不同造林技術(shù)對油松幼林生長的影響

杜小勇

(山西省永和縣林業(yè)局,山西 永和 041400)

不同造林技術(shù)的造林效果是不同的,對森林的生態(tài)系統(tǒng)影響也是不同的。但原理都是改善樹木的生長環(huán)境,加強幼林生長的營養(yǎng)。提升植被的覆蓋率和樹木的質(zhì)量。造林技術(shù)應(yīng)優(yōu)化樹林的生產(chǎn)力,研究成果表明增加單株直徑的生長動力可以提升整個樹林的產(chǎn)量[1]。不同的造林技術(shù)下對油松幼林生長產(chǎn)生的影響不同,油松林在北方地區(qū)的分布比較常見,油松林的環(huán)境適應(yīng)能力很強,在陡峭的山脊亦或是海拔超過1700 m的地方也能生長,在北方地區(qū)常以頂極群落的形態(tài)出現(xiàn)。造林技術(shù)對油松幼林生長的影響的研究在近些年來從未間斷過,顯示良好的造林技術(shù)可以提升整個樹林的健康率[2],但研究內(nèi)容不全面,造林技術(shù)的多變和發(fā)展,容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)的變化。受傳統(tǒng)森林經(jīng)營思想的影響,很多油松幼林生長依舊采用自然生長的方式,在生長發(fā)育過程之中除了出現(xiàn)病蟲害之后會進行噴藥外就對樹林不再過多關(guān)注,這樣的造林技術(shù)是不科學的。長此以往會降低油松幼林的生長質(zhì)量,因此,在可持續(xù)發(fā)展思想的指導(dǎo)下,應(yīng)充分發(fā)揮科學的造林技術(shù)的作用,將油松幼林生長潛力激發(fā)出來[3],對不同的造林環(huán)境下的油松幼林生長狀態(tài)進行研究,為油松幼林生長提供科學的經(jīng)營和管理依據(jù)。

1 試驗材料與調(diào)查方法

1.1 試驗材料

油松幼林生長試驗在山西省永和縣的郊區(qū)試驗田進行,試驗田處于北方地區(qū),林區(qū)海拔為1500 m,試驗田處于溫帶大陸氣候,夏季溫和多雨降雨量達到600 mm以上,夏季的降雨量占全年降雨量的55%以上。大陸性季風氣候?qū)е麓呵锛竟?jié)氣候較干,年積溫在2417 ℃作用,無霜期的時間可達到138 d[4],在試驗田中培育的幼苗是經(jīng)過合格檢驗的幼苗,種植培育的為1年的油松幼苗,數(shù)量為500株,在種植前進行氮沉降處理。試驗田的森林土壤的全氮含量為(1.31±0.05) g/kg,與土壤充分混合。土壤在未施肥之間的有機質(zhì)含量為8.53%,土壤的酸堿度呈中性質(zhì),通過對試驗田中塵土和水分的分析,測定幼苗的生長環(huán)境中的空氣質(zhì)量良好[5],水分也達到可以進行灌溉的標準。將500株試驗苗按照不同的造林技術(shù)進行分組。

幼苗開始進行施肥,選用含氮量約35%NH4NO3為主要肥料,原始的樹林苗高為0.25 m,兩年后平均可以長到0.5 m左右,3年幼苗幾乎成林,苗高為1 m以上。試驗田的并非都位于平坦地區(qū),造林的密度為行距3 m×3 m,種植幼苗的樹坑規(guī)格為0.5 m×0.5 m×0.4 m。試驗樣品的補氮氮源為CO(NH2)2,將每日的補充氮量分為五份,按照比例和水分進行混合,定時定量的對植株進行補充。噴灑溶液的時候,將按照25%土壤和75%尾礦砂進行混合并加入1%的肥料[6-7]。試驗樣品的播種土壤采用混合土壤,在每個樹坑中加入10 kg的混合土壤,為保證油松幼林的水分,在進行栽種之前對幼苗進行浸泡。當70%以上的幼苗出現(xiàn)通體濕潤的現(xiàn)象時,再進行栽種。

1.2 調(diào)查方法

采取正方形樣地的調(diào)查的方式,對油松幼林生長的存活率進行調(diào)查,設(shè)置0.2 m×0.2 m的正方形樣地。設(shè)置油松幼林和杉木、馬尾松等混交林,馬尾松和杉木為符合檢疫標準的2級樹苗,并通過研究證明與油松幼林混種不會引起病蟲害?；旖槐壤R尾松和杉木比油松幼林為1∶2,樹苗隨機排列,采用數(shù)據(jù)分析軟件進行單因素方差分析。

2 造林試驗

將試驗田分為8塊長為50 m正方形,每組試驗田的種植面積為2500 m2,幼苗在當?shù)氐臉涿缡袌鲑徶?。造林后根?jù)不同林地清理方式、不同整地方式、不同撫育方式進行種植,造林技術(shù)指標如表1所示:

表1 造林技術(shù)指標

油松幼林的種植間距為3.0 m,種植幼苗的樹坑為0.5 m×0.5 m×0.4 m,在第6、7、8號試驗田進行混交種植,混交比例馬尾松和杉木比油松幼林為1∶2,在人工撫育的過程中對幼林的數(shù)據(jù)進行嚴格的控制。五點法原則是種植用地常用的控制數(shù)據(jù)原則,首先將1年幼苗、2年幼苗和3年幼苗進行標記以便后續(xù)區(qū)分。長勢好的幼苗在前期也要進行標記,與后期的長勢進行區(qū)分。在種植兩年后、五年后和八年后對試驗田中的作物進行測量。選擇5～6月溫度較高,植被普遍長勢較好的時候測量試驗結(jié)果。首先統(tǒng)計試驗田的成活率[8],然后對油松的地徑和高度進行測量。在試驗期間為了數(shù)據(jù)的準確性,數(shù)據(jù)采集的頻率為每個月測量一次。

在8塊試驗田隨機挑選5株幼苗從試驗田的樹坑中完整移出,清理樹根上的泥土和雜物,并使用清水沖洗干凈。土壤顆粒及其他殘留物等雜質(zhì)可以使用專業(yè)的清理溶液進行清洗,在不破壞樹根的情況下把雜質(zhì)清理干凈[9]。將完整根系的幼苗放置在環(huán)境溫度為-5 ℃的冷庫內(nèi)。保存1～2 h。

3 試驗與結(jié)果討論

試驗田中的幼苗測量初始高度和地徑時要需在施肥前進行測量。第一次測量要測量每個植株的初始高度,計算出平均高度,之后每個編號的試驗田只選擇與平均高度最接近的5株幼苗進行測量。施肥的時間為每月下旬,幼苗的生長速率公式為:

R=1000×(int1-int2)/(e2-e1)

公式中的R為生長速率,t1為第二次測量的日期,t2為第一次測量的日期,e1為t2日期的生物增長量,e2為t1日期的生物增長量。不同處理下整株收獲的幼苗清洗殺菌消毒后進行恒量烘干,烘干箱的溫度調(diào)整到85 ℃。烘干后對油松的枝葉和根系進行稱重,健康的樹木的樹葉、樹枝、樹干和樹根占整棵樹重量的比例是有一定標準的。

根系的圖像可以通過Pro2021a的根系圖像分析軟件進行圖像分析,在軟件中輸入根系的相關(guān)數(shù)據(jù),可以得到根系圖像處理后的結(jié)果,對幼苗進行形態(tài)分析最終得到根系直徑。將直徑的數(shù)據(jù)保存并繼續(xù)通過Pro2021a軟件對不同造林方式下的根系直徑差異進行比對。2 mm以上的根系在幼苗中算比較粗壯的根系,在1～2 mm之間的根系是數(shù)量最多的根系,而少部分的根系的直徑在1 mm以下,被稱為細根[10]。根長、根表面積、根體積、根尖數(shù)等形態(tài)參數(shù)都是研究影響因素的關(guān)鍵,為了讓數(shù)據(jù)更加統(tǒng)一,方便證明根系形態(tài)的變化與造林方式之間的關(guān)系。油松具備極強的抗寒與抗旱性,對光照的需求較多,適合生長于中性土壤或微酸性土壤之中,若土壤的pH≥7.5,則表明此處的植物生長發(fā)育不良。油松的種植最好選擇在中性(微酸性)的土壤之中,同時,還要注意油松不適合生長于鹽堿地與土壤過于潮濕的地區(qū)。對茬口的選擇也要十分重視,把油松茬地作為茬口最佳,前茬可以是玉米場地,也可以是楊樹,不過不能是豆類育苗。

3.1 不同的造林技術(shù)對油松幼林成活率的影響

不同的造林技術(shù)對油松幼林成活率調(diào)查結(jié)果如表2所示。

表2 成活率試驗結(jié)果

成活率如表1所示,采用第三種造林技術(shù)方式的油松幼林的成活率較高。為了進一步分析該成果是否具有偶然性,使用極差比較方式驗證該方式的多種性,通過顯著性比較,a=0.05表明第三種造林技術(shù)的成活率與前兩種方式明顯具有差異性,且a≥0.01代表差異性顯著。

整地方式為全墾的試驗田的成活率相比帶墾和穴墾的成活率要高,因為撫育方式一致的前提下,幼林的根系在地下通過不斷的延伸才能正常生長。只有全墾的方式才能保障根系所達之處全部被處理,但全面清除的成活率卻低于常規(guī)處理的試驗田。原因在于油松幼林的成長需要的營養(yǎng)除了化肥提供之外,最大的供給源頭為無落葉、樹根留在土壤之中隨著時間化解為有機物。為全面清理將落葉和死亡樹木的根系全部清理干凈,油松幼林生長營養(yǎng)不足,幼苗原本就抵抗力弱喪失了部分養(yǎng)分后更容易染上病蟲害,導(dǎo)致死亡率上升。在進行栽種準備工作的時候,只需進行常規(guī)清理即可。

3.2 不同的造林技術(shù)對油松幼林生長量的影響

不同造林技術(shù)的土壤空隙是不同的,因為土壤受周圍環(huán)境影響,林分年齡和經(jīng)營狀況不同導(dǎo)致土壤的質(zhì)量不同,根系對土壤中營養(yǎng)吸收的情況也不同,改良土壤的理化性質(zhì)是造林技術(shù)的手段,而土壤的空隙則是土壤改良效果的重要參考指標。通過研究可得出隨著株行距的減少,土壤中的孔隙度增加。幼苗在成長的過程中土壤孔隙度的影響程度是隨著時間的變化越來越大的。一年幼苗的再生長速度是兩年幼苗的1.35倍,而兩年的幼苗的生長速度又是3年的樹苗生長速度的1.55倍。三年之后樹木的生長速度變慢。不同的造林方式的連年生長量的結(jié)果如表3所示:

表3 連年平均生長量試驗結(jié)果

由表2中的數(shù)據(jù)可以看出,不同的造林方式下,一年的幼苗的生長量之間沒有明顯差異。顯著性水平為a=0.01,通過LSR檢驗可得,3年的幼苗與1年和2年的幼苗相比顯著性差異更加明顯。在沒有特殊撫育方式的前提下,全墾的方式的種植用地的平均生長量和帶墾的平均生長量差異不大,在常規(guī)處理的前提下,植被不缺少養(yǎng)分,但全墾和帶墾的方式下土壤比較稀松,在雨季土壤容易被沖走。導(dǎo)致植被的營養(yǎng)流失,生長量自然下降。而穴墾可以完美的避免這個問題,只對種植區(qū)域進行開墾,既可以保證土壤達到樹木的栽培條件,又可以保障土壤的緊實性。因此穴墾處理的油松幼林生長胸徑以及樹高都是較高的,生長量最佳。

4 結(jié)論

通過上述的試驗結(jié)果可知,不同的造林技術(shù)對植物的成活率和生長率具有一定影響。與植物生長相關(guān)最密切的就是陽光、水分和營養(yǎng)。因此造林技術(shù)的優(yōu)化和提升都要圍繞著植物生長的影響因素進行。根長是反映樹木健康狀態(tài)的重要指標,只要樹根以健康的形態(tài)生長,才能保障樹木的生理功能正常。植物需要營養(yǎng),根系代表了植物的吸收能力。因此在試驗過程中通過植物的根部掃描來確定植物的健康情況。根的吸收能力是植物營養(yǎng)吸收的重要參數(shù),也能夠反應(yīng)不同的造林方式對土壤的改變。對于油松幼林生長來說,大部分幼林需要的營養(yǎng)可以通過落葉氧化成有機物等方式獲得。油松幼林生長的造林技術(shù)可以選擇塊狀撫育、常規(guī)清理加穴墾的方式。