不同造林技術(shù)對油松幼林生長的影響

杜小勇

(山西省永和縣林業(yè)局,山西 永和 041400)

不同造林技術(shù)的造林效果是不同的,對森林的生態(tài)系統(tǒng)影響也是不同的。但原理都是改善樹木的生長環(huán)境,加強(qiáng)幼林生長的營養(yǎng)。提升植被的覆蓋率和樹木的質(zhì)量。造林技術(shù)應(yīng)優(yōu)化樹林的生產(chǎn)力,研究成果表明增加單株直徑的生長動力可以提升整個(gè)樹林的產(chǎn)量[1]。不同的造林技術(shù)下對油松幼林生長產(chǎn)生的影響不同,油松林在北方地區(qū)的分布比較常見,油松林的環(huán)境適應(yīng)能力很強(qiáng),在陡峭的山脊亦或是海拔超過1700 m的地方也能生長,在北方地區(qū)常以頂極群落的形態(tài)出現(xiàn)。造林技術(shù)對油松幼林生長的影響的研究在近些年來從未間斷過,顯示良好的造林技術(shù)可以提升整個(gè)樹林的健康率[2],但研究內(nèi)容不全面,造林技術(shù)的多變和發(fā)展,容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)的變化。受傳統(tǒng)森林經(jīng)營思想的影響,很多油松幼林生長依舊采用自然生長的方式,在生長發(fā)育過程之中除了出現(xiàn)病蟲害之后會進(jìn)行噴藥外就對樹林不再過多關(guān)注,這樣的造林技術(shù)是不科學(xué)的。長此以往會降低油松幼林的生長質(zhì)量,因此,在可持續(xù)發(fā)展思想的指導(dǎo)下,應(yīng)充分發(fā)揮科學(xué)的造林技術(shù)的作用,將油松幼林生長潛力激發(fā)出來[3],對不同的造林環(huán)境下的油松幼林生長狀態(tài)進(jìn)行研究,為油松幼林生長提供科學(xué)的經(jīng)營和管理依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與調(diào)查方法

1.1 試驗(yàn)材料

油松幼林生長試驗(yàn)在山西省永和縣的郊區(qū)試驗(yàn)田進(jìn)行,試驗(yàn)田處于北方地區(qū),林區(qū)海拔為1500 m,試驗(yàn)田處于溫帶大陸氣候,夏季溫和多雨降雨量達(dá)到600 mm以上,夏季的降雨量占全年降雨量的55%以上。大陸性季風(fēng)氣候?qū)е麓呵锛竟?jié)氣候較干,年積溫在2417 ℃作用,無霜期的時(shí)間可達(dá)到138 d[4],在試驗(yàn)田中培育的幼苗是經(jīng)過合格檢驗(yàn)的幼苗,種植培育的為1年的油松幼苗,數(shù)量為500株,在種植前進(jìn)行氮沉降處理。試驗(yàn)田的森林土壤的全氮含量為(1.31±0.05) g/kg,與土壤充分混合。土壤在未施肥之間的有機(jī)質(zhì)含量為8.53%,土壤的酸堿度呈中性質(zhì),通過對試驗(yàn)田中塵土和水分的分析,測定幼苗的生長環(huán)境中的空氣質(zhì)量良好[5],水分也達(dá)到可以進(jìn)行灌溉的標(biāo)準(zhǔn)。將500株試驗(yàn)苗按照不同的造林技術(shù)進(jìn)行分組。

幼苗開始進(jìn)行施肥,選用含氮量約35%NH4NO3為主要肥料,原始的樹林苗高為0.25 m,兩年后平均可以長到0.5 m左右,3年幼苗幾乎成林,苗高為1 m以上。試驗(yàn)田的并非都位于平坦地區(qū),造林的密度為行距3 m×3 m,種植幼苗的樹坑規(guī)格為0.5 m×0.5 m×0.4 m。試驗(yàn)樣品的補(bǔ)氮氮源為CO(NH2)2,將每日的補(bǔ)充氮量分為五份,按照比例和水分進(jìn)行混合,定時(shí)定量的對植株進(jìn)行補(bǔ)充。噴灑溶液的時(shí)候,將按照25%土壤和75%尾礦砂進(jìn)行混合并加入1%的肥料[6-7]。試驗(yàn)樣品的播種土壤采用混合土壤,在每個(gè)樹坑中加入10 kg的混合土壤,為保證油松幼林的水分,在進(jìn)行栽種之前對幼苗進(jìn)行浸泡。當(dāng)70%以上的幼苗出現(xiàn)通體濕潤的現(xiàn)象時(shí),再進(jìn)行栽種。

1.2 調(diào)查方法

采取正方形樣地的調(diào)查的方式,對油松幼林生長的存活率進(jìn)行調(diào)查,設(shè)置0.2 m×0.2 m的正方形樣地。設(shè)置油松幼林和杉木、馬尾松等混交林,馬尾松和杉木為符合檢疫標(biāo)準(zhǔn)的2級樹苗,并通過研究證明與油松幼林混種不會引起病蟲害?；旖槐壤R尾松和杉木比油松幼林為1∶2,樹苗隨機(jī)排列,采用數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 造林試驗(yàn)

將試驗(yàn)田分為8塊長為50 m正方形,每組試驗(yàn)田的種植面積為2500 m2,幼苗在當(dāng)?shù)氐臉涿缡袌鲑徶谩Ｔ炝趾蟾鶕?jù)不同林地清理方式、不同整地方式、不同撫育方式進(jìn)行種植,造林技術(shù)指標(biāo)如表1所示:

表1 造林技術(shù)指標(biāo)

油松幼林的種植間距為3.0 m,種植幼苗的樹坑為0.5 m×0.5 m×0.4 m,在第6、7、8號試驗(yàn)田進(jìn)行混交種植,混交比例馬尾松和杉木比油松幼林為1∶2,在人工撫育的過程中對幼林的數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。五點(diǎn)法原則是種植用地常用的控制數(shù)據(jù)原則,首先將1年幼苗、2年幼苗和3年幼苗進(jìn)行標(biāo)記以便后續(xù)區(qū)分。長勢好的幼苗在前期也要進(jìn)行標(biāo)記,與后期的長勢進(jìn)行區(qū)分。在種植兩年后、五年后和八年后對試驗(yàn)田中的作物進(jìn)行測量。選擇5～6月溫度較高,植被普遍長勢較好的時(shí)候測量試驗(yàn)結(jié)果。首先統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)田的成活率[8],然后對油松的地徑和高度進(jìn)行測量。在試驗(yàn)期間為了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,數(shù)據(jù)采集的頻率為每個(gè)月測量一次。

在8塊試驗(yàn)田隨機(jī)挑選5株幼苗從試驗(yàn)田的樹坑中完整移出,清理樹根上的泥土和雜物,并使用清水沖洗干凈。土壤顆粒及其他殘留物等雜質(zhì)可以使用專業(yè)的清理溶液進(jìn)行清洗,在不破壞樹根的情況下把雜質(zhì)清理干凈[9]。將完整根系的幼苗放置在環(huán)境溫度為-5 ℃的冷庫內(nèi)。保存1～2 h。

3 試驗(yàn)與結(jié)果討論

試驗(yàn)田中的幼苗測量初始高度和地徑時(shí)要需在施肥前進(jìn)行測量。第一次測量要測量每個(gè)植株的初始高度,計(jì)算出平均高度,之后每個(gè)編號的試驗(yàn)田只選擇與平均高度最接近的5株幼苗進(jìn)行測量。施肥的時(shí)間為每月下旬,幼苗的生長速率公式為:

R=1000×(int1-int2)/(e2-e1)

公式中的R為生長速率,t1為第二次測量的日期,t2為第一次測量的日期,e1為t2日期的生物增長量,e2為t1日期的生物增長量。不同處理下整株收獲的幼苗清洗殺菌消毒后進(jìn)行恒量烘干,烘干箱的溫度調(diào)整到85 ℃。烘干后對油松的枝葉和根系進(jìn)行稱重,健康的樹木的樹葉、樹枝、樹干和樹根占整棵樹重量的比例是有一定標(biāo)準(zhǔn)的。

根系的圖像可以通過Pro2021a的根系圖像分析軟件進(jìn)行圖像分析,在軟件中輸入根系的相關(guān)數(shù)據(jù),可以得到根系圖像處理后的結(jié)果,對幼苗進(jìn)行形態(tài)分析最終得到根系直徑。將直徑的數(shù)據(jù)保存并繼續(xù)通過Pro2021a軟件對不同造林方式下的根系直徑差異進(jìn)行比對。2 mm以上的根系在幼苗中算比較粗壯的根系,在1～2 mm之間的根系是數(shù)量最多的根系,而少部分的根系的直徑在1 mm以下,被稱為細(xì)根[10]。根長、根表面積、根體積、根尖數(shù)等形態(tài)參數(shù)都是研究影響因素的關(guān)鍵,為了讓數(shù)據(jù)更加統(tǒng)一,方便證明根系形態(tài)的變化與造林方式之間的關(guān)系。油松具備極強(qiáng)的抗寒與抗旱性,對光照的需求較多,適合生長于中性土壤或微酸性土壤之中,若土壤的pH≥7.5,則表明此處的植物生長發(fā)育不良。油松的種植最好選擇在中性(微酸性)的土壤之中,同時(shí),還要注意油松不適合生長于鹽堿地與土壤過于潮濕的地區(qū)。對茬口的選擇也要十分重視,把油松茬地作為茬口最佳,前茬可以是玉米場地,也可以是楊樹,不過不能是豆類育苗。

3.1 不同的造林技術(shù)對油松幼林成活率的影響

不同的造林技術(shù)對油松幼林成活率調(diào)查結(jié)果如表2所示。

表2 成活率試驗(yàn)結(jié)果

成活率如表1所示,采用第三種造林技術(shù)方式的油松幼林的成活率較高。為了進(jìn)一步分析該成果是否具有偶然性,使用極差比較方式驗(yàn)證該方式的多種性,通過顯著性比較,a=0.05表明第三種造林技術(shù)的成活率與前兩種方式明顯具有差異性,且a≥0.01代表差異性顯著。

整地方式為全墾的試驗(yàn)田的成活率相比帶墾和穴墾的成活率要高,因?yàn)閾嵊绞揭恢碌那疤嵯?幼林的根系在地下通過不斷的延伸才能正常生長。只有全墾的方式才能保障根系所達(dá)之處全部被處理,但全面清除的成活率卻低于常規(guī)處理的試驗(yàn)田。原因在于油松幼林的成長需要的營養(yǎng)除了化肥提供之外,最大的供給源頭為無落葉、樹根留在土壤之中隨著時(shí)間化解為有機(jī)物。為全面清理將落葉和死亡樹木的根系全部清理干凈,油松幼林生長營養(yǎng)不足,幼苗原本就抵抗力弱喪失了部分養(yǎng)分后更容易染上病蟲害,導(dǎo)致死亡率上升。在進(jìn)行栽種準(zhǔn)備工作的時(shí)候,只需進(jìn)行常規(guī)清理即可。

3.2 不同的造林技術(shù)對油松幼林生長量的影響

不同造林技術(shù)的土壤空隙是不同的,因?yàn)橥寥朗苤車h(huán)境影響,林分年齡和經(jīng)營狀況不同導(dǎo)致土壤的質(zhì)量不同,根系對土壤中營養(yǎng)吸收的情況也不同,改良土壤的理化性質(zhì)是造林技術(shù)的手段,而土壤的空隙則是土壤改良效果的重要參考指標(biāo)。通過研究可得出隨著株行距的減少,土壤中的孔隙度增加。幼苗在成長的過程中土壤孔隙度的影響程度是隨著時(shí)間的變化越來越大的。一年幼苗的再生長速度是兩年幼苗的1.35倍,而兩年的幼苗的生長速度又是3年的樹苗生長速度的1.55倍。三年之后樹木的生長速度變慢。不同的造林方式的連年生長量的結(jié)果如表3所示:

表3 連年平均生長量試驗(yàn)結(jié)果

由表2中的數(shù)據(jù)可以看出,不同的造林方式下,一年的幼苗的生長量之間沒有明顯差異。顯著性水平為a=0.01,通過LSR檢驗(yàn)可得,3年的幼苗與1年和2年的幼苗相比顯著性差異更加明顯。在沒有特殊撫育方式的前提下,全墾的方式的種植用地的平均生長量和帶墾的平均生長量差異不大,在常規(guī)處理的前提下,植被不缺少養(yǎng)分,但全墾和帶墾的方式下土壤比較稀松,在雨季土壤容易被沖走。導(dǎo)致植被的營養(yǎng)流失,生長量自然下降。而穴墾可以完美的避免這個(gè)問題,只對種植區(qū)域進(jìn)行開墾,既可以保證土壤達(dá)到樹木的栽培條件,又可以保障土壤的緊實(shí)性。因此穴墾處理的油松幼林生長胸徑以及樹高都是較高的,生長量最佳。

4 結(jié)論

通過上述的試驗(yàn)結(jié)果可知,不同的造林技術(shù)對植物的成活率和生長率具有一定影響。與植物生長相關(guān)最密切的就是陽光、水分和營養(yǎng)。因此造林技術(shù)的優(yōu)化和提升都要圍繞著植物生長的影響因素進(jìn)行。根長是反映樹木健康狀態(tài)的重要指標(biāo),只要樹根以健康的形態(tài)生長,才能保障樹木的生理功能正常。植物需要營養(yǎng),根系代表了植物的吸收能力。因此在試驗(yàn)過程中通過植物的根部掃描來確定植物的健康情況。根的吸收能力是植物營養(yǎng)吸收的重要參數(shù),也能夠反應(yīng)不同的造林方式對土壤的改變。對于油松幼林生長來說,大部分幼林需要的營養(yǎng)可以通過落葉氧化成有機(jī)物等方式獲得。油松幼林生長的造林技術(shù)可以選擇塊狀撫育、常規(guī)清理加穴墾的方式。