不同处理方式对梭梭造林成效的影响

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  摘要:为提高造林梭梭的成活率,以一年生梭梭苗为试验材料,设置保水剂处理、液体地膜和纱网沙障三个处理,以不做任何处理为对照,研究了梭梭成活率和生长特性。结果表明,不同处理梭梭成活率为保水剂>液体地膜>纱网沙障>对照,且保水剂处理梭梭幼苗株高、地径、地上干重和地下干重均最高,纱网沙障处理根冠比最高,说明保水剂能够有效促进梭梭生长,提高成活率,造林成效较好。
  关键词:梭梭;处理方式;造林
  梭梭(Haloxylonammodendron)为藜科梭梭属小乔木或灌木,具有抗寒、抗旱、抗盐碱等特点,对改善环境、防风固沙、维护干旱区的生态平衡和防止沙漠化具有重要作用,梭梭主要生长于干旱荒漠地区,是珍贵的树种[1]。梭梭叶退化成为极小的鳞片状,靠绿色嫩枝进行光合作用,树皮灰白色,木材坚而脆,花着生于二年生枝条的侧生短枝上,花被片先端呈钝圆形,胞果黄褐色,果皮不与种子贴生。梭梭具有发达的根系,垂直根系可达5m,能够扎入土层深处,为水分的吸收提供了良好条件[2]。
  在沙漠地带,高温、干旱是面临的最大问题,为快速有效治理沙漠,防止沙漠化,诸多沙漠地区采用梭梭造林[3]。据研究,梭梭造林具有生长快、成活率高、抗性强等特点,是较为理想的造林树种。梭梭能够从土壤中吸取大量的盐分,抗盐性极强,茎枝内盐分含量高达14%-17%,耐酷热严寒,在80℃的高温下,仍能正常生长[4]。然而,沙漠地区环境恶劣、气候变化多端,如何提高梭梭造林存活率,降低造林成本是当前急需解决的问题。水分成为沙漠地区梭梭造林的限制因素,因此,减少水分损失,提高土壤水分的利用率成为主要任务目标[5]。
  保水剂是一种高分子化合物,能够对土壤水分起到吸收、储存、缓慢释放的作用,被广泛用于沙漠造林和水土保持[6],能够控制土壤水分的蒸发,防止水分过度消耗,促进根系生长,同时还能够改善土壤结构,减少土壤板结,为干旱地区植物生长提供良好的条件[7]。液体地膜是一种高分子有机化合物,能够被土壤降解,是较为环保的土壤处理物质,操作方便,兑水后均匀喷施在土壤表面就能够起到保水肥的效果[8]。纱网沙障是较为传统的治沙方法,在流动沙地治理和植被恢复中具有重要的作用[9]。将纱网裁成统一大小的长条,人工插入沙地,一部分留在地表,飞沙移动时,被地上纱网沙障阻挡,堆成土埂,从而起到降低风速、阻挡和固定流沙的作用[10]。为研究沙漠治理前人做了大量工作,取得了明显的效果,因此,本研究以梭梭为对象,研究保水剂、液体地膜和纱网沙障三种处理方式对造林成活率的影响,旨在探索提高梭梭造林成活率且降低造林成本的方法,筛选适宜的新材料和新产品,为荒漠生态系统恢复与重建提供技术支撑。
  1 材料与方法
  1.1 试验区概况
  试验于2018-2019年在内蒙古自治区阿拉善盟吉兰泰镇,该地区西南与腾格里沙漠相接,东北部和乌兰布和沙漠相邻,属于温带大陆性干旱气候,年降雨量少,蒸发量大,空气干燥,全年风沙活动频繁。
  1.2 试验材料
  试验以1年生梭梭苗为试验材料,所用幼苗大小基本一致,地径0.5cm左右,高度45cm左右。保水剂为旱地宝腐殖酸钾农林保水剂,由山东华潍新材料科技有限公司提供,液体地膜由北京市燕化研新技術开发公司提供。
  1.3 试验设计
  于2018年4月开始试验,试验设置保水剂处理、液体地膜和纱网沙障三个处理,以不做任何处理为对照,梭梭幼苗栽植深度为20cm,株行距为1m×1m,种植穴大小为30cm×30cm×30cm,每个处理100株。保水剂处理具体操作方法为各种植穴施加 1kg 1∶100倍保水剂即可。液体地膜每3g/m2,兑水稀释30倍,充分搅拌均匀,均匀喷洒。纱网沙障是将纱网裁成40cm的网片,将网片位于苗木30cm左右,用锹把网片中部插入沙地中,深度约17.5cm,两端边缘露出沙面。在栽植前将所有处理地块灌透,放置一天后进行栽植,此时测定土壤含水量为11.57%,栽植后不进行灌水。
  1.4 测定指标与方法
  1.4.1 不同处理方式对梭梭造林保存率影响
  在2018年9月调查梭梭成活率,成活率=存活株数/总株数×100%。
  1.4.2 不同处理方式对梭梭幼苗形态指标的影响
  在2019年4月用刻度尺株测量梭梭高度,用游标卡尺测定地径,将梭梭完整取出,测量地上和根系干重。
  1.4.3 不同处理方式对土壤特性的影响
  在2018年9月,用土钻取钻取30-40cm的土样两份,三次重复,一份利用烘干(105℃)称重法测其土壤含水率,另一份样品装于聚乙烯塑料袋中,贴好标签,带回实验室置于陶瓷盘中风干过60目筛。有机质测定采用外加热法,全氮采用开式定氮法,速效磷采用钼锑抗比色法,速效钾测定采用火焰光度计法。
  1.5 数据统计与分析
  使用Excel 2010进行数据整理和绘图,用SPSS24.0进行单因素方差分析和LSD多重比较。
  2 结果分析
  2.1 不同处理方式对梭梭造林保存率影响
  由图1可知,三种处理方式均能够有效提高梭梭造林成活率,表现为保水剂>液体地膜>纱网障>对照,各处理存活率均显著高于对照,保水剂、液体地膜和纱网障分别比对照高出303.21%、270.32%和181.32%。
  2.2 不同处理方式对梭梭植株生长的影响
  由表1可知,不同处理方式下,梭梭幼苗生长存在显著差异,其中,株高表现为保水剂>液体地膜>纱网沙障>对照,各处理均显著高于对照,保水剂、液体地膜和纱网沙障分别比对照高出24.94%、20.15%和16.02%,保水剂处理显著高于纱网沙障处理;地径表现为保水剂>纱网沙障>液体地膜>对照,各处理均显著高于对照,保水剂、液体地膜和纱网沙障分别比对照高出104.41%、62.54%和70.07%,液体地膜和纱网沙障处理没有显著差异;地上干重变化趋势和地径相似,保水剂、液体地膜和纱网沙障分别比对照高出34.04%、20.56%和13.78%;根系干重变化趋势和地径相似,保水剂、液体地膜和纱网沙障分别比对照高出44.57%、24.57%和28.00%;纱网沙障根冠比最大,高于其他处理,其次是保水剂处理。   2.3 不同处理方式对梭梭造林土壤特性的影响
  三种处理方式对梭梭造林土壤特性有显著影响,由表2可知,各处理含水量表现为保水剂>液体地膜>纱网沙障>对照,各处理均显著高于对照,保水剂、液体地膜和沙网障分别比对照高出85.38%、33.92%和15.79%,各处理间差异显著;有机质含量表现为保水剂>纱网沙障>对照>液体地膜,保水剂和纱网沙障显著高于对照,分别高出17.54%和8.77%,液体地膜处理和对照没有显著差异;不同处理方式对梭梭造林土壤N和P含量没有显著影响。保水剂处理K含量显著高于对照,高出12.07%;液体地膜、纱网沙障和对照没有显著差异。
  3 讨论
  我国沙区面积广大,有不断扩大之势,人为进行沙漠治理,防止沙漠化成为防沙治沙工程建设中亟待解决的关键问题之一[11]。梭梭具有抗旱、抗盐碱和抗寒等特点,在极端条件下仍然能够正常生长,是干旱荒漠地区珍贵的生物资源,也是沙漠治理的重要途径[12]。在沙区造林过程中,由于受到环境条件的影响,强烈的风沙运动,不断磨蚀植物根部,导致植株基部裸露在地表,甚至根系露出地表,极大降低了造林成活率;其次,沙漠地带降雨量稀少,温度高,蒸发量大,植株根部水分吸收受到抑制,也是降低梭梭造林成活率的主要原因[13]。格日乐等[14]研究表明,在半干旱的库布齐沙漠无防护时梭梭成活率为50%,有沙障防护的成活率则达到 65.0%-70.0%。本研究结果表明,三种处理方式均能够有效提高梭梭造林成活率,表现为保水剂>液体地膜>纱网沙障>对照,保水剂和液体地膜主要是起到保水作用,防止土壤水分流失,为植株生长提供充足的水分,其次,保水剂和液体地膜起到一定的保护作用,在地表形成一层保护膜,防止风沙移动,进而提高了梭梭幼苗存活率。纱网沙障处理主要是沙障埋入沙土中更不易被风沙流吹掉,沙障的保存率还与其布设位置密切相关。
  植株生长状况是直接反映植株生长环境的重要指标,合理的技术措施能够显著促进植株生长[15]。本研究结果表明,不同处理方式下,梭梭幼苗生长存在显著差异,其中,株高表现为保水剂>液体地膜>纱网沙障>对照,地径地上干重和地下干重表现为保水剂>纱网沙障>液体地膜>对照,各处理均显著高于对照,保水剂处理植株生长指标均最高,主要是由于保水剂可以改善土壤结构、减缓土壤水分蒸发、增加土壤入渗,调节土壤水、肥、气、热状况,改善植物生长条件,从而促进植株生长。
  土壤性状能够反映土壤养分含量及植株生长环境[16],水分是植株生长的基础条件,本研究结果表明,三种处理方式均能够提高土壤水分含量,主要是降低了土壤蒸发量,减少地表风沙流动。试验结果表明,保水剂和沙障处理土壤有机质含量显著增加,土壤有机质的增加能降低土壤容重、增加土壤孔隙度、改善土壤结构,为植物生长发育创造更好的生长条件[17],土壤N、P、K 是植物生长必需的营养元素,是衡量土壤营养状况的重要指标[18],本研究结果表明,不同处理方式对梭梭造林土壤N和P含量没有显著影响。保水剂处理K含量显著高于对照,说明三种处理方式对土壤N没有显著影响,保水剂能够提高土壤K含量可能由于保水剂处理防风防沙效果较好,土壤受到侵蚀相对较少,从而提高土壤K含量,因此,保水剂能够有效促进梭梭生长,提高成活率,造林成效较好。
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