蘸根處理方式對(duì)彰武松造林成效的影響
——以北京山區(qū)為例

鄢 鵬，李國(guó)雷，冉紅達(dá)，孟 鵬，楊曉暉

（1.北京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，北京100083；2.北京國(guó)土丹青工程技術(shù)有限公司，北京100083；3.遼寧省固沙造林研究所，遼寧 阜新123000；4.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 荒漠化研究所，北京100091）

北京市長(zhǎng)期處于水資源供需不平衡的狀態(tài)，雖然南水北調(diào)工程在一定程度上緩解了北京市水資源嚴(yán)重緊缺的形勢(shì)，水資源緊缺的現(xiàn)狀仍是制約北京地區(qū)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等發(fā)展的主要因素［1-2］。因此，選用耐旱速生綠化喬木樹(shù)種對(duì)于緩解北京地區(qū)水資源壓力有著重要意義。彰武松是1990年在遼寧省章古臺(tái)地區(qū)發(fā)現(xiàn)的赤松（Pinus densilorɑ）和油松（Pinus tɑbuliformis）的一種天然雜交種［3］。經(jīng)過(guò)研究表明，彰武松在正常年份的連年高生長(zhǎng)量與樟子松之比為121%，而在干旱年份該比值可達(dá)140%左右。在鹽堿脅迫下，彰武松苗木的受害級(jí)別較小，根系忍耐指數(shù)較大，葉片的過(guò)氧化氫酶（CAT）活性顯著提高，丙二醛（MDA）含量沒(méi)有顯著提高，葉綠素（Chl）含量降幅較小，一定程度上說(shuō)明彰武松的耐鹽堿性要高于樟子松［4］。而且生產(chǎn)實(shí)踐中所用的彰武松多是砧木為樟子松的嫁接苗，這種嫁接組合在冬季會(huì)產(chǎn)生比較新穎（上綠下黃）的景觀效果，更大程度上發(fā)揮了彰武松的應(yīng)用價(jià)值［5］。因此，在北京地區(qū)栽植彰武松必將為首都綠色事業(yè)的發(fā)展注入新鮮活力。

微生物菌劑，又稱微生物菌肥或生物接種劑，是一類含有活性微生物的特定制品，主要是通過(guò)特定菌株在土壤中大量繁殖、活動(dòng)來(lái)增強(qiáng)植物礦物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用或抑制致病菌的生長(zhǎng)繁育［6］。因?yàn)槠渥饔弥皇谴龠M(jìn)了植物對(duì)土壤中養(yǎng)分的有效利用，不能等同于土壤外來(lái)養(yǎng)分（如施肥），因此有學(xué)者并不認(rèn)同微生物肥料這個(gè)定義［7］。微生物菌劑的種類繁多，類型劃分也比較多樣，其中按照其制品中微生物的種類可以分為單一的微生物菌劑和復(fù)合微生物菌劑，相對(duì)于單一的微生物菌劑而言，復(fù)合微生物菌劑一般由兩種或兩種以上微生物按一定比例培養(yǎng)配置而成，實(shí)現(xiàn)了同一宿主體與不同菌侵染的結(jié)合，達(dá)到了集化肥、有機(jī)肥和微生物肥料的優(yōu)點(diǎn)一體的效果，不僅能刺激和調(diào)節(jié)苗木生長(zhǎng)，而且還可改善苗木品質(zhì)、提高立地質(zhì)量［8-9］，因此其在林業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用逐漸廣泛。

ABT 生根粉是一類高效、廣譜、復(fù)合型的植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑，能夠誘導(dǎo)不定根或不定芽的形成，調(diào)節(jié)植物代謝強(qiáng)度，促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，增強(qiáng)植物抗性，從而達(dá)到提高造林成活率和生長(zhǎng)量的目的［10］。根據(jù)溶解特性可將其分為醇溶劑和水溶劑兩種，醇溶劑生根粉必須先用95%的工業(yè)酒精溶解后才能稀釋使用，目前共有5 種型號(hào)，其中ABT 1-3 號(hào)僅用于林業(yè)、花卉、園林上，不能在農(nóng)作物上使用，而ABT 4-5 號(hào)僅用于農(nóng)作物和中藥材上，不能用于林果業(yè)上；水溶劑生根粉可直接溶解于水，無(wú)需低溫貯藏，是繼ABT 1-5號(hào)之后新研發(fā)的更高效的綠色植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑，它包括ABT 6-10號(hào)［11-12］。由于彰武松發(fā)現(xiàn)及引種歷史較短，針對(duì)其造林栽培研究較少，尤其是在施用微生物菌劑和ABT 生根粉處理下的研究更不多見(jiàn)。本研究是在北京市密云區(qū)進(jìn)行不同蘸根處理方式下的彰武松人工造林試驗(yàn)，對(duì)其成活率、生長(zhǎng)指標(biāo)及造林成本等進(jìn)行研究，試圖探索出適合彰武松的造林措施，為彰武松在北京市、乃至中國(guó)北方范圍內(nèi)的推廣和應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于北京市密云區(qū)史長(zhǎng)峪村長(zhǎng)峪溝（42°20′N，117°00′E），地處燕山山脈與華北平原過(guò)渡地段，地勢(shì)東西兩側(cè)高，自北向南傾斜，屬于半濕潤(rùn)半干旱大陸性季風(fēng)氣候，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨，年平均氣溫10.8℃，無(wú)霜期170～180 d，年日照總時(shí)數(shù)2 801.8 h。歷年平均降水量661.3 mm，且降雨主要集中在6—9 月份。豐水年最大降水量905.8 mm，枯水年376.7 mm。全年風(fēng)向以東北風(fēng)為主，平均風(fēng)速2.3 m／s。立地條件為向陽(yáng)坡臺(tái)地，土壤質(zhì)地多為輕壤，且有相當(dāng)面積的卵石體夾雜其中，土壤肥沃度普遍偏低，平均有機(jī)質(zhì)含量為10.28 g／kg。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用5 a生彰武松苗木來(lái)自遼寧省章古臺(tái)鎮(zhèn)固沙造林研究所良種基地，栽植前測(cè)定和挑選高度在125.00 cm 的植株，盡量保證各處理之間的植株高度差異最小，苗木均頂芽飽滿、根系完全、生長(zhǎng)健壯且無(wú)病蟲(chóng)害。試驗(yàn)所使用的ABT-3號(hào)生根粉和奧貝美林牌復(fù)合微生物菌劑均由北京林學(xué)會(huì)提供。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置復(fù)合微生物菌劑（T1）、ABT 生根粉（T2）和兩者1∶1混合（T3）3種處理，處理濃度均為1 000 mg／kg，然后加適量細(xì)土攪拌均勻，處理時(shí)間均相同，對(duì)照組（CK）用清水處理相同時(shí)間。根據(jù)樣地大小設(shè)置2個(gè)區(qū)組，每個(gè)處理設(shè)置1個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為7.5 m×8 m，每個(gè)小區(qū)栽植30株，株行距為1.5 m×2.0 m，四周設(shè)置2行

保護(hù)帶，8個(gè)小區(qū)共栽植彰武松260棵。栽植前采用常規(guī)穴狀整地，規(guī)格為45 cm×45 cm×30 cm。在2016年8月30日采用常規(guī)方法進(jìn)行造林，造林后常規(guī)養(yǎng)護(hù)及撫育管理。生長(zhǎng)季末進(jìn)行造林成活率等指標(biāo)的調(diào)查及測(cè)定，測(cè)定完成后進(jìn)行破壞取樣，裝好并標(biāo)記后帶回實(shí)驗(yàn)室分析。

2.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

主要調(diào)查及分析指標(biāo)有：造林成活率、苗高、地徑、年生長(zhǎng)量、地上干物質(zhì)量、地下干物質(zhì)量、總干物質(zhì)量、葉綠素含量，其中造林成活率進(jìn)行全面調(diào)查，其他指標(biāo)均在小區(qū)內(nèi)隨機(jī)抽取10株進(jìn)行取樣調(diào)查。用鋼卷尺和游標(biāo)卡尺測(cè)定單株幼苗的苗高、地徑、年生長(zhǎng)量。生物量采用常規(guī)烘干法，分別將彰武松幼苗地上和地下部分在80 ℃下烘干48 h，冷卻后迅速取出放置于精度為萬(wàn)分之一的電子分析天平（上海精科天美科學(xué)儀器有限公司，上海）內(nèi)稱重；使用Microtek Scan Maker 1 700彩色平臺(tái)掃描儀（中晶科技有限公司，上海）掃描針葉樣品，采用LA-S植物圖像分析系統(tǒng)（萬(wàn)深檢測(cè)科技有限公司，杭州）分析針葉厚度、表面積指標(biāo)；葉綠素測(cè)定采用常規(guī)混合液法［13］。

造林成本核算主要是依據(jù)工序記錄檔案中的實(shí)際費(fèi)用明細(xì)，轉(zhuǎn)換為單位面積造林所需的土地租賃費(fèi)、整地費(fèi)、苗木費(fèi)、人工費(fèi)和材料費(fèi)等全部費(fèi)用，其中苗木費(fèi)用包含運(yùn)輸費(fèi)、假植費(fèi)等投入，人工費(fèi)包含林地清理、除草澆灌等投入，材料費(fèi)包含試劑費(fèi)、輔助器材費(fèi)等投入，最后計(jì)算各項(xiàng)支出總和即為造林成本［14］。

2.4 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)前期統(tǒng)計(jì)整理，使用SPSS 25.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（oneway ANOVA），以及最小顯著差異法（LSD）。作圖軟件為Origin 2018和Excel 2010。

3 結(jié)果與分析

3.1 蘸根處理對(duì)彰武松造林成活率的影響

通過(guò)比較不同處理對(duì)彰武松造林成活率變化（見(jiàn)圖1）可知，處理后的造林成活率與對(duì)照組之間均存在顯著性差異（p＜0.05）。其中T2處理下的彰武松造林成活率最高，達(dá)92.67%，高于對(duì)照組17.80%，與T1處理之間無(wú)顯著性差異（p＞0.05），但與T3處理之間存在顯著性差異（p＜0.05），而T1與T3處理之間無(wú)顯著性差異（p＞0.05）。

圖1 蘸根處理對(duì)彰武松造林成活率的影響

3.2 蘸根處理對(duì)彰武松生長(zhǎng)量的影響

通過(guò)比較不同處理對(duì)彰武松生長(zhǎng)量差異（見(jiàn)圖2）可知，各處理后的苗高、地徑、年均生長(zhǎng)量與對(duì)照組之間均存在顯著性差異（p＜0.05）。在苗高方面（圖2a），T1處 理 最 大，達(dá)135.78 cm，高 于 對(duì) 照 組9.35%，與T2處理無(wú)顯著性差異（p＞0.05），但與T3處理存在顯著性差異（p＜0.05）；在地徑方面（圖2b），T2處理最大，達(dá)2.53 cm，高于對(duì)照組23.40%，與T1處理無(wú)顯著性差異（p＞0.05），但與T3處理存在顯著性差異，而T1和T3處理之間無(wú)顯著性差異（p＞0.05）；在年均生長(zhǎng)量方面（圖2c），T1處理最大，達(dá)29.91 cm，高于對(duì)照組45.15%，與T2處理無(wú)顯著性差異（p＞0.05），而T2與T3處理之間存在顯著性差異（p＜0.05）。

3.3 蘸根處理對(duì)彰武松生物量的影響

通過(guò)比較不同處理對(duì)彰武松生物量差異可知（圖3），各處理下的彰武松地上干物質(zhì)量、地下干物質(zhì)量和總干物質(zhì)量與對(duì)照組之間均存在顯著性差異（p＜0.05）。在地上干物質(zhì)量方面（圖3a），T1處理最大，達(dá)63.58 g，高于對(duì)照組14.37%，與T2和T3處理均存在顯著性差異（p＜0.05），但T2和T3處理之間無(wú)顯著性差異（p＞0.05）；在地下干物質(zhì)量方面（圖3b），T2處理最大，達(dá)24.62 g，高于對(duì)照組19.40%，與T1和T3處理均存在顯著性差異（p＜0.05），但T1和T3處理之間無(wú)顯著性差異（p＞0.05）；在總干物質(zhì)量方面（圖3c），T1處理最大，達(dá)86.64 g，高于對(duì)照組16.75%，與T2和T3處理均存在顯著性差異（p＜0.05），且T2和T3處理之間也存在顯著性差異（p＜0.05）。

圖2 蘸根處理對(duì)彰武松生長(zhǎng)量的影響

圖3 蘸根處理對(duì)彰武松生物量的影響

3.4 蘸根處理對(duì)彰武松葉片性狀的影響

通過(guò)比較不同處理對(duì)彰武松葉片性狀差異可知（圖4），各處理下的針葉厚度、針葉面積與對(duì)照組之間均存在顯著性差異（p＜0.05）。在針葉厚度方面（圖4a），T1處理最大，達(dá)0.74 mm，高于對(duì)照組4.82%，與T2處理無(wú)顯著性差異（p＜0.05），但與T3處理之間存在顯著性差異（p＜0.05），而T2和T3處理之間無(wú)顯著性差異（p＞0.05）；在針葉面積方面（圖4b），T1處理最大，達(dá)1.30 cm2，高于對(duì)照組9.40%，與T2和T3處理均存在顯著性差異（p＜0.05），但T2和T3處理之間無(wú)顯著性差異（p＞0.05）。而各處理之間的針葉含水率（圖4c）均無(wú)顯著性差異（p＞0.05）。

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的重要場(chǎng)所，其含量的大小在一定程度上反應(yīng)了彰武松生長(zhǎng)的快慢。從圖4d可知，彰武松葉綠素含量在T1處理下最大，達(dá)1.19 mg／g，高于對(duì)照組23.21%，與其他處理均存在顯著性差異（p＜0.05），而T2與T3處理之間無(wú)顯著性差異（p＞0.05），但與對(duì)照組之間存在顯著性差異（p＜0.05），而T3和對(duì)照組之間無(wú)顯著性差異（p＞0.05）。

3.5 蘸根處理與常規(guī)造林成本比較

為了便于比較不同處理的造林成本，以單位hm2栽植苗木達(dá)到100%成活率（假設(shè)補(bǔ)栽一次后全部成活）的造林成本為例（見(jiàn)表1）。從表1可知，由于對(duì)照組的造林成活率最低，故后期補(bǔ)植過(guò)程中的苗木費(fèi)和人工費(fèi)均要明顯高于處理組，因此處理組減少投資在17 750～32 000元／hm2。而在材料費(fèi)方面，對(duì)照組僅用了清水處理，由于這部分水費(fèi)支出較少以至于可以忽略不計(jì)，故對(duì)照組的材料費(fèi)用可以視為無(wú)任何支出，因此，處理組的增加投資在11 100～26 750元／hm2。在造林總成本方面，T1處理花費(fèi)最低，低于CK 處理11 400 元／hm2；T3處理最高，高于CK 處理2025元／hm2。因此，結(jié)合以上分析可知，混施處理的造林成本不僅高于2種單施處理，而且還高于對(duì)照處理。而單施ABT 生根粉或復(fù)合微生物菌劑不僅能夠減少苗木損失、降低造林成本，而且可以加快成林步伐，改善局部區(qū)域環(huán)境，早日發(fā)揮其良好的生態(tài)效益。

圖4 蘸根處理對(duì)彰武松葉片的影響

表1 蘸根處理與常規(guī)造林成本比較 元／hm2

4 討論和結(jié)論

4.1 討論

根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB／T15776-2016［15］中造林評(píng)價(jià)指標(biāo)規(guī)定，在營(yíng)造純林小班時(shí)，干旱、高寒區(qū)、亞熱帶熱帶巖溶地區(qū)、干熱（干旱）河谷等生態(tài)環(huán)境脆弱地帶的造林成活率需在70%（含）以上，其他地區(qū)造林成活率需在85%（含）以上才算達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。而本研究中處理組的造林成活率均在85%以上，均達(dá)到了造林的合格標(biāo)準(zhǔn)，因此可認(rèn)為本試驗(yàn)中的處理措施均可用于造林實(shí)踐中。而在彰武松造林實(shí)踐過(guò)程中，如果僅以較高的造林成活率為目標(biāo)，那么理論上選擇單施ABT-3號(hào)生根粉效果最好。但根據(jù)造林成活之后的苗木生長(zhǎng)表現(xiàn)分析，單施復(fù)合微生物菌劑的綜合效果要優(yōu)于單施ABT-3 號(hào)生根粉，而這種造林成活后的高品質(zhì)林分才是林業(yè)生態(tài)恢復(fù)工程中所需的。因此，在某種程度上表明本試驗(yàn)不同處理組之間造林成活率的顯著性差異不僅代表了統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，也為實(shí)踐生產(chǎn)中綜合選取造林方法及措施提供了重要參考［16-17］。

研究結(jié)果表明，微生物菌劑和ABT 生根粉能夠顯著提高苗木造林成活率，尤其是在幼齡苗栽植過(guò)程中，這與多數(shù)研究結(jié)果一致［18-20］。微生物菌劑屬于一種微生物肥料，含有的有益微生物不僅能夠提高土壤孔隙度，改良土壤質(zhì)地，提高肥料的利用效率，而且還具有降低生產(chǎn)成本、降解有機(jī)污染物及重金屬污染等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在當(dāng)下這種生態(tài)環(huán)境退化加劇的情況下，微生物菌劑的作用更加值得肯定［21］。王國(guó)明等［22］研究了不同微生物菌劑及用量對(duì)普陀樟和紅楠苗木的生長(zhǎng)、生物量及養(yǎng)分狀況的試驗(yàn)，表明不同微生物菌劑對(duì)普陀樟的高、莖、生物量無(wú)顯著差異，卻對(duì)紅楠有顯著增長(zhǎng)，對(duì)兩種植株的養(yǎng)分積累有顯著提升作用。結(jié)合本試驗(yàn)地塊的土壤條件來(lái)看，微生物菌劑的養(yǎng)分積累作用可能是彰武松在成活后的生長(zhǎng)表現(xiàn)優(yōu)于ABT 號(hào)生根粉的重要原因。

在林業(yè)生產(chǎn)中，常用一定濃度的酒精來(lái)配制ABT-3號(hào)生根粉溶液，雖然稀釋后配制的ABT-3號(hào)生根粉溶液濃度比較低，但是考慮到微生物菌劑本身的特殊性［23］，將ABT-3生根粉溶液和微生物菌劑混合后是否會(huì)影響微生物菌劑活性，或者是否會(huì)影響ABT-3號(hào)生根粉溶液本身的效果也不得而知。復(fù)合菌劑的組和成分繁雜多變，再加上微生物又容易受到群體結(jié)構(gòu)和環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致微生物菌劑的穩(wěn)定性降低，從而使復(fù)合菌劑的保質(zhì)期和應(yīng)用效果受到影響。由于在復(fù)合菌系中各種微生物之間會(huì)發(fā)生相互作用，其代謝途徑或代謝產(chǎn)物也可能產(chǎn)生差異，使得復(fù)合菌系的生長(zhǎng)繁殖過(guò)程變得十分復(fù)雜［24］。這些情況都可能是混施處理后彰武松苗木質(zhì)量不如單施處理的原因，有待今后進(jìn)一步研究。

而在造林成本方面，選用ABT-3 生根粉處理時(shí)造林成本能夠達(dá)到最低支出，其主要原因在于此處理的苗木成活率最高，且材料費(fèi)適中。但考慮到此林種的生態(tài)公益性，再加上造林后的苗木質(zhì)量（苗高、年生長(zhǎng)量、針葉性狀等）并沒(méi)有單施復(fù)合微生物菌劑效果出眾，因此，選用何種處理進(jìn)行造林時(shí)既要考慮到造林地所屬情況，也要考慮地方政府補(bǔ)貼力度等方面，最大程度地發(fā)揮彰武松的生態(tài)及經(jīng)濟(jì)效益。

4.2 結(jié)論

在北京地區(qū)的彰武松蘸根造林試驗(yàn)中，單施ABT-3號(hào)生根粉處理下的地徑、造林成活率和地下干物質(zhì)量最佳，而在苗高、年生長(zhǎng)量、地上干物質(zhì)量、總干物質(zhì)量、針葉形態(tài)和葉綠素含量方面，單施復(fù)合型微生物菌劑處理下的效果最佳，且顯著高于ABT-3號(hào)生根粉、1∶1混施處理及對(duì)照組，造林成本僅次于ABT-3號(hào)生根粉。混合處理的各測(cè)定指標(biāo)均低于單施處理，但高于對(duì)照處理。綜合分析可知，在北京地區(qū)進(jìn)行彰武松造林實(shí)踐生產(chǎn)中，除了采用常規(guī)撫育管理外，建議合理使用復(fù)合微生物菌劑，這不僅能夠提高造林成活率，而且還可以促進(jìn)苗木生長(zhǎng)發(fā)育、加快成林步伐、提高林分品質(zhì)，最終達(dá)到改善首都區(qū)域環(huán)境的目標(biāo)。