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施肥对柏木林采伐迹地和退耕地营造杨树速丰林的影响



全 文 :立地类型 海拔∥m 坡向 坡度∥° 土层厚度∥cm 前茬植物 林下植被
采伐迹地 530 NW 15 15~30 柏木 灌木:荆条、悬钩子等盖度 20%;草本:茅草、鬼针草等盖度 90%
退耕地 510 - - >50 农作物 无灌木;草本:鬼针草盖度 30%
表 1 2种立地类型基本情况
施肥对柏木林采伐迹地和退耕地营造杨树速丰林的影响
边东波 刘文军 张洪江 许 涛 刘 瑞 杨继敏
(天津市静海县静海林业局,天津 301600)
摘要 以川中丘陵区柏木采伐迹地和退耕地营造的 107 杨、108 杨树速生丰产林为研究对象,通过不同施肥处理,研究不同立地条件
下 2个杨树品种的适生性能及其对施肥的响应。结果表明:2 个品系的杨树都表现出退耕地上生长远胜于土层浅薄的柏木采伐迹地,但采
伐迹地杨树对施肥的响应程度显著优于退耕地。因此,建议速生杨树不能栽植在土层浅薄的立地条件下,且应配套响应的杨树速生丰产集
约经营技术。
关键词 杨树;施肥;速生丰产林;川中丘陵区
中图分类号 S792.11 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)06-0179-02
随着人类社会的发展,人们对木材的需求量逐渐加大,
必然要求不断发展人工林以补偿天然林资源的不足,因此
速生丰产人工林成为了当今林业发展的趋势 [1-2]。杨树在世
界人工林栽培种植当中具有重要地位,也是我国最主要的
速生丰产林树种之一 [3]。然而,可用于造林的林地十分有限,
且造林立地多是土壤贫瘠、土壤养分不足的区域 [4],加之木
材需求量大大增加使人工林的培育主要采取短轮伐期和连
作的经营措施,致使人工林地力衰退现象时有发生 [5],林地
施肥是改善这种状况的有效途径,能增加木材产量,改善杨
树木材质量,提高经济效益 [6-7]。另外,不同的杨树品种以及
使用不同的栽培技术和经营管理措施使杨树生长状况有显
著的差异 [8-9]。为有效解决柏木低产低效林采伐迹地和退耕
地营造杨树速丰林过程中杨树快速持续丰产与林地土壤肥
力维持之间的矛盾,对杨树人工林进行施肥试验,研究不同
品种杨树人工林生长状况对施肥的响应,对建立合理的杨树
速生丰产人工林技术措施具有重要的理论价值和实践意义。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于德阳市连山镇,地理位置为北纬 30°1′30″,
东经 104°25′18″,海拔 475~520 m,属于亚热带湿润季风区,
大陆性季风气候明显。年平均气温 15~17 ℃,年平均日照时
数 1 000~1 300 h。年平均降水量 960 mm,年平均无霜期
270~290 d[10]。该区域土壤类型为发育于钙质性紫色砂岩风
化物的石灰性紫色土,属于盆中方山丘陵区 [4]。森林植被基
本是 20 世纪 80 年代营造的柏木人工林,林分密度大,郁闭
度高,林龄约 30年,林分高 10~15 m,由于林分太大,分化严
重,胸径为 5~22 cm,平均胸径 10 cm。林少灌草稀少,盖度不
足 20%。
试验选取该区 2 种立地类型:柏木采伐迹地和退耕地。
柏木采伐迹地位于山脊,土层较浅,最深处不足 30 cm,石
砾含量较高,杂草灌木丛生。退耕地位于山间小平地,土层
在 50 cm 以上,石砾含量低,2 种立地类型基本情况如表 1
收稿日期 2014-03-03
所示。
1.2 试验材料
由于柏木林分质量差、生长慢、经济效益低下,2007 年
进行皆伐,人工清除灌草。2007 年在柏木采伐迹地和退耕地
上规模种植杨树人工林 ,杨树品种主要有欧美杨 107 杨、
108 杨。造林用苗为扦插培育苗,苗高 1.0~1.3 m,地径 1.0~
1.5 cm。种植密度为 1.5 m×2.0 m,未施基肥。柏木采伐迹地因
立地条件差,第 1 年造林成活率较低,第 2 年春进行过补
植,林相不整齐。
1.3 试验设计
由于造林过程中未区分品种,造成林分品系杂乱,给后
续研究带来诸多不便。为了寻求适合川中丘陵区退耕地及
低矮山地的杨树速生品种,以及对集约经营措施的响应,试
验以单株作为研究对象,依据树型、树皮颜色、皮孔形态、侧
枝的分枝角度、侧枝大小、叶片大小、叶片形状等区分不同
杨树品种。在柏木采伐迹地和退耕地分别设立 20 m×20 m
的标准样地 19 个,每种模式之间设置 10 m 过渡带。分别在
每个样地进行每木检尺,测量树高、胸径、冠幅(东西、南北
方向 )等因子 。采用简单随机区组设计安排小区处理 ,施
肥时间定在杨树开始生长的春季 (2011 年 3 月)和生长旺
盛的夏季 (2011 年 6 月)分 2 次均匀撒施于地表 [11],施肥前
进行 1 次除草管理(表 2)。在生长季节结束后,于 2011 年
11月再对每个样地进行 1次每木检尺,计算各个指标,取平
均值。
表 2 各样地处理模式
注:表中 CK 代表对照处理,P 代表施用磷肥 0.1 kg/株·次(产品名:过
磷酸钙),F 代表施用复合肥 0.25 kg/株·次 (产品名 :三元复合
肥),N 代表施用氮肥 0.25 kg/株·次(产品名:尿素),J 代表施用农
家肥鸡粪 0.25 kg/株·次,JJ 代表在该样地散养土鸡。
采伐迹地 退耕地
样地号 处理模式 样地号 处理模式
S1 PJ D1 CK
S2 FJ D2 F
S3 NPJ D3 P
S4 NJ D4 N
S5 N D5 J
S6 J D6 FJ
S7 P D7 PJ
S8 F D8 NJ
S9 CK D9 NPJ
D10 JJ
林业科学现代农业科技 2014年第 6期
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林业科学 现代农业科技 2014年第 6期
施肥模式
采伐迹地 退耕地
107 杨 108 杨 107 杨 108 杨
树高∥m 胸径∥cm 树高∥m 胸径∥cm 树高∥m 胸径∥cm 树高∥m 胸径∥cm
CK 1.20 0.71 1.10 0.70 2.05 2.10 2.00 2.10
N 3.40 3.30 3.40 3.13 3.60 3.47 3.60 3.50
P 1.46 1.30 1.50 1.22 2.20 2.10 2.30 2.10
F 3.30 2.80 3.32 2.74 3.00 2.90 3.00 2.81
J 2.30 2.10 2.30 2.10 2.50 2.40 2.45 2.40
NJ 3.87 3.30 3.90 3.31 3.65 3.50 3.63 3.41
PJ 2.60 2.20 2.50 2.21 2.70 2.30 2.75 2.30
FJ 3.30 2.90 3.40 2.90 3.40 2.80 3.50 2.98
NPJ 3.80 3.60 3.70 3.60 3.60 3.60 3.61 3.55
JJ - - - - 3.10 2.60 3.04 2.45
表 4 2种立地条件下不同品系杨树对施肥的响应(3—10月增长量)
2 结果与分析
2.1 2种立地条件下不同品系杨树自然条件下的生长状况
2 种立地(柏木采伐迹地和退耕地)条件下所有品系的
杨树都表现相似的生长规律,即土层较厚、立地较好的退
耕地上生长远胜于土层浅薄 、立地较差的柏木采伐迹地
(表3)。退耕地 3—10 月胸径和树高平均增长了 2.1 cm 和
2.0 m 以上,而采伐迹地只有 0.7 cm 和 1.1 m。采伐迹地上生
长的杨树在土层浅薄的地方生长势极其微弱,甚至出现负
增长,偶见枯梢枯死植株。因此,建议速生杨树不能栽植在
土层厚度小于 30 cm 的立地条件下。
不同品系之间表现出不尽相似的规律,107 杨和 108 杨
之间无论是在退耕地还是采伐迹地树高胸径在 3—10 月相
同立地条件下的增长量差异不显著,但在退耕地生长明显
优于采伐迹地。在退耕地 3—10 月树高、胸径增长量如下:
107杨为 2.05 m 和 2.10 cm,108 杨为 2.00 m 和 2.10 cm;在
采伐迹地 3—10 月胸径、树高增长量如下:107 杨为 0.71 cm
和 1.20 m,108杨为 0.70 cm 和 1.10 m。
2.2 2种立地条件下不同品系杨树对施肥的响应
2种立地条件下不同品系杨树对施肥的响应不一(表 4)。
众多施肥模式中采伐迹地和退耕地均表现为处理 NPJ 杨树
3—10 月生长量最大。NPJ 采伐迹地 107 杨 3—10 月树高、
胸径的生长量分别为 3.80 m 和 3.60 cm,108 杨为 3.70 m 和
3.60 cm,退耕地 107 杨为 3.60 m 和 3.60 cm,108 杨为 3.61 m
和3.55 cm。其次为处理 NJ 和处理 N 这 2 种施肥模式,其他
模式杨树对施肥的响应不明显,特别是处理 P效果最差。
方差分析表明,在相同的施肥模式下,采伐迹地和退耕
地杨树 3—10 月生长量表现为 N、NJ、FJ、NPJ 差异性不显
著,F、J 在 0.05 水平下差异显著,CK、P、PJ 在 0.01 水平下极
显著(表 5)。总体表现为采伐迹地对施肥的响应程度显著优
于退耕地。
3 结论与讨论
3.1 速生丰产林人工林杨树品种选择
川中丘陵区的立地条件复杂多样 ,丘陵山地立地条
件较差,由于品种的限制,目前在全国范围内尚未选育出
适应山地生境和酸性土栽培的杨树品种,从而使该区山地
杨树栽培面临较大的风险 [2]。加之目前四川杨树种苗来源
众多、品种混乱混杂,总体质量不高,给丘陵山地发展杨树
人工林带来了更大风险 。当前在四川省内栽培的杨树品
种基本上都是引种的美洲黑杨和欧美杨无性系,如欧美杨
107 杨、108 杨、南方四季杨、南林 895、红叶杨等 [2],这些品
种只适合在平坝河谷土层深厚,肥沃的河滩和四旁种植 ,
对山地环境的适应性较差,用于山地造林的风险很大 ,尤
其用于柏木采伐迹地更新造林,因此在生产上应该慎重使
用 [11]。如必须使用,将需配以集约化的造林和经营措施。该
试验为山地环境种植欧美杨 107 杨、108 杨提供了范式,施
用 N(0.25 kg/株)+P(0.1 kg/株 )+鸡粪 (0.25 kg/株),每年 3
月和 6 月施用可提高杨树生长量,其生长量和退耕地地带
无显著性差异。
3.2 速生丰产林人工林集约经营技术
在柏木低效林采伐迹地上营造杨树速生丰产用产林,
必须慎重。为尽可能降低风险,应特别注意以下几个方面:
一是选择适合的品种。从此次试验的结果来看,欧美杨 107
杨、108 杨自然状态下在山地环境条件下生长不良,生长势
显著低于退耕地地带,转基因杂交杨生长势更弱 。二是选
择土层厚度大于 30 cm 以上的地段造林,在土层厚度小于
30 cm 的地段,建议不要种植杨树,而保留现有的柏树或换
种桤木。三是集约化经营。深坑大穴整地、重施基肥、保障
追肥、覆盖地膜、结合施肥进行松土除草并逐渐扩大疏松
土壤的范围、加强蛀干害虫的防治。杨树的初植密度较大,
目前郁闭度在 0.9 以上,林下阴暗 ,部分生长较弱的植株
处于被压迫生长状态,严重影响整体生物量的积累。建议进
(下转第 182页)
立地
类型
杨树
品种
3 月 10 月 3—10 月生长量
胸径
cm
树高
m
胸径
cm
树高
m
胸径
cm
树高
m
采伐迹地 107 杨 2.71 3.0 3.42 4.20 0.71 1.20
108 杨 2.70 3.0 3.40 4.10 0.70 1.10
退耕地 107 杨 6.00 7.1 8.10 9.15 2.10 2.05
108 杨 6.00 7.1 8.10 9.10 2.10 2.00
表 3 不同品系杨树自然条件下生长状况
施肥模式
107 杨 108 杨
树高 胸径 树高 胸径
CK ** ** ** **
N ns ns ns ns
P ** ** ** **
F * * * *
J * * * *
NJ ns ns ns ns
PJ ** ** ** **
FJ ns ns ns ns
NPJ ns ns ns ns
注:** 表示在 0.01 水平差异极显著;* 表示在 0.05 水平差异显著;ns
表示差异不显著。
表 5 同一施肥模式下不同立地条件杨树生长量差异性分析
180
林业科学 现代农业科技 2014年第 6期
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
(上接第 180页)
行抚育间伐,并及时清除下部枝条,给目标树留足足够的营
养空间。
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(12):106-107.
嫁接方法
砧木高度
平均10 cm 20 cm 80 cm
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ
劈接 92 90 93 85 86 83 79 78 79 85
切接 93 91 96 87 86 84 85 78 83 87
平均 92.5 85.17 80.3
(%)表 2 不同嫁接方法及高度对嫁接成活率的影响
1.3.3 嫁接后的管理。一是检查成活率及解除绑扎。于 5 月
2—9 日检查成活情况,成活后接穗上的芽新鲜、饱满,甚至
已经萌发生长;未成活则接穗干枯或变黑腐烂,这时可以用
芽接进行补接。接穗发芽 10 d 后,把绑带解除;塑料条可在
翌年春季春风过后再解除;也可在砧木与接穗的愈伤组织
完全生长好以后再将塑料薄膜解除。捆绑物解除时,用刀片
在砧木上选择平滑的一面,将薄膜由下向上割开,避免割到
嫁接的芽,然后将薄膜慢慢撕开,因为发芽后的枝叶会顶出
薄膜,为防止伤害枝芽,要轻手轻脚。若是苗木成活后生长
快,此时大风天气多,应立支柱,用塑料带捆绑固定,以防风
折。二是抹芽。砧木萌芽长 2~5 cm 时进行第 1 次抹芽,避免
砧木萌芽浪费营养和水分,然后每隔 5~7 d 抹 1 次,连续抹
2~3次即可[6]。三是摘心。嫁接 3 周后要对生长超过 15 cm 的
枝叶进行摘心,以促进水曲柳的侧枝分枝及加粗生长,防止
大风大雨天气被损伤。四是土肥水管理。通过多次松土除
草、灌水施肥才能满足嫁接苗生长的需要,良好的管理措施
可提高成苗率和生长量。对嫁接成活苗,要加强土肥水管
理,适时浇水施肥。6—8月为苗木速长期,应追施尿素 2 次,
每次 300 kg/hm2。并视墒情浇水 4~6 次,促进苗木生长,同时
定期松土除草保持土壤疏松无杂草。到了秋季为增加干粗、
老化组织、提高苗木抗寒能力,应以速效磷肥为主,并酌情
减少灌水量和灌水次数。
2 结果与分析
2.1 不同嫁接方法及高度对水曲柳嫁接成活率的影响
从表 2 可以看出,单一来看砧木高度为 10 cm 采用切
接法,其成活率最高可达 96%;采用不同嫁接方法进行对比
时切接的平均成活率(87%)略高于劈接(85%),因为切接法
和劈接法相比,砧木和接穗的接触面积较大,只要嫁接技术
到位,切接的成活率高于劈接;3种砧木高度进行对比时,10
cm 的平均成活率为 92.5%,20 cm 的平均成活率为 85.17%,
80 cm的平均成活率为 80.3%,说明砧木高度为 10 cm时嫁接
成活率最高。砧木高度越低,距离根系越近,水分和营养疏
松通道越短,即越容易到达接穗,故而砧木高度越低,成活
率越高;另嫁接高度越低的砧木年龄也较嫁接口高的砧木年
龄小,生命力和活性越强,故而成活率会升高。
2.2 不同嫁接高度对水曲柳生长的影响
在 2013 年秋末对嫁接的水曲柳进行观察发现,嫁接高
度在 80 cm 的植株,其成活率虽然较低,但是一旦成活后,
生长 1 个生长季,经过合理的养护管理,已经能基本形成自
然开心形的冠形,再培养 2~3 年后即可出圃;而嫁接口较
低的水曲柳成活率虽然较高,但是经过 1 个生长季,生长
量较小,没有形成基本树形,至少还需要培养 3~6 年才可以
出圃。
3 结论与讨论
对水曲柳进行嫁接对比试验,在保证嫁接及其管理所
需要的外部条件的前提下,对成活率进行实地调查。结果表
明:在嫁接方法中,切接法效果较好,平均成活率为 87%;在
3 种砧木高度处理中,以嫁接高度为 10 cm 的处理,平均成
活率最高,达到 92.5%;单一来看砧木高度为 10 cm,采用切
接法成活率最高,达到 96%。
综合考虑成活率和后期的生长情况,要缩短大苗培育
的年限,尽快出圃,尽早产生经济效益,可以采用砧木高度
为 80 cm 以上的切接法进行水曲柳的繁殖;如果要培育质
量较高,成活率显著的水曲柳,可以采用嫁接高度在 10 cm
的切接法进行水曲柳的繁殖。总之,此次大叶白蜡嫁接水曲
柳的最低成活率为 78%,说明在乌昌地区水曲柳是可以用
嫁接的方法进行繁殖,基于嫁接繁殖的优点,切接法可以在
当地推广。
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