樹木抗旱性及抗旱造林技術研究綜述

收稿日期：2024-01-10

作者簡介：丁雅琴（1998—），女，甘肅永昌人，助理工程師，研究方向為木材科學與工程。

摘 要：林業作為我國的支柱產業，在發展經濟和生態環境方面發揮著重要的作用。近年來，干旱缺水成了林業生產中最突出的問題，造林成活率低、造林成本高、造林效益差已經成了我國林業發展的瓶頸?？购翟炝旨夹g是提高樹木成活率的關鍵技術，但是在實際應用中還存在著許多問題。探討了樹木抗旱性及抗旱造林技術，以供參考。

關鍵詞：樹木；抗旱性；抗旱造林技術

中圖分類號：S728.2 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）04–00-03

林業資源在生態環境中占據著重要地位，而植樹造林是林業資源中的一項重要任務。但是由于我國自然條件的限制，我國大部分地區都面臨著干旱問題。樹木的成活率以及生長情況與降水量有著密切的聯系。因此，為了提高造林的成活率以及生長情況，相關部門必須重視樹木抗旱造林技術，采取科學有效的措施，解決干旱問題，提高樹木抗旱造林技術水平。

1 樹木的抗旱性研究

1.1 葉片持水力

葉片持水力是植物在干旱時的重要生理指標，主要表現為葉片的水勢。由于植物受到干旱脅迫，其葉片水勢會發生變化，這是由于蒸騰作用加強，細胞液濃度升高所引起的[1]。持水力是指葉片在干旱脅迫下的吸水能力，它是衡量植物抗旱性強弱的重要指標。

在干旱脅迫下，水分對植物組織的滲透壓起著重要作用。當干旱脅迫解除時，組織中的水分就會增加。在這一過程中，細胞液濃度降低，導致細胞壁脫水，同時，葉片水勢也會降低[2]。持水力可以通過增大葉片面積、提高氣孔導度和增加蒸騰速率等方法來提高。隨著葉片面積的增大和氣孔導度的增加，細胞液濃度降低。當細胞液濃度降低到一定程度時，水分就會從細胞壁滲入到細胞內，蒸騰速率也會降低。此時，植物可以通過增加蒸騰作用來提高水分利用效率。但是葉片面積和氣孔導度并不是越大越好，當這2種因素超過一定程度時，就會阻礙水分的滲透和蒸騰作用。同時，葉片水勢也有一定的范圍，在水勢≥0的范圍內，植物可以正常生長；而當水勢＜0時，植物就會萎蔫或死亡。因此，在植物抗旱過程中，工作人員要合理配置各種生物因子之間的比例，以避免或減少植物葉片水勢過低而發生干旱、死亡[3]。

1.2 氣孔調節

氣孔是植物氣孔的一個組成部分，它的大小和密度直接影響植物的蒸騰速率，從而影響植物對水分的吸收和利用。干旱條件下，葉片表面氣孔關閉，阻礙了水分的滲透作用，抑制了水分的吸收，從而降低了蒸騰速率。這種氣孔調節作用是通過影響植物葉片上的氣孔密度來實現的。一般情況下，氣孔密度與氣孔面積呈正相關，即氣孔面積越大，則氣孔密度越高。

但這一理論尚有不足之處。第一，氣孔密度會受到環境條件，如溫度、濕度、光照強度和CO2濃度等因素的影響，而不同的樹種由于其生長條件、生理代謝過程和環境條件等因素的不同，其氣孔孔徑和分布也不相同。在干旱條件下，有的樹種氣孔密度大則氣孔孔徑小、分布也較廣，因此其蒸騰速率也較高。而其他植物的氣孔孔徑較小且分布狹窄，蒸騰速率較低。第二，植物不同器官對干旱環境具有不同的適應性和抗旱性。例如，植物葉片表皮上分布了大量氣孔，因此在干旱條件下，葉片表皮細胞水分散失快；而根系或地上部對水分吸收少、蒸騰作用弱，因此抗旱性強的植物葉片上有較多的水分散失[4]。

1.3 滲透調節

滲透調節是指植物通過向細胞壁或細胞內運輸溶質來維持體內水的平衡。植物體內水的運輸一般是通過液泡中的原生質進行的，原生質中的水分可以在一定程度上補償水分丟失。當植物水分虧缺時，原生質中的水分可以通過滲透作用來進行補充。而如果原生質中的水分過多時，細胞將會被水浸沒而死亡。因此，植物體內存在著滲透調節機制以維持其正常生理功能。在干旱條件下，植物體內的水分可以通過滲透作用來補充。干旱脅迫下，植物體內還會產生一種抗旱性很強的物質——脯氨酸。脯氨酸是一種能高度積累于細胞質內的非蛋白氨基酸，它在干旱條件下含量會上升，隨著脫水程度的增加而增多，在植物體內起著重要的作用。

1.4 抗氧化酶系統

在干旱脅迫條件下，植物體內的氧化還原狀態會發生變化，膜系統的膜脂會發生過氧化，造成細胞膜被破壞，增強細胞膜的通透性，使膜上的抗氧化酶如超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）、谷胱甘肽還原酶（GR）等活性降低，這種細胞內抗氧化酶活性的變化是植物對干旱脅迫的一種防御機制，會使植物體內抗壞血酸、谷胱甘肽以及超氧化物歧化酶的活性降低，進而使自由基含量減少[5]。

1.5 葉片抗老化能力

葉片老化是植物生長發育中的自然現象，是生物發育到一定程度的結果，是生命活動中不可缺少的一個環節。植物葉片的老化主要受光、溫、水、肥及其他營養物質供應因素的影響，其中最重要的是光照。在干旱條件下，光照不足會使葉片中的葉綠素合成受到抑制，導致葉片變黃或變褐，造成光破壞和組織壞死，最終導致葉片老化。同時，在干旱條件下，由于光和熱的影響，植物體內光合產物（如糖、淀粉）的積累速度會加快，光合作用弱的植株會出現葉片黃化現象，葉片老化后，葉綠素含量會下降，葉片細胞內所含水分會減少。干旱還會影響葉片中生物大分子如蛋白質、核酸等物質的合成和運輸，從而使細胞內的物質運輸受阻。此外，干旱條件下，植物體內水分虧缺，導致代謝過程受阻，水分供應不足會導致蒸騰作用減弱，從而使葉片中含氧量降低。因此，干旱條件下，葉片中糖、蛋白質、核酸等物質積累較多，這些物質在逆境下會被氧化分解而釋放出大量自由基，使葉片膜脂發生過氧化作用。

1.6 蒸騰作用與抗旱能力

植物蒸騰作用是指植物在一定條件下，將植物體內吸收的水分通過葉片表面的氣孔散失掉而使水分流失[6]。蒸騰作用主要包括蒸騰失水、蒸騰耗水和蒸騰耗熱。樹木在正常的生活過程中，需要一定的水分消耗，而這些水分的消耗就是通過蒸騰作用來完成的。當樹木處于干旱時，它的水分需求量要比正常情況下高，此時氣孔會進行開閉，葉片表面會形成蠟質層，從而減少水分散失。

植物抗旱能力是指植物在一定的環境條件下抵抗水分喪失和氣體交換的能力。植物抗旱能力與其對水分和熱量的利用能力關系密切。例如，在北方的綠化樹木的管理中，經常會遇到干旱的天氣，尤其是在春季和秋季。因此，要想讓樹木快速、健康地生長，就必須增強樹木的抗旱性?？购敌詮姷闹参锟梢栽诟珊禃r期保持正常的生長和發育，而抗旱性弱的植物則會出現生長不良和死亡現象。樹木抗旱能力不僅與其自身水分狀況有關，還與環境因素有關。

2 抗旱造林技術研究

2.1 節水抗旱措施

在干旱地區，樹木的抗旱措施主要有節水灌溉和保水措施。節水灌溉是通過灌溉系統的科學管理，提高水的利用率，減少水資源的浪費。節水灌溉主要包括滴灌、滲灌、微灌等方式。在干旱地區造林中，工作人員要充分利用節水灌溉技術，合理利用水資源。

滴灌是一種高效的節水灌溉方法，可將水分直接輸送到樹木根部，有利于減少水分蒸發損失，是一種傳統的節水灌溉技術。滲灌是利用地下天然水系對土壤進行灌溉，將地下水源和地表土壤充分結合，以達到充分利用地下水資源和地表徑流的目的。微灌是通過微灌設備把水直接輸送到樹木根部進行灌溉，水通過管道從樹根附近輸送到樹木根部，并與土壤充分接觸，有利于提高水的利用率。

保水措施主要有覆蓋法、埋草法和灌漿法等。覆蓋法主要是在地表覆蓋一些材料，如稻草、秸稈、麥草、地膜等，利用其反射太陽輻射來減少地面吸收熱量的作用來保持土壤水分；埋草法主要是將一些雜草覆蓋樹根周圍土壤，從而保持土壤水分；灌漿法主要是將液態水灌到樹木根部附近，以達到增加根系周圍土壤含水量的目的[7]。

2.2 生長調節劑

生長調節劑能促進樹木根系發育，促進樹木的生長發育，提高樹木的抗旱能力。一般在樹木萌芽前或剛開始萌芽時，工作人員可用生長調節劑浸泡苗木根部，促進根系發育，增強苗木的抗旱能力。實踐證明，對幼苗使用生長調節劑能顯著提高造林成活率。例如，用50 mg/L萘乙酸溶液浸根處理過后的馬褂木、水杉、雪松、龍柏等苗木，成活率比未處理的高1倍。同時，采用生長調節劑浸泡插條，可使插條提早6～8 d生根。生長調節劑也可促進樹木的生根，如用生根粉處理插條根系，可將插條成活率提高10%～20%。此外，在樹木休眠期用激素處理苗木根部，可使苗木提早3～5 d萌芽，提高土壤溫度1～2 ℃[8]。

2.3 保水劑

保水劑是一種高分子吸水材料，具有高吸水性、高強度、高膨脹的特點，能吸水膨脹幾百倍，甚至上千倍，但不會爛根。保水劑主要分為3種類型：第一種是吸水劑，主要成分是聚丙烯酸類高分子化合物；第二種是離子型，主要成分是丙烯酸類高分子化合物；第三種是離子型與非離子型相結合。保水劑不僅可以保水，還能促進植物根系對水分的吸收利用，增加植株的抗旱能力。保水劑一般為白色粉末狀，顆粒大小不一，易溶于水，可直接用于造林整地、栽植、施肥等。使用保水劑不僅可以減少水分蒸發、減少水分損失、提高土壤含水率、改善土壤結構，還能促進土壤中微生物的活動，提高土壤肥力。據報道，使用保水劑后可使樹木成活率提高20%～30%。

2.4 菌根接種

接種菌根是目前造林技術中最有效的一種方法，該方法的應用效果取決于苗木的質量和接種的數量。菌根是指真菌與植物根系形成的共生關系，其在干旱地區造林中的應用可大幅提高造林成活率。菌根接種一般在苗木生長到5～6年后開始，最遲不超過10年[9]。接種菌根后，苗木根系會變得更強壯，生長速度也會加快，有利于樹木生長和抗旱能力的提高。

接種菌根時，工作人員要注意以下幾點：一是要選擇健康的苗木，在不能確定苗木是否健康時，應在種植前進行浸泡；二是接種菌根后應加強苗木養護，例如在苗期煉苗、葉面施肥等；三是接種菌根后要加強病蟲害防治工作，如及時清理地上枯枝落葉，防止作物出現蟲害等；四是接種菌根后要加強管理，及時進行除草和松土工作[10]。

2.5 造林技術

（1）在樹木栽培之前，工作人員應該全面清理造林地塊，并進行土地的深耕處理，使土壤保持疏松、肥沃，提高土壤的透氣性和水分含量。（2）樹木種植之前，工作人員可使用截根、斷根等方法對其根系進行處理，還可以對樹根進行浸泡處理，使樹木的根部吸水能力得到增強[11]。（3）苗木栽植時，工作人員要使用適宜的苗木，盡量選擇根系發達、根系完整且沒有病蟲害的苗木。（4）在對樹木進行栽植時，工作人員要嚴格按照規定的株行距來栽植，同時還要保證栽種的深度在規定范圍之內。（5）樹木栽植完成后，工作人員要及時覆土，以減少水分蒸發。（6）樹木栽植后，工作人員要進行灌溉，根據實際情況來選擇灌溉的時間和方式[12]。（7）在樹木生長過程中，工作人員需要保持土壤的濕潤度，通常情況下可通過灌溉實現。（8）在苗木生長過程中，工作人員可以適量追施氮肥來增強苗木的長勢和加快苗木的生長。

2.6 撫育管理

苗木栽植后，工作人員應加強撫育管理，從整地、栽植到幼林撫育、間伐、補植、除草，都要進行精心管理，以提高苗木成活率。一般要進行2～3次撫育[13]。工作人員應經常進行中耕松土，保持土壤疏松，促進根系發育。水分是苗木成活的關鍵，因此工作人員要及時澆水。在干旱季節或干旱地區造林，苗木發芽前應澆1次透水。在夏季高溫季節造林，更應加強苗木的水分管理[14]。第一次澆水可在造林后10～15 d進行，第二次澆水應在苗木成活后10～20 d進行。工作人員還要經常檢查幼林生長情況，及時松土除草和施肥。在進行幼林撫育時，工作人員應盡量保留原生植被，加強撫育管理。此外，雨季也要及時排水，防止土壤積水。在干旱地區造林時，工作人員要“挖大穴、施大肥、栽大樹”，增加土壤蓄水能力，還要在造林地四周挖好排水溝，防止積水影響樹木生長[15-16]。

3 未來展望

隨著我國經濟的不斷發展，人們對生態環境的重視程度也越來越高。植樹造林作為保護生態環境的重要手段之一，得到了人們的廣泛關注。但是由于干旱缺水問題的存在，導致許多地區造林成活率低，不能及時地對生態環境進行改善，因此相關部門要采取科學、合理的措施來解決這個問題，并不斷加強對樹木抗旱特性的研究，優化樹木抗旱性評價方法，不斷改良林木抗旱造林技術[17]。

4 結束語

抗旱造林技術是提高樹木成活率的關鍵技術，要想使樹木的成活率得到有效提高，必須對抗旱造林技術進行科學、合理的應用。相關部門應根據樹種的生物學特性和所處環境，選用合適的抗旱造林技術，才能充分發揮抗旱造林技術的作用。造林工作人員也要不斷提高抗旱造林技術水平，并結合實際情況對抗旱造林技術進行完善。

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