光皮树与香茅草林草间作对其生长的影响
2013-11-18陈景震张良波李培旺
陈景震, 张良波*, 李培旺, 皮 兵, 黄 超
(1.湖南省林业科学院, 湖南 长沙 410004; 2.湖南省生物柴油工程技术研究中心, 湖南 长沙 410004; 3.湖南兴林科技发展有限公司, 湖南 长沙 410004)
光皮树与香茅草林草间作对其生长的影响
陈景震1,2,3, 张良波1,2,3*, 李培旺1,3, 皮 兵1,3, 黄 超2
(1.湖南省林业科学院, 湖南 长沙 410004; 2.湖南省生物柴油工程技术研究中心, 湖南 长沙 410004; 3.湖南兴林科技发展有限公司, 湖南 长沙 410004)
对光皮树-香茅草林草间作模式下光皮树与香茅草的生长量变化进行了分析,结果表明:间作模式下,光皮树树高、胸径、枝下高及平均冠幅面积均比对照有所增加,其中光皮树胸径的变化最大,其最大增幅达到了8%左右;香茅草平均单株生物量比对照增加了0.154g左右;光皮树各指标的生长量变化与香茅草各指标生物量的变化有显著的相关。光皮树与香茅草间作能促进光皮树及香茅草的生长,不存在“他感”现象,依存度较高。
光皮树; 香茅草; 林草间作; 生物量; 相关性
进入21世纪后,可再生能源的开发与利用逐渐被重视。可再生能源除了太阳能、风能、废弃物等利用外[1-3],我国在能源植物开发方面也取得了很大的进展,选育出多种能源植物品种,在实际推广中起到了很大的作用。
能源树种—光皮树是湖南省林业科学院经过十几年研究选育出来的油料树种,产量高,全果含油[4-5],而且果实油在生物柴油加工方面具有独特优势,同时光皮树具有在边际性土地栽植的优势[6-10]。香茅草是一种香料油植物,根系分布广,适应性强,香茅油被作为精油系列开发利用,近几年来,经常也被作为餐饮配料发展利用[11-12]。我们通过光皮树 — 香茅草间作,扩大效益最大化的同时,对光皮树及香茅草一个生长周期内生物量的变化进行研究,以期为间作模式的研究提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于浏阳市龙伏镇焦桥村,该地属大陆性中亚热带季风湿润气候区,年平均气温16~18℃,年平均日照1300~1800h,全年无霜期278~300d,年平均降雨量1200~1700mm,日照充足,雨量充沛。土壤为山地红壤。
1.2 试验材料
光皮树来自湖南省林业科学院研究推广的湘林优良品系,2009年于浏阳市龙伏镇焦桥村种植造林;香茅草从巴西引进,2010年在光皮树造林地间作种植。
1.3 试验方法
2009年于浏阳市龙伏镇焦桥村山坡地整梯开展光皮树造林,梯间距约为2m,造林密度为2m×2m。2010年3月在光皮树造林地间作香茅草,在梯边缘种植香茅草,呈带状分布,光皮树与香茅草间距1m,香茅草一般为丛生状,株距不明显,行距1m。以相同地形条件下未间作的光皮树与香茅草作为对照,种植密度与间作模式保持一致。
香茅草布点取样,以方形样地两条对角线平均分布采集样品,兼顾整个试验地,每1次整株取样50株,每月采集1次,烘干至恒重,分根、茎、叶各部分称重并求平均值。光皮树以随机区组设计在山坡的上、中、下3个位置各抽取5株样株,测量其树高、胸径、枝下高和冠幅,求平均值,生长周期内每月测定1次。
2 结果与分析
2.1 间作对光皮树生长量的影响
从图1至图4可以看出,光皮树 — 香茅草间作种植后,光皮树树高、胸径、枝下高及平均冠幅面积均比对照有所增加,光皮树胸径的变化最大,与对照相比,最大增幅达到了8%左右,在生长后期光皮树胸径的增长较为明显。其次,间作模式对光皮树树高的影响也较大,10月份树高增幅最为明显。光皮树枝下高和平均冠幅面积与对照相比变化不大,甚至出现比对照表现稍小的现象,说明间作模式下光皮树的横向生长受到抑制,纵向生长得到释放。
在光皮树整个生长周期内,间作模式下树高增长了0.205m,胸径增加了0.461cm,枝下高增加了2.01cm,平均冠幅面积增加了0.62m2,而对照树高增长了0.2m,胸径增加了0.21cm,枝下高增加了1.79cm,平均冠幅面积增加了0.7m2,所以间作模式对光皮树生长的影响明显,尤其是树高和胸径。
图1 树高生长量变化Fig.1 The biomass changes of tree height
图2 胸径生长量变化Fig.2 The biomass changes of DBH
图3 枝下高生长量变化Fig.3 The biomass changes of clear bole height
图4 平均冠幅面积生长量变化Fig.4 The biomass changes of crown
2.2 间作对香茅草生长量的影响
从图5至图8可以看出,光皮树 — 香茅草林草间作模式下,在整个生长周期内,香茅草平均单株生物量比对照增加了0.154g左右。7—8月份间作模式下,香茅草生物量总量的增加最为明显;9月份根茎叶生物量增加不明显,与对照相差不多;10月份由于根与叶生长受到限制,影响了香茅草生物量总量的增加;11月份香茅草叶的生物量增加明显,主要是由于在生长周期的末期,干物质积累集中在叶片上。
图5 生长量总量变化Fig.5 The biomass changes of total amount
图6 根的生长量变化Fig.6 The biomass changes of root
2.3 光皮树生长量变化与香茅草生长量变化的相关性分析
从表1可以看出,光皮树各指标的生长量变化与香茅草各指标生物量的变化有显著的相关,其中香茅草根的生物量变化与光皮树树高和枝下高生长量变化存在极显著相关,与光皮树胸径和平均冠幅面积生长量变化存在显著相关;香茅草茎的生物量变化与光皮树各指标生长量变化均存在极显著相关,而叶的生物量变化与光皮树胸径生长量变化存在极显著相关,与其他指标存在显著相关。综合分析,光皮树与香茅草间作能促进光皮树的生长及香茅草生物量的增长,不存在“他感”现象,两者依存度较高。
图7 茎的生长量变化Fig.7 The biomass changes of stem
图8 叶的生长量变化Fig.8 The biomass changes of leaf
表1 光皮树各指标生长量变化与香茅草各指标生物量变化相关性分析Tab.1 TherelationshipbetweenCornuswilsonianaandCumbopogoncitratusofbiomasschanges指标项目根茎叶树高胸径枝下高平均冠幅面积根相关系数10.943*0.8710.966**0.910*0.973**0.949*P值0.0160.0550.0070.0320.0050.014茎相关系数0.943*10.970**0.992**0.965**0.986**0.987**P值0.0160.0060.0010.0080.0020.002叶相关系数0.8710.970**10.948*0.987**0.921*0.957*P值0.0550.0060.0140.0020.0260.011树高相关系数0.966**0.992**0.948*10.961**0.996**0.996**P值0.0070.0010.0140.0090.0000.000胸径相关系数0.910*0.965**0.987**0.961**10.934*0.973**P值0.0320.0080.0020.0090.0200.005枝下高相关系数0.973**0.986**0.921*0.996**0.934*10.985**P值0.0050.0020.0260.0000.0200.002平均冠幅面积相关系数0.949*0.987**0.957*0.996**0.973**0.985**1P值0.0140.0020.0110.0000.0050.002 注:“*”表示相关性在0.05水平,即显著相关;“**”表示相关性在0.01水平,即极显著相关;N为5。
3 结论与讨论
(1) 间作模式下,光皮树树高、胸径、枝下高及平均冠幅面积均比对照有所增加,间作模式对光皮树的树高和胸径影响最为明显,其中胸径生长量的变化最大,与对照相比,最大增幅达到了8%左右。
(2) 间作模式下,香茅草平均单株生物量比对照增加了0.154g左右。7—8月份香茅草生物量的增加最为明显;9月份根茎叶生物量增加不明显,与对照相差不多;10月份由于根与叶生长受到限制,影响了香茅草生物量总量的增加;由于生长末期干物质积累主要集中在叶片上,导致11月份叶的生物量增加明显。
(3) 光皮树各指标的生长量变化与香茅草各指标生物量的变化有显著的相关,两者间作能促进光皮树的生长及香茅草生物量的增长,不存在“他感”现象,两者依存度较高。
光皮树与香茅草林草间作后,能互相促进生长,这也验证了很多文献关于间作能提高土壤肥力及促进林木生长的结论[13-16]。本文通过分析生长周期内间作光皮树生长量的变化及香茅草生物量的变化了解两者的依存关系,但没有通过培育目标去分析,缺乏光皮树果实产量及香茅草加工产物柠檬醛产量的数据,因此需要进一步测量观察。
[1] 马李一,王有琼,张重权,等.我国主要木本能源植物的研究进展[J].天然产物研究与开发,2009,21(B05):292-297,171.
[2] 任东明,庄幸.加入WTO与我国可再生能源发展[J].中国能源, 2001(12):123-128.
[3] 华安增. 能源发展方向[J].中国矿业大学学报, 2002(1):23-26.
[4] 李昌珠,蒋丽娟,程树棋.生物柴油研究现状与商业化应用前景[C]//中国生物质能技术研讨会论文.南京,2002.
[5] 李昌珠,蒋丽娟,李培旺,等. 野生木本植物油—光皮树油制取生物柴油的研究[J].生物加工过程, 2005(1):12-15.
[6] 张晓东. 浅谈土地资源的节约集约利用[J].黑龙江科技信息, 2011(13):20-21.
[7] 王德军. 关于土地资源管理利用的探讨[J].科技致富向导, 2011(6):35-37.
[8] 娄策群,刘玲. 生态农业与农村土地的生态经济利用[J].甘肃农业, 2005(7):10-15
[9] 何蒲明,黎东升. 利用边际性土地发展生物能源:基于粮食安全的视角[J].农业经济, 2011(6):22-23.
[10] 韩武波,殷海善. 边际耕地建设:另一种耕地保护[J].中国土地, 2009(8):45-47.
[11] 张树河,林加耕,吴维坚,等. 香茅草组织培养快速繁殖技术[J].广西热带农业, 2005(5):45-46.
[12] 陈永宝,郭志民,戴溪源. 侵蚀劣地引种香茅草初报[J].福建水土保持, 1995(4):12-17.
[13] 关明东,林永启,顾宇书,等.间种不同农作物对杨树速生丰产林幼林的影响[J].辽宁林业科技,2005 (4):24-25.
[14] 廖观荣,林书蓉,李淑仪,等.农林复合经营研究:菠萝与桉树轮作对林木和土壤的影响[J].热带亚热带土壤科学,1997,6 (1):1-8.
[15] 杨曾奖,郑海水,周再知.橡胶间种砂仁、咖啡对土壤肥力的影响[J].林业科学研究,1995,8(4): 466-470.
[16] 郭贵敏,李正强,杨顺国.花生、红薯间作对退耕还林幼树生长的影响[J].贵州农业科学, 2006,34 (2):47-48.
(文字编校:张 珉)
EffectofintercroppingCornuswilsonianawithCumbopogoncitratusontheirgrowth
CHEN Jingzhen1,2,3, ZHANG Liangbo1,2,3*, LI Peiwang1,3, PI Bing1,3, HUANG Chao2
(1.Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China; 2.Hunan Engineering Research Center for Biodiesel, Changsha 410004, China; 3.Hunan Xing Lin Science and Technology Development Co.,Ltd., Changsha 410004, China)
The growth ofCornuswilsonianaandCumbopogoncitratusinCornuswilsonianaandCumbopogoncitratusinter-cultivated system were researched. The results showed that, the tree height, DBH, clear bole height and crown ofCornuswilsonianawere higher than that of CK, especially DBH greatest change what the highest increase amplitude was 8%. The biomass of plant aboutCumbopogoncitratuswas increased about 0.154 g compared with the control. The growth ofCornuswilsonianawas shown significant relation to the growth ofCumbopogoncitratus. The inter-cultivation ofCornuswilsonianaandCumbopogoncitratuscould promote the growth for each other and be no allelopathy.
Cornuswilsoniana;Cumbopogoncitratus; inter-cultivation of forest and grass; biomass; relation
2013 — 04 — 26
长沙市科技攻关资金专项(K1109108-21);长沙市科技成果产业化资金专项(K1201024-21)。
陈景震(1982 — ),男,山东省泗水县人,主要研究方向为能源植物栽培育种。
* 为通讯作者。
S 565.9; S 573+.4
A
1003 — 5710(2013)04 — 0065 — 04
10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2013. 04. 016