鄢 鵬，李國雷，冉紅達，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.中國林業(yè)科學(xué)研究院 荒漠化研究所，北京100091）

北京市長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重緊缺的形勢，水資源緊缺的現(xiàn)狀仍是制約北京地區(qū)經(jīng)濟、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種對于緩解北京地區(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)過研究表明，彰武松在正常年份的連年高生長量與樟子松之比為121%，而在干旱年份該比值可達140%左右。在鹽堿脅迫下，彰武松苗木的受害級別較小，根系忍耐指數(shù)較大，葉片的過氧化氫酶（CAT）活性顯著提高，丙二醛（MDA）含量沒有顯著提高，葉綠素（Chl）含量降幅較小，一定程度上說明彰武松的耐鹽堿性要高于樟子松［4］。而且生產(chǎn)實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，主要是通過特定菌株在土壤中大量繁殖、活動來增強植物礦物營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用或抑制致病菌的生長繁育［6］。因為其作用只是促進了植物對土壤中養(yǎng)分的有效利用，不能等同于土壤外來養(yǎng)分（如施肥），因此有學(xué)者并不認同微生物肥料這個定義［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，實現(xiàn)了同一宿主體與不同菌侵染的結(jié)合，達到了集化肥、有機肥和微生物肥料的優(yōu)點一體的效果，不僅能刺激和調(diào)節(jié)苗木生長，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)合型的植物生長促進劑，能夠誘導(dǎo)不定根或不定芽的形成，調(diào)節(jié)植物代謝強度，促進植物生長發(fā)育，增強植物抗性，從而達到提高造林成活率和生長量的目的［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，其中ABT 1-3 號僅用于林業(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，無需低溫貯藏，是繼ABT 1-5號之后新研發(fā)的更高效的綠色植物生長促進劑，它包括ABT 6-10號［11-12］。由于彰武松發(fā)現(xiàn)及引種歷史較短，針對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。本研究是在北京市密云區(qū)進行不同蘸根處理方式下的彰武松人工造林試驗，對其成活率、生長指標及造林成本等進行研究，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)史長峪村長峪溝（42°20′N，117°00′E），地處燕山山脈與華北平原過渡地段，地勢東西兩側(cè)高，自北向南傾斜，屬于半濕潤半干旱大陸性季風氣候，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨，年平均氣溫10.8℃，無霜期170～180 d，年日照總時數(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。全年風向以東北風為主，平均風速2.3 m／s。立地條件為向陽坡臺地，土壤質(zhì)地多為輕壤，且有相當面積的卵石體夾雜其中，土壤肥沃度普遍偏低，平均有機質(zhì)含量為10.28 g／kg。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

試驗所用5 a生彰武松苗木來自遼寧省章古臺鎮(zhèn)固沙造林研究所良種基地，栽植前測定和挑選高度在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、生長健壯且無病蟲害。試驗所使用的ABT-3號生根粉和奧貝美林牌復(fù)合微生物菌劑均由北京林學(xué)會提供。

2.2 試驗設(shè)計

試驗采用完全隨機區(qū)組設(shè)計，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，然后加適量細土攪拌均勻，處理時間均相同，對照組（CK）用清水處理相同時間。根據(jù)樣地大小設(shè)置2個區(qū)組，每個處理設(shè)置1個小區(qū)，每個小區(qū)面積為7.5 m×8 m，每個小區(qū)栽植30株，株行距為1.5 m×2.0 m，四周設(shè)置2行

保護帶，8個小區(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)方法進行造林，造林后常規(guī)養(yǎng)護及撫育管理。生長季末進行造林成活率等指標的調(diào)查及測定，測定完成后進行破壞取樣，裝好并標記后帶回實驗室分析。

2.3 測定指標與方法

主要調(diào)查及分析指標有：造林成活率、苗高、地徑、年生長量、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，其中造林成活率進行全面調(diào)查，其他指標均在小區(qū)內(nèi)隨機抽取10株進行取樣調(diào)查。用鋼卷尺和游標卡尺測定單株幼苗的苗高、地徑、年生長量。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)（萬深檢測科技有限公司，杭州）分析針葉厚度、表面積指標；葉綠素測定采用常規(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際費用明細，轉(zhuǎn)換為單位面積造林所需的土地租賃費、整地費、苗木費、人工費和材料費等全部費用，其中苗木費用包含運輸費、假植費等投入，人工費包含林地清理、除草澆灌等投入，材料費包含試劑費、輔助器材費等投入，最后計算各項支出總和即為造林成本［14］。

2.4 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel 2010 進行數(shù)據(jù)前期統(tǒng)計整理，使用SPSS 25.0 軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析（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 蘸根處理對彰武松造林成活率的影響

通過比較不同處理對彰武松造林成活率變化（見圖1）可知，處理后的造林成活率與對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92.67%，高于對照組17.80%，與T1處理之間無顯著性差異（p＞0.05），但與T3處理之間存在顯著性差異（p＜0.05），而T1與T3處理之間無顯著性差異（p＞0.05）。

圖1 蘸根處理對彰武松造林成活率的影響

3.2 蘸根處理對彰武松生長量的影響

通過比較不同處理對彰武松生長量差異（見圖2）可知，各處理后的苗高、地徑、年均生長量與對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135.78 cm，高 于 對 照 組9.35%，與T2處理無顯著性差異（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2.53 cm，高于對照組23.40%，與T1處理無顯著性差異（p＞0.05），但與T3處理存在顯著性差異，而T1和T3處理之間無顯著性差異（p＞0.05）；在年均生長量方面（圖2c），T1處理最大，達29.91 cm，高于對照組45.15%，與T2處理無顯著性差異（p＞0.05），而T2與T3處理之間存在顯著性差異（p＜0.05）。

3.3 蘸根處理對彰武松生物量的影響

通過比較不同處理對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63.58 g，高于對照組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24.62 g，高于對照組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86.64 g，高于對照組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 蘸根處理對彰武松生長量的影響

圖3 蘸根處理對彰武松生物量的影響

3.4 蘸根處理對彰武松葉片性狀的影響

通過比較不同處理對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0.74 mm，高于對照組4.82%，與T2處理無顯著性差異（p＜0.05），但與T3處理之間存在顯著性差異（p＜0.05），而T2和T3處理之間無顯著性差異（p＞0.05）；在針葉面積方面（圖4b），T1處理最大，達1.30 cm2，高于對照組9.40%，與T2和T3處理均存在顯著性差異（p＜0.05），但T2和T3處理之間無顯著性差異（p＞0.05）。而各處理之間的針葉含水率（圖4c）均無顯著性差異（p＞0.05）。

葉綠素是植物進行光合作用的重要場所，其含量的大小在一定程度上反應(yīng)了彰武松生長的快慢。從圖4d可知，彰武松葉綠素含量在T1處理下最大，達1.19 mg／g，高于對照組23.21%，與其他處理均存在顯著性差異（p＜0.05），而T2與T3處理之間無顯著性差異（p＞0.05），但與對照組之間存在顯著性差異（p＜0.05），而T3和對照組之間無顯著性差異（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栽植苗木達到100%成活率（假設(shè)補栽一次后全部成活）的造林成本為例（見表1）。從表1可知，由于對照組的造林成活率最低，故后期補植過程中的苗木費和人工費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。而在材料費方面，對照組僅用了清水處理，由于這部分水費支出較少以至于可以忽略不計，故對照組的材料費用可以視為無任何支出，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)中華人民共和國國家標準GB／T15776-2016［15］中造林評價指標規(guī)定，在營造純林小班時，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）以上才算達到合格標準。而本研究中處理組的造林成活率均在85%以上，均達到了造林的合格標準，因此可認為本試驗中的處理措施均可用于造林實踐中。而在彰武松造林實踐過程中，如果僅以較高的造林成活率為目標，那么理論上選擇單施ABT-3號生根粉效果最好。但根據(jù)造林成活之后的苗木生長表現(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)計學(xué)意義，也為實踐生產(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、降解有機污染物及重金屬污染等優(yōu)點，尤其是在當下這種生態(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］。王國明等［22］研究了不同微生物菌劑及用量對普陀樟和紅楠苗木的生長、生物量及養(yǎng)分狀況的試驗，表明不同微生物菌劑對普陀樟的高、莖、生物量無顯著差異，卻對紅楠有顯著增長，對兩種植株的養(yǎng)分積累有顯著提升作用。結(jié)合本試驗地塊的土壤條件來看，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表現(xiàn)優(yōu)于ABT 號生根粉的重要原因。

在林業(yè)生產(chǎn)中，常用一定濃度的酒精來配制ABT-3號生根粉溶液，雖然稀釋后配制的ABT-3號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影響微生物菌劑活性，或者是否會影響ABT-3號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)合菌系的生長繁殖過程變得十分復(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，有待今后進一步研究。

而在造林成本方面，選用ABT-3 生根粉處理時造林成本能夠達到最低支出，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、年生長量、針葉性狀等）并沒有單施復(fù)合微生物菌劑效果出眾，因此，選用何種處理進行造林時既要考慮到造林地所屬情況，也要考慮地方政府補貼力度等方面，最大程度地發(fā)揮彰武松的生態(tài)及經(jīng)濟效益。

4.2 結(jié)論

在北京地區(qū)的彰武松蘸根造林試驗中，單施ABT-3號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號生根粉、1∶1混施處理及對照組，造林成本僅次于ABT-3號生根粉?；旌咸幚淼母鳒y定指標均低于單施處理，但高于對照處理。綜合分析可知，在北京地區(qū)進行彰武松造林實踐生產(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，而且還可以促進苗木生長發(fā)育、加快成林步伐、提高林分品質(zhì)，最終達到改善首都區(qū)域環(huán)境的目標。