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Study on Stem Management Techniques for Young Plantation of Robinia pseudoacacia cl.‘Zhaiguan’

窄冠刺槐幼林树体管理技术研究



全 文 :林业科学研究 2014,27(4):493 497
ForestResearch
  文章编号:10011498(2014)04049305
窄冠刺槐幼林树体管理技术研究
孙尚伟1,兰再平1,刘俊琴1,王 伟2,石立忠2
(1.中国林业科学研究院世界银行项目办公室,北京 100091;2.民权林场,河南 商丘 476800)
收稿日期:20140401
基金项目:林业公益性行业科研专项经费项目(201104018)
作者简介:孙尚伟,男,博士,工程师,主要研究方向:森林培育.
 通讯作者:研究员,主要从事森林培育学与森林生态学研究.Email:zplan@139.com
摘要:在河南省民权林场进行窄冠刺槐带干苗和截干苗造林试验和截干苗造林后幼林不同树体管理方法试验,结果
表明:(1)北方地区培育窄冠刺槐速生丰产林,宜采用截干苗造林,截干苗造林成活率比带干苗的高9.26%,造林当
年、第2年和第3年的树高分别增加13.6%、11.1%和11.4%,且差异均极显著(P<0.01),胸径生长无显著差异(P
>0.05);(2)带干苗造林会发生死干现象,死干率高达52.30%,极大影响干形;(3)截干苗造林当年采取任何树体
管理措施包括定株、抹芽及短截竞争枝都会降低窄冠刺槐造林当年的的胸径和树高生长量,生长量表现为不定株、
不抹芽>定株、不抹芽>定株、抹芽,这种对生长的负面影响在造林后第3年会减弱或消除;(4)截干造林当年不采
取任何树体管理措施,于当年冬季或第2年初春树液流动前进行去萌留主干并去除顶端竞争枝,可获得最大的胸径
和树高生长量并可以保持良好干形。
关键词:窄冠刺槐;幼林;苗木类型;树体管理
中图分类号:S792.27 文献标识码:A
StudyonStemManagementTechniquesforYoungPlantationof
Robiniapseudoacaciacl.‘Zhaiguan’
SUNShangwei1,LANZaiping1,LIUJunqin1,WANGWei2,SHILizhong2
(1.WorldBankLoanProjectOfice,ChineseAcademyofForestry,Beijing 100091,China;
2.MinquanForestFarm,Shangqiu 476800,He’nan,China)
Abstract:AstudywasconductedonRobiniapseudoacaciacl.‘Zhaiguan’foritsaforestationwithtruncatedand
untruncatedstocks,andthestemmanagementmeasuresforitsyoungplantationmadebytruncatedstocks,suchas
singlingofsprouts,removaloflateralbudsorpruningatMinquanForestFarminHe’nanProvince.Thefolowing
resultsandconclusionswereachievedinthestudy:(1)Theappropriatetypeofplantingstockforestablishingfast
growandhighyieldingR.pseudoacaciacl.‘Zhaiguan’plantationisthetruncatedstock,ascomparedwiththe
plantationmadebyuntruncatedstocks,thesurvivalrateofplantationmadebytruncatedstockwas9.50% higher,
andtheheightgrowthinthecurentyear,thesecondyearandthethirdyearafterplantingwere13.6%,11.1%
and11.4% higher.(2)Themortalityforstemofsurvivedtreesreached52.30% astheplantationmadebyun
truncatedstocks.(3)Anystemmanagementmeasuresingrownseasonofthecurentyear,suchassinglingof
sprouts,removaloflateralbudsorcutingshortofcompetitivebranches,couldreducetheDBHandheightgrowthof
R.pseudoacaciacl.‘Zhaiguan’inthecurentyeariftheplantationismadebytruncatedstocks,asthegrowthper
formanceofyoungplantationappearednosinglingofsprouts+noremovaloflateralbuds>singlingofsprouts+no
removaloflateralbuds>singlingofsprouts+removaloflateralbuds,butthenegativeimpactongrowthwould
weakenoreliminateinthethirdyearsafterplanting.(4)ThemaximumDBHandheightgrowthandgoodstemform
林 业 科 学 研 究 第27卷
of3yearoldplantationwouldbegained,whencutingofthecompetitivebranchontopcrownoftreesinthewinter
ofthecurentyearorearlynextspringbeforegrowingseasonwhilenoanystemmanagementmeasureswereconduc
tedafterplantingwiththetruncatedstocksingrownseasonofthecurentyear.
Keywords:Robiniapseudoacaciacl.‘Zhaiguan’;youngplantation;typeofplantingstock;stemmanagement
刺槐原产于美洲,后传入欧洲,20世纪初引入
我国。由于其适应性强,生长速度快,材质优良,易
繁殖,已成为我国主要造林树种之一,现在全国27
个省(市、区)均有栽培,面积已超过100万 hm2[1]。
近年来,随着刺槐木材干燥技术的攻克,加之国内自
产和国外进口的硬阔叶材数量的锐减,刺槐中大径
材(D≥20cm)已成为生产高档木地板和装饰板的
重要原材料,原木价格由原来的500 600元·m-3
上升到1500元·m-3。目前,采用刺槐优良品种营
建速生丰产林培育中大径材已成为越来越多林业生
产单位的选择;然而,在生产中,采用刺槐优良无性
系造林时存在两方面的问题:一是部分地区采用带
干苗造林,导致成活率低、幼树干形差;二是采用截
干苗造林重造林轻管护,尤其在造林当年和第2年,
幼林的树体管理一直被忽视。刺槐属于合轴分枝树
种,极易形成粗大侧枝和竞争梢头,造成主干低矮弯
曲,影响出材率[2],许多研究表明,合理修枝等树体
管理措施对培育优良干形、提高出材率十分重
要[3-5]。目前,对于刺槐的树体管理研究多集中在3
年生以上的修枝方面[3],对当年生和2年生刺槐的
树体管理相关技术还缺乏系统的研究。
国内在培育刺槐中大径材的良种选育方面做了
大量工作,从20世纪70年代开始,相继培育出了鲁
刺系列[4-5]、豫刺系列[6]、菏刺系列[7-8]等一大批优
良无性系,取得了丰硕的成果。窄冠刺槐(Robinia
pseudoacaciacl.‘Zhaiguan’)是中国林科院于 2002
年选育出的适合培育中大径材的优良无性系,并于
2005年被国家林木品种审定委员会认定为国家级
林木良种[9]。经过宁夏[10]、陕西[11]、安徽[12]、四
川[13]等地的引种栽培试验表明,窄冠刺槐适生范围
广、生长快、干形好,具有广阔的推广前景。本研究
通过对窄冠刺槐开展带干苗和截干苗造林试验和截
干苗造林后幼林不同树体管理方法试验,为生产实
践提供理论依据。
1 试验地概况
试验地位于河南省商丘市民权县民权林场申集
分场,地处豫东平原东北部(34°42′N,115°06′E),海
拔60.9m,年平均日照时数 1944h;年平均气温
141℃,绝对最低气温 -16.0℃,大于10℃积温
4700℃,年平均降水量674mm,无霜期213d,属大
陆性季风气候区。试验林地土壤为黄河冲积而形成
的潮土类细沙土,pH值8.0 8.5,有机质含量2.1
g·kg-1,硝态氮5.55mg·kg-1,铵态氮16.47mg·
kg-1,磷20.17mg·kg-1,钾88.43mg·kg-1。
2 研究内容与方法
2.1 试验设计
截干苗和带干苗造林试验采用随机区组试验设
计,设带干苗造林与截干苗造林 2个处理,3次重
复,共6个小区,小区内林木72株,带干和截干造林
后均无树体管理措施。截干苗造林后幼林不同树体
管理方法试验采用9×2析因设计,3次重复,54个
小区,每小区26株,A处理分为8种不同的定株、抹
芽方法(A1,A2…A8),以无树体管理措施为对照
(A0);B处理去除顶端竞争枝(B1),以不去除顶端
竞争枝为对照(B0),具体见表1。
表1 截干苗造林后幼林不同树体管理方法试验设计
处理 第1年 第2年
A0 无措施 无措施
A1 无措施 去萌留主干
A2 定株、全抹芽 无措施
A3 定株、抹芽至1.5m 无措施
A4 定株、抹芽至1.5m,冬季修除所有侧枝 无措施
A5 定株、不抹芽 无措施
A6 定株、不抹芽、冬季修除所有侧枝 无措施
A7 定株、不抹芽、冬季修除下部1/2侧枝 无措施
A8 定株、不抹芽、短截竞争枝 无措施
B0 无措施 无措施
B1 无措施 去除顶端竞争枝
试验材料为窄冠刺槐,于2010年春,采用根段
扦插育苗,2011年4月初造林,参试苗全部采用 D地
>1.5cm,H>2.0m的1级苗。全面整地后挖穴植
苗,树行为南北走向,株行距为2m ×3m,造林次年
春季对死亡苗进行补植,补植苗不参与试验调查与
统计。除涉及试验因素外的其它田间管理措施一
致,造林时每株施烘干鸡粪2kg、过磷酸钙400g作
为底肥;造林当年7月初追肥1次,施肥量为尿素70
494
第4期 孙尚伟等:窄冠刺槐幼林树体管理技术研究
g·株 -1、氯化钾50g·株 -1;第2年于5月中旬和7
月下旬各追肥1次,每次施尿素150g·株 -1、磷酸
二铵20g·株 -1、氯化钾30g·株 -1、第3年于5月
中旬和 7月上旬各追肥 1次,每 次 施 尿 素
200g·株 -1、磷 酸 二 铵 30 g· 株 -1、氯 化 钾
100g·株 -1。
2.2 林分调查及统计分析方法
2011年7月对截干苗和带干苗造林试验的成
活率及带干苗造林死干和新萌发枝条的位置进行测
量;2011—2013年生长季末进行生长量调查,测定
树高、胸径(地径),分小区统计生长量。不同类型
试验苗的均值比较采用 SPSS13.0软件中 Independ
entSamplesTTest,树体管理方法试验采用 General
LinearModelUnivariate过程计算,研究不同造林苗
类型和树体管理方法对窄冠刺槐幼林生长的影响。
3 结果与分析
3.1 截干苗和带干苗造林的成活率与生长量
3.1.1 成活率 研究结果表明:采用截干苗造林的
成活率(84.72%)显著高于带干苗造林的成活率
(75.46%),在其它因素相同的条件下,截干苗造林
的成活率比带干苗的高9.26%。采用带干苗造林,
不但成活率低,且成活质量也差,在造林1个月后发
生了不同程度的死干现象,仅有23.15%全株成活,
死干率高达52.30%,其中,树干全部死亡后从根部
萌发枝条成活的占3.24%,从树干基部以上1.0m
以下位置开始死亡的占19.90%,极大的影响了主
干干形,完全丧失了带干造林的意义(表2)。
表2 带干苗造林不同程度死干比例
类别 百分率/%
全株成活 23.15
1.5m处以上死干 9.72
1.0 1.5m处以上死干 19.44
0.5 1.0m处以上死干 12.96
0.0 0.5m处以上死干 6.94
死干后根部萌发成活 3.24
死亡 24.54
  
3.1.2 生长量 与截干苗相比,带干苗在造林后3
年内的生长量并没有表现出明显的优势,树高还低
于截干苗。从表3可看出:造林后3年内,截干苗和
带干苗的胸(地)径均差异不显著(P>0.05);截干
苗的树高在造林当年、第2年和第3年均大于带干
苗,分别比带干苗的树高增加了13.6%、11.1%和
114%,且均达极显著差异(P<0.01)。
表3 不同造林方法对窄冠刺槐生长的影响
造林
方法
1年生
D地/cm 显著性 H/m 显著性
2年生
D1.3/cm 显著性 H/m 显著性
3年生
D1.3/cm 显著性 H/m 显著性
截干苗平 3.26±0.82
0.12
2.5±0.5
0.00
5.18±0.97
0.15
6.0±0.7
0.00
6.89±1.05
0.17
7.8±0.6
0.00带干苗平 3.13±0.95 2.2±0.6 4.93±1.02 5.4±0.8 6.72±1.28 7.0±0.8
3.2 截干苗造林后幼林不同树体管理方法试验结
果分析
3.2.1 造林当年 从表4、5可看出:截干苗造林
后,在造林当年采取树体管理措施会对造林当年的
胸径和树高生长产生极显著影响(P<0.01),树体
管理措施损失的叶量越多,生长量越小。在造林当
年,A0、A1的地径和树高均显著高于 A2、A3、A4,说
明造林当年抹芽会显著降低窄冠刺槐的径生长和高
生长,相对于高生长,对径生长的影响更大(图1);
A2、A3、A4的树高分别是 A0的 90.27%、87.94%、
85.21%,而地径分别为 A0的 79.54%、74.06%、
75.50%。定株对生长也有一定的负面影响,但差异
不显著。总的来看,生长量表现为不定株、不抹芽>
定株、不抹芽>定株、抹芽。
3.2.2 造林第2年 在造林第2年去除顶端竞争
枝对窄冠刺槐的胸径和树高生长无显著影响(P>
图1 定株、抹芽试验各处理当年生长量与对照(A0)的比值
0.05),且与定株抹芽等树体管理措施不产生交互效
应(P>0.05)(表5)。在造林第2年,A1的胸径和
树高显著大于其它各处理(表4),说明在第2年初
春树液流动前进行去萌留主干可以有效促进窄冠刺
槐的生长。另外,造林当年树体管理措施对生长的
负面影响从第2年开始有所减弱,且径生长恢复的
594
林 业 科 学 研 究 第27卷
更快(图2),A2、A3、A4第2年的树高分别是 A0的
92.68%、95.00%、91.34%,而胸径分别为 A0的
9610%,99.03%、98.64%。
图2 定株、抹芽试验各处理第2年生长量与对照(A0)的比值
3.2.3 造林第3年 在造林第3年,仅树高各处理
间差异达显著水平(P<0.05),胸径间差异不显著
(P>0.05),说明造林当年的树体管理措施对胸径
生长的负面影响到造林后第3年消失;造林当年树
体管理措施对树高生长的负面影响继续减弱(图
3),A2、A3、A4 的树高分别是 A0 的 93.89%、
9363%、93.63%。
图3 定株、抹芽试验各处理第3年生长量与对照(A0)的比值
表4 截干苗树体管理对窄冠刺槐生长量的影响
处理
1年生
D地/cm H/m
2年生
D1.3/cm H/m
3年生
D1.3/cm H/m
A0 3.47±0.66ab 2.57±0.44ab 5.13±0.95bc 6.01±0.65ab 6.92±1.17 7.85±0.57a
A1 3.67±0.75a 2.75±0.46a 5.58±1.04a 6.01±0.68a 7.29±1.52 7.83±0.95a
A2 2.76±0.51c 2.32±0.47c 4.93±1.00c 5.57±0.64c 6.90±1.37 7.37±0.74c
A3 2.57±0.55c 2.26±0.49c 5.08±0.81bc 5.71±0.54abc 6.95±1.48 7.35±0.94c
A4 2.62±0.49c 2.19±0.53c 5.06±1.02bc 5.49±0.78c 7.17±1.26 7.35±0.73c
A5 3.23±0.84b 2.36±0.58bc 5.11±1.21bc 5.60±0.81c 6.93±1.54 7.30±0.88c
A6 3.35±0.84ab 2.42±0.49bc 5.38±0.93ab 5.65±0.71bc 7.26±1.26 7.70±0.85ab
A7 3.00±0.87bc 2.41±0.54bc 5.25±1.02b 5.55±0.76c 7.28±1.03 7.52±0.74bc
A8 3.20±0.78b 2.41±0.47bc 5.17±0.98bc 5.55±0.72c 6.94±1.29 7.29±0.88c
B0 3.11±0.79 2.42±0.51 5.18±1.00 5.65±0.72 7.16±1.21 7.61±0.76
B1 3.11±0.83 2.41±0.54 5.21±1.03 5.75±0.73 7.01±1.45 7.44±0.91
  注:1年生D地、H和2年生H、3年生H多重比较采用Tamhane’s法,2年生D1.3采用LSD法,检验水平0.05。
表5 截干苗定株、抹芽试验各处理窄冠刺槐生长量方差分析结果
树龄/a 指标 变异来源 自由度 平方和 均方 F值 显著性
1 D地 A 8 98.473 12.309 22.838 0.000
H A 8 19.704 2.463 9.728 0.000
2 D1.3 A 8 25.506 3.188 3.168 0.002
B 1 0.331 0.331 0.329 0.566
A×B 8 3.983 0.498 0.495 0.860
H A 8 26.601 3.325 6.814 0.000
B 1 1.805 1.805 3.699 0.055
A×B 8 7.521 0.940 1.926 0.053
3 D1.3 A 8 21.970 2.746 1.546 0.138
B 1 4.227 4.227 2.379 0.123
A×B 8 17.145 2.143 1.206 0.292
H A 8 34.521 4.315 6.668 0.000
B 1 4.237 4.237 6.547 0.011
A×B 8 16.542 2.068 3.195 0.001
694
第4期 孙尚伟等:窄冠刺槐幼林树体管理技术研究
4 结论与讨论
在北方地区土壤水分较差的立地条件下培育窄
冠刺槐速生丰产林,宜采用截干苗造林。与带干苗
造林相比,采用截干苗造林具有成活率高、生长速度
快、干形好及造林成本低等优点,造林当年、第2年
和第 3年的树高比带干苗的分别增加 13.6%、
111%和 11.4%,胸径生长无显著差异。梁玉堂
等[14]对“箭杆”刺槐无性系的研究表明,截干造林在
林龄4年后胸径和树高均略大于带干造林,与本结
论相似。本研究表明,在起苗当天栽植的情况下,带
干栽植的成活率仅为75.46%,比截干栽植的成活
率低9.26%;带干苗造林后不但成活率低,而且成
活质量差,仅有 23.15%全株成活,死干率高达
52.30%,影响主干干形。刺槐苗对失水的反应非常
敏感,刺槐苗根部含水量每减少1%,造林成活率降
低8.67%[14]。刺槐被广泛认为是抗旱树种,但刺槐
的生理抗旱性不是很强,具体表现为维持膨压的能
力较弱[15],需水量大且对水分胁迫敏感[16]。刺槐
的抗旱策略可能是由其发达的根系这一生物学特性
实现的。刺槐起苗过程根系遭到破坏,运输过程中
苗损失水分,生理抗旱性较弱,这可能是造成刺槐在
北方地区土壤水分较差的立地下进行带干造林成活
率低且出现死干的原因。
截干苗造林当年的树体管理措施不同程度的减
少了刺槐的总叶面积,叶量损失越多,造林当年单株
整体光合能力下降幅度越大,胸径和树高的生长量
越小,生长量表现为不定株、不抹芽 >定株、不抹芽
>定株、抹芽。从第2年开始,造林当年叶量损失越
多的处理生长量越大,直到第3年定株、抹芽对胸径
生长的负效应完全消失,对树高生长的负效应也有
所减弱。这表明采取树体管理措施导致叶量减少
后,刺槐存在一定的生长补偿机制。首先是增加总
叶面积,在造林当年被抹芽成“光杆”的窄冠刺槐,
第2年在主干1.5m处以上会萌发新的枝条;其次
是增加剩余叶片的光合速率[17],从而提高整体树冠
的光合能力[18]。在第2年去除顶端竞争并不会影
响窄冠刺槐的生长,因此,在第2年应及时去除顶端
竞争枝,以免在较低位置出现主干分叉,影响主干干
形。总体而言,窄冠刺槐造林当年不采取树体管理
措施,于当年冬季或第2年初春树液流动前进行去
萌留主干,并去除顶端竞争枝,可以获得最大的胸径
和树高生长量且有利于保持良好干形。本研究统
计,截干苗造林当年冬季,除主干外,仅有33.8%的
窄冠刺槐在基部萌生 1根萌条,9.7%萌生 2根萌
条,所以,当年不定株并不会形成大量萌条从而增加
第2年的抚育难度和成本。
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