丁得慶,陵軍成
(1.甘肅祁連山國家級自然保護區(qū)管理局古城自然保護站,甘肅 天祝 733211;2.甘肅省天??h林業(yè)工作站,甘肅 天祝 733299)
青海云杉(Piceacrassifolia)是我國青藏高原東北邊緣特有的森林建群樹種,也是西北地區(qū)造林和城市園林綠化的重要樹種,分布于青海、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古等省(區(qū))。近年來隨著各種造林綠化工程的實施,青海云杉苗木需求量大增,苗木產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,種子市場供不應(yīng)求,價格居高不下。自然條件下青海云杉種子產(chǎn)量極不穩(wěn)定,絕收年份頻繁出現(xiàn),絕收和少收的最主要原因是霜凍[1]。天??h域雖已建成多處青海云杉采種林,但每年的晚霜都為害致死將要和已經(jīng)脫皮顯露的雌、雄花芽,導致采種林難以發(fā)揮應(yīng)有作用。因此,防除晚霜危害是解決青海云杉結(jié)種難瓶頸問題的關(guān)鍵。本試驗在青海云杉花期就地收集林間枯枝落葉,燃燒熏煙防霜,研究不同熏煙密度和強度對種子產(chǎn)量和質(zhì)量的影響,以期為青海云杉采種林種子優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供技術(shù)參考。
試驗地位于甘肅省天祝藏族自治縣賽什斯鎮(zhèn)先明峽村青梅云杉母樹林,N36°98′,E103°14′,該地屬大陸性高原季風氣候,光照充足,平均海拔2 452 m,相對無霜期90~145 d,年日照時數(shù)2 500~2 700 h,年均降水量350~380 mm,年均氣溫2 ℃,最熱月7月份平均氣溫11.4 ℃,極端高溫不超過30 ℃,土壤類型為山地棕褐土,pH7.6。1984年人工栽植青海云杉采種林400 hm2,現(xiàn)樹體樹齡已達40 a,生長健壯,進入盛果期,樹高9~12 m,郁閉度0.4~0.5。
1.2.1 試驗設(shè)計 試驗共設(shè)4個處理,即熏煙燃燒點密度處理1為每畝(667 m2)2個,處理2為4個,處理3為6個,處理4為0個(對照,CK,不熏煙);試驗隨機區(qū)組設(shè)計,重復(fù)3次,每小區(qū)面積50 m×50 m,小區(qū)之間設(shè)立20 m隔離帶,以防熏煙時煙霧飄移到相鄰小區(qū)。
1.2.2 試驗實施 2017年青海云杉花期實施,共3次(表1)。小區(qū)內(nèi)燃燒點間距離相等,均勻擺放。熏煙前用鐵皮焊接寶瓶狀燃燒爐,1個燃燒爐為一個燃燒點,收集林下枯枝落葉填入爐膛內(nèi),每個燃燒爐每次填入枯枝落葉125 kg,燃燒完后下次啟用時重新裝入,熏煙中途不再添加枯枝落葉。根據(jù)氣象預(yù)報,降霜前1 h點燃爐膛內(nèi)枯枝落葉,并調(diào)整爐膛風門大小,使枯枝落葉以冒煙狀燃燒。
表1 青海云杉花期物候期和具體熏煙時間
1.2.3 指標測定 熏煙開始后1 h測定林間氣溫和空氣相對濕度,測定時,每小區(qū)離地面3 m處隨機懸掛酒精溫度計和干濕球濕度計各4個。
10月下旬青海云杉球果由深綠變褐時,每小區(qū)隨機抽取20株,分株采集整樹球果、稱重(鮮重),晾曬脫種、雜質(zhì)、稱重(干重);計算單株球果鮮重、單株產(chǎn)種量、出種率。
不同處理干種混合均勻,從中隨機抽取1 000粒稱重,重復(fù)3次。
次年進行發(fā)芽率、出苗率試驗測定,重復(fù)5次,每重復(fù)100粒種子。
1.2.4 數(shù)據(jù)整理與分析 所有數(shù)據(jù)求算術(shù)平均值,利用Excel2003和DPS9.05軟件進行數(shù)據(jù)整理與分析。
所有數(shù)據(jù)求平均值,利用Excel2003和DPS9.05軟件對試驗數(shù)據(jù)進行新復(fù)極差Duncan多重比較顯著性分析。
由表2可以看出,青海云杉花期熏煙防霜后,不同處理均提高了林間氣溫,降低了林間空氣濕度,且林間氣溫隨著熏煙燃燒點密度的增加而提高,林間空氣濕度隨著林間熏煙燃燒點密度的提高而降低。不同熏煙處理1、2、3的林間氣溫分別為-4.18、0.25 、2.61 ℃,較對照(CK)分別提高了4.05、8.48 、10.84 ℃,林間空氣濕度分別為38.54%、32.16%、26.02%和45.27%,較對照(CK)分別降低了6.73個百分點、13.11個百分點、19.27個百分點。
表2 不同處理的氣溫和空氣濕度變化
由表3可以看出,青海云杉花期熏煙防霜后,不同處理均顯著提高了球果鮮重、產(chǎn)種量和出種率。處理1、2、3每株的球果鮮重分別為80.46、82.14、81.84 kg,分別較對照(CK)提高了35.16%、37.98%、37.48%,單株產(chǎn)種量分別為2.16、4.07、2.78 kg,分別較對照(CK)提高了72.80%、225.60%、122.40%;出種率分別為2.68%、4.95%、3.40%,較對照(CK)分別提高了27.62%,135.71%,61.90%。差異均達到極顯著水平(P<0.01)。
表3 不同處理的產(chǎn)種量和出種率變化
由表4可以看出,青海云杉花期熏煙防霜后,不同處理均提高了種子千粒重和發(fā)芽率。不同處理1、2、3的千粒重分別為5.12、8.63、7.07 g,較對照(CK)分別提高了16.63%、96.58%、61.05%,發(fā)芽率分別為72.34%、86.44%、78.02%,較對照(CK)分別提高了6.96%、27.81%、15.36%。差異均達到極顯著水平(P<0.05)。
表4 不同處理的千粒重和發(fā)芽率變化
低溫對植物的傷害程度決定于溫度降低的幅度、持續(xù)時間和低溫發(fā)生的季節(jié),同時也決定于不同植物種類(品種)及其不同發(fā)育階段的抗低溫能力。溫度降得愈低,植物受害愈重;低溫持續(xù)時間愈長,對植物的為害愈大;降溫速度越快,植物受傷害越重。在寒冷的季節(jié)(冬季),植物抗低溫的能力較強,但當早春氣候回暖后,植物抗低溫能力減弱,這時突然降溫,對植物為害更嚴重。同一植物在不同發(fā)育階段,抗寒能力差異也較大,通常休眠階段抗寒性最強,營養(yǎng)生長階段次之,生殖生長階段最弱,特別在花粉母細胞減數(shù)分裂期和開花受精期對低溫最為敏感。青海云杉花期遭受霜凍后,雌、雄球花和嫩梢受害猶如燙傷,細胞失去膨壓,組織疲軟,葉色變褐,最終干枯死亡,在受害過程中頂端部分受害程度重于底端。白寶璋等[2]認為霜凍是一種典型的冰點以下的低溫使植物組織內(nèi)結(jié)冰而引起的傷害。張建光等[3-5]研究結(jié)果表明花期霜凍使梨、核桃、櫻桃等果樹授粉受精受阻,花而不實,產(chǎn)量降低。本試驗結(jié)果表明,花期霜凍后自然條件下(對照)球果鮮重、產(chǎn)種量、千粒重和發(fā)芽率都很低,人工熏煙后均提高了林間溫度、產(chǎn)種量、千粒重和發(fā)芽率,不同處理中處理2的種子產(chǎn)量和質(zhì)量最高,處理3雖進一步提高了熏煙燃點密度和強度,但在提高林間溫度和降低林間空氣濕度的同時,沒有進一步提高種子產(chǎn)量和質(zhì)量,原因可能是過分熏煙灼烤花器,同樣導致授粉受精不良,種子產(chǎn)量和質(zhì)量下降。青海云杉林下有豐富的枯枝落葉,給森林防火帶來一定隱患,修建特有的燃燒爐灶,在人為看管下就地取材,進行可控性燃燒,以煙拒霜,防除霜凍,可達到提高青海云杉種子產(chǎn)量和質(zhì)量,逐步消除森林火災(zāi)隱患的雙重目的。