張芝萍,劉世增, 滿多清, 嚴(yán)子柱， 劉開琳， 唐衛(wèi)東

(1.甘肅省治沙研究所, 甘肅 蘭州730070; 2. 民勤治沙綜合試驗站, 甘肅 民勤 733000)

荷蘭Groasis保水節(jié)水造林技術(shù)在民勤荒漠區(qū)的應(yīng)用

張芝萍1,劉世增1, 滿多清1, 嚴(yán)子柱1， 劉開琳1， 唐衛(wèi)東2

(1.甘肅省治沙研究所, 甘肅 蘭州730070; 2. 民勤治沙綜合試驗站, 甘肅 民勤 733000)

[目的] 研究荷蘭Groasis(水盒子)在民勤荒漠區(qū)保水節(jié)水造林的初步應(yīng)用，為荒漠區(qū)困難立地條件下進(jìn)行大規(guī)模的節(jié)水造林和農(nóng)業(yè)推廣提供參考數(shù)據(jù)。 [方法] 選擇了11種荒漠植物造林樹種,在民勤沙區(qū)的退耕地、丘間地、引種圃3種類型的田間進(jìn)行試驗,測定成活率、土壤水分等。 [結(jié)果] (1) 11種抗風(fēng)沙樹種在退耕地的土壤含水率的高低順序為:沙拐棗>花棒>毛條>檉柳>沙地云杉>樟子松>胡楊>蒙古扁桃>沙棘>榆樹>沙棗。(2) 各種抗風(fēng)沙樹種在典型的3種土壤類型中,利用水盒子栽培的土壤含水率明顯高于普通栽培的土壤,要高出2～5倍。(3) 不同抗風(fēng)沙樹種和蔬菜利用水盒子在3種典型土壤類型中成活率比對照不同程度提高25%～70%左右。 [結(jié)論] 利用水盒子可以有效地提高抗風(fēng)沙樹種的成活率。

水盒子; 土壤含水率; 成活率; 抗風(fēng)沙樹種; 民勤荒灌區(qū)

Groasis(以下簡稱水盒子)保水節(jié)水技術(shù)是一種由抗老化環(huán)保型高聚合物材料制成的集儲水、自然水收集與毛細(xì)滲灌供水系統(tǒng)及附屬物一起應(yīng)用于困難立地條件下保水節(jié)水造林器及其技術(shù)。在盒子里生長的植物，毛細(xì)根不會被破壞、侵蝕，土壤也不被吹走。一旦種子發(fā)芽，并且根足夠深，它就能生存并存活下去。該技術(shù)就是利用Groasis保水節(jié)水造林器造林后，將其儲存的水通過毛細(xì)滲灌系統(tǒng)給已播種的種子或幼苗根系直接供給半年至一年的水份，促進(jìn)幼苗根系扎根土壤深處，確保在困難立地條件下成活，實現(xiàn)自然生長。本文擬在民勤縣3種典型土壤類型中，利用水盒子節(jié)水造林，為荒漠區(qū)的農(nóng)林發(fā)展提供新思路。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于民勤縣治沙站植物園不同立地沙區(qū)，地理位置38°59′54″N，102°36′55″E。立地條件為砂礫質(zhì)、石質(zhì)平地。氣候?qū)贉貛Т箨懶詷O干旱氣候，具有明顯的沙漠氣候特征，風(fēng)大沙多，降水稀少，氣候干燥，光照充足，太陽輻射強(qiáng)烈，熱量豐富，年平均日照時間2 832.1 h；年均平均氣溫7.4 ℃，7月最熱，平均氣溫22.4 ℃，1月最冷，平均氣溫-10.3 ℃，大于10 ℃的積溫3 248.8 ℃，無霜期178 d；空氣相對濕度年平均47%；年平均降水量110 mm，且大多集中在7，8，9月，占全年降水量的73%；年平均蒸發(fā)量2 644 mm；年平均風(fēng)速2.3 m/s，最大風(fēng)速可達(dá)16 m/s，全年揚(yáng)沙天59 d，其中沙塵暴27 d。境內(nèi)自然植被類型和人工植被類型并存，原生植被主要以旱生、鹽生的沙生灌木、半灌木和多年生草本為主。

1.2 研究材料

水盒子是一種由抗老化環(huán)保型高聚合物材料制成的集儲水、自然水收集與毛細(xì)滲灌供水系統(tǒng)及附屬物。該技術(shù)具有不受水源、電力、地域等限制，機(jī)動性強(qiáng)，操作簡便易行和管理成本低的特點(diǎn)；可連續(xù)使用10～15 a；利用Groasis保水節(jié)水造林器造林，其融儲水、集水、保水與節(jié)水于一體，可改善造林苗木周圍的微環(huán)境，確保水分微量下滲，供給主根生長。

1.3 研究方法

1—3月引進(jìn)Groasis保水節(jié)水造林技術(shù)及其保水節(jié)水造林器，在民勤沙區(qū)試驗地進(jìn)行11個造林樹種苗木的選擇與準(zhǔn)備；分別栽種在退耕地(11種抗風(fēng)沙樹種)、丘間地(5種抗風(fēng)沙樹種)、引種圃(2種抗風(fēng)沙樹種和3種蔬菜苗子)3種類型的田間進(jìn)行試驗，分別設(shè)置對照。因為這3種土壤是民勤較為典型的土地類型。4月，在試驗地開始正常的田間管理與觀測；每月中旬進(jìn)行苗木生長狀況與土壤水分測定，調(diào)查成活率與保存率，分析節(jié)水效率。

數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0和Excel軟件進(jìn)行分析比較不同沙地對水盒子植物生長、成活率以及土壤含水量的差異[1-4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤類型上各種抗風(fēng)沙樹種的土壤含水率

土壤含水率的變化受降雨、蒸發(fā)、氣溫以及植物生長等因素的綜合影響[5-7]。由圖1可以看出，11種抗風(fēng)沙樹種在退耕地的土壤含水率的高低順序為：沙

拐棗(Calligonummongolicum)>花棒(Hedysarumscoparium)>毛條(Caraganakorshinskii)>檉柳(Tamarixchinensis)>沙地云杉(Piceamongolica)>樟子松(Pinussylvestris)>胡楊(Populuseuphratica)>蒙古扁桃(Amygdalusmongolica)>沙棘(Hippophaerhamnoides)>榆樹(Ulmuspumila)>沙棗(Elaeagnusangustifolia)。其中沙拐棗和花棒土壤含水率明顯高于其他抗風(fēng)沙樹種的土壤含水率．可能是不同的植物種類對土壤理化性質(zhì)的影響程度不同．進(jìn)而造成土壤含水率的差異，所以前幾種抗風(fēng)沙樹種的土壤保水能力要強(qiáng)于后面的幾種，比較適合在荒漠區(qū)栽培種植。但是在不同土壤深度上，11種抗風(fēng)沙樹種的土壤含水率差異性不大。

圖1 不同抗風(fēng)沙樹種在退耕地上的土壤含水率

由圖2a可知，在退耕地上各種抗風(fēng)沙樹種用水盒子時土壤含水率與對照比較，利用水盒子時抗風(fēng)沙樹種的土壤含水率明顯高于對照，最明顯的是沙拐棗，利用水盒子的土壤含水率是對照的5倍，檉柳和胡楊等是對照的2倍左右，其他幾種抗風(fēng)沙樹種的土壤含水率都比對照有不同程度的提高，由此可以看出利用水盒子可以有效提高抗風(fēng)沙樹種對水資源的利用，解決荒漠條件下造林成活率低、用水效率低的技術(shù)問題。在丘間地圖2b各種抗風(fēng)沙樹種利用水盒子的土壤含水率明顯高于對照，是對照的2～3倍，所以在丘間地利用水盒子也可以有效的提高抗風(fēng)沙樹種的土壤含水率。

圖2 退耕地、丘間地和引種苗圃上不同植物利用水盒子時的土壤含水率

在引種圃圖2c利用水盒子栽培抗風(fēng)沙樹種和蔬菜，土壤含水率明顯高于普通栽培，胡楊利用水盒子的土壤含水率最高，其次是栽培辣椒和檉柳的土壤，栽培茄子和對照的土壤含水率相差不是很明顯，而栽培西紅柿的基本沒什么變化，由此可以看出利用水盒子可以有效的提高抗風(fēng)沙樹種和蔬菜的土壤含水率，為發(fā)展荒漠區(qū)的新型林業(yè)和農(nóng)業(yè)提供新技術(shù)新思路。

2.2 在不同的土壤類型上各種抗風(fēng)沙樹種利用水盒子時的成活率

從圖3a中可以明顯看出不同抗風(fēng)沙樹種利用水盒子在退耕地成活率的變化情況。不同的抗風(fēng)沙樹種利用水盒子其成活率比對照明顯提高，榆樹的成活率比對照高出70%，沙拐棗成活率提高了50%，而沙棘和沙地云杉提高了將近60%，沙棗提高了20%，毛條和檉柳成活率成活率提高了10%～20%，蒙古扁桃、胡楊和花棒利用水盒子和對照全部死亡，這個跟栽種的苗木季節(jié)有關(guān)，但是總體來說利用水盒子會明顯提高荒漠區(qū)抗風(fēng)沙樹種的成活率，有效解決在荒漠區(qū)困難立地條件下的造林問題。

不同抗風(fēng)沙樹種利用水盒子在丘間地的成活率的情況如圖3b，沙拐棗、霸王成活率提高了60%，毛條提高了25%，檉柳也提高了10%。在引種圃不同的抗風(fēng)沙樹種和蔬菜利用水盒子其成活率比對照也明顯提高圖3c，蔬菜都提高了40%～60%，抗風(fēng)沙樹種檉柳提高了40%，胡楊的利用水盒子和對比都成活率都是零，這可能是栽種的苗木等會客觀因素的原因，綜上所述，利用水盒子可以明顯提高荒漠區(qū)抗風(fēng)沙樹種和蔬菜種植的成活率，對在荒漠區(qū)實現(xiàn)更有效的造林和發(fā)展農(nóng)業(yè)具有一定的意義。

圖3 退耕地、丘間地和引種苗圃上不同植物利用水盒子時抗風(fēng)沙樹種的成活率

3 結(jié) 論

(1) 11種抗風(fēng)沙樹種在退耕地的土壤含水率的高低順序為：沙拐棗>花棒>毛條>檉柳>沙地云杉>樟子松>胡楊>蒙古扁桃>沙棘>榆樹>沙棗。

(2) 在退耕地、丘間地、引種圃3種典型的土壤類型中，利用水盒子的各種抗風(fēng)沙樹種和蔬菜的土壤含水率明顯高于普通栽培的，所以利用水盒子可以有效的提高抗風(fēng)沙樹種和蔬菜對水資源的利用，在荒漠條件下除了可以節(jié)水造林，還可以利用水盒子種蔬菜，為發(fā)展荒漠區(qū)的農(nóng)業(yè)提供新技術(shù)、新思路。

(3) 在民勤荒漠區(qū)3種典型土壤類型中，利用水盒子抗風(fēng)沙樹種和蔬菜的成活率提高了40%～70%，由此可見在荒漠區(qū)困難立地條件下利用水盒子可以有效提高抗風(fēng)沙樹種和蔬菜的成活率，為實現(xiàn)大規(guī)模造林和新型農(nóng)業(yè)的推廣提供一定的參考數(shù)據(jù)。

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Application of Groasis Water-saving Afforestation Technology of Holland in Minqin Desert Area

ZHANG Zhiping1， LIU Shizeng1, MAN Duoqing1， YAN Zizhu1， LIU Kailin1， TANG Weidong2

(1.DesertControlResearchInstituteinGansuProvince,Lanzhou,Gansu730070,China;2.ChineseAcademyofForesty,MinqinDesertControlComplexExperimentalStation,Minqin,Gansu733000,China)

[Objective] To study the application of Groasis(water-box) technique of Holland in the afforestation in Minqin desert area, we aimed to provide reference data for larger scale water-saving afforestation in desert areas. [Methods] By choosing 11 afforestation tree species, fields tests were conducted in returning land, inter dunes and introduction garden in Minqin desert area. The survival rate, soil moisture of these tree species were measured as well. [Results] The results showed that: (1) Soil moisture content of 11 afforestation tree species in abandoned farmland wasCalligonummongolicum>Hedysarumscoparium>Caraganakorshinskii>Tamarixchinensis>Piceamongolica>Pinussylvestris>Populuseuphratica>Amygdalusmongolica>Hippophaerhamnoides>Ulmuspumila>Elaeagnusangustifolia. (2) Within all 3 soil types, the moisture content in the sand resist trees cultivated by water-box was 2 to 5 times higher than that in the normal cultivation. (3) The survival rate in all sand resist trees cultivated by water-box was improved by 25% to 70%, compared with the normal cultivation. [Conclusion] The water-box can effectively improve the water use efficiency for the sand resist tree species.

water-box; soil moisture content; survival rate; varieties of trees that resist sand; Minqin desert area

2014-06-12

2014-06-24

國家林業(yè)局948項目“荷蘭Groasis保水節(jié)水造林技術(shù)引進(jìn)”(2013-4-67)

張芝萍(1984—),女(漢族),甘肅省天水市人,碩士,研究方向為水土保持與荒漠化防治研究。 E-mail:yuyuyu01@126.com。

B

1000-288X(2015)05-0180-03

S727.23