楊樹1年生整株苗造林樹體控制技術(shù)研究

李曉宇，宋立志，彭建東，于 雷，梁德軍

(遼寧省楊樹研究所，遼寧 蓋州 115200)

楊樹PopulusL.是我國平原地區(qū)重要的造林樹種，具有分布廣、生長快、適應(yīng)性強(qiáng)、繁殖容易等諸多特點，在防護(hù)林和用材林中占有重要地位，被廣泛應(yīng)用于營造防護(hù)林、速生豐產(chǎn)林以及城市街道綠化等方面，且市場需求量日益增加[1]。

造林成活率是影響林分質(zhì)量的重要因子。由于楊樹速生性較強(qiáng)，補(bǔ)植會造成林相不完整、效果不理想，通常一次性定植完成[2-3]。目前遼寧省在楊樹造林工作中，主要采用整株苗造林和根樁苗造林兩種造林方式[4]。整株苗造林采用大坑中心栽植法[5]，其優(yōu)點是初植時林相較為整齊，若能夠在栽植過程中給予充足的水分，初期成活率也能夠得到保證；其缺點是由于春季風(fēng)大，空氣濕度較低，成活后的苗木易出現(xiàn)枯梢現(xiàn)象，若此時根系沒有發(fā)育完全，會導(dǎo)致頂芽生長一段時間后因缺水而死亡，從而出現(xiàn)主干不明顯、高生長不突出、側(cè)枝茂盛等情況，進(jìn)而導(dǎo)致樹木不能正常生長[6-7]。20世紀(jì)60年代，遼寧省楊樹研究所在國內(nèi)首先提出了根樁苗造林技術(shù)，解決了因造林季節(jié)少雨干旱、多風(fēng)等氣候引發(fā)整株苗造林成活率普遍低下的生產(chǎn)難題[8]。該技術(shù)的優(yōu)點是能夠保持根系有充足的水分，苗木春季土壤化凍后返青快，抽出的枝條粗壯，有利于當(dāng)年的造林的成活率和初生長時生長量的提高；其缺點是根樁苗造林春季幼(頂)芽剛萌出時容易受到食芽害蟲的啃食和風(fēng)沙的打擊，而此時的幼芽極為脆弱，一旦破壞很容易造成死亡，苗木只能從地底重新萌發(fā)新芽，從而導(dǎo)致苗木成活后長勢參差不齊，林相不整齊[9-10]。

綜上所述，整株苗造林和根樁苗造林是遼寧省現(xiàn)階段楊樹造林的主要技術(shù)措施，兩項技術(shù)在實際生產(chǎn)中均存在不足之處，限制了培育優(yōu)質(zhì)楊樹人工林的進(jìn)程[11-12]。因此，提出一種既能提高造林成活率，又能使林相整齊、生長迅速的造林新技術(shù)已經(jīng)十分迫切。楊樹1年生整株苗造林樹體控制技術(shù)于2012年應(yīng)用于生產(chǎn)實際，目前在遼寧省新民市、法庫縣、黑山縣、遼中區(qū)及康平縣均有大面積應(yīng)用[13]。為了更科學(xué)地論證楊樹1年生整株苗造林樹體控制技術(shù)中最適宜的截干高度以及后期采用何種主干控制技術(shù)能獲得較好的生長，2020年，遼寧省楊樹研究所在其黑山試驗示范基地開展了楊樹1年生整株苗造林樹體控制技術(shù)研究試驗。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本研究試驗材料為中遼1號楊1年生扦插苗。

1.2 試驗地點

試驗地點位于遼寧省錦州市黑山縣新興鎮(zhèn)遼寧省楊樹研究所基地內(nèi)，處于溫帶半濕潤區(qū)內(nèi)，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候。年平均氣溫8 ℃。最低氣溫-27.6 ℃，最高氣溫35 ℃。年平均降水量586 mm，無霜期165 d左右。土壤類型為沙壤土，有機(jī)質(zhì)含量占0.2%～1.8%，全鉀占2.1%，全磷占0.1%～0.4%[14]。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計 本試驗采取雙因素完全隨機(jī)試驗設(shè)計，設(shè)置截干高度和主干控制方式兩個因素。其中，截干高度設(shè)置1.2 m、1.4 m、1.6 m、1.8 m、2.0 m、2.2 m、CK(不截干)共7個水平，分別記為A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7；主干控制方式設(shè)置定干修剪和競爭枝修剪聯(lián)合應(yīng)用、定干修剪和不修剪三個水平，分別記為B1、B2、B3，其中定干修剪方法是待萌發(fā)枝條達(dá)到30 cm時，選取距離截干創(chuàng)面近、分枝角小且生長較好的枝條確定為主干，并剪除其余枝條的頂芽；競爭枝修剪方法為待競爭枝達(dá)到1 m時，剪除總長度的1/3。

試驗地面積為0.667 hm2，每個處理栽植4行，每行每個處理栽植6株，每行設(shè)置7個處理。每行北端栽植2株整株苗做保護(hù)行，南端栽植7株截干苗做保護(hù)行，每行栽植51棵樹。2020年4月初造林，造林密度為2 m×6 m。各處理代號見表1。

1.3.2 調(diào)查內(nèi)容與方法

(1)成活率調(diào)查：造林完成后，于5月中旬，采用全株調(diào)查法對各處理成活率進(jìn)行調(diào)查，再進(jìn)行數(shù)據(jù)分析[15]。

(2)生長量調(diào)查：于10月上旬對各處理的樹高、胸徑、地徑和生物量進(jìn)行調(diào)查，對調(diào)查所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。其中，樹高采用塔尺調(diào)查，胸徑和地徑采用游標(biāo)卡尺調(diào)查，生物量測定是將苗木挖出后采用電子秤測定鮮重[16]。

(3)模糊數(shù)學(xué)隸屬度函數(shù)f(xi)計算：樹高、胸徑、地徑、生物量和保存率采用升型分布函數(shù)。

f(xi)=(xij-xi min)/(xi max-ximin)。

式中:f(xi)為各指標(biāo)隸屬度；xij表示各指標(biāo)值；xi max和xi min分別表示第i項指標(biāo)的最大值和最小值[17]。

表1 各處理代號Tab.1 Treatmentcode序號截干高度/m是否應(yīng)用定干修剪方法是否應(yīng)用競爭枝修剪方法代號序號截干高度/m是否應(yīng)用定干修剪方法是否應(yīng)用競爭枝修剪方法代號11.2是是A1B1121.8否否A4B321.2是否A1B2132.0是是A5B131.2否否A1B3142.0是否A5B241.4是是A2B1152.0否否A5B351.4是否A2B2162.2是是A6B161.4否否A2B3172.2是否A6B271.6是是A3B1182.2否否A6B381.6是否A3B219CK是是A7B191.6否否A3B320CK是否A7B2101.8是是A4B121CK否否A7B3111.8是否A4B2

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003、DPS 18.10軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計分析[18]。

2 結(jié)果與分析

2.1 樹體控制技術(shù)對苗木高生長的影響

按照試驗設(shè)計，對每個處理進(jìn)行的樹高調(diào)查結(jié)果列于表2，方差分析和多重比較結(jié)果分別列于表3和表4。從表3可以看出，不同截干高度和不同主干控制方式的P值均小于0.01，說明兩者對樹高的影響極顯著。進(jìn)行了截干高度對樹高的影響、不同主干控制方式對樹高的影響和各組合間樹高的多重比較，發(fā)現(xiàn)1.8 m截干、2.0 m截干、1.6 m截干和2.2 m截干的樹高顯著高于1.4 m截干、1.2 m截干和對照苗；應(yīng)用主干控制技術(shù)的樹高顯著高于未應(yīng)用的樹高。在各組合間樹高多重比較中，前5位排序為1.6 m截干、1.8 m截干、2.0 m截干、2.2 m截干應(yīng)用兩種修剪方法的處理和1.8 m截干應(yīng)用定干修剪方法的處理，且在5%水平下與CK相比達(dá)到了顯著水平。

表2 樹高調(diào)查數(shù)據(jù)Tab.2 Dataoftreeheight處理樹高平均值/m處理樹高平均值/mA1B14.50A4B34.56A1B24.54A5B14.92A1B33.95A5B24.69A2B14.80A5B34.66A2B24.50A6B14.82A2B34.14A6B24.70A3B15.02A6B34.18A3B24.64A7B14.11A3B34.25A7B24.05A4B14.93A7B34.15A4B24.80

表3 樹高方差分析情況Tab.3 Analysisoftreeheightvariance變異來源平方和自由度均方F值P值A(chǔ)因素間11.32161.8876.4100.003B因素間8.18724.09413.9080.001A×B3.532120.2941.3120.213誤差47.1022100.224總變異70.142230

表4 截干高度、主干控制方式對樹高影響的多重比較結(jié)果Tab.4 Multiplecomparisonresultsoftheeffectofcut-tingheightandtrunkcontrolmodeontreeheight處理水平均值/m5%顯著水平A44.764aA54.758aA34.636ab截干高度A64.567abcA24.479bcA14.330cdA74.103dB14.727a主干控制方式B24.560bB34.271c注:不同字母表示差異顯著。下同。

表5 各個組合間樹高多重比較結(jié)果Tab.5 Multiplecomparisonresultsoftreeheightamongdifferentcombinations序號處理均值/m5%顯著水平序號處理均值/m5%顯著水平1A3B15.018a12A1B24.536bcde2A4B14.927ab13A2B24.500bcdef3A5B14.918ab14A1B14.500bcdef4A6B14.818ab15A3B34.255cdefg5A4B24.800ab16A6B34.182defg6A2B14.800ab17A7B34.145efg7A6B24.700abc18A2B34.136efg8A5B24.691abc19A7B14.109efg9A5B34.664abc20A7B24.055fg10A3B24.636abcd21A1B33.955g11A4B34.564abcde

2.2 樹體控制技術(shù)對苗木胸徑生長的影響

按照試驗設(shè)計，對各個處理進(jìn)行了胸徑調(diào)查，結(jié)果見圖1。從圖1中可知，1.2 m截干結(jié)合定干修剪方法處理的苗木平均胸徑最小，僅有2.86 cm；1.8 m截干結(jié)合定干修剪方法處理的苗木平均胸徑最粗，為3.23 cm。方差分析結(jié)果列于表6。從表6可以看出，截干高度和主干控制方式的P值均大于0.05，說明兩種處理方式對胸徑的影響均不顯著。

圖1 不同處理對苗木胸徑的影響

表6 胸徑方差分析表Tab.6 Analysisofvarianceofdiameteratbreastheight變異來源平方和自由度均方F值P值A(chǔ)因素間0.47460.0791.2290.357B因素間0.06220.0310.4850.627A×B0.772120.0640.4080.960誤差33.1292100.158總變異34.437230

2.3 樹體控制技術(shù)對苗木地徑生長的影響

按照試驗設(shè)計，對各個處理進(jìn)行的地徑調(diào)查結(jié)果見圖2。從圖2中可知，1.2 m截干結(jié)合定干修剪方法處理的苗木平均地徑最小，僅有4.54 cm；1.6 m截干結(jié)合兩種修剪方法處理的苗木平均地徑最粗，為5.12 cm。方差分析結(jié)果列于表7。從表7中可以看出，截干高度和主干控制方式的P值均大于0.05，說明兩種處理方式對地徑的影響均不顯著。

圖2 不同處理對苗木地徑的影響

2.4 樹體控制技術(shù)對苗木生物量的影響

按照試驗設(shè)計，對各個處理進(jìn)行的生物量調(diào)查結(jié)果見圖3。從圖3中可知，1.2 m截干不修剪處理的苗木平均生物量最小，僅有2.97 kg，1.6 m截干結(jié)合兩種修剪技術(shù)處理的苗木生物量最重，為3.43 kg。方差分析結(jié)果列于表8。從表8中可以看出，不同截干高度和不同主干控制方式的P值均大于0.05，說明兩種處理方式對生物量的影響均不顯著。

圖3 不同處理對苗木生物量的影響

2.5 樹體控制技術(shù)對苗木成活率的影響

將楊樹1年生整株苗造林樹體控制技術(shù)與常規(guī)整株苗造林相比較可知，新技術(shù)對苗木成活率的提升十分明顯，常規(guī)整株苗造林成活率只有87.5%，而采用樹體控制技術(shù)造林的苗木成活率最低也有94.4%，最高達(dá)到了100%，平均成活率達(dá)97.4%。

表8 生物量方差分析表Tab.8 Analysisofvarianceofbiomass變異來源平方和自由度均方F值P值A(chǔ)因素間1.19360.1990.4560.840B因素間2.07721.0382.3790.095A×B0.483120.0400.0921.000誤差82.4821890.436總變異86.234209

圖4 不同處理對苗木成活率的影響

2.6 不同處理各指標(biāo)的隸屬度及綜合指數(shù)

由于各指標(biāo)的單位、性質(zhì)和數(shù)量不同，故采用模糊數(shù)學(xué)隸屬度函數(shù)對各項指標(biāo)測定值進(jìn)行定量轉(zhuǎn)換，并將各指標(biāo)所得隸屬度相加作為綜合指數(shù)來評價各處理[19]。本文對樹高、胸徑、地徑、生物量和保存率分別計算了隸屬度，采用各指標(biāo)隸屬度的總和作為綜合指數(shù)進(jìn)行評價，結(jié)果見表9。

從表9可以看出，與整株苗相比，采用樹體控制技術(shù)的苗木綜合評價優(yōu)于對照苗?？傮w排名中，前5名排序依次為1.6 m截干結(jié)合兩種修剪方法、1.8 m截干結(jié)合兩種修剪方法、1.8 m截干結(jié)合一種修剪方法、2.0 m截干結(jié)合兩種修剪方法、2.2 m截干結(jié)合兩種修剪方法的苗木。

表9 不同處理各指標(biāo)的隸屬度及綜合指數(shù)Tab.9 Membershipdegreeandcomprehensiveindexofeachindicatorindifferenttreatments處理隸屬度樹高胸徑地徑生物量保存率總和A3B11.000.751.000.891.004.64A4B10.910.700.811.000.884.31A4B20.791.000.161.000.923.87A5B10.910.650.170.780.893.40A6B10.810.750.200.560.973.30A3B20.640.980.190.890.603.29A2B10.790.700.420.780.593.29A5B20.690.350.390.780.923.13A5B30.670.800.390.780.483.12A6B20.700.600.410.560.672.94A1B10.510.630.310.780.582.81A4B30.570.400.331.000.482.78A2B20.510.680.120.780.402.49A3B30.280.730.390.890.192.48A6B30.210.650.420.560.312.16A2B30.170.570.300.780.262.08A1B20.550.000.000.780.712.04A7B10.150.750.300.000.351.54A1B30.000.500.200.780.001.48A7B20.090.600.230.000.471.40A7B30.180.680.360.000.121.33

3 結(jié)論與討論

(1)樹體控制技術(shù)可顯著提高造林成活率。采用1年生整株苗造林樹體控制技術(shù)的苗木，其平均成活率達(dá)97.4%以上，顯著高于常規(guī)整株苗造林的平均成活率。

(2)樹體控制技術(shù)合理截干高度為距地面1.6～1.8 m。通過樹體控制技術(shù)中不同截干高度的處理(1.2 m截干至2.2 m截干，每20 cm為一個級差的6個處理)以及后期撫育工作中應(yīng)用的定干修剪方法與競爭枝修剪方法的對比試驗，綜合樹高、胸徑、地徑、生物量及成活率等指標(biāo)的隸屬度分析比較得知：截干高度1.6 m與1.8 m，同時采用定干修剪方法與競爭枝修剪方法的苗木綜合得分最高，對照苗得分低于應(yīng)用樹體控制技術(shù)的苗木得分。由此得出:應(yīng)用整株苗造林樹木控制技術(shù)的苗木合理截干高度為1.6～1.8 m。在撫育管理工作中，除常規(guī)撫育措施外(澆水、防蟲、除萌等)，需要應(yīng)用定干修剪方法與競爭枝修剪方法實現(xiàn)苗木高生長最大化。

(3)樹體控制技術(shù)可顯著促進(jìn)苗木高生長。通過對應(yīng)用楊樹1年生整株苗造林樹體控制技術(shù)的苗木與常規(guī)整株苗造林技術(shù)的苗木進(jìn)行比較得出，新技術(shù)對苗木的高生長有促進(jìn)效果。應(yīng)用該技術(shù)的1年生苗木高生長可達(dá)5 m左右，與常規(guī)整株造林苗木相比較，可提高苗木平均高生長15%以上。

(4)樹體控制技術(shù)可提高楊樹人工林質(zhì)量。應(yīng)用1年生整株苗造林樹體控制技術(shù)的當(dāng)年生苗木與常規(guī)整株苗造林相比較，在顯著提高成活率的同時，通過截干使樹木高度相對整齊、主干生長優(yōu)勢突出、側(cè)枝生長旺盛、樹體呈現(xiàn)尖塔型結(jié)構(gòu)、整體外部美觀度提升，提高了楊樹人工林栽植的整體質(zhì)量。

楊樹是遼寧省平原地區(qū)最主要的造林樹種，在用材林和防護(hù)林的建設(shè)中均占有重要地位。但遼寧省春季風(fēng)沙大，空氣濕度小，造林成活率低。楊樹1年生整株苗造林樹體控制技術(shù)是提高楊樹造林成活率與造林質(zhì)量的一種造林新技術(shù)。該技術(shù)簡單易操作，僅需在常規(guī)整株苗造林后按合理高度截干，配合主干控制技術(shù)即采用定干修剪和競爭枝修剪的方法，便可實現(xiàn)大幅度提高造林成活率，提高造林品質(zhì)和產(chǎn)量的目標(biāo)，應(yīng)用前景十分廣闊。