烏蘭布和沙漠東北部覆膜對(duì)楊樹(shù)苗期土壤水熱變化及成活率的影響

黃雅茹 趙英銘 馬迎賓

（1.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院沙漠林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心，內(nèi)蒙古磴口 015200；2.國(guó)家林業(yè)局內(nèi)蒙古磴口荒漠生態(tài)系統(tǒng)定位研究站，內(nèi)蒙古磴口 015200；3.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院荒漠化研究所，北京 100091；4.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所，北京 100091）

摘要[目的]研究烏蘭布和沙漠東北部防護(hù)林樹(shù)種成活率的影響因素。[方法]在烏蘭布和沙漠東北部采用覆膜造林措施，研究單側(cè)覆膜、兩側(cè)覆膜和不覆膜（CK）對(duì)楊樹(shù)苗期土壤含水率、土壤溫度、成活率、保存率、生長(zhǎng)指標(biāo)的影響。[結(jié)果]不同覆膜方式土壤含水率均隨著土層深度的增加呈上升趨勢(shì)，土壤含水率從大到小依次為兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK，澆水后15 d，在0～10、10～20、20～30、30～40、40～50、50～60 cm層兩側(cè)覆膜土壤含水率分別比CK提高43.6%、34.6%、32.9%、25.8%、18.0%、7.1%。土壤溫度從大到小依次為兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK，兩側(cè)覆膜在5、10、15、20 cm層分別比CK提高0.9、0.8、1.1、0.8 ℃。楊樹(shù)成活率與保存率從大到小依次為兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK，楊樹(shù)胸徑生長(zhǎng)量從大到小依次為兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK；新稍生長(zhǎng)量從大到小依次為兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK。[結(jié)論]在烏蘭布和沙漠東北部地區(qū)，建議造林采用覆膜的措施。

關(guān)鍵詞楊樹(shù)；土壤含水率；成活率；烏蘭布和沙漠

中圖分類號(hào)S792.11；S152.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）23-0140-04

Effects of Plastic Film Mulching on Soil Water and Heat Changes and Survival Rate of Poplar Seedlings in Northeast of Ulan Buh Desert

HUANG Yaru1，2， ZHAO Yingming1，2，3*， MA Yingbin1，2，4 et al

（1.Experimental Center of Desert Forestry， CAF， Dengkou， Inner Mongolia 015200；2.Inner Mongolia Dengkou Desert Ecosystem Research Station， State Forestry Administration， Dengkou， Inner Mongolia 015200；3.Institute of Desertification Studies， CAF， Beijing 100091；4. Institute of Forest Ecology， Environment and Protection， CAF， Beijing 100091）

Abstract[Objective]To study the influence factors of survival rate of protection forest tree species in the northeast of Ulan Buh Desert. [Method]Afforestation with plastic mulching in northeastern Ulan Buh Desert，the effect of single film covered，two sides covered with film，uncovered on the soil moisture content， soil temperature， survival rate， preserving rate， growth index. [Result]The results showed that the soil moisture content of different mulching methods showed an upward trend with the increase of soil depth， soil water content from large to small followed by two sides covered with film， single film covered， CK. After watering for 15 days， in the 0-10， 10-20， 20-30， 30-40， 40-50 and 50-60 cm soil layers， the soil moisture content of film mulching increased by 43.6%， 34.6%， 32.9%， 25.8%， 18.0% and 71%， respectively. Soil temperature from large to small followed by two sides covered with film， single film covered， CK. 5， 10， 15 and 20 cm soil layers on two sides covered with film were increased by 0.9， 0.8， 1.1 and 0.8 ℃， respectively. Survival rate and preserving rate from large to small followed by two sides covered with film， single film covered， CK. New shoot increment from large to small followed by two sides covered with film， single film covered， CK. [Conclusion]It was suggested that afforestation with plastic mulching can be considered to use in northeastern Ulan Buh Desert.

Key wordsPoplar；Soil moisture content；Survival rate；Ulan Buh Desert

基金項(xiàng)目中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（CAFYBB2017MB002）。

作者簡(jiǎn)介黃雅茹（1987—），女，內(nèi)蒙古呼和浩特人，工程師，碩士，從事荒漠化防治研究。

*通訊作者，高級(jí)工程師，博士，從事水土保持與荒漠化防治研究。

收稿日期2017-05-19

荒漠化是當(dāng)今世界公認(rèn)的環(huán)境問(wèn)題，嚴(yán)重威脅到人類的生存和發(fā)展。綠洲作為干旱區(qū)最重要的生態(tài)系統(tǒng)，由于其分布的區(qū)域氣候干旱、風(fēng)沙活動(dòng)頻繁，極易受到荒漠化的危害，危及綠洲的生態(tài)安全和人類社會(huì)的發(fā)展[1-2]。防護(hù)林作為一種能夠有效防止風(fēng)沙危害和荒漠化危害的防護(hù)措施，對(duì)于改善綠洲生產(chǎn)生活環(huán)境及農(nóng)田小氣候、防止土壤風(fēng)蝕有著重要作用[3]。土壤水分是氣候、植被、地形及土壤因素等自然條件的綜合反映，特別是在干旱、半干旱地區(qū)尤為重要[4]。因此，開(kāi)展節(jié)水抗旱苗木培育技術(shù)研究，既節(jié)約水資源，又可降低育苗成本。地膜覆蓋栽培技術(shù)是目前廣泛推廣的栽培方式，其主要作用在于改善植物生長(zhǎng)的環(huán)境條件，尤其是土壤溫度等小氣候條件[5]，從而提高作物產(chǎn)量[6]。楊樹(shù)覆膜扦插育苗是利用農(nóng)用地膜增加地溫，保持土壤水分，增加植物光合作用，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，延長(zhǎng)植物生長(zhǎng)期等，從而達(dá)到提高楊樹(shù)苗木質(zhì)量的目的。李軍等[7]研究表明，楊樹(shù)覆膜扦插育苗技術(shù)可使楊樹(shù)成活率提高12.2%，1年生扦插苗的地徑生長(zhǎng)量和高生長(zhǎng)量分別比CK提高12.9%和15.5%。李曉黎[8]研究表明，覆膜不僅具有增溫、保墑的作用，同時(shí)可提高苗木生長(zhǎng)量，對(duì)雜草的生長(zhǎng)也有明顯的抑制作用。劉桂英[9]采用地膜覆蓋對(duì)楊樹(shù)進(jìn)行了扦插試驗(yàn)，結(jié)果表明，地膜覆蓋能保持土壤濕度，抑制雜草，相對(duì)降低育苗成本，并能提高苗木產(chǎn)量和質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。胡元森等[10]研究表明，透明膜和黑色膜覆蓋培育楊樹(shù)苗木，可提高苗木生長(zhǎng)量，覆透明膜與黑色膜相比，樹(shù)高生長(zhǎng)量分別提高66%和46%。

總體來(lái)說(shuō)，覆膜能夠提高土壤含水量，增加土壤溫度，提高苗木成活率，促進(jìn)苗木生長(zhǎng)。因此，筆者在烏蘭布和沙漠東北部農(nóng)田防護(hù)林區(qū)進(jìn)行覆膜造林試驗(yàn)，以期提高烏蘭布和沙漠東北部防護(hù)林樹(shù)種成活率，促進(jìn)造林樹(shù)種的生長(zhǎng)發(fā)育，以期為今后烏蘭布和沙漠東北部防護(hù)林造林技術(shù)提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況

烏蘭布和沙漠地處我國(guó)西部荒漠地帶東緣，試驗(yàn)區(qū)位于中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院沙漠林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心第一實(shí)驗(yàn)場(chǎng)（地理坐標(biāo)為106°46′ E，40°28′ N），行政區(qū)劃隸屬于內(nèi)蒙古磴口縣。年降水量?jī)H為138.8 mm，而蒸發(fā)量高達(dá)2 258.8 mm，年平均氣溫6.8 ℃，晝夜溫差大，年日照時(shí)數(shù)3 229.9 h。風(fēng)沙季節(jié)在11月至翌年5月，主風(fēng)為西風(fēng)和西北風(fēng)，起沙風(fēng)次數(shù)每年200～250次以上[11-12]。地帶性土壤為灰漠土，主要土壤為風(fēng)沙土；試驗(yàn)區(qū)以引黃灌溉為主，且地下水資源豐富，地下水礦化度1～2 g/L，pH 8.4～8.7。天然植被以旱生、超旱生類型的荒漠植被為主，如白刺（Nitraria tangutorum Bobr.）、油蒿（Artemisia ordosica Krasch.）等，防護(hù)林主要以楊樹(shù)為主。

1.2試驗(yàn)材料

2014年4月中旬，按照株行距2 m×2 m的規(guī)格栽植供試楊樹(shù)，品種為北抗16-8，是中國(guó)林科院林業(yè)研究所選育的具有抗蟲(chóng)基因的雜交無(wú)性系速生楊新品種，具有一定的耐寒、耐鹽堿、抗蟲(chóng)的特性，母本都是南抗1號(hào)（P.del.cl.Nankang 1），父本為D175楊（P.del.cl.175），16為雜交組合代號(hào)，該試驗(yàn)均選取3年生苗木進(jìn)行栽種，平均胸徑3.4 cm。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

造林地立地條件相同，表1是樣地機(jī)械組成百分比，樣地細(xì)砂與極細(xì)砂所占百分比最大。造林時(shí)整地方式一致，采用常規(guī)方法栽植。造林后進(jìn)行鋪膜，試驗(yàn)用地膜為農(nóng)用地膜，分別單側(cè)鋪膜、兩側(cè)鋪膜、不覆膜（CK）。地膜寬度50 cm，設(shè)置3組重復(fù)試驗(yàn)，造林時(shí)在地膜中間剪出10 cm縫隙，植苗時(shí)使苗木從縫隙間植入挖好的穴中。

1.4測(cè)定項(xiàng)目與方法

為了摸清土壤溫濕度變化，試驗(yàn)區(qū)與CK分別設(shè)置地溫計(jì)，深度分別為5、10、15、20 cm，溫度每隔5 d測(cè)定1次，測(cè)定時(shí)間為8∶00、14∶00，溫度計(jì)設(shè)置4個(gè)重復(fù)。澆水后隔一定天數(shù)分別對(duì)各處理采集土樣，采樣方法采用環(huán)刀法，取土深度為60 cm，每隔10 cm取1層，設(shè)置4次重復(fù)，土壤水分測(cè)定用烘干法。造林后對(duì)各楊樹(shù)品種進(jìn)行每木調(diào)查，調(diào)查指標(biāo)包括胸徑、新梢長(zhǎng)度、成活率、保存率，調(diào)查時(shí)間為6月10日、7月10日、8月11日、9月11日。胸徑采用胸徑尺測(cè)量，新梢長(zhǎng)度采用卷尺測(cè)量。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2017年

1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)分析采用Excel 2003，方差分析采用SPSS 18.0。

2結(jié)果與分析

2.1覆膜對(duì)楊樹(shù)苗期土壤含水率的影響

由圖1a可知，澆水15 d后不同覆膜方式下土壤含水率變化趨勢(shì)一致，均隨著土層深度的增加呈上升趨勢(shì)，同一土層深度，不同覆膜方式的土壤含水率從大到小依次為兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK，在0～10 cm層兩側(cè)覆膜處理的土壤含水率比CK提高43.6%，10～20 cm土層土壤含水率提高34.6%，20～30 cm土層土壤含水率提高32.9%，30～40 cm土層土壤含水率提高土壤25.8%，40～50 cm土層土壤含水率提高18.0%，50～60 cm土層提高7.1%，且兩側(cè)覆膜處理與CK差異顯著（P<0.05），兩側(cè)覆膜與單側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜處理與CK之間均差異不顯著（P>0.05）。由圖1b可知，澆水后30 d，各土層土壤含水率有所下降，但遵循隨著土層深度的增加土壤含水率呈增加趨勢(shì)，兩側(cè)覆膜處理在0～10、10～20、20～30、30～40、40～50、50～60 cm土層土壤含水率分別比CK提高15.7%、12.7%、15.4%、20.2%、19.6%、8.1%，不同覆膜方式同一土層土壤含水率從大到小依次為兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK，三者之間差異不顯著（P>0.05）。

2.2覆膜對(duì)楊樹(shù)苗期土壤溫度的影響

由表2可知，覆膜對(duì)土壤溫度有明顯影響，隨著土層的增加，土壤溫度呈下降趨勢(shì)，5 cm土層土壤溫度最高，20 cm土層土壤溫度最低。兩側(cè)覆膜處理5 cm土層土壤溫度比20 cm處平均高2.6 ℃，且二者差異極顯著（P<0.01），單側(cè)覆膜5 cm處土壤溫度比20 cm處平均高出1.9 ℃，二者差異顯著（P<0.05）。

同一土層不同覆膜方式下土壤溫度變化也有差異，由圖2可知，兩側(cè)覆膜處理與CK相比，在5、10、15、20 cm土層分別提高0.9、0.8、1.1、0.8 ℃，提高了3.8%、3.6%、5.1%、38%；單側(cè)覆膜與CK相比，在5、10、15、20 cm土層分別提高0.2、0.3、0.7、0.7 ℃，提高了0.9%、1.4%、3.3%、3.4%；兩側(cè)覆膜與單側(cè)覆膜相比，在5、10、15、20 cm土層分別提高07、0.4、0.4、0.1 ℃，提高了3.0%、1.8%、1.8%、0.5%；不同覆膜方式平均土壤溫度從大到小依次為兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK，方差分析表明三者之間差異不顯著（P>0.05）。由此可見(jiàn)，覆膜對(duì)土壤溫度的影響隨著土層的增加而逐漸減小，覆膜造林能夠不同程度地提高楊樹(shù)苗期各土層的土壤溫度，為苗木生根提供較好的環(huán)境條件。

2.3覆膜對(duì)楊樹(shù)成活率及保存率的影響

由圖3可知，不同覆膜方式的楊樹(shù)成活率從大到小依次為兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK，兩側(cè)覆膜處理成活率最高，達(dá)100%，單側(cè)覆膜成活率為96.43%，CK為93.55%；保存率從大到小依次為兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK，兩側(cè)覆膜處理保存率最高，達(dá)100%，單側(cè)覆膜處理保存率與成活率相同，CK保存率最低，為90.32%?？梢钥闯?，覆膜的楊樹(shù)成活率與保存率均較高，提高了楊樹(shù)苗期成活率與保存率。

2.4覆膜對(duì)楊樹(shù)胸徑與新梢生長(zhǎng)的影響

由圖4可知，兩側(cè)覆膜處理?xiàng)顦?shù)胸徑生長(zhǎng)量最大，6—9月胸徑生長(zhǎng)量為055 cm，CK的胸徑生長(zhǎng)量小，為0.40 cm，單側(cè)覆膜生長(zhǎng)量為0.43 cm，方差分析表明，兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK之間差異顯著（P<0.05）；各處理?xiàng)顦?shù)新稍長(zhǎng)度從32.5～35.3 cm生長(zhǎng)到102.8～125.9 cm，兩側(cè)覆膜與單側(cè)覆膜處理的楊樹(shù)新稍生長(zhǎng)量均為90.0 cm，CK為70.3 cm，方差分析表明，新稍生長(zhǎng)量差異不顯著（P>0.05）。

3結(jié)論與討論

（1）不同覆膜方式下楊樹(shù)苗期土壤含水率變化趨勢(shì)一致，均隨著土層深度的增加呈上升趨勢(shì)，澆水15 d后，土壤含水率從大到小依次為兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK，兩側(cè)覆膜與CK差異顯著（P<0.05），這與王天發(fā)等[12]研究結(jié)果一致；兩側(cè)覆膜與單側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜與對(duì)照之間均差異不顯著（P>0.05），澆水30 d后，各土層土壤含水率有所下降，隨著土層深度的增加土壤含水率呈增加趨勢(shì)，同一土層土壤含水率從大到小依次為兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK，三者之間差異不顯著（P>0.05）。

（2）不同土層土壤溫度隨著土層深度的增加呈下降趨勢(shì)，兩側(cè)覆膜5 cm土層土壤溫度平均比20 cm土層高2.6 ℃，單側(cè)覆膜5 cm土層土壤溫度平均比20 cm土層高出1.9 ℃，這說(shuō)明覆膜對(duì)土壤溫度的影響隨著土層深度的增加而逐漸減小。各處理土壤溫度從大到小依次為兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK，方差分析表明差異不顯著（P>0.1）。

（3）楊樹(shù)成活率、保存率從大到小依次為兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK，楊樹(shù)胸徑生長(zhǎng)量從大到小依次為兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK，兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、對(duì)照之間差異顯著（P<0.05）；楊樹(shù)新稍生長(zhǎng)量從大到小依次為兩側(cè)覆膜、單側(cè)覆膜、CK，方差分析表明，新稍生長(zhǎng)量差異不顯著（P>0.05），這與前人[7-10]研究結(jié)果相似。

（4）在烏蘭布和沙漠東北部，覆膜造林可以提高土壤含水率及土壤溫度，進(jìn)而提高楊樹(shù)苗期成活率與保存率，能夠有效促進(jìn)楊樹(shù)苗期胸徑與新稍的生長(zhǎng)，建議造林時(shí)可以考慮選擇覆膜措施。

參考文獻(xiàn)

[1] 王永興，張小雷，闞耀平.綠洲地域系統(tǒng)及其演變規(guī)律的初步研究[J].干旱區(qū)地理，1999，22（l）：62-68.

[2] 董智.烏蘭布和沙漠綠洲農(nóng)田沙害及其控制機(jī)理研究[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2004.

[3] 秦光華，姜岳忠.楊屬種質(zhì)資源的遺傳學(xué)研究及利用進(jìn)展[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，46（2）：92-98.

[4] 張超，王會(huì)肖.土壤水分研究進(jìn)展及簡(jiǎn)要評(píng)述[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2003，21（4）：117-120.

[5] 蔣云鵬.秸稈覆蓋和免耕對(duì)玉米生長(zhǎng)與土壤環(huán)境的影響[J].農(nóng)技服務(wù)，2008，25（8）：41.

[6] 劉超，汪有科，湛景武，等.秸稈覆蓋量對(duì)夏玉米產(chǎn)量影響的試驗(yàn)研究[J].灌溉排水學(xué)報(bào)，2008，27（4）：64-66.

[7] 李軍，黃天勇，張興虎，等.楊樹(shù)覆膜扦插育苗試驗(yàn)研究[J].湖北林業(yè)科技，2013（3）：14-16.

[8] 李曉黎.地膜覆蓋技術(shù)對(duì)土壤溫濕條件及苗木生長(zhǎng)的影響[J].山東林業(yè)科技，2013，43（1）：74-75.

[9] 劉桂英.楊樹(shù)覆膜扦插試驗(yàn)初報(bào)[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2015（7）：78-79.

[10] 胡元森，史光建，李國(guó)慶.楊樹(shù)不同地膜覆蓋育苗試驗(yàn)[J].林業(yè)勘查設(shè)計(jì)，2008（3）：60.

[11] 李倩，張睿，賈志寬，等.不同地膜覆蓋對(duì)壟體地溫及玉米出苗的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009，18（2）：98-102.

[12] 王天發(fā)，張銀朝，韓恩賢，等.覆蓋造林對(duì)旱地土壤水熱變化及成活率的影響研究[J].陜西林業(yè)科技，2006（1）：25-28.