三倍體毛白楊紙漿林適宜間作物選擇的研究1）

程開云，宋曰欽，吳權，董轉年

（1.黃山市徽州區林業局，安徽 黃山 245100；2.黃山學院生命與環境科學學院，安徽 黃山 245041）

農林間作不僅能使現有耕地的生產潛力得到充分發揮，光熱資源和生態空間得到充分利用，而且可以使得生態環境得到改善。如Yin等（2001）利用Cobb－Douglas農業產量函數進行了森林覆蓋對農業產量起正效應假說的檢驗，結果認為僅山東省就可以提高農業產量約10%，而且這還沒有到達其上限，從而認為種樹也就是農林系統模式才是解決農業長期持續發展的可行途徑［1］。目前在農林復合經營實踐的發展、農林復合生態系統的生態學原理、農林復合系統種群互作、生態經濟功能等方面都開展了大量研究，并已有較多的總結［2］。

三倍體毛白楊是朱之悌等采用細胞染色體部分替換和染色體加倍等技術，對毛白楊施加遺傳改良獲得［3］。具有速生、優質、抗病等優點，尤其是優良的材性非常適合制漿造紙的需要，因而在我國林紙一體化發展中得到廣泛栽植［4］。研究發現在華北地區不同栽植密度的三倍體毛白楊林分中，林地養分均表現為較明顯的下降趨勢，特別是有機質的消耗最為明顯［5］，發揮農林間作在改善林地養分方面的作用［6］，合理選擇間作作物具有十分重要的實際意義。特別是目前三倍體毛白楊紙漿林生產中采取帶狀栽培的方式，一般以2行林木形成一條林帶，行距1.5～2m，而帶間距6～8m，如何充分利用土地資源，發揮有限土地資源的最大生產潛力，同時又能夠確保紙漿原料的生產，維持并不斷提高林地生產力是三倍體毛白楊紙漿林生產中急需解決的實際問題。因此開展林間引進適宜的間作物的研究，對提高林地的經濟收益、維持并不斷提高林地生產力，確保紙漿林的可持續發展具有十分重要的作用。

1 研究地的基本情況

試驗地位于山東省高唐縣泉林生態公司第二苗圃的7號地塊，2008年3月中旬以1年生三倍體毛白楊3381號無性系的根萌苗進行造林，帶狀栽培，2行為1林帶，株距為1m，行距為2m，帶間距為8m，間作物的種植均帶間進行。分別選擇苜蓿、黃芪及當地栽培的棉花為間作物，間作物邊緣行距林木0.5m，于2008年4月底按大田栽培要求進行澆灌、耕作和播種，為避免施肥不勻對帶間土地肥力的影響，播種前沒有施用任何肥料，播種后除棉花進行施肥而苜蓿和黃芪未施肥外，其它灌溉、除草等管理活動基本一致。

2 研究方法

2008年3月造林后，調查苗木高、胸徑。并在林分內隨機取5處，分0～10cm、10～20cm、20～30cm、30～40cm共4層取土，測定土壤容重，并混合土樣后測定有機質含量、全氮、速效氮、全磷、速效磷。

2008年11月調查不同間作物范圍內林帶的林木高、胸徑，并按春天取土樣的要求分別在不同間作物的種植范圍內進行取土測定土壤容重及有機質含量、全氮、速效氮、全磷、速效磷。

土壤容重的測定用環刀法；有機質測定采用重鉻酸鉀容量法－外加熱法，全氮采用濃H2SO4－HClO4消煮后用凱氏定氮蒸餾法測定，水解氮以堿解擴散法測定，全磷以氫氧化鈉堿熔——鉬銻抗比色法測定，速效磷以0.5mol／L Na HCO3——鉬銻抗比色法測定。

3 結果與分析

3.1 不同間作對土壤性狀的影響

3.1.1 不同間作物對林地土壤容重的影響

土壤容重是反映土壤孔隙組成的重要指標之一，也是衡量立地生產力變化的重要指標之一，通過測定不同間作物林地土壤容重，可以放映不同間作物栽培過程中對林地性狀的變化。于2008年11月測定得到不同間作物林地的容重見圖1。

圖1 不同間作物0～40cm土層容重的變化

由圖1可以看出，不同間作物林地0～40cm土層的容重與對照相比，除20～30cm土層外，其余土層按容重的大小排序均為：棉花地＜苜蓿地＜對照＜黃芪地。其中棉花地的容重最小，比對照低11.9%，比苜蓿地低10.6%，這說明棉花地由于中耕除草等管理措施改善了表層土壤的物理性質，使得其容重降低，而苜蓿地除2次收割以外，基本沒有進行管理，因此其容重接近對照，造成黃芪地容重大于對照的原因可能與早期需要對黃芪進行移苗、拔草等，較多的人為活動不僅沒有改善林地，反而使林地緊實。經方差分析發現，不同間作物的土壤容重之間達到了顯著性差異的水平（P＝0.0000253）。

3.1.2 不同間作物土壤養分狀況

土壤有機質含量及礦質營養元素含量是反映土壤肥力狀況的重要指標，土壤有機質豐富可促進微生物活動，提高土壤肥力，有機質分解時產生的帶負電荷的胡敏酸，可與土粒結合在一起，或成膜包被著土粒，使分散的土粒膠結起來，從而有利于團粒結構形成，土壤孔隙度增加，容重降低，同時腐殖質分子具有許多交換能力的羥基和羧基，可保存許多離子，從而提高土壤對酸、堿的緩沖力，礦質營養元素含量特別是速效養分含量的高低，直接影響土壤可利用養分的多少，進而影響林木生長狀況。從不同間作物林地土壤0～40cm土壤營養元素的含量來看（表1），棉花地除速效磷稍低于對照外，其余指標均高于對照，有機質比對照增加了4.8%，速效氮增加了13.0%，苜蓿地的有機質增加了1.0%，速效氮增加了1.3%，黃芪地的有機質增加了0.3%，速效氮增加了0.2%。

大量研究表明引進間作物能改善林地的養分狀況，如在落葉松林地間種沙打旺后，0～40cm土層中全N含量提高5.1%，水解N增加11%，速效P增加7.1%［7］；在日本柳杉林間作紅車軸草，0～20cm 土層中有機質提高30.16%，N 素含量提高21.23%［8］；在合作楊林地間作紫花苜蓿，0～70cm土層中有機質含量比純林高0.0052%～0.0953%，0～25cm土層中含5 N量提高33%［9］。這與本研究的結果一致，但間作固氮植物苜蓿和黃芪的林地養分增加的幅度均小于間作棉花林地，說明在短期內（1年的時間）棉花地因為人為施肥使得林地速效養分增加明顯。

表1 不同間作物土壤養分狀況

3.2 不同間作物對林木生長的影響

通過調查不同間作物影響的林木樹高、胸徑，結果見表2。

表2 不同間作物影響的林木樹高、胸徑

由表2可知，不同間作物影響范圍內林木樹高不同，表現為H棉花＞H對照＞H苜蓿＞H黃芪的順序，棉花影響范圍內林木平均高的值最大，但經方差分析可知不同處理之間并沒有達到顯著性差異的水平（P＝0.516919549）。

不同間作物影響范圍內的林木胸徑表現也不相同，按照從大到小的順序為D棉花＞D苜蓿＞D黃芪＞D對照，經方差分析可知，不同處理之間的差異達到顯著性水平（P＝0.003527）。說明不同間作物對林木胸徑的生長產生了影響，分析其原因，可能是由于不同間作物的經營管理差異所導致，因為棉花生產中采取的灌溉、施肥、中耕除草等措施，增加了林地的速效養分，改善了林地土壤的理化性質，經過一個生長期的生長，在9月下旬進行生物量調查時，三倍體毛白楊的少數根系已經生長進入間作區域（最長根系達到1.57m），因此可能從間作地吸收養分，從而對林木的胸徑生長產生了促進作用。

在間作物對林木生長的影響研究方面，大多數研究結果都是起促進作用，如落葉松林地帶狀混交沙打旺，樹高增 加 9.1%，地 徑增加 11.2%，冠幅 增 加7.9%，根幅增加15.9%，總根量增加12%，根系總長度增加 75.3%［7］；在低產的 8 年生小葉楊樹高僅1.5m，胸徑0.61cm，冠幅40cm×40cm，但間種紅豆草1年后，平均樹高達2.08m，胸徑1.27cm，冠幅90cm×80cm，長勢旺盛［9］。但也有研究結果表明引進固氮植物進行的間作對林木生長有負效應。如P.Paris等人研究了紫花苜蓿對核桃幼樹生長的影響，由于核桃和苜蓿對水分養分的競爭而使核桃直徑生長、枝條長度都受到一定的影響［10］。在本研究中，不同間作物對林木的生長也有不同的影響，尤其是對胸徑的生長影響達到顯著差異的水平，但并非是固氮植物，而是棉花的促進作用更大一些。造成這一結果的原因可能是由于棉花栽培管理更為精細，細致的肥水管理對林木生長尤其是胸徑的生長起到了的促進作用。

4 結論

從間作1年的結果來看，不同間作物對林地土壤的理化性質產生了不同的影響，與對照相比，土壤容重、有機質、速效養分均發生了變化，間作棉花顯著改善了表層土壤的容重，有機質的含量和速效N的含量也有所增加。不同間作物對林木高生長沒有產生顯著差異，但對胸徑生長的影響達到了顯著性差異水平，間作棉花在第一年顯著促進了三倍體毛白楊胸徑的生長。綜合來看，在造林的第一年以間種棉花為最好。

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