黃土丘陵溝壑區刺槐燃料型能源樹種造林試驗初報1)

何彥峰,彭祚登,馬履一

(1.甘肅林業職業技術學院,甘肅 天水 741020;2.北京林業大學省部共建森林培育與保護重點實驗室)

刺槐(Robinia pseudoacaciaL.)屬蝶形花科刺槐屬落葉喬木,具有根系發達、耐干旱瘠薄、生長迅速、萌芽力強、易于更新、燃燒值高等優點[1],是我國北方地區優良的水土保持和極具開發價值的飼料、能源樹種。刺槐家系品種較多,各品種間在材積生長量、生物量、抗旱性、耐澇性、葉片粗蛋白含量方面個體之間差異顯著[2]。因此篩選適合我國黃土丘陵溝壑區生長的刺槐能源樹種,大力發展燃料型能源林,對于緩解我國西部地區能源壓力、改善生態環境,實現可持續發展具有重要意義。本研究以當地普通刺槐、香花槐及引種品種四倍體刺槐和速生槐為造林樹種,通過不同留茬高度對4個刺槐品種生長影響的對比研究,以期篩選出適宜黃土丘陵溝壑區栽培的刺槐樹種進行推廣種植。為當地乃至我國西部地區選擇優良的刺槐樹種提供科學依據。

1 試驗地概況

試驗地位于甘肅省天水市秦州區中梁林業站(E105°42′,N34°36′),海拔 1180 ～1290 m 。土壤為黃綿土,pH 7.8。本區屬于暖溫帶濕潤、半濕潤氣候區,多年平均降水量 531.00 mm,多集中在 7、8、9月,年蒸發量1290.5 mm,濕潤度0.41;無霜期185 d,四季分明。年平均氣溫10.7℃,≥10℃積溫3359.5℃,極端最高氣溫38.3℃,極端最低氣溫-18.2℃[4]。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

試驗選用4個刺槐品種,即:普通刺槐、香花槐、四倍體刺槐和速生槐,均為1年生實生苗,其中四倍體刺槐和速生槐引自河南洛寧,香花槐與普通刺槐取自當地秦州區四十里鋪苗圃。

2.2 試驗設計

供試的4個試驗品種,每個品種分別設3種處理,A:距地面0 cm留茬;B:距地面10 cm留茬;C:距地面20 cm留茬[3]。采用隨機區組試驗設計,每區組安排12個小區(面積:5m×8m=40 m2),種植密度為1 m×1 m,每小區種植4行,每行長8m(含隔離行),小區兩端加2 m的保護行,區組長邊與等高線平行,小區長邊與等高線垂直,每個試驗組合隨機安排到區組內的小區內[4]。

2.3 造林與苗期管理

試驗均采用生長健壯,根系發達,地徑大于0.5 cm的一年生實生苗。2008年春季造林,普通刺槐與香花槐隨起隨造,四倍體刺槐與速生槐在清水中浸泡1晝夜后造林。采用穴狀定植方法,規格為0.5 m×0.5 m×0.5 m。苗木栽植時蘸泥漿,定植后按試驗設計高度留茬并及時澆灌定根水。當年撫育2次,第一次在5月份進行,主要進行澆水、松土、鋤草;第二次在7月份進行,主要進行松土、除草。刺槐在盛夏易受蚜蟲危害,在蚜蟲發生初期,噴40%樂果乳油1000～2000倍液防治。

2.4 調查項目與測定方法

2.4.1 形態指標。8月初調查成活率;從5月開始在每個小區隨機抽取苗木5株,每隔30 d測量每株最大萌生枝苗高和地徑(苗高使用鋼卷尺測量,地徑使用游標卡尺測量),10月中旬結束。當年秋季落葉前,測定萌生枝數量,南北冠幅。

2.4.1 生物量測定。單株生物量測定采用平均標準木法。秋季落葉后在每個小區選出5株最接近平均株的苗木進行地上生物量的測定(鮮重),然后取部分鮮重用烘箱在80℃下烘干折算出含水量,推算出整株干重。數據處理與方差分析采用SPSS軟件,多重比較采用LSD法[5]。

3 結果與分析

3.1 不同品種物候期

物候期直接影響林木生長周期的長短,同時也反映了不同品種對試驗地氣候的適應能力。不同品種物候期觀察見表1(2008年各品種的物候觀察結果),由表1可以看出,不同品種的物候期在試驗區差異不大。

表1 不同刺槐品種物候期 月.日

3.2 不同處理對成活率的影響

不同品種大田試驗成活率調查見表2。由表2可以算出,不同留茬高度對各刺槐品種成活率影響不同,隨著留茬高度的增大,成活率都有不同提高,但提高幅度不同。對表2中數據進行方差分析,結果表明,不同品種與不同留茬高度對成活率(F值分別為:F品=75.251＊,F平=28.254＊)的影響達到顯著水平。經多重比較,品種間普通刺槐、香花槐與四倍體刺槐和速生槐有顯著差異,而普通刺槐與香花槐,四倍體刺槐與速生槐間無差異;留茬高度0 cm與距地面10 cm、20 cm有顯著差異,而距地面 10 cm與20 cm無差異。由于普通刺槐和香花槐為當地刺槐,成活率均超過85%,達到和超過造林合格成活率標準,與實際情況相符。而速生槐與四倍體刺槐相對成活率較低,均在70%～80%,僅從成活率這一指標來看,四倍體刺槐與速生槐不很適應當地的生長條件。分析這兩個樹種成活率低的原因,一方面是由于這兩個樹種為外來樹種,可能不適應當地氣候條件所致,另一方面是這兩個樹種在運輸過程中失水嚴重,導致成活率較低,但從這兩樹種的生長表現來看,筆者認為,主要原因為后者。

表2 不同品種刺槐成活率

3.3 不同處理對萌條生長的影響

3.3.1 不同處理對萌條長度的影響。各樹種不同留茬高度苗木的生長調查統計見3。

由表3可以看出,同一品種,留茬高度不同,萌條的長度不同。普通刺槐平均萌枝長190～287 cm,香花槐平均萌枝長197～220 cm,四倍體刺槐平均萌枝長167～209 cm,速生槐平均萌枝長230～257 cm,對各樹種不同留茬高度萌枝長進行方差分析,結果表明,不同品種及不同留茬高度對萌枝長(F值分別為:F品=6.198＊,F平=6.812＊)的影響達到顯著水平,多重比較表明(表4),普通刺槐、速生槐與香花槐、四倍體刺槐有顯著差異,而普通刺槐與速生槐無差異,香花槐與四倍體刺槐、速生槐無差異。留茬高度距地面0 cm與距地面10 cm、20 cm有顯著差異,而距地面10 cm與20 cm無差異。從各樹種萌枝長的平均值來看,普通刺槐萌枝長最大,其次為速生槐,最小的為四倍體刺槐,則留茬高度以10 cm為最佳。

表3 各樹種不同留茬高度苗木生長統計

表4 各樹種不同留茬高度苗木生長多重比較

3.3.2 不同處理對萌條基徑的影響。由表3可知,同一品種,留茬高度不同,萌條的基徑不同。普通刺槐單株平均基徑為1.67～2.57 cm,最大為2.57 cm,速生槐次之,為2.01～2.34 cm,最大為2.34 cm,香花槐最小,為1.53～1.72 cm,最大為1.82 cm。對各樹種不同留茬高度平均基徑進行方差分析表明,不同品種及不同留茬高度對平均基徑(F值分別為:F品=6.922＊,F平=8.682＊)的影響達到顯著水平,經多重比較,與枝長結論一致。

3.3.3 不同處理對萌枝數的影響。對刺槐進行截干,目的是希望利用刺槐的萌蘗特性,促進刺槐萌發出大量枝條,為能源利用提供最大限度的生物產量。由表3可以看出,不同品種,留茬高度不同,平均萌枝數量不同,普通刺槐單株平均萌枝數最多,最多為4.8條,速生槐次之,為4.6條,四倍體刺槐萌枝數最少,最多為3.4條。經方差分析,不同品種及不同留茬高度對平均基徑(F值分別為:F品=15.720＊,F平=14.440＊)的影響達到顯著水平,經多重比較,品種間普通刺槐、速生槐、香花槐與四倍體刺槐有顯著差異,而普通刺槐與速生槐、香花槐間無差異;留茬高度距地面0 cm與距地面10 cm、20 cm有顯著差異,而距地面10 cm與20 cm無差異。說明除四倍體刺槐外,其余幾個品種均有較強的萌生能力。留茬高度對刺槐萌生數影響較大,這是由于北方春季干旱多風,如果留茬高度低,干上部芽因失水嚴重而枯死,從而影響枝條萌發,但留茬高度并不是越高越好,當留茬高度大于10 cm時,萌枝數增加較少,與留茬10 cm差異不大。因此在生產中,刺槐留茬高度以10 cm為宜,與成活率、萌枝數、基徑結論相符。

3.3.4 不同處理對生物量的影響。對表3中單株生物量進行方差分析表明,不同品種及不同留茬高度對單株生物量(F值分別為:F品=9.153＊,F平=7.953＊)的影響達到顯著水平,經多重比較,與萌枝長、基徑結論一致。由表中可以看出,一年生單株生物量隨著密度的減小而增大,這是由于隨著密度的減小,苗木營養空間增大,苗木根系及樹冠有了較大的發展空間,使苗木質量得以提高,與實際情況相符。

4 結論與討論

4.1 不同留茬高度對各刺槐品種的成活率、萌枝數、枝長、基徑和單株平均生物量影響不同,在各供試品種中,留茬高度對苗木各生長指標的影響以普通刺槐為最大,速生槐次之,四倍體刺槐最小。同一品種不同留茬高度對成活率、萌枝數、枝長、基徑和單株平均生物量的影響差異明顯,但具有一定的規律性,即隨著留茬高度的增加,成活率、萌枝數、枝長、基徑和生物量呈現出增加的均勢,而當高度超過10 cm時,增加趨勢明顯減小,與10 cm沒有差異,說明刺槐進行截干造林時,留茬高度以10 cm為宜。

4.2 根據調查統計結果,留茬后萌條的生長狀況為:距地面20 cm留茬＞距地面10 cm留茬＞距地面0 cm留茬。但是留茬高度大于10 cm時,苗木各項生長指標雖有所增加,但不明顯。至于各樹種最佳留茬高度以多少為宜,有待于進一步研究。

4.3 本試驗僅針對3種不同留茬高度下,對供試的四個刺槐品種在成活率、萌枝數、枝長、基徑和單株平均生物量進行初步研究,由于受試驗材料和試驗條件的限制,試驗結果可能具有一定的局限性,但為刺槐能源林的培育提供了一定的理論依據。

[1]蔡寶軍,劉軍朝,沈永存,等.北京石質山地燃料型能源樹種刺槐無性系篩選[J].林業科技開發,2008,22(1):71-75.

[2]朱延林,張江濤,馮玉增,等.槐種質(基因)資源評價及飼料型良種選育研究.河南省林業科學研究院,2006,12.

[3]侯志強,彭祚登,關瑞芳,等.留茬高度對沙棗萌條生長的影響[J].河北林果研究,2009,24(2):172-175.

[4]南京農業大學主編.田間試驗和統計方法[M].北京:中國農業出版社,1999.5:99-100.

[5]陳平雁主編.SPSS13.0統計軟件應用教程[M].北京:人民衛生出版社,2005.