不同立地類型對千金鵝耳櫪生長因子影響研究

李怡瑩徐志剛劉學(xué)芝田年軍尚軍燁付鋒劉丹趙宇潘曉威

(1.白山市林業(yè)科學(xué)研究院，吉林 白山 134300;2.長春市森林病蟲防治檢疫站，吉林 長春 130031)

引言

千金鵝耳櫪(Carpinuscordata Blume)別名千金榆、大葉鵝耳櫪、見風(fēng)干等，是樺木科鵝耳櫪屬(Carpinus L.)木本植物，為落葉喬木，可高達(dá)15m，一般生于海拔500～2500m肥沃的陰山坡或山谷雜木林中，喜光、耐旱、耐熱性強(qiáng)，適應(yīng)多種土壤，對土壤pH值無特別要求。我國有33種、8變種，分布于東北、華北、西南及陜西、甘肅、河南等地區(qū)。在東北主要分布于長白山地區(qū)海拔500～1500m范圍內(nèi)[1]，花期5月，果熟期9月，其冠形優(yōu)美，枝葉緊密，夏季葉色突出，秋季落葉遲，極具觀賞價(jià)值，且無嚴(yán)重病蟲害，因此可作為優(yōu)良的園林綠化樹種，具有吸塵、抵御風(fēng)寒和降噪等功能。因其含有豐富的纖維素、半纖維素、果質(zhì)膠等物質(zhì)，成為長白山地區(qū)主要的木耳用材樹種，以及食用菌原種培養(yǎng)基基質(zhì)材料[2,3]。隨著千金鵝耳櫪被過度砍伐，使得該樹種野生資源面臨枯竭，木耳材短缺問題日益突出，破壞了原有千金鵝耳櫪的物種多樣性，已成為制約長白山林下經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主要障礙。為切實(shí)維護(hù)原有生態(tài)環(huán)境，保障林農(nóng)對千金鵝耳櫪木耳菌材的大量需求，開展人工培育造林迫在眉睫[4]。

人工造林必須要堅(jiān)持適地適樹原則，做好造林地條件的前期分析是造林前的必經(jīng)之路，立地條件的適宜性關(guān)系到造林的成功與否[5,6]。立地條件與林木生長之間息息相關(guān)，林金國等對影響杉木和濕地松木材密度的相關(guān)問題進(jìn)行研究，得出坡向是影響杉木和濕地松木材密度的最重要因子，其次是坡位[7]。陳海燕對刺槐人工林的研究顯示，海拔對刺槐樹高，以及坡度對刺槐胸徑、冠幅的影響不顯著，坡向?qū)Υ袒钡臉涓哂绊憳O顯著，海拔、坡向及土壤含水率對刺槐的胸徑、樹高、冠幅影響顯著[8]。韓金等對不同立地條件下杉木人工林胸徑的生長過程進(jìn)行分析，結(jié)果表明，不同立地條件的胸徑生長最優(yōu)方式不同[9]。總而言之，土壤、植被、氣候、地形等因子在不同立地類型中始終相關(guān)，各因子之間相互滲透、相互影響[10-13]。近年來，國內(nèi)外對千金鵝耳櫪的研究較少，現(xiàn)有研究主要以種子處理、育苗、扦插繁育、造林、植物群落結(jié)構(gòu)等方面為主，但不同立地條件下對千金鵝耳櫪生長影響未見報(bào)道。本研究設(shè)置3種立地類型對千金鵝耳櫪進(jìn)行栽植，通過測定3種立地類型下千金鵝耳櫪的苗木生長情況，闡明不同立地類型對千金鵝耳櫪生長的影響。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在吉林省白山市渾江區(qū)，該地屬北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。年平均降水量900mm左右，降水量主要集中在夏季，占全年總降水量的59%。區(qū)域內(nèi)初霜期在10月上旬，終霜期在4月下旬，全年無霜期90～135d，是吉林省寒冷地區(qū)之一。春季晝夜溫差大；夏季短，溫?zé)岫嘤辏磺锛緵鏊嗑侍鞖猓欢鹃L，干燥寒冷。年平均氣溫4.1℃，年均日照時(shí)數(shù)2351h，全年冰凍期約4個(gè)半月，春夏季多東南風(fēng)，秋冬季多西北風(fēng)，平均風(fēng)速為2.5m·s-1。土壤為暗棕色森林土，腐殖質(zhì)層厚度為10～15cm，土層厚度為25～40cm(A+B層)。在此區(qū)域分別選擇3種不同立地類型進(jìn)行千金鵝耳櫪栽培試驗(yàn)。

老燒溝，屬于天然次生林，林分組成為3柞2色1胡1椴1榆1樺1雜，郁閉度0.7，土壤為暗棕壤，緊實(shí)度為333.37N·cm-2；紅土崖小干飯盆地，屬于退耕還林地，土壤水分較少，土壤緊實(shí)度為435.9N·cm-2；河?xùn)|村屬于濕地，水分較大，土壤緊實(shí)度為207.03N·cm-2。3處試驗(yàn)樣地林下主要有灌木樹種稠李、榛子和小楷槭等以及草本植物薹草、蕨類、莎草、假茴芹等，樣地基本信息見表1。

表1 樣地基本信息表

2 材料與方法

2.1 樣地布置和樣品采集

千金鵝耳櫪分別在3個(gè)試驗(yàn)樣地進(jìn)行合理的春季栽植，適當(dāng)密植。其中，老燒溝樣地株行距為3m×3m；小干飯盆樣地株行距為2m×2m；河?xùn)|村樣地株行距為2m×2m。3種樣地均進(jìn)行規(guī)格為60cm×60cm×30cm的穴狀整地，栽植前將苗木沾吸水劑、生根劑進(jìn)而避免苗木生理性失水現(xiàn)象。

待千金鵝耳櫪馴化栽培2a后，在3種立地條件下按S形布點(diǎn)取10個(gè)樣點(diǎn)，隨機(jī)選取10株苗木，進(jìn)行苗高和地徑的測量，并在10株苗木上選取10個(gè)葉片進(jìn)行葉面積、葉綠素含量的測定。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 土壤水分的測定

采用烘干法，在已知質(zhì)量的鋁盒中稱濕土樣20g(每個(gè)立地條件取土壤樣品重復(fù)測量3次，采集大約1m深土壤樣品)，放入烘箱中，在溫度105±2℃下烘干，移至干燥器內(nèi)冷卻至室溫，立即稱重，然后將鋁盒盒蓋啟開，烘干3h，冷卻稱重(前后2次稱重之差不大于0.03g)。

土壤含水率(%)=(濕土質(zhì)量-烘干土質(zhì)量)/烘干土質(zhì)量×100%

(1)

2.2.2 土壤容重的測定

在3種立地條件下用環(huán)刀取土壤樣品，除去其中可見植物殘?bào)w，實(shí)驗(yàn)室稱量環(huán)刀重為M0，環(huán)刀體積為V。將取得的含有濕土的環(huán)刀，頂蓋打開，放入烘箱中，在溫度為105±2℃下烘干至恒重，打開烘箱，拿出環(huán)刀，加頂蓋和底蓋后稱干重質(zhì)量(M4)。

土壤容重(g·cm-3)=環(huán)刀內(nèi)烘干土質(zhì)量(M4-M0)/環(huán)刀體積(V)

(2)

2.2.3 土壤pH值的測定

將取回的待測土壤帶回實(shí)驗(yàn)室過2mm孔徑篩的風(fēng)干土壤10g，放在50mL燒杯中，加入蒸餾水20mL，攪拌1min，使土粒充分分散，放置30min后進(jìn)行測定。用校正過的pH計(jì)測定懸液的pH值。測定時(shí)將電極插入待測液中，輕輕搖動(dòng)燒杯，促進(jìn)其快速平衡，靜置片刻，待讀數(shù)穩(wěn)定后記下pH值。取出電極，蒸餾水洗凈電極頭，用濾紙吸干水分后進(jìn)行第2個(gè)樣品的測定。

2.2.4 千金鵝耳櫪各指標(biāo)的測定

千金鵝耳櫪葉片面積使用葉面積測量儀進(jìn)行測定；葉綠素含量采用葉綠素測定儀進(jìn)行測定；株高、當(dāng)年生長量和地徑分別用卷尺和游標(biāo)卡尺(精度0.001cm)進(jìn)行測定。

2.3 數(shù)據(jù)處理分析

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和作圖，用SPSS 18.0進(jìn)行單因素方差分析和差異顯著性檢驗(yàn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同立地類型對千金鵝耳櫪葉面積的影響

從圖1可以看出，3種立地條件對千金鵝耳櫪葉面積產(chǎn)生的影響，小干飯盆地對千金鵝耳櫪的影響差異顯著(p<0.05)，老燒溝和河?xùn)|村對千金鵝耳櫪的影響差異不顯著(p<0.05)，老燒溝比河?xùn)|村提高了15.95%，小干飯盆地比河?xùn)|村提升了67.91%。

圖1 3種立地類型對千金鵝耳櫪葉面積的影響

3.2 不同立地類型對千金鵝耳櫪株高的影響

從圖2可以看出，3種立地條件對千金鵝耳櫪株高均產(chǎn)生不同程度的影響，其中小干飯盆地對千金鵝耳櫪的影響差異最顯著(p<0.05)，比老燒溝和河?xùn)|村分別提高了23.20%、75.73%，河?xùn)|村的影響最小。

圖2 3種立地類型對千金鵝耳櫪苗高的影響

3.3 不同立地類型對千金鵝耳櫪地莖的影響

從圖3可以看出，小干飯盆地對千金鵝耳櫪的影響差異最顯著(p<0.05)，比老燒溝和河?xùn)|村分別提高了44.5%、49.61%，燒溝和河?xùn)|村無顯著差異(p<0.05)。

圖3 3種立地類型對千金鵝耳櫪地莖的影響

3.4 不同立地類型對千金鵝耳櫪葉綠素含量的影響

從表2可以看出，小干飯盆地和老燒溝對千金鵝耳櫪的影響顯著(p<0.05)，分別比河?xùn)|村提高了70.94%、52.46%，小干飯盆地比老燒溝提高了12.12%。

表2 3種立地類型對千金鵝耳櫪葉綠素含量的影響

4 結(jié)論與討論

3種立地條件的土壤pH值、土壤養(yǎng)分等基本適應(yīng)千金鵝耳櫪生長的需求，其中小干飯盆地與其它立地類型相比，對千金鵝耳櫪的影響最大，對各指標(biāo)的影響均呈顯著差異(p<0.05)，其中葉綠素含量的消長規(guī)律，是反映植物葉片生理活性變化的重要指標(biāo)之一，與葉片光合機(jī)能大小密切相關(guān)[14,15]。了解和掌握葉片的葉綠素含量變化規(guī)律是提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)的理論基礎(chǔ)。從本研究可看出，3種立地條件對千金鵝耳櫪葉綠素含量、株高、地莖和葉面積的影響均為小干飯盆地>老燒溝>河?xùn)|村。這可能由于小干飯盆地地理位置、土壤緊實(shí)度相較于其它2個(gè)立地類型更高，土壤緊實(shí)度高，能夠很好地吸收和存儲(chǔ)植物生長所需的養(yǎng)分；河?xùn)|村相較于其它立地條件來講，對千金鵝耳櫪的生長沒有體現(xiàn)出很好的促進(jìn)作用，可能因?yàn)榍Ы瘗Z耳櫪喜光，而河?xùn)|村為濕地，水分較大，所以長勢不如其它2個(gè)立地類型。這可能由于地理位置不同，導(dǎo)致林木接收到的光、溫、水等環(huán)境因子的差異引起的，也可能與本研究的取樣沒有覆蓋各個(gè)立地條件下的各個(gè)生長階段有關(guān)。此外，本文在劃分立地條件時(shí)沒有綜合考慮地形地貌、坡向、坡位等信息，在以后的研究中可以綜合這些因素和地位指數(shù)作為立地條件劃分的依據(jù)。