樣法采集土樣，烘干法測定[4]，土壤相對含水量(%)=[(原土重-烘干土重)÷烘干土重]×100；冠幅=(南北冠幅+東西冠幅)/2；地徑為地表樹干直徑，用電子游標(biāo)卡尺測定；全年成本=雇工費+材料費，雇工費為全年單位除草面積(667 m2)雇用青壯年勞動力支出的工資，在試驗地1個青壯年勞動力每天工作10 h的平均工資是100元，材料費=(購買材料數(shù)量×市場單價)。測定完成后所有數(shù)據(jù)求平均值，利用Excel 2003和DPS 9.05軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行新復(fù)極差Duncan多重比較顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同除草方式對苗木生長微環(huán)境的影響

由圖1～圖4可以看出，不同方式除草后，不同月份青海云杉苗木行間氣溫呈先升高后降低趨勢，8月達(dá)到最高值，不同月份行間氣溫由高到低的排序均為地膜除草>化學(xué)除草>人工除草(CK)>機械除草；行間空氣相對濕度變化也呈先升高后降低趨勢，8月達(dá)到最高值，不同月份行間空氣相對濕度由高到低的排序均為機械除草>人工除草(CK)>化學(xué)除草>地膜除草；地表溫度變化呈近似直線變化，不同月份地表溫度由高到低的排序均為地膜除草>化學(xué)除草>人工除草(CK)>機械除草；地表土壤相對含水量除地膜除草呈近似直線變化外，其它除草方式呈先升高后降低趨勢，不同月份地表土壤相對含水量由高到低的排序均為地膜除草>化學(xué)除草>機械除草>人工除草(CK)。不同除草方式中，機械除草的苗木行間空氣溫度、地表溫度最低，平均值分別為23.16 ℃、18.52 ℃，較人工除草(CK)分別降低4.77%、19.20%；行間空氣相對濕度最高，平均值為55.07%，較人工除草(CK)提高17.02%。

圖1 青海云杉苗木行間氣溫變化圖2 青海云杉苗木行間空氣相對濕度變化圖3 苗圃地表溫度變化圖4 苗圃地表土壤相對含水量變化

2.2 不同除草方式對苗木生長的影響

由表1可以看出，不同方式除草后青海云杉苗木樹高、冠幅和地徑間差異均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，除地膜除草處理的青海云杉葉色為黃綠色外，其余3種除草方式下青海云杉的葉色均為深綠色。不同除草方式中，機械除草的樹高、冠幅、地徑最高，分別為94.72 cm、34.34 cm、7.46 cm，較人工除草(CK)分別提高17.87%、29.83%、14.59%；其次是化學(xué)除草，樹高、冠幅、地徑分別為84.31 cm、30.44 cm、7.04 cm，較人工除草(CK)分別提高4.92%、15.09%、8.14%；地膜除草的樹高、冠幅、地徑最低，分別為76.08 cm、23.70 cm、6.13 cm，較人工除草(CK)分別降低5.33%、10.40%、5.84%。不同方式除草后青海云杉苗木樹高、冠幅和地徑由高到低的排序均為機械除草>化學(xué)除草>人工除草(CK)>地膜除草。

表1 不同除草方式的苗木生長變化

2.3 不同除草方式對除草效率和成本的影響

由表2可以看出，采用化學(xué)除草、機械除草和地膜除草時均提高除草效率，降低除草成本。1個青壯年勞動力采用化學(xué)除草、機械除草、地膜除草時除草效率分別為650.12、186.58、243.66 m2·h-1·人-1，較人工除草(CK)分別提高864.86%、176.91%、261.62%，不同方式除草效率由高到低的排序為化學(xué)除草>地膜除草>機械除草>人工除草(CK)。除草成本=雇工費+材料費，按此計算，化學(xué)除草、機械除草、地膜除草的全年除草成本分別2705.40、4503.60、1951.35元·hm-2，較人工除草(CK)分別降低73.97%、56.67%、81.23%，不同方式除草成本由高到低的排序為人工除草(CK)>機械除草>化學(xué)除草>地膜除草。

表2 不同除草方式的除草效率和成本

3 結(jié)論與建議

試驗結(jié)果表明，不同除草方式除草后，青海云杉行間氣溫、空氣相對濕度，地表土壤溫度和相對含水量動態(tài)變化和高低不同，機械除草和化學(xué)除草均提高了苗木生長量，提高了除草效率和降低了除草成本，地膜除草雖提高了除草效率和降低了除草成本，但降低了苗木生長量。綜合考慮不同除草方式對苗木生長、除草效率和除草成本的影響，認(rèn)為青海云杉行間化學(xué)除草效果最佳。

植物生長的最適環(huán)境因子與地理起源相關(guān)，是植物在長期進(jìn)化中形成的[5]。青海云杉天然林多分布在高海拔冷涼山區(qū)的陰坡和半陰坡，陰濕的生長環(huán)境有助于其快速生長[6]。本試驗中機械除草后地表殘留草茬，草茬蒸發(fā)后提高了青海云杉苗木行間空氣濕度，降低了行間空氣溫度，為青海云杉生長創(chuàng)造了一個潮濕的生長環(huán)境，同時草茬覆蓋地表，降低地表溫度，減少地表水分蒸發(fā)，提高土壤相對含水量，在一定程度促進(jìn)苗木生長?；瘜W(xué)除草后地表雜草枯黃變干，蒸發(fā)量減少，苗木行間空氣濕度略有降低，但在枯黃雜草的覆蓋下地表溫度較低，蒸發(fā)量降低，土壤相對含水量較高，在一定程度也促進(jìn)了苗木生長。地膜除草后在黑色地膜的覆蓋下，地表水分無法透過地膜蒸發(fā)，水分蒸發(fā)幾乎為零，空氣濕度降低，但土壤相對含水量較高，且在黑色地膜吸熱下，行間空氣溫度和地表溫度較高；青海云杉受土壤不透氣、溫度較高和行間干燥的影響，葉色表現(xiàn)出黃綠，生長受到一定影響。人工除草后雜草被拔除，地表覆蓋物短時減少，土壤蒸發(fā)一定的水分，苗木行間保持一定的濕度和溫度，土壤溫度和相對含水量較低；青海云杉易受干旱等因素的影響，生長量較小。植物生長受光照、溫度、濕度和土壤肥力等因素的影響，光照充足、溫暖濕潤和土壤肥沃的生境有助于植物生長。植物根系在缺氧和高溫條件下，根系生長受阻，衰老加速，更新變慢，對水分和礦質(zhì)離子的吸收和轉(zhuǎn)運能力降低，從而影響地上部分生長[7]。

增加苗木生長量、縮短育苗周期和降低育苗成本是苗圃地技術(shù)創(chuàng)新和管理改革的主要目的。在綜合考慮不同除草方式對青海云杉苗木生長量、除草效率和成本的影響后，認(rèn)為化學(xué)除草效率最高，苗木生長量較大，建議在青海云杉育苗中優(yōu)先應(yīng)用。