不同造林技术对油松幼林生长的影响

杜小勇

(山西省永和县林业局,山西 永和 041400)

不同造林技术的造林效果是不同的,对森林的生态系统影响也是不同的。但原理都是改善树木的生长环境,加强幼林生长的营养。提升植被的覆盖率和树木的质量。造林技术应优化树林的生产力,研究成果表明增加单株直径的生长动力可以提升整个树林的产量[1]。不同的造林技术下对油松幼林生长产生的影响不同,油松林在北方地区的分布比较常见,油松林的环境适应能力很强,在陡峭的山脊亦或是海拔超过1700 m的地方也能生长,在北方地区常以顶极群落的形态出现。造林技术对油松幼林生长的影响的研究在近些年来从未间断过,显示良好的造林技术可以提升整个树林的健康率[2],但研究内容不全面,造林技术的多变和发展,容易产生数据的变化。受传统森林经营思想的影响,很多油松幼林生长依旧采用自然生长的方式,在生长发育过程之中除了出现病虫害之后会进行喷药外就对树林不再过多关注,这样的造林技术是不科学的。长此以往会降低油松幼林的生长质量,因此,在可持续发展思想的指导下,应充分发挥科学的造林技术的作用,将油松幼林生长潜力激发出来[3],对不同的造林环境下的油松幼林生长状态进行研究,为油松幼林生长提供科学的经营和管理依据。

1 试验材料与调查方法

1.1 试验材料

油松幼林生长试验在山西省永和县的郊区试验田进行,试验田处于北方地区,林区海拔为1500 m,试验田处于温带大陆气候,夏季温和多雨降雨量达到600 mm以上,夏季的降雨量占全年降雨量的55%以上。大陆性季风气候导致春秋季节气候较干,年积温在2417 ℃作用,无霜期的时间可达到138 d[4],在试验田中培育的幼苗是经过合格检验的幼苗,种植培育的为1年的油松幼苗,数量为500株,在种植前进行氮沉降处理。试验田的森林土壤的全氮含量为(1.31±0.05) g/kg,与土壤充分混合。土壤在未施肥之间的有机质含量为8.53%,土壤的酸碱度呈中性质,通过对试验田中尘土和水分的分析,测定幼苗的生长环境中的空气质量良好[5],水分也达到可以进行灌溉的标准。将500株试验苗按照不同的造林技术进行分组。

幼苗开始进行施肥,选用含氮量约35%NH4NO3为主要肥料,原始的树林苗高为0.25 m,两年后平均可以长到0.5 m左右,3年幼苗几乎成林,苗高为1 m以上。试验田的并非都位于平坦地区,造林的密度为行距3 m×3 m,种植幼苗的树坑规格为0.5 m×0.5 m×0.4 m。试验样品的补氮氮源为CO(NH2)2,将每日的补充氮量分为五份,按照比例和水分进行混合,定时定量的对植株进行补充。喷洒溶液的时候,将按照25%土壤和75%尾矿砂进行混合并加入1%的肥料[6-7]。试验样品的播种土壤采用混合土壤,在每个树坑中加入10 kg的混合土壤,为保证油松幼林的水分,在进行栽种之前对幼苗进行浸泡。当70%以上的幼苗出现通体湿润的现象时,再进行栽种。

1.2 调查方法

采取正方形样地的调查的方式,对油松幼林生长的存活率进行调查,设置0.2 m×0.2 m的正方形样地。设置油松幼林和杉木、马尾松等混交林,马尾松和杉木为符合检疫标准的2级树苗,并通过研究证明与油松幼林混种不会引起病虫害。混交比例马尾松和杉木比油松幼林为1∶2,树苗随机排列,采用数据分析软件进行单因素方差分析。

2 造林试验

将试验田分为8块长为50 m正方形,每组试验田的种植面积为2500 m2,幼苗在当地的树苗市场购置。造林后根据不同林地清理方式、不同整地方式、不同抚育方式进行种植,造林技术指标如表1所示:

表1 造林技术指标

油松幼林的种植间距为3.0 m,种植幼苗的树坑为0.5 m×0.5 m×0.4 m,在第6、7、8号试验田进行混交种植,混交比例马尾松和杉木比油松幼林为1∶2,在人工抚育的过程中对幼林的数据进行严格的控制。五点法原则是种植用地常用的控制数据原则,首先将1年幼苗、2年幼苗和3年幼苗进行标记以便后续区分。长势好的幼苗在前期也要进行标记,与后期的长势进行区分。在种植两年后、五年后和八年后对试验田中的作物进行测量。选择5～6月温度较高,植被普遍长势较好的时候测量试验结果。首先统计试验田的成活率[8],然后对油松的地径和高度进行测量。在试验期间为了数据的准确性,数据采集的频率为每个月测量一次。

在8块试验田随机挑选5株幼苗从试验田的树坑中完整移出,清理树根上的泥土和杂物,并使用清水冲洗干净。土壤颗粒及其他残留物等杂质可以使用专业的清理溶液进行清洗,在不破坏树根的情况下把杂质清理干净[9]。将完整根系的幼苗放置在环境温度为-5 ℃的冷库内。保存1～2 h。

3 试验与结果讨论

试验田中的幼苗测量初始高度和地径时要需在施肥前进行测量。第一次测量要测量每个植株的初始高度,计算出平均高度,之后每个编号的试验田只选择与平均高度最接近的5株幼苗进行测量。施肥的时间为每月下旬,幼苗的生长速率公式为:

R=1000×(int1-int2)/(e2-e1)

公式中的R为生长速率,t1为第二次测量的日期,t2为第一次测量的日期,e1为t2日期的生物增长量,e2为t1日期的生物增长量。不同处理下整株收获的幼苗清洗杀菌消毒后进行恒量烘干,烘干箱的温度调整到85 ℃。烘干后对油松的枝叶和根系进行称重,健康的树木的树叶、树枝、树干和树根占整棵树重量的比例是有一定标准的。

根系的图像可以通过Pro2021a的根系图像分析软件进行图像分析,在软件中输入根系的相关数据,可以得到根系图像处理后的结果,对幼苗进行形态分析最终得到根系直径。将直径的数据保存并继续通过Pro2021a软件对不同造林方式下的根系直径差异进行比对。2 mm以上的根系在幼苗中算比较粗壮的根系,在1～2 mm之间的根系是数量最多的根系,而少部分的根系的直径在1 mm以下,被称为细根[10]。根长、根表面积、根体积、根尖数等形态参数都是研究影响因素的关键,为了让数据更加统一,方便证明根系形态的变化与造林方式之间的关系。油松具备极强的抗寒与抗旱性,对光照的需求较多,适合生长于中性土壤或微酸性土壤之中,若土壤的pH≥7.5,则表明此处的植物生长发育不良。油松的种植最好选择在中性(微酸性)的土壤之中,同时,还要注意油松不适合生长于盐碱地与土壤过于潮湿的地区。对茬口的选择也要十分重视,把油松茬地作为茬口最佳,前茬可以是玉米场地,也可以是杨树,不过不能是豆类育苗。

3.1 不同的造林技术对油松幼林成活率的影响

不同的造林技术对油松幼林成活率调查结果如表2所示。

表2 成活率试验结果

成活率如表1所示,采用第三种造林技术方式的油松幼林的成活率较高。为了进一步分析该成果是否具有偶然性,使用极差比较方式验证该方式的多种性,通过显著性比较,a=0.05表明第三种造林技术的成活率与前两种方式明显具有差异性,且a≥0.01代表差异性显著。

整地方式为全垦的试验田的成活率相比带垦和穴垦的成活率要高,因为抚育方式一致的前提下,幼林的根系在地下通过不断的延伸才能正常生长。只有全垦的方式才能保障根系所达之处全部被处理,但全面清除的成活率却低于常规处理的试验田。原因在于油松幼林的成长需要的营养除了化肥提供之外,最大的供给源头为无落叶、树根留在土壤之中随着时间化解为有机物。为全面清理将落叶和死亡树木的根系全部清理干净,油松幼林生长营养不足,幼苗原本就抵抗力弱丧失了部分养分后更容易染上病虫害,导致死亡率上升。在进行栽种准备工作的时候,只需进行常规清理即可。

3.2 不同的造林技术对油松幼林生长量的影响

不同造林技术的土壤空隙是不同的,因为土壤受周围环境影响,林分年龄和经营状况不同导致土壤的质量不同,根系对土壤中营养吸收的情况也不同,改良土壤的理化性质是造林技术的手段,而土壤的空隙则是土壤改良效果的重要参考指标。通过研究可得出随着株行距的减少,土壤中的孔隙度增加。幼苗在成长的过程中土壤孔隙度的影响程度是随着时间的变化越来越大的。一年幼苗的再生长速度是两年幼苗的1.35倍,而两年的幼苗的生长速度又是3年的树苗生长速度的1.55倍。三年之后树木的生长速度变慢。不同的造林方式的连年生长量的结果如表3所示:

表3 连年平均生长量试验结果

由表2中的数据可以看出,不同的造林方式下,一年的幼苗的生长量之间没有明显差异。显著性水平为a=0.01,通过LSR检验可得,3年的幼苗与1年和2年的幼苗相比显著性差异更加明显。在没有特殊抚育方式的前提下,全垦的方式的种植用地的平均生长量和带垦的平均生长量差异不大,在常规处理的前提下,植被不缺少养分,但全垦和带垦的方式下土壤比较稀松,在雨季土壤容易被冲走。导致植被的营养流失,生长量自然下降。而穴垦可以完美的避免这个问题,只对种植区域进行开垦,既可以保证土壤达到树木的栽培条件,又可以保障土壤的紧实性。因此穴垦处理的油松幼林生长胸径以及树高都是较高的,生长量最佳。

4 结论

通过上述的试验结果可知,不同的造林技术对植物的成活率和生长率具有一定影响。与植物生长相关最密切的就是阳光、水分和营养。因此造林技术的优化和提升都要围绕着植物生长的影响因素进行。根长是反映树木健康状态的重要指标,只要树根以健康的形态生长,才能保障树木的生理功能正常。植物需要营养,根系代表了植物的吸收能力。因此在试验过程中通过植物的根部扫描来确定植物的健康情况。根的吸收能力是植物营养吸收的重要参数,也能够反应不同的造林方式对土壤的改变。对于油松幼林生长来说,大部分幼林需要的营养可以通过落叶氧化成有机物等方式获得。油松幼林生长的造林技术可以选择块状抚育、常规清理加穴垦的方式。