烏魯木齊天山樺育苗造林中非工程性抗旱技術(shù)的效果評(píng)價(jià)

劉晨晨

摘 要 為探討非工程性抗旱技術(shù)中防滲技術(shù)與復(fù)合技術(shù)在烏魯木齊天山樺育苗造林中的效果，設(shè)置2個(gè)處理，對(duì)比分析天山樺造林地土壤含水率、土壤溫度、土壤養(yǎng)分指標(biāo)及幼苗生長(zhǎng)情況。結(jié)果表明： T2組（集水盆+保水劑）試驗(yàn)結(jié)束時(shí)土壤含水率、土壤溫度、土壤深度及總氮（TN）、有機(jī)碳（SOC）、硝態(tài)氮（NO^-₃-N）、銨態(tài)氮（NH⁺₄-N）含量均高于T1組（集水盆），差異顯著（P＜0.05）；在生長(zhǎng)量相關(guān)指標(biāo)比較上，T2組地徑、株高、苗木蓄積量均顯著高于T1組（P＜0.05）。非工程抗旱技術(shù)對(duì)林木育苗及造林的影響比較大，在天山樺山地造林中，集水盆+保水劑復(fù)合技術(shù)的抗旱效果優(yōu)于單純使用防滲技術(shù)。

關(guān)鍵詞 非工程抗旱技術(shù)；防滲技術(shù)；天山樺；集水盆；保水劑

中圖分類號(hào)：S792.15.05文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2023.06.017

Evaluation on the Effect of Non-engineering Drought Resistance Technology in Betula tianschanica Seedling Afforestation in Urumqi

Liu Chenchen

（Urumqi Landscaping Project Quality Supervision Station （Urumqi Forest and Grass Seedling Station） ， Urumqi 830000， China）

Abstract In order to explore the effect of anti-seepage technology and composite technology in non-engineering drought resistance technology on Betula tianschanica seedling afforestation in Urumqi， two treatments were set up to compare and analyze the soil moisture content， soil temperature， soil nutrient index and seedling growth of Betula tianschanica afforestation land.The results showed as follows： the soil moisture content， soil temperature， soil depth， total nitrogen （TN）， organic carbon （SOC）， nitrate nitrogen （NO₃^-） and ammonium nitrogen （NH₄⁺-N） in T2 group （catchment basin+water-retaining agent drought-resistant material） were higher than those in T1 group （catchment basin） at the end of the experiment， and the difference was significant （P< 0.05）;in the comparison of growth related indexes， the ground diameter， plant height and seedling volume of T2 group were significantly higher than those of T1 group （P < 0.05）.Non-engineering drought resistance technology has a great influence on forest seedling raising and afforestation. In the mountain afforestation of Betula tianschanica， the drought resistance effect of composite technology of catchment basin + water-retaining agent is better than that of simple anti-seepage technology.

Key words non-engineering drought resistance technology; anti-seepage technology; Betula tianschanica; catchment basin; water-retaining agent

對(duì)于干旱和半干旱地區(qū)而言，育苗造林對(duì)發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)具有重要幫助，水分對(duì)林木種苗生長(zhǎng)產(chǎn)生明顯影響，可導(dǎo)致育苗及造林成活率下降^[1]。研究發(fā)現(xiàn)，旱區(qū)林木育苗造林不僅要選擇適宜的抗旱樹種，也要通過人為干預(yù)方式改善土壤水分條件，為植被成長(zhǎng)提供更多水分保障，從而確保育苗與造林成功^[2，3]?？购导夹g(shù)包括工程性抗旱技術(shù)和非工程性抗旱技術(shù)，兩類技術(shù)均以提高土壤保水率為主要目的，但對(duì)于干旱地區(qū)而言，水資源短缺問題使工程性抗旱技術(shù)的應(yīng)用不便，因此尋找更加高效的非工程性抗旱技術(shù)，是提高林木種苗成活率的有效途徑^[4]。目前，防滲技術(shù)被廣泛應(yīng)用，包括集水盆、育苗袋、防滲袋、保水劑等，鑒于現(xiàn)有研究對(duì)防滲技術(shù)應(yīng)用效果的評(píng)價(jià)比較有限，為此，本試驗(yàn)選擇天山樺帶土球容器苗作為試驗(yàn)樹種，對(duì)比集水盆和防滲袋2種防滲技術(shù)的效果。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

本次試驗(yàn)于2022年3月開始，在烏魯木齊市林草種苗站苗圃進(jìn)行。烏魯木齊市位于86°37′33″—88°58′24″ E，42°45′32″—45°00′00″ N，地處亞歐大陸腹地，屬于中溫帶大陸干旱氣候區(qū)，年平均降水量為194 mm，降水量遠(yuǎn)低于蒸發(fā)量，早晚溫差大，寒暑變化相對(duì)劇烈，同時(shí)降水少，且隨高度垂直遞增，是我國(guó)西北地區(qū)典型的干旱區(qū)。在全疆范圍內(nèi)，目前有林地面積35 612 hm²，疏林地面積18 362 hm²，灌木林地面積2 782 hm²，育苗基地面積264 hm²。優(yōu)勢(shì)樹種包括天山樺（Betula tianschanica）、白榆（Ulmus pumila）、雪嶺云杉（Picea schrenkiana）等。

2 試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)材料

以烏魯木齊市林草種苗站天山樺帶土球容器苗為主，土球規(guī)格30 cm×30 cm，胸徑≥2.5 cm，苗高0.8～1.2 m，選取地徑大小均勻、根系長(zhǎng)勢(shì)相近的200株苗，于2022年3月將其移栽到塑料桶內(nèi)，調(diào)整容器內(nèi)有機(jī)質(zhì)含量，與大田土的體積比設(shè)置為1∶1，每桶栽置2株苗，飽和灌溉（37.56%），控制好桶內(nèi)水分，并使其接近田間持水量的飽和狀態(tài)^[5]。本試驗(yàn)預(yù)留45 d緩苗期，并于當(dāng)年6月正式開展試驗(yàn)。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為探究2種防滲技術(shù)對(duì)烏魯木齊天山樺山地造林的影響，將土壤含水率、土壤溫度、苗木生長(zhǎng)量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，選出最佳防滲抗旱技術(shù)。在移栽前進(jìn)行整地處理，選取2塊樣地，每塊樣地面積400 m²，移栽樹苗100株。選取積水盆和防滲袋2種抗旱材料，每組4次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)25株，分別移栽到2塊樣地中，完成移栽后飽和澆灌1次。確保移栽樣地面積相同，且林分條件、立地條件、林地生產(chǎn)力相一致。

2.3 試驗(yàn)方法

于2022年6月造林，T1組容器苗移栽后，造林時(shí)采用集水盆抗旱材料，組裝好塑料集水盆后，填充無紡布、土工布、土壤、鋸末，發(fā)揮隔熱、保水效果。將樹苗放進(jìn)集水盆中后回填土。T2組在使用集水盆的同時(shí)，在樹苗根部加入適量保水劑。放入后澆水，使保水劑能夠更好地融入土壤環(huán)境中。

2.4 試驗(yàn)指標(biāo)

于2022年9月30日結(jié)束試驗(yàn)，取每次重復(fù)中10株天山樺苗木，測(cè)定地徑、株高、苗木蓄積量，并進(jìn)行比較。同時(shí)，對(duì)2塊樣地土壤保水率（烘干法^[6]）、土壤溫度（玻璃電極法）、pH（玻璃電極法）、土層深度進(jìn)行測(cè)定。同時(shí)，測(cè)定土壤養(yǎng)分指標(biāo)含量，包括總氮（采用碳氮元素分析儀）、有機(jī)碳（采用碳氮元素分析儀）、硝態(tài)氮與銨態(tài)氮（2 mol·L^-1KCl浸提后，采用連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定^[7]）。

2.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel整理數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS25.0軟件，試驗(yàn)數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，組間比較采用t 檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異顯著。

3 結(jié)果與分析

3.1 苗木生長(zhǎng)狀況的比較

移栽前2組苗木地徑、株高、苗木蓄積量對(duì)比無顯著差異（P＞0.05）；試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，T2組上述指標(biāo)均明顯高于T1組（P＜0.05），結(jié)果見表1。

3.2 土壤基本理化性質(zhì)的比較

由表2中數(shù)據(jù)可知，本試驗(yàn)結(jié)束后，T2組土壤溫度、土壤含水率、土壤深度、pH均高于T1組（P＜0.05）。

3.3 土壤養(yǎng)分指標(biāo)含量的對(duì)比

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，2組土壤中養(yǎng)分指標(biāo)的含量比較結(jié)果顯示，T2組總氮（TN）、硝態(tài)氮（NO^-₃-N）、銨態(tài)氮（NH⁺₄-N）含量均明顯高于T1組，有機(jī)碳（SOC）以T1組高于T2組。各養(yǎng)分指標(biāo)含量T1與T2組差異顯著（P＜0.05），詳見表3。

4 結(jié)論與討論

研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于干旱地區(qū)林木來說，在受到干旱脅迫后，為保證自身正常生長(zhǎng)，可通過形成更為發(fā)達(dá)的根系及降低自身生長(zhǎng)高度來降低對(duì)水分的依賴^[8]。上述研究結(jié)果說明，干旱地區(qū)造林植物可通過自我調(diào)節(jié)器官生物量分配來應(yīng)對(duì)干旱環(huán)境的影響。干旱缺水影響干旱區(qū)的造林，可導(dǎo)致苗木成活率降低。目前，非工程性抗旱技術(shù)比較多，且應(yīng)用廣泛，但是在耐旱性能、苗木成活率及土壤保水率方面存在較大差異^[9]。因此，在維持良好成本造價(jià)的基礎(chǔ)上，選擇保水性能好且對(duì)環(huán)境影響小的抗旱技術(shù)，對(duì)干旱區(qū)造林具有重要意義。本試驗(yàn)旨在對(duì)比2種抗旱技術(shù)在烏魯木齊天山樺育苗造林中應(yīng)用效果，為此設(shè)計(jì)同一立地條件下采用集水盆技術(shù)與集水盆+保水劑技術(shù)2種非工程性抗旱技術(shù)的試驗(yàn)，結(jié)果表明：

與單純使用集水盆技術(shù)相比，集水盆+保水劑能夠明顯促進(jìn)天山樺生長(zhǎng)發(fā)育；

集水盆+保水劑可改善土壤基本理化性質(zhì)；

集水盆+保水劑能夠提高土壤養(yǎng)分含量；

集水盆+保水劑抗旱效果優(yōu)于單獨(dú)使用集水盆。

上述試驗(yàn)結(jié)果說明，采用復(fù)合抗旱技術(shù)可強(qiáng)化天山樺育苗造林抗旱效果。對(duì)于天山樺來說，帶土球容器苗移栽后，株高、地徑、苗木蓄積量是生長(zhǎng)的最直觀反應(yīng)，上述指標(biāo)增長(zhǎng)越快，說明苗木生長(zhǎng)發(fā)育狀況越好^[10]。為避免干旱缺水對(duì)林木生長(zhǎng)帶來不良影響，推廣集水造林技術(shù)與免作穴技術(shù)，目的在于修復(fù)土壤的同時(shí)，最大程度改善土壤理化性質(zhì)。通過使用集水盆技術(shù)，不僅能夠收集儲(chǔ)存雨水，還能最大程度避免水土流失，從而確保苗木成活^[11]。而保水劑的原材料是一種具有高吸水性能的樹脂，其不僅能夠反復(fù)進(jìn)行釋水和吸水，同時(shí)也是一種無毒無害的高分子材料。研究發(fā)現(xiàn)，旱區(qū)造林樹種使用保水劑后，可吸收多種養(yǎng)分，并向土壤中緩慢釋放，從而達(dá)到改善土壤理化性質(zhì)及提高土壤養(yǎng)分含量的效果^[12]。集水盆+保水劑抗旱造林技術(shù)，可最大程度利用旱區(qū)有限的降水，并且增加樹穴土壤含水量，提高土壤養(yǎng)分利用率。

綜上所述，在使用集水盆技術(shù)的同時(shí)，配合使用保水劑，抗旱效果良好，建議進(jìn)行大范圍推廣。目前，隨著植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的廣泛應(yīng)用，未來在進(jìn)行相關(guān)研究時(shí)，可在上述試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上增加生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用，結(jié)合旱區(qū)不同育苗及造林樹種實(shí)際情況，做好配置與處理，為旱區(qū)造林提供更多可選方向，豐富非工程性抗旱技術(shù)內(nèi)涵，從而不斷提升育苗造林效果。

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