人工红松幼林抚育中的省力化育林控草试验

刘锦波 ，殷鸣放 ，王大琦 ，王 雷

（1. 沈阳农业大学 林学院，辽宁 沈阳 110866 ；2. 本溪市绿化委员会办公室，辽宁 本溪 117000 ；3. 抚顺市林业局 ，辽宁 抚顺 113006）

人工红松幼林抚育中的省力化育林控草试验

刘锦波1，2，殷鸣放1，王大琦3，王 雷3

（1. 沈阳农业大学 林学院，辽宁 沈阳 110866 ；2. 本溪市绿化委员会办公室，辽宁 本溪 117000 ；3. 抚顺市林业局 ，辽宁 抚顺 113006）

以人工红松Pinus koraiensis幼林为研究对象，进行5种省力化育林方式（单层遮阳网覆盖、双层遮阳网覆盖、黑色地膜覆盖、白色地膜覆盖、喷洒化学试剂）的试验并与无处理对照区进行比较，研究省力化育林措施对幼林生长和抑制杂草的效果。结果表明：省力化育林措施在促进幼林生长和抑制杂草生长上具有明显效果，当年幼苗苗高分别提升15%、39%、28%、7%和24% ，地径分别提升9%、31%、19%、6%和16% ，保存率分别提升5%、17%、12%、3%和11% ，总生物量分别提升15 %、39 %、26%、7%和18 %，控草效果分别提升52%、90%、36%、27%和67%；翌年幼苗苗高分别提升18%、42%、20%、10%和26%，地径分别提升17%、42%、20%、9%和26% ，保存率分别提升5%、17%、12%、3%和10%，总生物量分别提升15%、39 %、27%、7%和18 %。

省力化；红松；育林；控草

伴随着我国城市化进程的加快，农村劳动力不断减少，劳动力价格不断攀升，传统的育林方法受劳动力成本影响而大幅上升，严重影响了人工林的市场化发展[1]。现代化的林业发展又迫切需求减轻林业野外作业劳动强度和提高生产效率的技术手段，否则，将很难适应现代林业作为生态环境建设主体的发展要求[2]。根据生产实际需求，改变现行的育林方式，研究制定一套既保护生态环境又省力的育林技术，解决幼林抚育中造成的水土流失、土壤板结、成本偏高等问题，是造林生产的迫切需要，也符合社会和市场对林业的要求。地表覆盖技术作为育林生产中省力化模式的一项新兴技术，可以有效透气保水、减少水土流失、提高生物量、增加土壤养分、控制杂草生长、调整微域生态环境，从而改善根系环境，促进植物生长，是一项有效改善林地土壤负面效应、提升苗木生长水平的重要措施[3-5]。“省力化”一词最早见于日本文献，其意义在于通过某种外力方式减少人工与财力投入，同时达到事半功倍的效果，开展省力化育林方式，通过覆盖废旧纸张、塑料遮阳网和木屑颗粒压缩板等方式，可以有效地控制杂草的生长，促进林木的生长[6-7]。国内已经广泛使用地膜控草、化学试剂除草等新型技术手段，均可以有效地控制杂草的生长，促进了苗木的生长，但是对遮阳网的使用仅限于苗木上方的庇荫处理，地表覆盖未有涉及[4-5，8-11]。

红松Pinus koraiensis林作为我国东北地区地带性植被，是温带森林植被的典型代表，由于红松果材兼用林的经济价值，在辽宁东部山区被广泛的栽植[12]。本研究通过对辽宁东部山区主要造林树种红松纯林开展不同方式的省力化育林试验，调查不同省力化措施促进苗木生长和抑制杂草生长效果的差异，最终综合分析评价省力化育林试验在红松人工林的应用效果（有关对土壤理化性质的影响另文已报道）[13]，探讨省力化育林的可行性。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于辽宁省本溪市溪湖区火连寨办事处高程村（东经 123°45′31″～ 123°57′46″，北纬41°24′51″～ 41°32′21″）8 林班 5 小班。试验区总面积为0.6 hm2，为宜林荒山荒地，立地类型为阳坡半阳坡斜坡中层土，坡向东南，坡位中部，坡度24°，海拔高度在196～273 m之间。土壤类别为棕壤，土层厚度为40 cm。该地区处于温带半湿润和半干旱的季风气候区，年平均气温6～8 ℃，最热月为7月，月平均气温22～24 ℃，年极端最高气温为37.3 ℃；最冷月为1月，月平均气温-12～-14℃，年极端最低气温为-39.7 ℃，气温年较差为35～38 ℃。全市年降水量为800～900 mm，夏季降水占全年的61%～65%。平均日照时数相对较少，年日照时数为2 200～2 400 h，年平均相对湿度在65%左右，平均无霜期在110～160 d之间。林下草本和灌木植物较多，主要有东北铁线莲Clematrs mandshusica、 柳 叶 蒿Artemisia integrifolia、巴天酸模Rumex patientia、 紫穗槐Amorpha fruticosa、山芝麻Helictercs angustifolia、山樱桃Cerasus tomentosa、野蔷薇Rosa davurica、多茎委陵菜Potentilla multicaulis、黄精Polygonatum sibiricum、玉竹Polygonatum odoratum、扁杆薹草Carex planiculmis、 悬 钩 子Rubus corchorifolius、龙芽草Agrimonia pilosa、蝙蝠葛Menispermum dauricum、酸浆Physali alkekengi、水蒿Artemisia selengensis、狗尾草Setaria viridis、刺儿菜Cirsium setosum、猪毛菜Salsola collina、苍耳Xanthium sibiricum等。

1.2 试验地设置

利用罗盘仪对试验地进行实地测量，确定造林面积。为确保材料地表铺设平整，造林前利用割灌机全面清场整地，清除地面杂草灌木。试验地为2014年荒山造林栽植的红松人工林，苗龄3年生红松Ⅰ级苗，造林密度为2 500 株·hm-2，株行距内2 m×2 m，在造林期间同时在地表铺设单层遮阳网 (Ⅰ型)、双层遮阳网 (Ⅱ型)、黑色地膜(Ⅲ型)、白色地膜(Ⅳ型)、喷洒除草剂(V型)及未处理对照区（CK）各0.1 hm2，在铺设材料中央剪出直径为5～10 cm的孔，将红松幼苗从中穿出，地膜利用表土覆盖固定，遮阳网利用U型铁线固定，采用市场上最为普通的防老化6针遮阳网（100%低压聚乙烯）覆盖和普通厚度0.008 mm农业（聚乙烯）地面覆盖薄膜，杀草剂采用割地草（乙氧氟草醚 C15H11ClF3NO4）除草剂。

1.3 数据采集与整理

幼树保存率及地径、树高的测定：在造林结束后的4月下旬、造林当年和翌年苗木的年生长基本结束后的10月中旬，分别统计不同省力化育林方式和对照区内存活苗木数量，并计算保存率，通过随机抽样的方式选取100株各处理方式栽植的苗木进行地径和树高因子调查[14]。

幼树生物量指标的测定：造林结束后、造林当年和翌年在不同处理方式和对照区内分别随机选取15株生长健康的幼树，挖取整个植株，洗净根部土壤，将幼树在根茎处截为地上部分和地下部分，分别装入密封袋带回实验室，将各部位样本放入85℃恒温烘干至恒定质量后，用电子秤分别称其干质量，进而计算出标准木地上部分和地下部分的生物量[11，15]。

控草效果的测定：在苗木栽植当年杂草生长旺盛的5个月（5—9月）内分别在不同省力化育林方式和对照区内的造林苗木周围选取3个1 m2的样方，拔出样方内的所有杂草，对杂草的主要特性进行调查，确定杂草株数和鲜质量[5]。

数据的整理：分析不同处理条件对幼林抚育的影响，所有数据均采用SPSS19.0、Excel2007软件进行分析[13]。

2 结果与分析

2.1 省力化育林措施对幼龄林生长的影响

由表1可知，使用不同省力化育林措施后，造林初期对苗高、地径、保存率均无显著影响（P＞0.05)，Ⅰ型～Ⅴ型平均苗高分别为15.12、15.21、15.03、15.23和 15.32 cm，CK 为 15.15 cm；平均地径分别为4.63、4.72、4.61、4.69 和4.71 cm，CK为4.70 cm；保存率均为100%。造林当年9月中旬苗木生长期结束后，各省力措施对苗木生长均起到了一定的促进作用，Ⅰ型到Ⅴ型和CK平均苗高分别为17.68 、21.42、19.38 、16.50、18.98和15.36 cm，Ⅰ型～Ⅴ型分别比CK提升15%、39%、28%、7%和24%；平均地径分别 为 5.24、6.31、5.70、5.08、5.58和 4.81 cm，Ⅰ型～Ⅴ型分别比CK提升9%、31%、19%、6%和16% ；保存率分别为81%、92%、87%、78%、86%和76%，Ⅰ型～Ⅴ型分别比CK提升5%、17%、12%、3%和11% 。通过方差分析，其苗高、地径、保存率表现为Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅴ型＞Ⅰ型＞Ⅳ型＞CK，Ⅰ型、Ⅳ型、Ⅴ型影响效果不显著（P＞0.05），Ⅲ型影响效果显著（P＜0.05），Ⅱ型影响效果极其显著（P＜0.01）。造林翌年9月中旬苗木生长期结束后，各省力措施对苗木生长的促进作用更加明显，Ⅰ型～Ⅴ型和CK平均苗高分别为21.22、25.70、21.69、19.78、22.76和18.06 cm，Ⅰ型～Ⅴ型分别比CK提升18%、42%、20%、10%和26% ；平均地径分别为6.24、7.58、6.37、5.82、6.70和5.32 cm，Ⅰ型到Ⅴ型分别比CK提升17.29%、42.48%、19.74%、9.40%和25.94% ；保存率分别为79%、91%、85%、76%、84%和73%，Ⅰ型～Ⅴ型分别比CK提升5%、17%、12%、3%和10% 。通过方差分析，其苗高、地径、保存率表现为Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅴ型＞Ⅰ型＞Ⅳ型＞CK，Ⅰ型与Ⅳ型影响效果不显著（P＞0.05)，Ⅲ型与Ⅴ型影响效果显著（P＜0.05），Ⅱ型影响效果极其显著（P＜0.01）。

表1 不同省力化育林措施对幼树苗高、地径、保存率的影响†Table 1 Influence of different labor-saving measures on the height, ground diameter and saving rate

2.2 省力化育林措施对苗木生长生物量的影响

由表2可知，使用不同省力化育林措施后，造林初期对幼树地下部分、地上部分和总生物量均无显著影响（P＞0.05)，Ⅰ型～Ⅴ型平均地下部分生物量分别为0.33、0.32、0.33、0.31和0.32 g，CK为0.32 g；平均地下部分生物量分别为1.01、0.99、0.99、1.02和0.98 g，CK为0.97 g；平均总生物量分别为1.32、1.30、1.31、1.29和1.32 g，CK为1.31 g。造林当年9月中旬苗木生长期结束后，各省力措施对苗木生物量增加均起到了一定的促进作用，Ⅰ型～Ⅴ型和CK平均地下部分生物量分别为0.40、0.49、0.44、0.38、0.42和0.35 g，Ⅰ型～Ⅴ型分别比CK提升14 %、40 %、26 %、9%和20 % ；平均地上部分生物量分别为1.21、1.46、1.33、1.13、1.23和 1.05 g，Ⅰ型～Ⅴ型分别 比CK提 升15%、39%、27%、8%和17% ；总生物量分别为1.61、1.95、1.77、1.50、1.65和1.40 g，Ⅰ型～Ⅴ型分别比CK提升15 %、39 %、26%、7%和18% 。通过方差分析，其地下部分、地上部分、总生物量均表现为Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅴ型＞Ⅰ型＞Ⅳ型＞CK，Ⅰ型、Ⅳ型影响效果不显著（P＞0.05)，Ⅲ型、Ⅴ型影响效果显著（P＜0.05），Ⅱ型影响效果极其显著（P＜0.01）。造林翌年9月中旬苗木生长期结束后，各省力措施对苗木生物量的增加作用更加明显，Ⅰ型到Ⅴ型和CK平均地下部分生物量分别为0.48、0.59、0.53、0.45、0.50和0.42 g，Ⅰ型到Ⅴ型分别比CK提升14%、41%、26%、7%和19%；平均地上部分生物量分别为1.45、1.75、1.60、1.35、1.47和1.26 g，Ⅰ型～Ⅴ型分别比CK提升15%、39%、28%、7%和17%；总生物量分别为1.93、2.34、2.13、1.80、1.98和1.68 g，Ⅰ型～Ⅴ型分别比CK提升15%、40%、27%、7%和18% 。通过方差分析，其地下部分、地上部分、总生物量均表现为Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅴ型＞Ⅰ型＞Ⅳ型＞CK，Ⅰ型与Ⅳ型影响效果不显著（P＞0.05)，Ⅲ型与Ⅴ型影响效果显著（P＜0.05），Ⅱ型影响效果极其显著（P＜0.01）。

表2 不同省力化措施苗木生物量指标差异Table 2 Effects of different labor-saving measures on the biomass traits levels

2.3 省力化育林措施对控草效果的影响

相同时间和单位面积内鲜草数量和质量是衡量不同省力化育林措施控制杂草生长的重要指标。不同省力化育林方式的苗木周围单位面积内杂草数量与质量越小，说明该方式的省力化育林措施的控草效果越为明显；反之，控草效果就越差，控制杂草的作用越小。

从表3可知，不同处理方式下杂草生长数量表现为：Ⅳ型＞Ⅰ型＞Ⅴ型＞Ⅲ型＞CK＞Ⅱ型。Ⅰ型～Ⅴ型分别比CK降低-24%、49%、-13%、-48%和-18%。由表3数据可知，在控制年杂草生长数量效果上看，除Ⅱ型具备控制杂草数量效果外，其他类型均无效果，但其影响效果，无显著性差异（P＞0.05）。

从表4可知，不同处理下杂草鲜质量平均值排序为：CK＞Ⅳ型＞Ⅲ型＞Ⅰ型＞Ⅴ型＞Ⅱ型。Ⅰ型～Ⅴ型分别比CK降低52%、90%、36%、27%和67%。由此可知，在控制年杂草生长质量效果为Ⅱ型＞Ⅴ型＞Ⅰ型＞Ⅲ型＞Ⅳ型＞CK。通过不同省力化方式处理对杂草鲜质量控制效果的评价具有显著差别，Ⅰ型、Ⅴ型与CK比较，具有显著性差异（P＜0.05）；Ⅱ型与CK比较，其差异性极其显著（P＜0.01）。

表3 不同省力化措施对杂草数量的影响†Table 3 Effects of different labor-saving weed growth plants

表4 不同省力化措施对杂草鲜质量的影响Table 4 Effects of different labor-saving weed fresh weight

3 结论与讨论

本研究表明，采取不同省力化育林措施可以有效地促进红松幼林的生长，对杂草起到抑制作用。根据调查数据显示，杂草生长数量不能作为衡量控草效果的唯一标准，使用省力化育林措施不足以完全控制杂草的生长，但可以控制杂草的生长速度和高度，从而间接促进苗木生长。

（1）地表铺设遮阳网可以起到控草和促进苗木生长的作用，这与日本文献研究结果基本一致[6-7]。初期控草效果不明显，甚至出现杂草内水分保存与通风效果优良，草的生长量好于对照区，此时草的高度控制在遮阳网以下，不能直立生长，只能匍匐在土壤的表面，对营造的幼龄林不能造成危害。随着干旱季节和雨季的来临，部分杂草提前停止生长，在遮阳网内腐烂变成绿肥，其他杂草由于空间所限，植株矮小，不能对幼龄林造成遮挡，有效地起到了幼林抚育的作用。随着雨水的冲刷，遮阳网已经嵌入土层中，牢固地与地面粘连在一起，形成了稳定长期的控草设施，遮阳网的层数在控草中起着显著性作用。

（2）喷洒化学试剂能够起到抑制杂草生长促进苗木生长的作用，与之前红松新植林应用除草剂幼抚效果研究基本一致。但5 a 10次的除草剂喷洒过于频繁，失去了省力化的初衷，目前市场上常见的除草剂又以农作物除草为主，荒山杂草品种繁多，其效力与水平均不能满足宜林荒山的要求。随着除草剂的喷洒，土壤内的杂草会对一种除草剂产生适应性，必须定期更换除草剂的品种。同时，随着除草剂在农业生产中的广泛应用，其显性药害（药斑、苗木枯梢等）以及隐性药害（生长迟缓、土壤板结等）逐渐显现出来[8]。

（3）使用地膜控草能够起到抑制杂草生长，促进苗木生长的作用，与之前地膜覆盖对杂种落叶松二代林造林微环境和生长的效应基本一致[9]。春季地膜对控草效果影响较为明显，此时杂草对于幼林未造成争夺营养空间的危害。虽然大量文献证实地膜对控草有着显著控制作用[3，5，9]，但宜林荒山不同于田间控草，杂草萌生能力较强，地膜在幼林抚育的初期具备控草能力，进入当年的夏季，随着杂草灌木的生长，地膜变成一块块被杂草生长而撕裂的残片，无法起到地表覆盖控草的作用。

（4）目前，由于成本所限制，遮阳网在开展省力化育林措施的试验中使用极其有限，地膜与化学控草使用较为广泛，但是随着劳动力成本的提高、新型技术材料的大批量生产和大规模的机械作业的来临，这一有效的技术措施必将大面积推广，对这一研究的深入程度也将不断的发展。

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[本文编校：谢荣秀]

Labor-saving afforestation experiment of artificial tending inPinuus korean

LIU Jinbo1,2,YIN Mingfang1,WANG Daqi3, WANG Lei3
(1. Shenyang Agriculture University, Shenyang 110866, Liaoning, China; 2. Afforestation Committee Office of Benxi , Benxi 117000,Liaoning, China; 3. Forestry Bureau of Fushun, Fushun 113006, Liaoning, China)

Taking artificialPinus koraiensisyoung forest as the research object, the tests offive labor-saving cultivation ways (single sun-shade net cover, double sun-shade net cover, black plastic mulching, white plastic mulching, spraying chemical reagents) were compared with no treatment control area to study labor-saving cultivation measures and weed suppression effect difference for the growth of young forest. Experimental results show that labor-saving cultivation measures to promote young forest growth and inhibit the growth of weeds has significant effect, the seedling height promote 15%, 39%, 28%, 7% and 24%; Ground diameter promote 9%, 31%,19%, 6% and 16%; Survival rate promote 5%, 17%, 12%, 3% and 11%; Total biomass promote 15%, 39%, 26%, 7% and 18%; Accused of grass effect promote 52%, 90%, 36%, 27% and 67% at first age. The following seedling height promote 18%, 42%, 20%, 10% and 26%; Ground diameter promote 17%, 42%, 20%, 9% and 26%; Survival rate promote 5%, 17%, 12%, 3% and 10%; total biomass promote 15%, 39%, 27%, 7% and 18% at second age.

labor-saving;Pinus koraiensis; afforestation; control grass

S753.3

A

1673-923X(2017)09-0038-05

10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.09.007

2016-04-14

中央财政林业技术推广示范资金项目“多功能林经营与调控技术推广”（2012－03）

刘锦波，硕士研究生，林业工程师

殷鸣放，博士，教授；E-mail：yinssss@163.com

刘锦波，殷鸣放，王大琦，等. 人工红松幼林抚育中的省力化育林控草试验[J].中南林业科技大学学报, 2017,37(9):38-42.