王貴榮,高利芳
(1.府谷縣林業(yè)工作站,陜西 榆林 719100;2.府谷縣森林和草原火災(zāi)防治中心,陜西 榆林 719100)
樟子松是我國東北的地理變種植物,其前身是歐洲赤松。我國干旱荒漠區(qū)是重點的荒漠化防治區(qū)域,也是我國沙漠面積最大的區(qū)域。由于沙漠化危害比較嚴(yán)重,該區(qū)域內(nèi)的氣候干旱,風(fēng)沙較多,降水量少,導(dǎo)致該區(qū)域最終形成了沙漠、綠洲、農(nóng)田以及戈壁相互交錯的整體分布格局。區(qū)域內(nèi)部存在的綠洲無水不農(nóng)、無林不農(nóng),因此綠洲以及邊緣區(qū)域的農(nóng)田防護林和防風(fēng)固沙林是保障綠洲區(qū)域內(nèi)從事工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ),也是建設(shè)該地區(qū)生態(tài)的保障。樟子松具有耐寒、耐旱、抗鹽堿以及耐貧瘠的優(yōu)點,且具有生長快、樹質(zhì)好以及樹形美、抗風(fēng)沙等特征,因此在建造防護林過程中具有較好的應(yīng)用前景。種植過程中樟子松需要的占地面積較小且具有廣闊的生態(tài)適應(yīng)性,使其在干旱地區(qū)得到廣泛種植。我國三北地區(qū)已經(jīng)廣泛栽培了樟子松,主要用于綠化及防護等工程。目前樟子松在我國新疆、甘肅、陜西以及遼寧等地廣泛引進栽種,成為了三北地區(qū)建設(shè)防護林的優(yōu)質(zhì)樹種以及干旱沙漠地區(qū)的重要城市綠化樹種[1]。
樟子松種子育苗技術(shù)是目前解決干旱沙漠區(qū)樟子松苗木本地化以及大規(guī)模生產(chǎn)的重要途徑,也是唯一途徑。該技術(shù)可以進一步實現(xiàn)樟子松在干旱荒漠區(qū)域建設(shè)防護林的更新改造,改善周邊的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng),實現(xiàn)樟子松苗木本地播種且批量生產(chǎn),可以極大程度縮短苗木的運輸距離,從而降低苗木前期成本,提高苗木成活率,對推動干旱地區(qū)大面積栽種樟子松和擴大森林資源儲備具有十分重要的現(xiàn)實意義[2]。
本研究主要在武威及張掖開展,通過推廣輻射范圍的方式涉及整個河西走廊地區(qū)。張掖、武威作為絲綢之路上的重鎮(zhèn),位于河西走廊的中部地區(qū),是我國經(jīng)濟與文化發(fā)展較早的地區(qū),兩個地區(qū)的灌溉農(nóng)業(yè)已經(jīng)有2 000 多年歷史。河西走廊根據(jù)行政區(qū)劃包括嘉峪關(guān)、張掖、酒泉、金昌以及武威5 個市,總面積達27.6 萬km2,占甘肅總面積的1/2 以上,其中耕地面積占全省耕地面積的18%,灌溉耕地面積占全省總灌溉耕地面積的85%,草場面積占全省草場總面積的1/2,另外還有大量的可墾荒地,可開發(fā)利用的荒地有1/2。河西走廊共有450 萬人,其中農(nóng)業(yè)人口有350 萬人,有40%左右的農(nóng)業(yè)勞動力長期在該地區(qū)從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動。河西地區(qū)是我國重要的商品糧基地,更是甘肅省重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地,每年生產(chǎn)的糧食占全省的35%,生產(chǎn)的油料占全省的40%[3]。
河西走廊的地勢呈現(xiàn)南北高、中間低的特點。河南走廊東西是狹長的走廊,主要由三大部分組成。南部是高峻的祁連山,海拔在4 km 左右,是河西走廊重要的水源地;北部是長期受到剝蝕的殘丘;中部是走廊內(nèi)的平原地區(qū),也是我國西北綠洲灌區(qū)的豐饒地區(qū)。河西走廊內(nèi)部具有石羊河、疏勒河以及黑河三大內(nèi)陸河水系,可以說是相對比較獨立且具有多種生態(tài)生產(chǎn)類型的內(nèi)陸封閉型綠洲灌區(qū)。該地區(qū)具有特殊的地理位置、水源條件、氣候以及土壤等,可以作為良田,若無水則只能成為荒漠。該地區(qū)長期以來干旱少雨,水資源比較短缺,嚴(yán)重制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及生態(tài)環(huán)境建設(shè),也進一步制約了該地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展。河西走廊從東至西的年降水量在180~380 mm,年蒸發(fā)量高達2 500 mm,因此農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常年需要依賴于灌溉[4]。該地區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉水源主要來自東部的祁連山區(qū)融雪以及山區(qū)內(nèi)部的降水補給,可利用的水資源僅有74 億m3,這些水資源作為內(nèi)陸河流和地下水在綠洲中不斷轉(zhuǎn)換,上游灌溉回歸水在下游可以轉(zhuǎn)化成地面水溢出,然后通過引用再次進行轉(zhuǎn)化,可以轉(zhuǎn)化3~4 次[5]。該地區(qū)的地下水利用量為30 億m3,但是可以重復(fù)利用的僅占23 億m3。此外,該地區(qū)的光照比較充足,全年日照時數(shù)達到3 300 h,年均氣溫為7 ℃左右,無霜期為150~180 d,晝夜溫差在15 ℃左右,有利于農(nóng)作物及各種植物的生長發(fā)育,也有利于積累干物質(zhì)[6]。
2.1.1 研究材料本試驗選擇內(nèi)蒙古林科院購買的樟子松種子,千粒重達6.5 g,純凈度為95%,發(fā)芽率為80%。
2.1.2 研究方法
試驗地區(qū)使用寬1 m、長5~10 m 的苗床。苗床分為平床與半高床兩種類型,做床過程中選擇肥力較高的沙壤土,地勢整體平坦,背風(fēng)向陽,具有充足的光照,且具有較好的灌溉條件,同時在整理過程中要施入腐熟的羊板糞,深翻整平,然后在上面覆蓋沙土。床與床之間設(shè)置寬為50 cm 的小細(xì)埂。播種前4 d 左右要對床面進行消毒,一般使用硫酸亞鐵晶體均勻播撒的方式并充分灌足水資源,也可以通過將硫酸亞鐵溶于水配制成濃度為0.5%的溶液對苗床進行噴灑。
播種過程中先用鋤頭開深為1 cm、寬為10 cm 的溝,溝間距為25 cm,均勻撒入種子后,覆蓋上沙土,然后整平。播種前4 d 左右,要先對種子進行除沙和冷凍處理,可采用0.5%高錳酸鉀溶液進行消毒,消毒時間為15 min,然后將種子清洗干凈,并在冷水或50~60 ℃的熱水中浸泡8~12 h。將種子放置在光照充足的平地上,均勻攤開,厚度保持在3 cm 左右,在上面采用濕草簾或濕麻袋片覆蓋進行催芽,待種子的漏白率達到60%以上之后就可以進行播種。覆蓋種子的草或麻袋片一定要保持適當(dāng)?shù)臏囟扰c濕度。此過程中要勤翻種子,每隔3 h 左右翻動一次,防止種子出現(xiàn)發(fā)熱、發(fā)霉?fàn)€芽的情況。本研究主要采用了以下方案。
種子的試驗設(shè)計處理方法為沙藏冷凍、冷水浸種、冷凍處理和50~60 ℃的熱水浸種處理4 種。播量試驗設(shè)計則為11.5 g/m2、15 g/m2以及18.5 g/m2。播種深度設(shè)計了3 個范圍,分別為<0.75 cm、>1.25 cm 以及0.75~1.25 cm。季節(jié)育苗設(shè)計在5 月中旬、7 月中旬、9月中旬以及11 月中旬(溫室育苗)進行。
不同含鹽量土壤育苗設(shè)計的試驗表現(xiàn)為試驗區(qū)內(nèi)采集鹽結(jié)皮,通過浸提蒸發(fā)進一步得到鹽結(jié)晶,然后配制成濃度為0.2%~1.2%的6 種不同的鹽溶液。測定土壤中的鹽分使用碳酸根離子和碳酸氫根離子雙指示劑滴定法,測定鈣離子、鎂離子和硫酸根離子則使用莫爾法,測定鉀離子和鈉離子的檢驗使用差減法,測定pH 值使用酸度計測量。病蟲害防治采用化學(xué)防治方法。
上述6 種試驗方案使用隨機區(qū)組設(shè)計的方式,3次重復(fù),且小區(qū)面積設(shè)置為10 m2。采用觀測法5 點取樣的方式,在種子全苗時期取樣統(tǒng)計成苗率。在埋土越冬之前進行調(diào)查統(tǒng)計,每個樣方內(nèi)通過隨機采取20個比較具有代表性的樣株進行全程觀測。
2.2.1 研究材料
試驗區(qū)的樟子松使用1~3 年的播種苗及4~6 年的移植換床苗,苗木來源于遼寧章古臺地區(qū)人工苗圃。
2.2.2 研究方法
苗圃中使用3 種土壤條件進行大田移植,換床苗要隨機取樣,通過觀測每個月的生長期,根據(jù)樟子松幼苗的地徑以及苗高等特點觀測在干旱氣候環(huán)境下幼苗的適應(yīng)性情況。
采用半高床的試驗地,保證在床間距為50 cm 左右,每床需要設(shè)置25 cm 的播種間距。主要觀測在干旱氣候環(huán)境以及不同濃度鹽溶液土壤中的生長狀況,并記錄存活率與移植換成苗的實際生長狀況。襯膜材料使用0.05 mm 厚的農(nóng)用塑料薄膜,苗木生長量采用米尺以及游標(biāo)卡尺測量。種植春小麥與向日葵,兩年之后在土壤中滲入養(yǎng)分,灌足冬水之后,第二年的4 月中旬將通過長途調(diào)運過來的樟子松苗木進行移植露地越冬。對照組設(shè)置為不襯膜,土壤的類型和栽植方式與試驗組相同,但采用埋土越冬的方法。根據(jù)苗木的實際培養(yǎng)情況進行田間管理,將沙地襯膜的樟子松苗圃作為主要的研究對象,對2019 年、2020 年栽植的3 年生樟子松實生苗采取隨機抽樣調(diào)查的方法,使用米尺與游標(biāo)卡尺測量苗木的生長量。
樟子松育苗技術(shù)的首要環(huán)節(jié)是處理種子。種子處理方法的合理性,會直接影響后期出苗率以及病蟲害的發(fā)生率。對本試驗4 種處理方式進行檢測后發(fā)現(xiàn),出苗速度最快的是沙藏法和熱水浸種處理法,冷水浸種處理方式的出苗率次之,冷凍種子出苗速度最慢。4 種處理出苗率差異不明顯,沙藏和熱水浸種處理法為13 d,冷水為15 d,冷凍種子法為17 d,說明4 種處理方式對苗木的出苗率影響不大。從發(fā)病率情況來看,使用冷水浸種以及沙藏的方式發(fā)病率較低,分別為6.5%和12.5%,而采用冷凍處理以及熱水浸種處理的種子發(fā)病率較高,分別為18.5%和23%,說明采用不同的種子處理方法會使幼苗發(fā)病率產(chǎn)生較大差異。
綜上所述,采用冷水浸種處理方式最佳,不僅使用方便且具有較強的操作性,而且通過該方法處理的種子出苗以后的各項指標(biāo)比較理想;沙藏法也是一種良好的方式,在實際播種過程中符合各項指標(biāo);其余兩種方式發(fā)病率較高和成苗率較低,實用性較差,不建議使用或考慮改進之后再用。
合理的播種密度可以促進苗木生長發(fā)育,保證苗木生長的產(chǎn)量與質(zhì)量,同時能有效控制苗木病蟲害的發(fā)生和蔓延,進一步提高苗木種植區(qū)域的空間利用率,使有限的空間發(fā)揮出最大的效益。通過試驗發(fā)現(xiàn)3 種不同播種量的出苗差異較小,表明播種量的大小對樟子松種子出苗率影響較小,但是播種量對成苗數(shù)量以及發(fā)病率的差異比較明顯。播種量為18.5 g/m2的發(fā)病率高達23%,成苗率只有47%。另外兩種播種量的發(fā)病率分別為5.3%和6.5%,成苗率為71%和68%。11.5 g/m2和15 g/m2的播種量發(fā)病率較小,成苗率較高,且15 g/m2的成苗數(shù)較大,因此最佳的播種量是15 g/m2,該播種量比較適宜樟子松種苗數(shù)量的形成。
播種深度是影響樟子松出苗的關(guān)鍵因素,樟子松種子頂土能力較弱,野生種子發(fā)芽在質(zhì)地疏松的針葉層腐殖質(zhì)內(nèi)進行,但是在苗床上播種,播種深度要合理。如果播種過深,將會導(dǎo)致種子形成爛芽,而播種深度過淺,苗床表面的水分容易出現(xiàn)增發(fā)的情況,導(dǎo)致種子無法吸脹而影響出苗率。
根據(jù)3 種種植深度的對比發(fā)現(xiàn),播種深度小于0.75 cm 的出苗率達到81%、苗高3 cm,但是地徑較小且根較短,針葉樹為40 個/株,說明植株較小。由此可見,播種較淺的幼苗,生長情況并不理想。播種深度為0.75~1.5 cm 的出苗速度稍慢,但是出苗率達到84%、苗高2.5 cm,該方法種植的幼苗地徑最大,植株針葉數(shù)最多,且根最長。當(dāng)播種深度大于1.5 cm 時,出苗速度最慢,且出苗率只有75%。綜上可知,播種深度為0.75~1.5 cm 的播種深度最佳。
不同植物的種子萌發(fā)條件和生存環(huán)境不同,目前對樟子松進行育苗的最佳季節(jié)沒有相關(guān)研究。研究3 年樟子松季節(jié)育苗發(fā)現(xiàn),春季與夏季的育苗指標(biāo)沒有明顯差異,但是春季的出苗速度略低于夏季,其余的出苗標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)于夏季,因此春夏兩季是播種樟子松育苗的黃金季節(jié)。秋季出苗率較低,發(fā)病率較高,因此成苗率最低,主要因為河西地區(qū)降水量較大、氣溫高、濕度大,氣溫變化反復(fù)無常將會影響幼苗的出苗率。冬季不適合進行樟子松種子的育苗工作,采用溫室育苗的方式可以更好地應(yīng)對樟子松幼苗越冬難的問題。
通過3 年的研究發(fā)現(xiàn),在干旱荒漠區(qū)域進行樟子松種子繁育時,可以選用冷水浸種或沙藏的種子處理方法;播種量為15 g/m2,播種深度為0.75~1.5 cm,選擇冬季溫室育苗,可降低樟子松種子的發(fā)病率,提高出苗速度、出苗率和成苗率,改善防護林的結(jié)構(gòu),進一步優(yōu)化干旱沙漠地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。