黄土丘陵沟壑区刺槐燃料型能源树种造林试验初报1)

何彦峰,彭祚登,马履一

(1.甘肃林业职业技术学院,甘肃 天水 741020;2.北京林业大学省部共建森林培育与保护重点实验室)

刺槐(Robinia pseudoacaciaL.)属蝶形花科刺槐属落叶乔木,具有根系发达、耐干旱瘠薄、生长迅速、萌芽力强、易于更新、燃烧值高等优点[1],是我国北方地区优良的水土保持和极具开发价值的饲料、能源树种。刺槐家系品种较多,各品种间在材积生长量、生物量、抗旱性、耐涝性、叶片粗蛋白含量方面个体之间差异显著[2]。因此筛选适合我国黄土丘陵沟壑区生长的刺槐能源树种,大力发展燃料型能源林,对于缓解我国西部地区能源压力、改善生态环境,实现可持续发展具有重要意义。本研究以当地普通刺槐、香花槐及引种品种四倍体刺槐和速生槐为造林树种,通过不同留茬高度对4个刺槐品种生长影响的对比研究,以期筛选出适宜黄土丘陵沟壑区栽培的刺槐树种进行推广种植。为当地乃至我国西部地区选择优良的刺槐树种提供科学依据。

1 试验地概况

试验地位于甘肃省天水市秦州区中梁林业站(E105°42′,N34°36′),海拔 1180 ～1290 m 。土壤为黄绵土,pH 7.8。本区属于暖温带湿润、半湿润气候区,多年平均降水量 531.00 mm,多集中在 7、8、9月,年蒸发量1290.5 mm,湿润度0.41;无霜期185 d,四季分明。年平均气温10.7℃,≥10℃积温3359.5℃,极端最高气温38.3℃,极端最低气温-18.2℃[4]。

2 材料与方法

2.1 试验材料

试验选用4个刺槐品种,即:普通刺槐、香花槐、四倍体刺槐和速生槐,均为1年生实生苗,其中四倍体刺槐和速生槐引自河南洛宁,香花槐与普通刺槐取自当地秦州区四十里铺苗圃。

2.2 试验设计

供试的4个试验品种,每个品种分别设3种处理,A:距地面0 cm留茬;B:距地面10 cm留茬;C:距地面20 cm留茬[3]。采用随机区组试验设计,每区组安排12个小区(面积:5m×8m=40 m2),种植密度为1 m×1 m,每小区种植4行,每行长8m(含隔离行),小区两端加2 m的保护行,区组长边与等高线平行,小区长边与等高线垂直,每个试验组合随机安排到区组内的小区内[4]。

2.3 造林与苗期管理

试验均采用生长健壮,根系发达,地径大于0.5 cm的一年生实生苗。2008年春季造林,普通刺槐与香花槐随起随造,四倍体刺槐与速生槐在清水中浸泡1昼夜后造林。采用穴状定植方法,规格为0.5 m×0.5 m×0.5 m。苗木栽植时蘸泥浆,定植后按试验设计高度留茬并及时浇灌定根水。当年抚育2次,第一次在5月份进行,主要进行浇水、松土、锄草;第二次在7月份进行,主要进行松土、除草。刺槐在盛夏易受蚜虫危害,在蚜虫发生初期,喷40%乐果乳油1000～2000倍液防治。

2.4 调查项目与测定方法

2.4.1 形态指标。8月初调查成活率;从5月开始在每个小区随机抽取苗木5株,每隔30 d测量每株最大萌生枝苗高和地径(苗高使用钢卷尺测量,地径使用游标卡尺测量),10月中旬结束。当年秋季落叶前,测定萌生枝数量,南北冠幅。

2.4.1 生物量测定。单株生物量测定采用平均标准木法。秋季落叶后在每个小区选出5株最接近平均株的苗木进行地上生物量的测定(鲜重),然后取部分鲜重用烘箱在80℃下烘干折算出含水量,推算出整株干重。数据处理与方差分析采用SPSS软件,多重比较采用LSD法[5]。

3 结果与分析

3.1 不同品种物候期

物候期直接影响林木生长周期的长短,同时也反映了不同品种对试验地气候的适应能力。不同品种物候期观察见表1(2008年各品种的物候观察结果),由表1可以看出,不同品种的物候期在试验区差异不大。

表1 不同刺槐品种物候期 月.日

3.2 不同处理对成活率的影响

不同品种大田试验成活率调查见表2。由表2可以算出,不同留茬高度对各刺槐品种成活率影响不同,随着留茬高度的增大,成活率都有不同提高,但提高幅度不同。对表2中数据进行方差分析,结果表明,不同品种与不同留茬高度对成活率(F值分别为:F品=75.251＊,F平=28.254＊)的影响达到显著水平。经多重比较,品种间普通刺槐、香花槐与四倍体刺槐和速生槐有显著差异,而普通刺槐与香花槐,四倍体刺槐与速生槐间无差异;留茬高度0 cm与距地面10 cm、20 cm有显著差异,而距地面 10 cm与20 cm无差异。由于普通刺槐和香花槐为当地刺槐,成活率均超过85%,达到和超过造林合格成活率标准,与实际情况相符。而速生槐与四倍体刺槐相对成活率较低,均在70%～80%,仅从成活率这一指标来看,四倍体刺槐与速生槐不很适应当地的生长条件。分析这两个树种成活率低的原因,一方面是由于这两个树种为外来树种,可能不适应当地气候条件所致,另一方面是这两个树种在运输过程中失水严重,导致成活率较低,但从这两树种的生长表现来看,笔者认为,主要原因为后者。

表2 不同品种刺槐成活率

3.3 不同处理对萌条生长的影响

3.3.1 不同处理对萌条长度的影响。各树种不同留茬高度苗木的生长调查统计见3。

由表3可以看出,同一品种,留茬高度不同,萌条的长度不同。普通刺槐平均萌枝长190～287 cm,香花槐平均萌枝长197～220 cm,四倍体刺槐平均萌枝长167～209 cm,速生槐平均萌枝长230～257 cm,对各树种不同留茬高度萌枝长进行方差分析,结果表明,不同品种及不同留茬高度对萌枝长(F值分别为:F品=6.198＊,F平=6.812＊)的影响达到显著水平,多重比较表明(表4),普通刺槐、速生槐与香花槐、四倍体刺槐有显著差异,而普通刺槐与速生槐无差异,香花槐与四倍体刺槐、速生槐无差异。留茬高度距地面0 cm与距地面10 cm、20 cm有显著差异,而距地面10 cm与20 cm无差异。从各树种萌枝长的平均值来看,普通刺槐萌枝长最大,其次为速生槐,最小的为四倍体刺槐,则留茬高度以10 cm为最佳。

表3 各树种不同留茬高度苗木生长统计

表4 各树种不同留茬高度苗木生长多重比较

3.3.2 不同处理对萌条基径的影响。由表3可知,同一品种,留茬高度不同,萌条的基径不同。普通刺槐单株平均基径为1.67～2.57 cm,最大为2.57 cm,速生槐次之,为2.01～2.34 cm,最大为2.34 cm,香花槐最小,为1.53～1.72 cm,最大为1.82 cm。对各树种不同留茬高度平均基径进行方差分析表明,不同品种及不同留茬高度对平均基径(F值分别为:F品=6.922＊,F平=8.682＊)的影响达到显著水平,经多重比较,与枝长结论一致。

3.3.3 不同处理对萌枝数的影响。对刺槐进行截干,目的是希望利用刺槐的萌蘖特性,促进刺槐萌发出大量枝条,为能源利用提供最大限度的生物产量。由表3可以看出,不同品种,留茬高度不同,平均萌枝数量不同,普通刺槐单株平均萌枝数最多,最多为4.8条,速生槐次之,为4.6条,四倍体刺槐萌枝数最少,最多为3.4条。经方差分析,不同品种及不同留茬高度对平均基径(F值分别为:F品=15.720＊,F平=14.440＊)的影响达到显著水平,经多重比较,品种间普通刺槐、速生槐、香花槐与四倍体刺槐有显著差异,而普通刺槐与速生槐、香花槐间无差异;留茬高度距地面0 cm与距地面10 cm、20 cm有显著差异,而距地面10 cm与20 cm无差异。说明除四倍体刺槐外,其余几个品种均有较强的萌生能力。留茬高度对刺槐萌生数影响较大,这是由于北方春季干旱多风,如果留茬高度低,干上部芽因失水严重而枯死,从而影响枝条萌发,但留茬高度并不是越高越好,当留茬高度大于10 cm时,萌枝数增加较少,与留茬10 cm差异不大。因此在生产中,刺槐留茬高度以10 cm为宜,与成活率、萌枝数、基径结论相符。

3.3.4 不同处理对生物量的影响。对表3中单株生物量进行方差分析表明,不同品种及不同留茬高度对单株生物量(F值分别为:F品=9.153＊,F平=7.953＊)的影响达到显著水平,经多重比较,与萌枝长、基径结论一致。由表中可以看出,一年生单株生物量随着密度的减小而增大,这是由于随着密度的减小,苗木营养空间增大,苗木根系及树冠有了较大的发展空间,使苗木质量得以提高,与实际情况相符。

4 结论与讨论

4.1 不同留茬高度对各刺槐品种的成活率、萌枝数、枝长、基径和单株平均生物量影响不同,在各供试品种中,留茬高度对苗木各生长指标的影响以普通刺槐为最大,速生槐次之,四倍体刺槐最小。同一品种不同留茬高度对成活率、萌枝数、枝长、基径和单株平均生物量的影响差异明显,但具有一定的规律性,即随着留茬高度的增加,成活率、萌枝数、枝长、基径和生物量呈现出增加的均势,而当高度超过10 cm时,增加趋势明显减小,与10 cm没有差异,说明刺槐进行截干造林时,留茬高度以10 cm为宜。

4.2 根据调查统计结果,留茬后萌条的生长状况为:距地面20 cm留茬＞距地面10 cm留茬＞距地面0 cm留茬。但是留茬高度大于10 cm时,苗木各项生长指标虽有所增加,但不明显。至于各树种最佳留茬高度以多少为宜,有待于进一步研究。

4.3 本试验仅针对3种不同留茬高度下,对供试的四个刺槐品种在成活率、萌枝数、枝长、基径和单株平均生物量进行初步研究,由于受试验材料和试验条件的限制,试验结果可能具有一定的局限性,但为刺槐能源林的培育提供了一定的理论依据。

[1]蔡宝军,刘军朝,沈永存,等.北京石质山地燃料型能源树种刺槐无性系筛选[J].林业科技开发,2008,22(1):71-75.

[2]朱延林,张江涛,冯玉增,等.槐种质(基因)资源评价及饲料型良种选育研究.河南省林业科学研究院,2006,12.

[3]侯志强,彭祚登,关瑞芳,等.留茬高度对沙枣萌条生长的影响[J].河北林果研究,2009,24(2):172-175.

[4]南京农业大学主编.田间试验和统计方法[M].北京:中国农业出版社,1999.5:99-100.

[5]陈平雁主编.SPSS13.0统计软件应用教程[M].北京:人民卫生出版社,2005.