土壤水分及起苗保水措施對青海云杉苗木成活率影響

倪大振，高文耀

(甘肅祁連山國家級自然保護(hù)區(qū)管護(hù)中心烏鞘嶺自然保護(hù)站，甘肅 天祝 733203)

1 青海云杉特征

青海云杉(PiceacrassifoliaKom.)主要分布在甘肅、青海、寧夏和內(nèi)蒙古大青山一帶[1]，海拔在1600～3800m高山林區(qū)[2]。該樹種生長非常緩慢，但對環(huán)境適應(yīng)性比較強(qiáng)，可耐-30℃低溫，耐干旱，喜中性土壤，忌水澇[3]。青海云杉是祁連山林區(qū)主要建群樹種之一[4]，也是該地區(qū)生態(tài)環(huán)境治理建設(shè)及城鄉(xiāng)綠化美化的主要優(yōu)勢鄉(xiāng)土樹種，高山及亞高山林區(qū)植被恢復(fù)首選樹種為云杉，其成活率受海拔、土壤以及苗木水分等影響[5]。

2 土壤濕度對苗木含水率影響試驗(yàn)

水分是植物生長的主要因素之一[6]，在干旱、土壤貧瘠條件脅迫下對云杉生理機(jī)能受到影響，株高、基徑、根長以及側(cè)根都減小[7]。在祁連山高海拔林區(qū)生態(tài)治理恢復(fù)中提高青海云杉苗木含水量也是提高恢復(fù)成效的關(guān)鍵因素之一。因此，對青海云杉苗木在起苗與生態(tài)治理恢復(fù)栽植中如何提高苗木含水率進(jìn)行了試驗(yàn)。

2.1 試驗(yàn)方法

春季是青海云杉苗木移植的最佳時(shí)間段，此時(shí)樹液剛開始流動(dòng)，枝芽尚未萌發(fā)，苗木本身水分蒸騰作用很弱，移植成活率相對較高[8]。土壤解凍后，在苗圃青海云杉移植苗(4-3)地內(nèi)選擇5塊育苗地作為樣地，設(shè)置不同水量進(jìn)行灌溉，灌溉后7 d內(nèi)用土壤濕度儀分別測試土壤濕度，并在不同土壤濕度樣地中分別各選取20株苗木進(jìn)行裸根起苗后作為樣本，采用1/100電子秤稱量不同濕度地塊內(nèi)的苗木鮮重(清理干凈苗木表面附著的泥土和水分)，再分別放置在105 ℃的烘箱中烘干后測定干重。選取平均鮮重苗木浸泡在常溫水池中，浸泡24 h后再測量其飽和鮮重，以此測定數(shù)據(jù)為飽和鮮重的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。

2.2 地塊濕度對苗木含水率影響結(jié)果分析

測定苗木含水量主要是測定苗體內(nèi)的束縛水和自由水含量[9]，其方法一般采用：①苗木鮮重含水率(Wa)=(苗鮮重-干重)/鮮重；②苗木相對含水率(Wb)=(苗鮮重-干重)/(飽和鮮重-干重)。具體測試如表1所示。

由表1和圖1可知，不同濕度的土壤對苗木的含水量具有一定影響，祁連山林區(qū)正常降水下春季云杉育苗地土壤自然濕度平均在25%左右，其土地生長高度40～50 cm云杉苗木鮮重含水率、相對含水率平均分別為43.66%、32.54%，通過灌溉補(bǔ)充水分使土壤濕度達(dá)到75.6%時(shí)苗木鮮重含水率、相對含水率平均分別為61.86%、68.72%，相比分別提高18.20%、36.18%。同時(shí)，苗木鮮重含水率和相對含水率隨著土壤濕度增加而增加，土壤濕度達(dá)到65.22%時(shí)增加緩慢 ，達(dá)到75.60%時(shí)基本處于飽和狀態(tài)。由于苗木失水影響它的活力及造林成活率[10],因此，增加苗木含水率是提高造林成活率的主要因子之一，起苗前對育苗地塊采取灌溉方法增加土壤濕度，從而增加苗木水分含量，這種苗木補(bǔ)充水分的方法是起苗過程中的一個(gè)非常必要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

表1 不同土壤濕度云杉苗木含水量測試對比

圖1 土壤濕度與苗木含水率變化比較

3 不同保水措施對云杉苗木含水率及造林成活率試驗(yàn)

針對在干旱地域條件下植被恢復(fù)中采用青海云杉苗木造林，經(jīng)研究試驗(yàn)采取最佳保水措施效果依次排列為：干水、保水劑、抗旱粉、覆膜等[11]，但在起苗過程中對苗木采取自身保水措施也非常重要，具體開展了如下試驗(yàn)。

3.1 驗(yàn)證方法

分別在土壤濕度25.37%、75.6%的2塊云杉苗木生長地塊內(nèi)分組各起裸根苗5組，每組100株，高度選擇40～50 cm之間，地徑為0.8±0.1 cm。

3.1.1 起苗

采取人工起苗，用鐵鍬將苗木根部土壤掘起，用手輕輕將苗木根系分開，謹(jǐn)防用力拔苗或者用力摔抖苗木根系壤土以損傷毛細(xì)根。

3.1.2 包裝

將云杉苗木起苗后，根部全部同向擺放并按20～50株一捆進(jìn)行包扎，然后按照以下方法分別進(jìn)行試驗(yàn)。

A組試驗(yàn)法：在2塊土壤濕度不同的地塊內(nèi)分別起100株云杉苗木，采取邊起苗、邊包裝、邊假植，做好運(yùn)輸保水、造林現(xiàn)場假植等措施，假植做到“疏排”“深埋”“實(shí)踩”[12]，苗木排列做到稀疏，埋土要保持深度，踩踏要做到嚴(yán)實(shí)。起苗5 d后完成栽植造林。

B組試驗(yàn)法：在2塊土壤濕度不同的地塊內(nèi)分別起100株云杉苗木，采取邊起苗、邊包裝、邊假植，做好運(yùn)輸保水、造林現(xiàn)場假植等措施，起苗10 d后完成栽植造林。

C組試驗(yàn)法：在2塊土壤濕度不同的地塊內(nèi)分別起100株云杉苗木，起苗后暫不采取包裝和假植，將苗木置于陽光下照曬4 h，然后進(jìn)行包裝、假植，運(yùn)輸至造林現(xiàn)場假植，起苗5 d后完成栽植造林。

D組試驗(yàn)法：在不同濕度的2塊地內(nèi)分別起100株云杉苗木，起苗后暫不采取包裝和假植，將苗木置于陽光下照曬4 h，然后進(jìn)行包裝、假植，運(yùn)輸至造林現(xiàn)場假植，起苗10 d后完成栽植造林。

3.2 苗木含水率與造林成活率分析

苗木水分損失超過一定程度影響造林成活率和初期生長量,達(dá)到界值時(shí)導(dǎo)致枯死[13]，通過試驗(yàn)分析含水率、水分損失率和成活率關(guān)系。

水分損失率=(苗鮮重-栽植苗重)/(苗鮮重-苗木平均干重)×100%。

苗木含水率=水重/栽植時(shí)鮮重×100%。

苗木鮮重和苗木干重按照表1平均數(shù)計(jì)算：高度40～50 cm云杉苗木在生長地塊土壤濕度25.35%時(shí)平均鮮重為120.2 g，在生長地塊土壤濕度75.6%時(shí)平均鮮重為157.20 g，苗木平均干重為68 g。具體試驗(yàn)關(guān)系分析如下。

通過采取不同試驗(yàn)方法調(diào)查分析，忽略影響造成苗木成活率的其他因素下，在苗木生長地塊土壤濕度分別為25.37%和75.60%兩塊地塊采取上述不同試驗(yàn)(表2)，苗木水分損失率分別由13.41%、15.36%增加到73.16%、84.87%，含水率分別由39.93%、52.61%下降到14.36%、16.56%，造林成活率分別由90.7%、93.5%，降低到30.6%、33.4%。由此可鑒，影響苗木成活率的不僅是干旱少雨、蒸發(fā)量大、土地瘠薄、高海拔等因素[14]，而苗木自身水分也是非常關(guān)鍵的因素之一，做好云杉苗木起苗到栽植過程中的不同保水措施也是提高造林成活率非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

4 結(jié)論與討論

針對祁連山高海拔林區(qū)氣候寒冷、自然條件惡劣、苗木成活率低、生態(tài)治理恢復(fù)困難且投入大等現(xiàn)狀[15]，如果對青海云杉苗木在起苗和調(diào)運(yùn)過程中所采取的保水措施不規(guī)范，將會導(dǎo)致苗木水分嚴(yán)重?fù)p失、含水量大幅下降、造林成活率降低。通過對苗木生長地塊土壤灌溉補(bǔ)水，在苗木起苗過程中采取規(guī)范的包裝、運(yùn)輸、假植等各環(huán)節(jié)的保水措施，縮短了苗木起苗至造林期間的置留期限，有效地減少了苗木水分損失，提高苗木含水量，從而提高了苗木成活率，為下一步研究祁連山東段廢棄渣臺綜合修復(fù)集成技術(shù)研究，推進(jìn)祁連山生態(tài)恢復(fù)治理提供了科學(xué)依據(jù)，也有待于進(jìn)一步探索研究。

表2 不同土壤濕度及保水措施云杉苗木成活率對照試驗(yàn)