裴斌
摘要:為提高造林梭梭的成活率,以一年生梭梭苗為試驗(yàn)材料,設(shè)置保水劑處理、液體地膜和紗網(wǎng)沙障三個(gè)處理,以不做任何處理為對照,研究了梭梭成活率和生長特性。結(jié)果表明,不同處理梭梭成活率為保水劑>液體地膜>紗網(wǎng)沙障>對照,且保水劑處理梭梭幼苗株高、地徑、地上干重和地下干重均最高,紗網(wǎng)沙障處理根冠比最高,說明保水劑能夠有效促進(jìn)梭梭生長,提高成活率,造林成效較好。
關(guān)鍵詞:梭梭;處理方式;造林
梭梭(Haloxylonammodendron)為藜科梭梭屬小喬木或灌木,具有抗寒、抗旱、抗鹽堿等特點(diǎn),對改善環(huán)境、防風(fēng)固沙、維護(hù)干旱區(qū)的生態(tài)平衡和防止沙漠化具有重要作用,梭梭主要生長于干旱荒漠地區(qū),是珍貴的樹種[1]。梭梭葉退化成為極小的鱗片狀,靠綠色嫩枝進(jìn)行光合作用,樹皮灰白色,木材堅(jiān)而脆,花著生于二年生枝條的側(cè)生短枝上,花被片先端呈鈍圓形,胞果黃褐色,果皮不與種子貼生。梭梭具有發(fā)達(dá)的根系,垂直根系可達(dá)5m,能夠扎入土層深處,為水分的吸收提供了良好條件[2]。
在沙漠地帶,高溫、干旱是面臨的最大問題,為快速有效治理沙漠,防止沙漠化,諸多沙漠地區(qū)采用梭梭造林[3]。據(jù)研究,梭梭造林具有生長快、成活率高、抗性強(qiáng)等特點(diǎn),是較為理想的造林樹種。梭梭能夠從土壤中吸取大量的鹽分,抗鹽性極強(qiáng),莖枝內(nèi)鹽分含量高達(dá)14%-17%,耐酷熱嚴(yán)寒,在80℃的高溫下,仍能正常生長[4]。然而,沙漠地區(qū)環(huán)境惡劣、氣候變化多端,如何提高梭梭造林存活率,降低造林成本是當(dāng)前急需解決的問題。水分成為沙漠地區(qū)梭梭造林的限制因素,因此,減少水分損失,提高土壤水分的利用率成為主要任務(wù)目標(biāo)[5]。
保水劑是一種高分子化合物,能夠?qū)ν寥浪制鸬轿?、儲存、緩慢釋放的作用,被廣泛用于沙漠造林和水土保持[6],能夠控制土壤水分的蒸發(fā),防止水分過度消耗,促進(jìn)根系生長,同時(shí)還能夠改善土壤結(jié)構(gòu),減少土壤板結(jié),為干旱地區(qū)植物生長提供良好的條件[7]。液體地膜是一種高分子有機(jī)化合物,能夠被土壤降解,是較為環(huán)保的土壤處理物質(zhì),操作方便,兌水后均勻噴施在土壤表面就能夠起到保水肥的效果[8]。紗網(wǎng)沙障是較為傳統(tǒng)的治沙方法,在流動沙地治理和植被恢復(fù)中具有重要的作用[9]。將紗網(wǎng)裁成統(tǒng)一大小的長條,人工插入沙地,一部分留在地表,飛沙移動時(shí),被地上紗網(wǎng)沙障阻擋,堆成土埂,從而起到降低風(fēng)速、阻擋和固定流沙的作用[10]。為研究沙漠治理前人做了大量工作,取得了明顯的效果,因此,本研究以梭梭為對象,研究保水劑、液體地膜和紗網(wǎng)沙障三種處理方式對造林成活率的影響,旨在探索提高梭梭造林成活率且降低造林成本的方法,篩選適宜的新材料和新產(chǎn)品,為荒漠生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)與重建提供技術(shù)支撐。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)區(qū)概況
試驗(yàn)于2018-2019年在內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟吉蘭泰鎮(zhèn),該地區(qū)西南與騰格里沙漠相接,東北部和烏蘭布和沙漠相鄰,屬于溫帶大陸性干旱氣候,年降雨量少,蒸發(fā)量大,空氣干燥,全年風(fēng)沙活動頻繁。
1.2 試驗(yàn)材料
試驗(yàn)以1年生梭梭苗為試驗(yàn)材料,所用幼苗大小基本一致,地徑0.5cm左右,高度45cm左右。保水劑為旱地寶腐殖酸鉀農(nóng)林保水劑,由山東華濰新材料科技有限公司提供,液體地膜由北京市燕化研新技術(shù)開發(fā)公司提供。
1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
于2018年4月開始試驗(yàn),試驗(yàn)設(shè)置保水劑處理、液體地膜和紗網(wǎng)沙障三個(gè)處理,以不做任何處理為對照,梭梭幼苗栽植深度為20cm,株行距為1m×1m,種植穴大小為30cm×30cm×30cm,每個(gè)處理100株。保水劑處理具體操作方法為各種植穴施加 1kg 1∶100倍保水劑即可。液體地膜每3g/m2,兌水稀釋30倍,充分?jǐn)嚢杈鶆?,均勻噴灑。紗網(wǎng)沙障是將紗網(wǎng)裁成40cm的網(wǎng)片,將網(wǎng)片位于苗木30cm左右,用鍬把網(wǎng)片中部插入沙地中,深度約17.5cm,兩端邊緣露出沙面。在栽植前將所有處理地塊灌透,放置一天后進(jìn)行栽植,此時(shí)測定土壤含水量為11.57%,栽植后不進(jìn)行灌水。
1.4 測定指標(biāo)與方法
1.4.1 不同處理方式對梭梭造林保存率影響
在2018年9月調(diào)查梭梭成活率,成活率=存活株數(shù)/總株數(shù)×100%。
1.4.2 不同處理方式對梭梭幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響
在2019年4月用刻度尺株測量梭梭高度,用游標(biāo)卡尺測定地徑,將梭梭完整取出,測量地上和根系干重。
1.4.3 不同處理方式對土壤特性的影響
在2018年9月,用土鉆取鉆取30-40cm的土樣兩份,三次重復(fù),一份利用烘干(105℃)稱重法測其土壤含水率,另一份樣品裝于聚乙烯塑料袋中,貼好標(biāo)簽,帶回實(shí)驗(yàn)室置于陶瓷盤中風(fēng)干過60目篩。有機(jī)質(zhì)測定采用外加熱法,全氮采用開式定氮法,速效磷采用鉬銻抗比色法,速效鉀測定采用火焰光度計(jì)法。
1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析
使用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和繪圖,用SPSS24.0進(jìn)行單因素方差分析和LSD多重比較。
2 結(jié)果分析
2.1 不同處理方式對梭梭造林保存率影響
由圖1可知,三種處理方式均能夠有效提高梭梭造林成活率,表現(xiàn)為保水劑>液體地膜>紗網(wǎng)障>對照,各處理存活率均顯著高于對照,保水劑、液體地膜和紗網(wǎng)障分別比對照高出303.21%、270.32%和181.32%。
2.2 不同處理方式對梭梭植株生長的影響
由表1可知,不同處理方式下,梭梭幼苗生長存在顯著差異,其中,株高表現(xiàn)為保水劑>液體地膜>紗網(wǎng)沙障>對照,各處理均顯著高于對照,保水劑、液體地膜和紗網(wǎng)沙障分別比對照高出24.94%、20.15%和16.02%,保水劑處理顯著高于紗網(wǎng)沙障處理;地徑表現(xiàn)為保水劑>紗網(wǎng)沙障>液體地膜>對照,各處理均顯著高于對照,保水劑、液體地膜和紗網(wǎng)沙障分別比對照高出104.41%、62.54%和70.07%,液體地膜和紗網(wǎng)沙障處理沒有顯著差異;地上干重變化趨勢和地徑相似,保水劑、液體地膜和紗網(wǎng)沙障分別比對照高出34.04%、20.56%和13.78%;根系干重變化趨勢和地徑相似,保水劑、液體地膜和紗網(wǎng)沙障分別比對照高出44.57%、24.57%和28.00%;紗網(wǎng)沙障根冠比最大,高于其他處理,其次是保水劑處理。
2.3 不同處理方式對梭梭造林土壤特性的影響
三種處理方式對梭梭造林土壤特性有顯著影響,由表2可知,各處理含水量表現(xiàn)為保水劑>液體地膜>紗網(wǎng)沙障>對照,各處理均顯著高于對照,保水劑、液體地膜和沙網(wǎng)障分別比對照高出85.38%、33.92%和15.79%,各處理間差異顯著;有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為保水劑>紗網(wǎng)沙障>對照>液體地膜,保水劑和紗網(wǎng)沙障顯著高于對照,分別高出17.54%和8.77%,液體地膜處理和對照沒有顯著差異;不同處理方式對梭梭造林土壤N和P含量沒有顯著影響。保水劑處理K含量顯著高于對照,高出12.07%;液體地膜、紗網(wǎng)沙障和對照沒有顯著差異。
3 討論
我國沙區(qū)面積廣大,有不斷擴(kuò)大之勢,人為進(jìn)行沙漠治理,防止沙漠化成為防沙治沙工程建設(shè)中亟待解決的關(guān)鍵問題之一[11]。梭梭具有抗旱、抗鹽堿和抗寒等特點(diǎn),在極端條件下仍然能夠正常生長,是干旱荒漠地區(qū)珍貴的生物資源,也是沙漠治理的重要途徑[12]。在沙區(qū)造林過程中,由于受到環(huán)境條件的影響,強(qiáng)烈的風(fēng)沙運(yùn)動,不斷磨蝕植物根部,導(dǎo)致植株基部裸露在地表,甚至根系露出地表,極大降低了造林成活率;其次,沙漠地帶降雨量稀少,溫度高,蒸發(fā)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]。格日樂等[14]研究表明,在半干旱的庫布齊沙漠無防護(hù)時(shí)梭梭成活率為50%,有沙障防護(hù)的成活率則達(dá)到 65.0%-70.0%。本研究結(jié)果表明,三種處理方式均能夠有效提高梭梭造林成活率,表現(xiàn)為保水劑>液體地膜>紗網(wǎng)沙障>對照,保水劑和液體地膜主要是起到保水作用,防止土壤水分流失,為植株生長提供充足的水分,其次,保水劑和液體地膜起到一定的保護(hù)作用,在地表形成一層保護(hù)膜,防止風(fēng)沙移動,進(jìn)而提高了梭梭幼苗存活率。紗網(wǎng)沙障處理主要是沙障埋入沙土中更不易被風(fēng)沙流吹掉,沙障的保存率還與其布設(shè)位置密切相關(guān)。
植株生長狀況是直接反映植株生長環(huán)境的重要指標(biāo),合理的技術(shù)措施能夠顯著促進(jìn)植株生長[15]。本研究結(jié)果表明,不同處理方式下,梭梭幼苗生長存在顯著差異,其中,株高表現(xiàn)為保水劑>液體地膜>紗網(wǎng)沙障>對照,地徑地上干重和地下干重表現(xiàn)為保水劑>紗網(wǎng)沙障>液體地膜>對照,各處理均顯著高于對照,保水劑處理植株生長指標(biāo)均最高,主要是由于保水劑可以改善土壤結(jié)構(gòu)、減緩?fù)寥浪终舭l(fā)、增加土壤入滲,調(diào)節(jié)土壤水、肥、氣、熱狀況,改善植物生長條件,從而促進(jìn)植株生長。
土壤性狀能夠反映土壤養(yǎng)分含量及植株生長環(huán)境[16],水分是植株生長的基礎(chǔ)條件,本研究結(jié)果表明,三種處理方式均能夠提高土壤水分含量,主要是降低了土壤蒸發(fā)量,減少地表風(fēng)沙流動。試驗(yàn)結(jié)果表明,保水劑和沙障處理土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著增加,土壤有機(jī)質(zhì)的增加能降低土壤容重、增加土壤孔隙度、改善土壤結(jié)構(gòu),為植物生長發(fā)育創(chuàng)造更好的生長條件[17],土壤N、P、K 是植物生長必需的營養(yǎng)元素,是衡量土壤營養(yǎng)狀況的重要指標(biāo)[18],本研究結(jié)果表明,不同處理方式對梭梭造林土壤N和P含量沒有顯著影響。保水劑處理K含量顯著高于對照,說明三種處理方式對土壤N沒有顯著影響,保水劑能夠提高土壤K含量可能由于保水劑處理防風(fēng)防沙效果較好,土壤受到侵蝕相對較少,從而提高土壤K含量,因此,保水劑能夠有效促進(jìn)梭梭生長,提高成活率,造林成效較好。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉江,呂濤,張吉樹,郝偉昌,等.窄條紗網(wǎng)沙障和保水凝水劑對梭梭造林成效的影響[J].內(nèi)蒙古林業(yè)科技,2020,46(2):28-32.
[2] 王玉道,高峰.提高荒漠灘地梭梭植苗造林成活率的綜合措施[J].林業(yè)科技通訊,2020(2):76-78.
[3] 徐高興,徐先英,王立,等.梭梭不同密度與配置固沙效果風(fēng)洞模擬試驗(yàn)[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2019,33(9):189-195.
[4] 張新平,梁鳳超,師慶東,等.新疆準(zhǔn)噶爾西部碳匯林造林后蒸騰耗水增量研究[J].干旱區(qū)研究,2015,32(2):410-416.
[5] 羅雅曦,劉任濤,張靜,等.騰格里沙漠草方格固沙林土壤顆粒組成、分形維數(shù)及其對土壤性質(zhì)的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2019,30(2):525-535.
[6] 馬海林,劉方春,馬丙堯,等.保水劑對側(cè)柏容器苗根際土壤微生物種群結(jié)構(gòu)及干旱適應(yīng)能力的影響[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào),2016,22(1):43-48.
[7] 宋雙雙,孫保平,張建鋒.保水劑和微生物菌肥對半干旱區(qū)造林和土壤改良的影響[J].水土保持學(xué)報(bào),2018,32(3):334-339.
[8] 班衛(wèi)強(qiáng),尹林克,嚴(yán)成.不同技術(shù)措施對梭梭免灌造林成活率的影響[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2012,26(7):141-144.
[9] 閆德仁,胡小龍,黃海廣,等.不同幾何形狀紗網(wǎng)沙障輸沙量風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)研究[J].內(nèi)蒙古林業(yè)科技,2017,43(3):14-17.
[10] 肖芳,王鐘濤,高永,等.新型低壓水沖植柳技術(shù)下沙障鋪設(shè)方式對沙柳造林效果的影響[J].水土保持研究,2013,20(5):82-85.
[11] 劉志仁.美國和以色列沙漠治理對我國毛烏素沙漠治理的制度啟示[J].內(nèi)蒙古社會科學(xué)(漢文版),2007(1):93-97.
[12] 侍月華.生態(tài)墊覆蓋在沙漠治理中的應(yīng)用分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2020(1):194-195.
[13] 張迎梅,王香亭.寧夏沙坡頭自然保護(hù)區(qū)鳥類區(qū)系與沙漠治理[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(bào),1990(3):88-98.
[14] 格日樂,高潤紅.庫布齊沙漠人工梭梭林地土壤儲水量動態(tài)變化及其水分平衡分析[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,31(3):125-129.
[15] 魯艷,雷加強(qiáng),曾凡江,等.NaCl處理對梭梭生長及生理生態(tài)特征的影響[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2014,23(3):152-159.
[16] 何淑玲,馬令法,楊敬軍,等.甘南灰葉蕨麻生長及土壤養(yǎng)分對不同地膜覆蓋的響應(yīng)[J].中藥材,2020(11):2613-2618.
[17] 周昌明,李援農(nóng),谷曉博,等.降解膜覆蓋種植方式對夏玉米土壤養(yǎng)分和氮素利用的影響[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2016,47(2):133-142+112.
[18] 李倩,劉景輝,張磊,等.適當(dāng)保水劑施用和覆蓋促進(jìn)旱作馬鈴薯生長發(fā)育和產(chǎn)量提高[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2013,29(7):83-90.