木質(zhì)化期水分管理對毛白楊苗木形態(tài)、生理和造林效果的影響*

喬 棟 劉 勇 田書勇 張 鋒 王亞晶 李曉麗 馮雪瑾 張亞男

(1.北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院 省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100083；2.冠縣國有毛白楊林場 聊城 252500)

灌溉是苗圃生產(chǎn)過程中控制苗木質(zhì)量的重要培育措施之一(Shietal.,2019),根據(jù)苗木各生長階段的不同水分需求及時調(diào)整灌溉策略，維持苗木生長(Ambebeetal.,2009)。在木質(zhì)化期，對封頂較早的樹種，在適宜時間減少灌溉，使苗木處于適度水分脅迫狀態(tài)，誘導(dǎo)休眠(Grossnickleetal.,2016)，提高非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(non-structural carbohydrate,NSC)含量(Vilagrosaetal.,2010)和抗寒性(Coopmanetal.,2010)，并在封頂后恢復(fù)灌溉，維持后期根系和直徑生長；休眠較晚的苗木則相應(yīng)延長灌溉時間，維持后期生長，隨后控水控肥促進(jìn)苗木木質(zhì)化(Dumroeseetal.，2009)。但根據(jù)苗木種類和培養(yǎng)條件不同，通過控制水分誘導(dǎo)休眠的結(jié)果差異很大(Dominguezetal.,2006;Vilagrosaetal.,2010)，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性(Grossnickleetal.,2018)，過早或過重的水分控制可能使苗木在未達(dá)到預(yù)期規(guī)格時便形成頂芽，降低苗木形態(tài)指標(biāo)和抗性(Priscillaetal.,2016)；反之則易造成苗木徒長，延緩木質(zhì)化并降低苗木抗性，使苗木更易遭受冬季凍害，甚至在造林后成批死亡(Grossnickle,2012)，最終影響造林效果(Kildishevaetal.,2017;Grossnickle,2018)。由于形態(tài)和生理特征的改變會影響苗木造林后的成活和生長(Grossnickleetal.,2014；2018)，因而木質(zhì)化期的水分管理，應(yīng)在不影響苗木后期生長和木質(zhì)化的前提下，根據(jù)環(huán)境條件和樹種特性等因素選擇恰當(dāng)?shù)臅r間段進(jìn)行適宜程度水分控制。

木質(zhì)化期對苗木進(jìn)行適度的水分脅迫，在不影響后期生長的前提下，誘導(dǎo)苗木休眠并促使其木質(zhì)化(Dumroeseetal.，2009)。如容器苗常進(jìn)行14天左右輕度水分脅迫，減緩高生長并誘導(dǎo)頂芽形成，從而提高苗木抗寒性；在頂芽形成后恢復(fù)灌溉，維持苗木后期生長(Landisetal.,2010)。現(xiàn)有研究多針對針葉樹種(Grossnickle,2012)，如美國黑松(Pinuscontorta)(van den Driessche,1991)、阿勒頗松(Pinushalepensis)(Royoetal.,2001)、意大利松(Pinuspinea)(Villar-Salvadoretal.,2013)等，而對闊葉樹種的報(bào)道尚少(Grossnickleetal.,2018)。目前，國內(nèi)苗圃的木質(zhì)化期水分管理則相對粗放，停灌時間早晚不一，缺乏對精準(zhǔn)灌溉參數(shù)和灌溉效果的研究(董雯怡等,2010;孫巧玉等,2018;姜順邦等,2020)。

毛白楊(Populustomentosa)是我國特有的鄉(xiāng)土樹種，也是速生豐產(chǎn)林的重要樹種，在華北地區(qū)廣泛栽培(康向陽等,2016)。毛白楊苗木生長迅速，對水肥條件要求較高，土壤水分條件對苗木生物量、苗高及整株葉面積影響極為顯著(董雯怡等,2010)。目前，關(guān)于毛白楊苗期水分的研究大多集中在苗木速生期的形態(tài)及生理特性(董雯怡等,2010;方曉娟等,2010;何茜等,2010;Dongetal.,2011)等方面，尚未有研究關(guān)注木質(zhì)化期的水分管理及其對苗木質(zhì)量和造林效果的影響。本研究以毛白楊良種‘北林雄株1號’苗木為對象，探討微噴灌溉條件下的木質(zhì)化期灌溉處理對毛白楊苗木后期形態(tài)、生理及翌年造林效果的影響，以期尋找合適的木質(zhì)化期水分管理策略，為苗木精準(zhǔn)灌溉提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況 育苗與造林地均位于山東省聊城市冠縣國有苗圃(115°22′10″E,36°30′56″N)，該地區(qū)為溫帶大陸性氣候，季節(jié)變化顯著；降水主要集中在夏季，占全年降水70%以上；秋季氣溫下降迅速，降水減少；冬季寒冷干燥。2017—2018年冬季(11月至翌年2月)均溫4 ℃，最低溫-12 ℃，最低溫低于-10 ℃為10天，低于0 ℃為81天，平均相對空氣濕度23%。

苗圃土壤為粉質(zhì)黏壤土，全氮、全磷、有機(jī)質(zhì)含量分別為0.46、0.79、10.94 g·kg-1，土壤密度1.25 g·cm-3，pH8.1，田間持水率42.22%；造林地土壤為砂壤土，其全氮、全磷、有機(jī)質(zhì)含量分別為0.21、0.62、5.07 g·kg-1，土壤密度1.35 g·cm-3，pH8.2。

1.2 試驗(yàn)材料及生長期栽培管理 ‘北林雄株1號’毛白楊組培苗購自冠縣國有苗圃，選擇煉苗后長勢相近的健壯組培苗，苗高(13.30±1.17)cm，地徑(2.42±0.28)mm。于2017年4月20日將幼苗移植至大田，苗木株行距0.3 m×1 m。生長期進(jìn)行苗圃常規(guī)管理，移植前施復(fù)合肥900 kg·hm-2作為底肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15，山東聯(lián)盟磷復(fù)肥公司生產(chǎn))，7月中旬追施尿素 1 050 kg·hm-2(河南心連心化肥公司生產(chǎn))。苗木移植后大水漫灌3次，每次間隔2～3天，以確保苗木成活。隨后視土地干旱情況每7～10天灌溉1次，6月下旬至9月上旬降水充足，不進(jìn)行灌溉。生長期內(nèi)每10天人工除草1次直至9月下旬。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 1)灌溉設(shè)計(jì) 2017年木質(zhì)化期(9—11月)灌溉采用單因素完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，在田間布設(shè)張力計(jì)及微噴管，設(shè)置3個區(qū)組，每個區(qū)組5個小區(qū)，每個小區(qū)內(nèi)布設(shè)3個張力計(jì)測定土壤水勢，陶瓷頭距離地表10 cm，相鄰試驗(yàn)小區(qū)間隔3 m，并埋設(shè)50 cm深塑料布進(jìn)行隔斷。每個區(qū)組內(nèi)隨機(jī)設(shè)置5個灌溉處理(Xietal.，2014)，每個灌溉處理對應(yīng)距地表10 cm處的4個土壤水勢閾值，分別為A:-20 kPa，B:-40 kPa，C :-60 kPa，D:-80 kPa，以普通灌溉為對照(CK，僅在葉片開始萎蔫時漫灌)；每個小區(qū)100株苗，共計(jì)1 500株苗木[苗高(246.73±37.51 )cm，地徑(20.06±2.63)mm]。當(dāng)小區(qū)內(nèi)張力計(jì)讀數(shù)平均值降至設(shè)定閾值時，打開水泵微噴灌溉至飽和(席本野等,2012)，記錄灌溉時間并計(jì)算灌溉水量。

9月中旬(最高氣溫連續(xù)3天低于28 ℃)進(jìn)行木質(zhì)化期灌溉(國產(chǎn)五孔加厚微噴管，噴水高度0.5 m，微噴管流量約21.8 L·min-1，對照漫灌流量約150 L·min-1。單個試驗(yàn)小區(qū)面積30 m2)，直至11月上旬(最低氣溫連續(xù)3天低于8 ℃)。對照在9月下旬、10月中旬及11月上旬各漫灌1次，其余時間不灌溉。在10月下旬苗木封頂后和最高氣溫連續(xù)3天低于8 ℃時停止灌溉，并于11月中下旬最低氣溫首次降至0 ℃時，澆封凍水，結(jié)束試驗(yàn)。

2)造林設(shè)計(jì) 于2018年3月土壤解凍后進(jìn)行造林，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)置3個造林區(qū)組，每個區(qū)組5個小區(qū)，每個小區(qū)15株苗，共計(jì)225株苗木，單個小區(qū)外圍設(shè)置2行保護(hù)行。造林采用上一年木質(zhì)化期灌溉處理的1年生苗木，株行距3 m×3 m，以3行5列方式排列。

造林后1周內(nèi)充分灌溉3次確保成活，隨后2周每周灌溉1次，苗木成活后不再灌溉，并于7月和8月各除草1次。

1.4 指標(biāo)測定 2017年9月中旬對苗木進(jìn)行初次木質(zhì)化期灌溉前，每個小區(qū)隨機(jī)選取10株生長良好、長勢接近的苗木，記錄其苗高、地徑，并進(jìn)行第1次全株破壞取樣，以地徑為中心點(diǎn)、25 cm為半徑采集根系，將苗木于根頸處剪開，分為莖、根裝入紙袋，70 ℃下烘干48 h至恒質(zhì)量，分別測定二者生物量。當(dāng)單個小區(qū)70%以上苗木出現(xiàn)落葉時開始計(jì)算落葉時間。12月9日完全落葉后，進(jìn)行第2次破壞取樣，方法同第1次取樣。將烘干后的根、莖樣品分別粉碎，過60目篩后，四分法稱取樣品0.200 g；用濃H2SO4-H2O2法進(jìn)行消煮，凱氏定氮法測定全氮含量，鉬銻鈧比色法測定全磷含量，火焰光度計(jì)法測定全鉀含量(鮑士旦，2005)；可溶性糖類用乙醇在80 ℃下萃取，并用蒽酮硫酸法測定其含量(Spiro,1966)；將提取可溶性糖后的殘?jiān)酶呗人崴猓捎幂焱蛩岱y定淀粉含量。頂梢脯氨酸含量采用磺基水楊酸比色法測定(李合生，2001)。翌年3月苗木萌芽前，每小區(qū)隨機(jī)選取15株苗木，每株截取約20 cm長的頂梢，測量其粗度后，于人工氣候箱內(nèi)23 ℃下水培10天左右，待發(fā)芽后測定其干梢率、干梢長度、發(fā)芽率。

造林苗木分別于2018年和2019年10月下旬苗木封頂后，統(tǒng)計(jì)成活率和保存率，并測量樹高、胸徑。

1.5 數(shù)據(jù)分析 水分利用效率(water use efficiency,WUE)為總干物質(zhì)增量(DM1)與初始平均干物質(zhì)量(DM2)的差值和期間總灌水量(I)的比值來表示(陳闖等,2015)：

WUE=(DM1-DM2)/I。

利用Excel 2013對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理計(jì)算。采用IBM SPSS18.0軟件(SPSS Inc.,Chicago IL,USA)對不同處理間苗木苗高、地徑、生物量及養(yǎng)分含量進(jìn)行單因素(one-way ANOVA)方差分析，如處理間差異顯著，則采用鄧肯檢驗(yàn)法(Duncan)在0.05水平上進(jìn)行不同水分梯度間苗木指標(biāo)的多重比較。線性相關(guān)分析用于檢驗(yàn)苗木和生理與造林表現(xiàn)間的關(guān)系。使用SigmaPlot14.0軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 木質(zhì)化期灌溉對毛白楊苗木用水量、水分利用效率的影響 不同處理對苗木用水量及水分利用效率影響顯著(P<0.05)。用水量多重比較結(jié)果(表1)顯示，對照用水量為每株6 L，顯著低于各水勢處理；-20 kPa 處理用水量顯著低于其他處理13.48%～24.03%，-40、-60、-80 kPa處理之間差異不顯著。水分利用效率隨灌溉起始閾值增大而升高，-20 kPa處理水分利用效率最大(4.93 g·L-1)，顯著高于其他處理，-40、-60 kPa處理與對照無顯著差異。

表1 木質(zhì)化期灌溉處理苗木用水量和水分利用效率①Tab.1 The water consumption and water use efficiency (WUE)of P. tomentosa seedlings at hardening phase

2.2 木質(zhì)化期灌溉對毛白楊苗木形態(tài)特征及生物量的影響 除地徑外，木質(zhì)化期灌溉對苗木形態(tài)指標(biāo)和生物量影響顯著(P<0.05)。多重比較結(jié)果(表2)顯示，各處理間苗高、地徑增量差異顯著，隨灌溉起始閾值升高，苗高增量和地徑增量呈增大趨勢。其中-40 kPa處理苗高增量最大，較對照提高160.37%；-20 kPa處理地徑增量、莖生物量、根生物量和單株生物量最大，較對照分別提高40.89%、60.15%、53.08%和57.70%，-20 kPa和-40 kPa處理之間差異不顯著，說明木質(zhì)化期灌溉能顯著提高苗木木質(zhì)化期生長量和生物量。

表2 木質(zhì)化期灌溉對毛白楊苗木形態(tài)特征及生物量的影響Tab.2 The effect of late season irrigation on the morphological and biomass of P. tomentosa seedlings

2.3 木質(zhì)化期灌溉對毛白楊耐寒性的影響 所有處理，苗木頂梢在冬季均受到一定程度的凍害(表3)，處理間差異顯著(P<0.05)。-20 kPa處理干梢率和干梢長度最大，分別較對照高50.00%和384.13%，其余各處理隨灌溉起始閾值降低而降低。除-80 kPa處理外，各處理苗木脯氨酸含量與對照差異顯著，隨灌溉起始閾值降低而升高，對照脯氨酸含量最大，較-20 kPa處理高45.86%。且對照頂梢可溶性糖含量最高，比最低的-40 kPa處理高14.35%。以上結(jié)果說明木質(zhì)化期灌溉會減少脯氨酸和可溶性糖含量，增加冬季低溫傷害苗木的可能性，但并不影響未干梢部分的萌芽率，降低毛白楊苗木木質(zhì)化程度。

表3 木質(zhì)化期灌溉對苗木耐寒性的影響Tab.3 Cold resistance of P. tomentosa seedlings at hardening phase

2.4 木質(zhì)化期灌溉對毛白楊苗木氮、磷、鉀及非結(jié)構(gòu)性碳含量和單株質(zhì)量的影響 木質(zhì)化期灌溉對毛白楊苗木的根、莖磷鉀含量及根氮含量有顯著影響(P<0.05)，多重比較結(jié)果(圖1)表明，各灌溉處理苗木莖磷含量顯著低于對照33.34%～34.51%，莖鉀含量高于對照3.53%～11.11%。除對照磷含量外，根系礦質(zhì)養(yǎng)分含量均高于莖養(yǎng)分含量。根系中磷含量隨灌水閾值升高而增大，-20 kPa處理最大，高于對照99.81%；根系中鉀含量呈現(xiàn)相反趨勢，-60 kPa處理最低，僅為-80 kPa處理和對照的76.72%。根氮含量、莖鉀含量變化規(guī)律不明顯。以上結(jié)果說明隨灌溉起始閾值降低，苗木傾向于將更多的鉀轉(zhuǎn)移到根系中，而保留更多的磷在莖中。

圖1 木質(zhì)化期灌溉處理下毛白楊苗木根、莖中氮、磷、鉀及淀粉、可溶性糖含量Fig.1 N,P,K,starch and soluble sugar conent of late season irrigation in shoot and root for P. tomentosa seedlings相同器官的不同字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。Means within the same organ sharing different letters are significantly different according to Duncan’s multiple range test at the 0.05 probability level.The same below.

所有處理中，根和莖的淀粉含量差異不顯著；但莖可溶性糖含量差異顯著(P<0.05)，-40 kPa處理最大，顯著高于-80 kPa處理38.89%。根系可溶性糖含量在各處理間差異不顯著。

灌溉處理對苗木根和莖氮、磷、鉀單株質(zhì)量的影響達(dá)到顯著水平(P<0.05)。多重比較結(jié)果(圖2)顯示，除單株鉀質(zhì)量外，苗木各處理的養(yǎng)分單株質(zhì)量隨灌溉起始閾值升高有增加趨勢，-20 kPa處理單株磷、莖磷、根氮、根磷單株質(zhì)量最大，分別高于對照53.3%、20.14%、50.14%和366.67%；-40 kPa處理氮、鉀單株質(zhì)量最大，分別高于對照70.37%、56.01%。但-20 kPa處理與-40 kPa處理之間除根磷單株質(zhì)量外差異不顯著。

圖2 木質(zhì)化期灌溉處理下毛白楊苗木根、莖的氮、磷、鉀及淀粉、可溶性糖單株質(zhì)量Fig.2 N,P,K，starch and soluble sugar content of late season irrigation in shoot and root for P. tomentosa seedlings

-20、-40 kPa處理的淀粉及可溶性糖單株質(zhì)量最大，顯著高于其他處理27.78%～76.92%(P<0.05)，-40 kPa處理的根淀粉單株質(zhì)量高于對照120.05%，-20和-40 kPa處理的根可溶性糖單株質(zhì)量高于對照55.16%。以上結(jié)果說明高灌溉起始閾值顯著提高了苗木根、莖及單株氮、磷、鉀單株質(zhì)量以及碳水化合物含量，為造林苗木的生長儲備了豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。

2.5 木質(zhì)化期灌溉對毛白楊苗木落葉比例時間變化的影響 各處理的落葉比例均隨天數(shù)增加呈先快速增加、后明顯減緩、隨后又迅速增加的變化趨勢(圖3)。供水可防止葉片提前凋落，各處理到達(dá)相同落葉比例的所需時間隨灌溉閾值增加而延后2～12天。對照開始落葉及完全落葉時間最早，較其他處理早約3～7天，這可能影響休眠前苗木光合產(chǎn)物的積累；-20、-40 kPa處理的落葉曲線幾乎重合，完全落葉時間較對照晚14天左右。

圖3 不同木質(zhì)化期灌溉處理下苗木落葉比例Fig.3 Defoliation proportion change with time under different water conditions

2.6 苗木木質(zhì)化期灌溉對造林效果的影響 造林后第1年苗木成活率和第2年保存率受苗木木質(zhì)化期灌溉影響顯著，-40 kPa處理成活率最高(93%)，顯著高于-80 kPa處理(65%)及對照(68%)，且保存率與成活率相同(表4、表5)。造林后的樹高、胸徑生長受木質(zhì)化期灌溉影響顯著(P<0.05)。第1個造林季末，-40和-80 kPa處理較對照及-20 kPa處理樹高增加22.4%和14.7%，胸徑增加約40.9%和24.3%；-40 kPa處理樹高、胸徑及其增量最大，但與-80 kPa處理差異不顯著；第2個造林季末-40 kPa處理的優(yōu)勢進(jìn)一步擴(kuò)大，累計(jì)樹高、胸徑最大，較對照分別增加83.2%和115.1%，而且樹高、胸徑及其增量顯著大于其他處理37.37%～496.93%，但-80 kPa處理的形態(tài)優(yōu)勢并未能保持連續(xù)性。

表4 木質(zhì)化期灌溉對毛白楊苗木造林后第1年成活率及生長的影響Tab.4 The effect of late season irrigation on the survival rate and growth of P. tomentosa seedlings in the first year of afforestation

表5 木質(zhì)化期灌溉對毛白楊苗木造林后第2年保存率及生長的影響Tab.5 The effect of late season irrigation on the survival rate and growth of Populus tomentosa seedlings in the second year of afforestation

由表6可知，造林后苗木的成活率與可溶性糖單株質(zhì)量顯著相關(guān)，與苗木休眠前整株可溶性糖含量以及可溶性糖與淀粉含量的比值極顯著相關(guān)。苗木休眠前氮單株質(zhì)量與造林第1年的樹高和胸徑生長顯著相關(guān)。苗期的苗高和地徑顯著影響造林第2年樹高的生長，而地徑同時影響造林第2年胸徑的增加。

表6 苗木形態(tài)、生理指標(biāo)與造林試驗(yàn)參數(shù)的相關(guān)分析①Tab.6 Correlations analysis between seedling morphology,physiological factors and afforestation parameters

3 討論

形態(tài)特征是苗木質(zhì)量的最直接指標(biāo)(Pintoetal.,2015)。在木質(zhì)化期水分管理時，隨灌溉起始閾值升高，毛白楊苗木苗高及地徑增量、根莖生物量較對照逐漸增大40.89%～57.70%，落葉時間逐次滯后2～12天，在土壤水勢閾值為-20和-40 kPa時達(dá)到最大值。這可能是因適宜的水分供應(yīng)能維持苗木的正常光合和生長(Pinheiroetal.,2011)，維持葉片的形態(tài)和生理特征(Millaetal.,2005；Bairdetal.,2017)，從而影響苗木形態(tài)特征(Grossnickleetal.,2018)。在對桑樹(Morusalba)(Guhaetal.，2010)和棉花(Gossypiumhirsutum)(陶先萍等,2013)的研究中發(fā)現(xiàn)，適宜的水分供應(yīng)能延緩葉片衰老并維持其光合作用，增加光合產(chǎn)物積累和可溶性糖含量，對阿勒頗松(Royoetal.,2001)和毛白楊‘S86’(Dongetal.,2011)苗木的研究也表明，適度供水有利于苗木形態(tài)表現(xiàn)(Grossnickle,2018)。本研究與前人研究結(jié)果相似，說明木質(zhì)化期灌溉促進(jìn)毛白楊苗木的形態(tài)生長。

養(yǎng)分含量是苗木質(zhì)量的重要方面。本試驗(yàn)中，各處理N、P、K及NSC單株質(zhì)量差異顯著，以-20和-40 kPa作為灌溉起始閾值，高于對照20.14%～53.3%，最有利于養(yǎng)分和非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的積累。這與對花旗松 (Pseudotsugamenziesii)苗木(Khanetal.,1996)的研究結(jié)果相似，說明適度供水利于苗木養(yǎng)分積累。但在Royo(2001)對阿勒頗松苗木和Villar-Salvador等(2013)對意大利松的研究中發(fā)現(xiàn)，木質(zhì)化期灌溉處理后，處理間礦質(zhì)養(yǎng)分含量沒有顯著差異，但高水分條件下苗木淀粉含量升高，說明木質(zhì)化期灌溉處理對礦質(zhì)養(yǎng)分和非結(jié)構(gòu)碳水化合物含量的效果在不同樹種間存在差異。本研究中，除對照P含量外，處理間根系養(yǎng)分含量均高于莖養(yǎng)分含量，這可能是灌溉使養(yǎng)分更多分配到根系(Brunneretal.,2015)。從試驗(yàn)結(jié)果來看，-20 kPa和-40 kPa處理最有利于礦質(zhì)養(yǎng)分和非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的累積。

木質(zhì)化程度與苗木耐寒性密切相關(guān)(Dumroeseetal.,2009)，可通過控制水分來誘導(dǎo)楊樹苗木木質(zhì)化(Mouraetal.,2010)。本試驗(yàn)采用不同的灌溉處理，以越冬后苗木的干梢率、干梢長度、脯氨酸含量和可溶性糖含量來反映苗木木質(zhì)化程度和耐寒性。隨灌溉頻率增加，灌溉起始閾值升高，苗木的干梢率、干梢長度均顯著升高，同時脯氨酸含量及頂梢可溶性糖含量降低，耐寒性減小，可見木質(zhì)化期灌溉在一定程度上降低了苗木的木質(zhì)化程度和耐寒性。脯氨酸和可溶性糖是2種最重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在低溫脅迫下會顯著增加，以維持酶的結(jié)構(gòu)和活性，從而保證苗木存活(Chavesetal.,2003)。對南洋楹(Albiziafalcataria)和橡膠樹(Heveabrasiliensis)研究發(fā)現(xiàn)，低溫脅迫處理下，脯氨酸含量和可溶性糖含量越高，耐寒性越強(qiáng)(李小琴等,2019;劉英等,2020)，本試驗(yàn)結(jié)果與前人結(jié)果基本一致，可溶性糖含量顯著影響著苗木造林成活。但實(shí)際生長發(fā)現(xiàn)，苗木越冬后，各處理苗木大部分未受到凍害，除枯梢部分外的發(fā)芽率均為100%，且各處理造林后苗木表現(xiàn)均優(yōu)于對照。相比苗圃傳統(tǒng)木質(zhì)化期水分管理的對照苗木，木質(zhì)化期灌溉雖然會在一定程度上降低苗木耐寒性，但對苗木越冬影響不大，在毛白楊苗木培育過程中是可行的。

苗木質(zhì)量與苗木造林表現(xiàn)密切相關(guān)(Villar-Salvadoretal.,2012),本試驗(yàn)中，-20和-40 kPa處理均最有利于苗木形態(tài)和生理表現(xiàn)，但結(jié)合造林效果來看，-40 kPa處理的苗木成活率、保存率及后期生長表現(xiàn)顯著優(yōu)于其他處理。對櫟樹(Quercusspp.)的研究發(fā)現(xiàn)，苗木造林成活后，可在相當(dāng)長一段時間內(nèi)保持其初始規(guī)格優(yōu)勢，且規(guī)格越大，養(yǎng)分越充沛，造林表現(xiàn)越好(李國雷等,2011；Wangetal.,2016;Grossnickleetal.,2018)。本試驗(yàn)與前人結(jié)果相似，苗木可溶性糖含量、單株質(zhì)量及可溶性糖與淀粉比例均顯著影響著造林成活率，苗木能否快速生根是影響造林成活的關(guān)鍵，而可溶性糖為生根直接提供能量，能量越充分，生根越快，越有利于苗木成活(Kleinetal.,2014)。苗木N單株質(zhì)量則與造林后第1年樹高和胸徑生長顯著相關(guān)，說明苗木貯藏的N在造林后被轉(zhuǎn)運(yùn)到新的生長點(diǎn)，促進(jìn)樹高和胸徑生長(Wangetal.，2016;2019)，因此充沛的養(yǎng)分儲備有利于提升苗木造林表現(xiàn)。此外,苗木形態(tài)指標(biāo)有著明顯的延后效應(yīng)，苗高和地徑與造林后第2年樹高胸徑顯著相關(guān)，這與Dong等(2011)對不同水肥耦合處理毛白楊‘S86’苗木造林后的形態(tài)優(yōu)勢可保持多年的結(jié)果相一致。此外，造林后苗木形態(tài)指標(biāo)存在一定的不連續(xù)性，-20和-80 kPa處理造林第1年苗高、胸徑最佳，但-80 kPa處理形態(tài)優(yōu)勢并未持續(xù)至造林第2年。同時發(fā)現(xiàn)，苗木脯氨酸含量與成活率相關(guān)性不顯著，這與李小琴等(2019)的研究結(jié)果不同，這可能由于冬季溫度并未低至致死溫度，只造成小部分頂梢干枯，并未影響大部分樹體。

總體來看，-40 kPa作為灌溉起始閾值時，初始苗木養(yǎng)分含量較高，造林后第1年規(guī)格最大，并在第2年有著明顯的延后效應(yīng)，其樹高、胸徑一直維持在較高水平，顯著高于其他處理25.4%～83.2%，說明適宜的木質(zhì)化期灌溉可以一定程度地提高苗木造林表現(xiàn)。但由于毛白楊廣泛分布于黃淮海流域(康向陽，2016)，本試驗(yàn)地位于黃河下游平原，是否適合其他適生區(qū)，需根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蜃兓驮耘鄺l件進(jìn)一步驗(yàn)證。同時，試驗(yàn)中造林苗木數(shù)量相對較少，結(jié)果存在一定局限性，也需進(jìn)一步增加造林苗木數(shù)量并驗(yàn)證造林效果。

4 結(jié)論

在木質(zhì)化期對毛白楊苗木進(jìn)行適宜的水分管理，雖會一定程度地降低苗木耐寒性，但利于維持苗木木質(zhì)化期的生長和養(yǎng)分積累，并能提高苗木造林表現(xiàn)。當(dāng)以-20和-40 kPa為灌溉起始閾值時，毛白楊苗木生長指標(biāo)、生物量和養(yǎng)分狀況達(dá)到最大，且二者間無顯著差異。相比于對照，灌溉處理使落葉時間延緩5～7天，增加約12.5%的光合產(chǎn)物積累，苗木造林表現(xiàn)優(yōu)于對照。當(dāng)灌溉起始閾值-40 kPa時，造林后苗木成活率最高(93%)，造林2年后樹高、胸徑顯著優(yōu)于其他處理，相比對照增幅分別為83.2%、115.1%。雖然木質(zhì)化期灌溉在一定程度上會降低毛白楊苗木的木質(zhì)化水平，但對苗木越冬影響不大。綜合苗木木質(zhì)化期生長和造林效果，以-40 kPa作為灌溉起始閾值的效果最佳，可在與試驗(yàn)區(qū)環(huán)境相似的適生區(qū)推廣應(yīng)用。