烏蘭布和沙漠東北部覆膜對楊樹苗期土壤水熱變化及成活率的影響

黃雅茹 趙英銘 馬迎賓

（1.中國林業科學研究院沙漠林業實驗中心，內蒙古磴口 015200；2.國家林業局內蒙古磴口荒漠生態系統定位研究站，內蒙古磴口 015200；3.中國林業科學研究院荒漠化研究所，北京 100091；4.中國林業科學研究院森林生態環境與保護研究所，北京 100091）

摘要[目的]研究烏蘭布和沙漠東北部防護林樹種成活率的影響因素。[方法]在烏蘭布和沙漠東北部采用覆膜造林措施，研究單側覆膜、兩側覆膜和不覆膜（CK）對楊樹苗期土壤含水率、土壤溫度、成活率、保存率、生長指標的影響。[結果]不同覆膜方式土壤含水率均隨著土層深度的增加呈上升趨勢，土壤含水率從大到小依次為兩側覆膜、單側覆膜、CK，澆水后15 d，在0～10、10～20、20～30、30～40、40～50、50～60 cm層兩側覆膜土壤含水率分別比CK提高43.6%、34.6%、32.9%、25.8%、18.0%、7.1%。土壤溫度從大到小依次為兩側覆膜、單側覆膜、CK，兩側覆膜在5、10、15、20 cm層分別比CK提高0.9、0.8、1.1、0.8 ℃。楊樹成活率與保存率從大到小依次為兩側覆膜、單側覆膜、CK，楊樹胸徑生長量從大到小依次為兩側覆膜、單側覆膜、CK；新稍生長量從大到小依次為兩側覆膜、單側覆膜、CK。[結論]在烏蘭布和沙漠東北部地區，建議造林采用覆膜的措施。

關鍵詞楊樹；土壤含水率；成活率；烏蘭布和沙漠

中圖分類號S792.11；S152.7文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）23-0140-04

Effects of Plastic Film Mulching on Soil Water and Heat Changes and Survival Rate of Poplar Seedlings in Northeast of Ulan Buh Desert

HUANG Yaru1，2， ZHAO Yingming1，2，3*， MA Yingbin1，2，4 et al

（1.Experimental Center of Desert Forestry， CAF， Dengkou， Inner Mongolia 015200；2.Inner Mongolia Dengkou Desert Ecosystem Research Station， State Forestry Administration， Dengkou， Inner Mongolia 015200；3.Institute of Desertification Studies， CAF， Beijing 100091；4. Institute of Forest Ecology， Environment and Protection， CAF， Beijing 100091）

Abstract[Objective]To study the influence factors of survival rate of protection forest tree species in the northeast of Ulan Buh Desert. [Method]Afforestation with plastic mulching in northeastern Ulan Buh Desert，the effect of single film covered，two sides covered with film，uncovered on the soil moisture content， soil temperature， survival rate， preserving rate， growth index. [Result]The results showed that the soil moisture content of different mulching methods showed an upward trend with the increase of soil depth， soil water content from large to small followed by two sides covered with film， single film covered， CK. After watering for 15 days， in the 0-10， 10-20， 20-30， 30-40， 40-50 and 50-60 cm soil layers， the soil moisture content of film mulching increased by 43.6%， 34.6%， 32.9%， 25.8%， 18.0% and 71%， respectively. Soil temperature from large to small followed by two sides covered with film， single film covered， CK. 5， 10， 15 and 20 cm soil layers on two sides covered with film were increased by 0.9， 0.8， 1.1 and 0.8 ℃， respectively. Survival rate and preserving rate from large to small followed by two sides covered with film， single film covered， CK. New shoot increment from large to small followed by two sides covered with film， single film covered， CK. [Conclusion]It was suggested that afforestation with plastic mulching can be considered to use in northeastern Ulan Buh Desert.

Key wordsPoplar；Soil moisture content；Survival rate；Ulan Buh Desert

基金項目中央級公益性科研院所基本科研業務費專項資金項目（CAFYBB2017MB002）。

作者簡介黃雅茹（1987—），女，內蒙古呼和浩特人，工程師，碩士，從事荒漠化防治研究。

*通訊作者，高級工程師，博士，從事水土保持與荒漠化防治研究。

收稿日期2017-05-19

荒漠化是當今世界公認的環境問題，嚴重威脅到人類的生存和發展。綠洲作為干旱區最重要的生態系統，由于其分布的區域氣候干旱、風沙活動頻繁，極易受到荒漠化的危害，危及綠洲的生態安全和人類社會的發展[1-2]。防護林作為一種能夠有效防止風沙危害和荒漠化危害的防護措施，對于改善綠洲生產生活環境及農田小氣候、防止土壤風蝕有著重要作用[3]。土壤水分是氣候、植被、地形及土壤因素等自然條件的綜合反映，特別是在干旱、半干旱地區尤為重要[4]。因此，開展節水抗旱苗木培育技術研究，既節約水資源，又可降低育苗成本。地膜覆蓋栽培技術是目前廣泛推廣的栽培方式，其主要作用在于改善植物生長的環境條件，尤其是土壤溫度等小氣候條件[5]，從而提高作物產量[6]。楊樹覆膜扦插育苗是利用農用地膜增加地溫，保持土壤水分，增加植物光合作用，促進植物生長，延長植物生長期等，從而達到提高楊樹苗木質量的目的。李軍等[7]研究表明，楊樹覆膜扦插育苗技術可使楊樹成活率提高12.2%，1年生扦插苗的地徑生長量和高生長量分別比CK提高12.9%和15.5%。李曉黎[8]研究表明，覆膜不僅具有增溫、保墑的作用，同時可提高苗木生長量，對雜草的生長也有明顯的抑制作用。劉桂英[9]采用地膜覆蓋對楊樹進行了扦插試驗，結果表明，地膜覆蓋能保持土壤濕度，抑制雜草，相對降低育苗成本，并能提高苗木產量和質量，提高經濟效益。胡元森等[10]研究表明，透明膜和黑色膜覆蓋培育楊樹苗木，可提高苗木生長量，覆透明膜與黑色膜相比，樹高生長量分別提高66%和46%。

總體來說，覆膜能夠提高土壤含水量，增加土壤溫度，提高苗木成活率，促進苗木生長。因此，筆者在烏蘭布和沙漠東北部農田防護林區進行覆膜造林試驗，以期提高烏蘭布和沙漠東北部防護林樹種成活率，促進造林樹種的生長發育，以期為今后烏蘭布和沙漠東北部防護林造林技術提供理論依據。

1材料與方法

1.1研究區概況

烏蘭布和沙漠地處我國西部荒漠地帶東緣，試驗區位于中國林業科學研究院沙漠林業實驗中心第一實驗場（地理坐標為106°46′ E，40°28′ N），行政區劃隸屬于內蒙古磴口縣。年降水量僅為138.8 mm，而蒸發量高達2 258.8 mm，年平均氣溫6.8 ℃，晝夜溫差大，年日照時數3 229.9 h。風沙季節在11月至翌年5月，主風為西風和西北風，起沙風次數每年200～250次以上[11-12]。地帶性土壤為灰漠土，主要土壤為風沙土；試驗區以引黃灌溉為主，且地下水資源豐富，地下水礦化度1～2 g/L，pH 8.4～8.7。天然植被以旱生、超旱生類型的荒漠植被為主，如白刺（Nitraria tangutorum Bobr.）、油蒿（Artemisia ordosica Krasch.）等，防護林主要以楊樹為主。

1.2試驗材料

2014年4月中旬，按照株行距2 m×2 m的規格栽植供試楊樹，品種為北抗16-8，是中國林科院林業研究所選育的具有抗蟲基因的雜交無性系速生楊新品種，具有一定的耐寒、耐鹽堿、抗蟲的特性，母本都是南抗1號（P.del.cl.Nankang 1），父本為D175楊（P.del.cl.175），16為雜交組合代號，該試驗均選取3年生苗木進行栽種，平均胸徑3.4 cm。

1.3試驗設計

造林地立地條件相同，表1是樣地機械組成百分比，樣地細砂與極細砂所占百分比最大。造林時整地方式一致，采用常規方法栽植。造林后進行鋪膜，試驗用地膜為農用地膜，分別單側鋪膜、兩側鋪膜、不覆膜（CK）。地膜寬度50 cm，設置3組重復試驗，造林時在地膜中間剪出10 cm縫隙，植苗時使苗木從縫隙間植入挖好的穴中。

1.4測定項目與方法

為了摸清土壤溫濕度變化，試驗區與CK分別設置地溫計，深度分別為5、10、15、20 cm，溫度每隔5 d測定1次，測定時間為8∶00、14∶00，溫度計設置4個重復。澆水后隔一定天數分別對各處理采集土樣，采樣方法采用環刀法，取土深度為60 cm，每隔10 cm取1層，設置4次重復，土壤水分測定用烘干法。造林后對各楊樹品種進行每木調查，調查指標包括胸徑、新梢長度、成活率、保存率，調查時間為6月10日、7月10日、8月11日、9月11日。胸徑采用胸徑尺測量，新梢長度采用卷尺測量。

安徽農業科學2017年

1.5數據統計

數據分析采用Excel 2003，方差分析采用SPSS 18.0。

2結果與分析

2.1覆膜對楊樹苗期土壤含水率的影響

由圖1a可知，澆水15 d后不同覆膜方式下土壤含水率變化趨勢一致，均隨著土層深度的增加呈上升趨勢，同一土層深度，不同覆膜方式的土壤含水率從大到小依次為兩側覆膜、單側覆膜、CK，在0～10 cm層兩側覆膜處理的土壤含水率比CK提高43.6%，10～20 cm土層土壤含水率提高34.6%，20～30 cm土層土壤含水率提高32.9%，30～40 cm土層土壤含水率提高土壤25.8%，40～50 cm土層土壤含水率提高18.0%，50～60 cm土層提高7.1%，且兩側覆膜處理與CK差異顯著（P<0.05），兩側覆膜與單側覆膜、單側覆膜處理與CK之間均差異不顯著（P>0.05）。由圖1b可知，澆水后30 d，各土層土壤含水率有所下降，但遵循隨著土層深度的增加土壤含水率呈增加趨勢，兩側覆膜處理在0～10、10～20、20～30、30～40、40～50、50～60 cm土層土壤含水率分別比CK提高15.7%、12.7%、15.4%、20.2%、19.6%、8.1%，不同覆膜方式同一土層土壤含水率從大到小依次為兩側覆膜、單側覆膜、CK，三者之間差異不顯著（P>0.05）。

2.2覆膜對楊樹苗期土壤溫度的影響

由表2可知，覆膜對土壤溫度有明顯影響，隨著土層的增加，土壤溫度呈下降趨勢，5 cm土層土壤溫度最高，20 cm土層土壤溫度最低。兩側覆膜處理5 cm土層土壤溫度比20 cm處平均高2.6 ℃，且二者差異極顯著（P<0.01），單側覆膜5 cm處土壤溫度比20 cm處平均高出1.9 ℃，二者差異顯著（P<0.05）。

同一土層不同覆膜方式下土壤溫度變化也有差異，由圖2可知，兩側覆膜處理與CK相比，在5、10、15、20 cm土層分別提高0.9、0.8、1.1、0.8 ℃，提高了3.8%、3.6%、5.1%、38%；單側覆膜與CK相比，在5、10、15、20 cm土層分別提高0.2、0.3、0.7、0.7 ℃，提高了0.9%、1.4%、3.3%、3.4%；兩側覆膜與單側覆膜相比，在5、10、15、20 cm土層分別提高07、0.4、0.4、0.1 ℃，提高了3.0%、1.8%、1.8%、0.5%；不同覆膜方式平均土壤溫度從大到小依次為兩側覆膜、單側覆膜、CK，方差分析表明三者之間差異不顯著（P>0.05）。由此可見，覆膜對土壤溫度的影響隨著土層的增加而逐漸減小，覆膜造林能夠不同程度地提高楊樹苗期各土層的土壤溫度，為苗木生根提供較好的環境條件。

2.3覆膜對楊樹成活率及保存率的影響

由圖3可知，不同覆膜方式的楊樹成活率從大到小依次為兩側覆膜、單側覆膜、CK，兩側覆膜處理成活率最高，達100%，單側覆膜成活率為96.43%，CK為93.55%；保存率從大到小依次為兩側覆膜、單側覆膜、CK，兩側覆膜處理保存率最高，達100%，單側覆膜處理保存率與成活率相同，CK保存率最低，為90.32%?？梢钥闯觯材さ臈顦涑苫盥逝c保存率均較高，提高了楊樹苗期成活率與保存率。

2.4覆膜對楊樹胸徑與新梢生長的影響

由圖4可知，兩側覆膜處理楊樹胸徑生長量最大，6—9月胸徑生長量為055 cm，CK的胸徑生長量小，為0.40 cm，單側覆膜生長量為0.43 cm，方差分析表明，兩側覆膜、單側覆膜、CK之間差異顯著（P<0.05）；各處理楊樹新稍長度從32.5～35.3 cm生長到102.8～125.9 cm，兩側覆膜與單側覆膜處理的楊樹新稍生長量均為90.0 cm，CK為70.3 cm，方差分析表明，新稍生長量差異不顯著（P>0.05）。

3結論與討論

（1）不同覆膜方式下楊樹苗期土壤含水率變化趨勢一致，均隨著土層深度的增加呈上升趨勢，澆水15 d后，土壤含水率從大到小依次為兩側覆膜、單側覆膜、CK，兩側覆膜與CK差異顯著（P<0.05），這與王天發等[12]研究結果一致；兩側覆膜與單側覆膜、單側覆膜與對照之間均差異不顯著（P>0.05），澆水30 d后，各土層土壤含水率有所下降，隨著土層深度的增加土壤含水率呈增加趨勢，同一土層土壤含水率從大到小依次為兩側覆膜、單側覆膜、CK，三者之間差異不顯著（P>0.05）。

（2）不同土層土壤溫度隨著土層深度的增加呈下降趨勢，兩側覆膜5 cm土層土壤溫度平均比20 cm土層高2.6 ℃，單側覆膜5 cm土層土壤溫度平均比20 cm土層高出1.9 ℃，這說明覆膜對土壤溫度的影響隨著土層深度的增加而逐漸減小。各處理土壤溫度從大到小依次為兩側覆膜、單側覆膜、CK，方差分析表明差異不顯著（P>0.1）。

（3）楊樹成活率、保存率從大到小依次為兩側覆膜、單側覆膜、CK，楊樹胸徑生長量從大到小依次為兩側覆膜、單側覆膜、CK，兩側覆膜、單側覆膜、對照之間差異顯著（P<0.05）；楊樹新稍生長量從大到小依次為兩側覆膜、單側覆膜、CK，方差分析表明，新稍生長量差異不顯著（P>0.05），這與前人[7-10]研究結果相似。

（4）在烏蘭布和沙漠東北部，覆膜造林可以提高土壤含水率及土壤溫度，進而提高楊樹苗期成活率與保存率，能夠有效促進楊樹苗期胸徑與新稍的生長，建議造林時可以考慮選擇覆膜措施。

參考文獻

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