黄土丘陵沟壑区沙地柏造林关键技术研究

李建军，薛智德

(1.西北农林科技大学水土保持研究所，黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，陕西 杨凌 712100; 2.西北农林科技大学资源环境学院，陕西 杨凌 712100)

进入新时代，全社会对生态环境的重视提升到了前所未有的高度。水土保持是生态环境建设的重要部分[1]。我国是水土流失最严重的国家之一。黄土高原是我国水土流失的严重地区[2]。经过坚持不懈的治理，黄土高原水土保持工作取得了显著的成果，黄河的携沙量相比60 a前下降约90%[3]。但近年有学者研究指出，黄土高原植被恢复中，由于土壤水分等立地条件的限制[4-5]，乔木林或许不是最优选择。

沙地柏(Sabinavulgaris)为柏科(Cupressaceae)圆柏属(Sabina)常绿匍匐灌木，稀直立灌木或小乔木[6]。植株无明显主干，大多丛生[7]，不定根发达，有一定的耐沙埋能力。主要分布于我国新疆天山、甘肃祁连山、青海东北部、陕北山区和宁夏贺兰山。沙地柏耐寒、耐旱[8]、耐盐碱，根系可增强土体抗剪强度[9-10]，提取物可以杀虫杀菌[11-12]等。具有保持水土、防风固沙[13-14]、路基防护[15-16]、城市绿化[17-18]等作用和良好的生态、社会、经济价值。能够适应干旱半干旱地区的沙质土环境[19]，且在黄土丘陵区长势良好[20]。沙地柏为阳性树种，但比较耐荫，可以在平地、半阳坡、阳坡等处造林，西北地区均适造林。

在黄土丘陵沟壑区，沙地柏造林的关键技术有抗旱整地技术(鱼鳞坑、水平沟等)[21-22]、蓄水保墒技术[23]、生物化学调节技术(使用保水剂、生根粉等)。营养袋[24]、节水抗旱袋[25]等材料应用于造林，可有效地提高造林效果。研究和集成黄土丘陵沟壑区沙地柏造林的关键技术，有利于其在植被恢复中广泛应用。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地在安塞水土保持试验站山地试验场。海拔1 200 m，属中温带大陆性半干旱季风气候，年均气温8.8 ℃，年均降水量535 mm，无霜期157 d，土壤以黄土母质发育而来的黄绵土为主[26]。分布有刺槐(Robiniapseudoacacia)、侧柏(Platycladusorientalis)、油松(Pinustabuliformis)等乔木。灌木主要有白刺花(Sophoradavidii)、沙棘(Hippophaerhamnoides)等，草本有胡枝子(Lespedezabicolor)、狗尾草(Setariaviridis)、阿尔泰紫苑(Heteropappusaltaicus)等。造林地坡向北偏西40°，坡度15°。

1.2 试验材料

本研究所用沙地柏苗均为从榆林治沙所苗圃调拨的2 a生容器苗。容器为塑料营养钵，高15 cm，直径7 cm。

1.3 研究方法

1.3.1 野外试验布设 造林株行距3 m×2 m，造林坑沿等高线布设，成品字形配置，规格为80 cm×50 cm×50 cm。生根粉加入水中配制溶剂，蘸根30 s后取出，去除容器袋。保水剂直接施入坑穴底部，与底部土壤混合后栽植苗木。覆盖措施中，地膜覆盖一层，并在苗木周围开口以便雨水下渗，秸秆覆盖约2 cm厚。采用“三埋两踩一提苗”方法栽植。沙地柏抗旱造林造林采用三因素三水平正交试验设计(表1、表3)。

表1 L9(33)正交试验因素水平表

1.3.2 数据处理 数据用SPSS 20软件进行方差分析和多重比较。用Origin 2018软件制图。

2 结果与分析

2.1 沙地柏不同根系处理造林技术

沙棘林下根系处理为清水浸根30 s，其余三个处理均在荒草地，根系分别用清水浸根30 s、50×10-6生根粉溶液浸根30 s、50×10-6生根粉溶液浸根30 s+10克保水剂与根部土壤混合。

由表2可见，几种处理沙地柏成活率、保存率都超过90%。其中，生根粉+保水剂组成活率、保存率最高，分别为100.00%和98.45%；其次是荒草地清水浸根组，分别为98.91%和96.00%；荒草地生根粉组最低，分别为98.45%和94.74%。就生长长度而言，荒草地生根粉组>荒草地清水组>荒草地生根粉+保水剂组。荒草地生根粉组和荒草地清水组处理沙地柏生长长度无显著差异，二者与荒草地生根粉+保水剂组(9.62±0.36 cm)生长长度有显著差异。沙棘林下清水组造林成活率、保存率与荒草地清水组相近，而在生长长度上与荒草地清水组有显著差异。

表2 不同立地条件沙地柏不同根系处理造林结果

注：大写字母为不同立地条件对比，小写字母为不同浸根处理对比，不同字母表示差异显著(P<0.05)。

表3 沙地柏正交试验造林成活率和保存率

2.2 沙地柏不同土壤、根系和地面覆盖处理造林技术

2.2.1 造林成活率、保存率 在安塞水土保持试验站退耕地布设了三因素三水平正交试验造林。3月造林、9月和次年10月分别调查造林成活率和保存率。

造林成活率、保存率方差分析(表4，5)表明：造林成活率、保存率受A(生根粉)、B(保水剂)、C(覆盖措施)三个因素的影响均不显著，且各因素组内水平之间亦不显著，说明三个因素对沙地柏造林成活率保存率基本无影响。三因素处理对沙地柏造林成活率影响顺序为C(覆盖措施)>A(生根粉)>B(保水剂)；对造林保存率影响顺序为A(生根粉)>C(覆盖措施)>B(保水剂)。造林成活率对应的抗旱技术优组合(图1)为A3B2C2(生根粉50×10-6、保水剂20 g、秸秆覆盖)，造林成活率对应的优组合为A3B1C2(生根粉50×10-6、保水剂10 g、秸秆覆盖)。

表4 沙地柏正交试验造林成活率方差分析

表5 沙地柏正交试验造林保存率方差分析

2.2.2 造林当年主枝条生长长度 造林当年主枝条生长长度方差分析(表6)表明：沙地柏生长长度受A(生根粉)、B(保水剂)、C(覆盖措施)三个因素的影响均达到极显著水平。且A(生根粉)各水平之间差异达到了极显著水平，B(保水剂)1、2水平之间差异极显著，2、3水平之间差异显著，1、3水平之间差异不显著，C(覆盖措施)的1和2水平之间差异显著，3水平和1、2之间差异极显著(图2)。三因素处理对沙地柏造林当年生长长度影响顺序为A(生根粉)>C(覆盖措施)>B(保水剂)，优组合为A3B2C3(生根粉50×10-6、保水剂20 g、地膜覆盖)。

图1 沙地柏正交试验造林成活率、保存率

图2 沙地柏正交试验造林生长长度

表6 沙地柏正交试验造林生长长度方差分析

2.2.3 造林结果分析 三因素处理对沙地柏造林成活率影响顺序为C(覆盖措施)>A(生根粉)>B(保水剂)；对造林保存率和当年生长长度影响顺序为A(生根粉)>C(覆盖措施)>B(保水剂)。生根粉、保水剂、覆盖措施三因素对成活率、保存率无显著影响，但对当年生长长度的影响达到了极显著水平。造林成活率、保存率、生长长度的优组合分别为A3B2C2(生根粉50×10-6、保水剂20 g、秸秆覆盖)、A3B1C2(生根粉50×10-6、保水剂10 g、秸秆覆盖)、A3B2C3(生根粉50×10-6、保水剂20 g、地膜覆盖)。其中，三项指标的生根粉优水平均为50×10-6，两项指标的保水剂优水平为20 g，两项指标的覆盖措施优水平为秸秆覆盖。故抗旱造林的优组合为A3B2C2(生根粉50×10-6，保水剂20 g、秸秆覆盖)。

3 结论

在黄土丘陵沟壑区造林首先要保证苗木成活，而根系处理方法选用生根粉溶液浸根+保水剂与根部土壤混合时，对应的成活率、保存率最高，分别为100.00%、98.45%。

抗旱造林的优组合为A3B2C2，即50×10-6生根粉溶液浸根，20 g保水剂与根部土壤混合、秸秆覆盖造林坑穴。由于试验地条件限制，设计为正交造林试验，不确定是否为最优组合，后续仍需进行试验验证。

沙地柏在沙棘林下清水浸根造林和荒草地清水浸根造林成活率(99.04%和98.91%)、保存率(95.74%和96.00%)很接近。但主枝条生长长度上荒草地清水浸根组显著高于沙棘林下清水浸根组(11.33 cm和8.17 cm)。