黃土丘陵溝壑區(qū)沙地柏造林關鍵技術研究

李建軍，薛智德

(1.西北農林科技大學水土保持研究所，黃土高原土壤侵蝕與旱地農業(yè)國家重點實驗室，陜西 楊凌 712100; 2.西北農林科技大學資源環(huán)境學院，陜西 楊凌 712100)

進入新時代，全社會對生態(tài)環(huán)境的重視提升到了前所未有的高度。水土保持是生態(tài)環(huán)境建設的重要部分[1]。我國是水土流失最嚴重的國家之一。黃土高原是我國水土流失的嚴重地區(qū)[2]。經(jīng)過堅持不懈的治理，黃土高原水土保持工作取得了顯著的成果，黃河的攜沙量相比60 a前下降約90%[3]。但近年有學者研究指出，黃土高原植被恢復中，由于土壤水分等立地條件的限制[4-5]，喬木林或許不是最優(yōu)選擇。

沙地柏(Sabinavulgaris)為柏科(Cupressaceae)圓柏屬(Sabina)常綠匍匐灌木，稀直立灌木或小喬木[6]。植株無明顯主干，大多叢生[7]，不定根發(fā)達，有一定的耐沙埋能力。主要分布于我國新疆天山、甘肅祁連山、青海東北部、陜北山區(qū)和寧夏賀蘭山。沙地柏耐寒、耐旱[8]、耐鹽堿，根系可增強土體抗剪強度[9-10]，提取物可以殺蟲殺菌[11-12]等。具有保持水土、防風固沙[13-14]、路基防護[15-16]、城市綠化[17-18]等作用和良好的生態(tài)、社會、經(jīng)濟價值。能夠適應干旱半干旱地區(qū)的沙質土環(huán)境[19]，且在黃土丘陵區(qū)長勢良好[20]。沙地柏為陽性樹種，但比較耐蔭，可以在平地、半陽坡、陽坡等處造林，西北地區(qū)均適造林。

在黃土丘陵溝壑區(qū)，沙地柏造林的關鍵技術有抗旱整地技術(魚鱗坑、水平溝等)[21-22]、蓄水保墑技術[23]、生物化學調節(jié)技術(使用保水劑、生根粉等)。營養(yǎng)袋[24]、節(jié)水抗旱袋[25]等材料應用于造林，可有效地提高造林效果。研究和集成黃土丘陵溝壑區(qū)沙地柏造林的關鍵技術，有利于其在植被恢復中廣泛應用。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地在安塞水土保持試驗站山地試驗場。海拔1 200 m，屬中溫帶大陸性半干旱季風氣候，年均氣溫8.8 ℃，年均降水量535 mm，無霜期157 d，土壤以黃土母質發(fā)育而來的黃綿土為主[26]。分布有刺槐(Robiniapseudoacacia)、側柏(Platycladusorientalis)、油松(Pinustabuliformis)等喬木。灌木主要有白刺花(Sophoradavidii)、沙棘(Hippophaerhamnoides)等，草本有胡枝子(Lespedezabicolor)、狗尾草(Setariaviridis)、阿爾泰紫苑(Heteropappusaltaicus)等。造林地坡向北偏西40°，坡度15°。

1.2 試驗材料

本研究所用沙地柏苗均為從榆林治沙所苗圃調撥的2 a生容器苗。容器為塑料營養(yǎng)缽，高15 cm，直徑7 cm。

1.3 研究方法

1.3.1 野外試驗布設 造林株行距3 m×2 m，造林坑沿等高線布設，成品字形配置，規(guī)格為80 cm×50 cm×50 cm。生根粉加入水中配制溶劑，蘸根30 s后取出，去除容器袋。保水劑直接施入坑穴底部，與底部土壤混合后栽植苗木。覆蓋措施中，地膜覆蓋一層，并在苗木周圍開口以便雨水下滲，秸稈覆蓋約2 cm厚。采用“三埋兩踩一提苗”方法栽植。沙地柏抗旱造林造林采用三因素三水平正交試驗設計(表1、表3)。

表1 L9(33)正交試驗因素水平表

1.3.2 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)用SPSS 20軟件進行方差分析和多重比較。用Origin 2018軟件制圖。

2 結果與分析

2.1 沙地柏不同根系處理造林技術

沙棘林下根系處理為清水浸根30 s，其余三個處理均在荒草地，根系分別用清水浸根30 s、50×10-6生根粉溶液浸根30 s、50×10-6生根粉溶液浸根30 s+10克保水劑與根部土壤混合。

由表2可見，幾種處理沙地柏成活率、保存率都超過90%。其中，生根粉+保水劑組成活率、保存率最高，分別為100.00%和98.45%；其次是荒草地清水浸根組，分別為98.91%和96.00%；荒草地生根粉組最低，分別為98.45%和94.74%。就生長長度而言，荒草地生根粉組>荒草地清水組>荒草地生根粉+保水劑組。荒草地生根粉組和荒草地清水組處理沙地柏生長長度無顯著差異，二者與荒草地生根粉+保水劑組(9.62±0.36 cm)生長長度有顯著差異。沙棘林下清水組造林成活率、保存率與荒草地清水組相近，而在生長長度上與荒草地清水組有顯著差異。

表2 不同立地條件沙地柏不同根系處理造林結果

注：大寫字母為不同立地條件對比，小寫字母為不同浸根處理對比，不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

表3 沙地柏正交試驗造林成活率和保存率

2.2 沙地柏不同土壤、根系和地面覆蓋處理造林技術

2.2.1 造林成活率、保存率 在安塞水土保持試驗站退耕地布設了三因素三水平正交試驗造林。3月造林、9月和次年10月分別調查造林成活率和保存率。

造林成活率、保存率方差分析(表4，5)表明：造林成活率、保存率受A(生根粉)、B(保水劑)、C(覆蓋措施)三個因素的影響均不顯著，且各因素組內水平之間亦不顯著，說明三個因素對沙地柏造林成活率保存率基本無影響。三因素處理對沙地柏造林成活率影響順序為C(覆蓋措施)>A(生根粉)>B(保水劑)；對造林保存率影響順序為A(生根粉)>C(覆蓋措施)>B(保水劑)。造林成活率對應的抗旱技術優(yōu)組合(圖1)為A3B2C2(生根粉50×10-6、保水劑20 g、秸稈覆蓋)，造林成活率對應的優(yōu)組合為A3B1C2(生根粉50×10-6、保水劑10 g、秸稈覆蓋)。

表4 沙地柏正交試驗造林成活率方差分析

表5 沙地柏正交試驗造林保存率方差分析

2.2.2 造林當年主枝條生長長度 造林當年主枝條生長長度方差分析(表6)表明：沙地柏生長長度受A(生根粉)、B(保水劑)、C(覆蓋措施)三個因素的影響均達到極顯著水平。且A(生根粉)各水平之間差異達到了極顯著水平，B(保水劑)1、2水平之間差異極顯著，2、3水平之間差異顯著，1、3水平之間差異不顯著，C(覆蓋措施)的1和2水平之間差異顯著，3水平和1、2之間差異極顯著(圖2)。三因素處理對沙地柏造林當年生長長度影響順序為A(生根粉)>C(覆蓋措施)>B(保水劑)，優(yōu)組合為A3B2C3(生根粉50×10-6、保水劑20 g、地膜覆蓋)。

圖1 沙地柏正交試驗造林成活率、保存率

圖2 沙地柏正交試驗造林生長長度

表6 沙地柏正交試驗造林生長長度方差分析

2.2.3 造林結果分析 三因素處理對沙地柏造林成活率影響順序為C(覆蓋措施)>A(生根粉)>B(保水劑)；對造林保存率和當年生長長度影響順序為A(生根粉)>C(覆蓋措施)>B(保水劑)。生根粉、保水劑、覆蓋措施三因素對成活率、保存率無顯著影響，但對當年生長長度的影響達到了極顯著水平。造林成活率、保存率、生長長度的優(yōu)組合分別為A3B2C2(生根粉50×10-6、保水劑20 g、秸稈覆蓋)、A3B1C2(生根粉50×10-6、保水劑10 g、秸稈覆蓋)、A3B2C3(生根粉50×10-6、保水劑20 g、地膜覆蓋)。其中，三項指標的生根粉優(yōu)水平均為50×10-6，兩項指標的保水劑優(yōu)水平為20 g，兩項指標的覆蓋措施優(yōu)水平為秸稈覆蓋。故抗旱造林的優(yōu)組合為A3B2C2(生根粉50×10-6，保水劑20 g、秸稈覆蓋)。

3 結論

在黃土丘陵溝壑區(qū)造林首先要保證苗木成活，而根系處理方法選用生根粉溶液浸根+保水劑與根部土壤混合時，對應的成活率、保存率最高，分別為100.00%、98.45%。

抗旱造林的優(yōu)組合為A3B2C2，即50×10-6生根粉溶液浸根，20 g保水劑與根部土壤混合、秸稈覆蓋造林坑穴。由于試驗地條件限制，設計為正交造林試驗，不確定是否為最優(yōu)組合，后續(xù)仍需進行試驗驗證。

沙地柏在沙棘林下清水浸根造林和荒草地清水浸根造林成活率(99.04%和98.91%)、保存率(95.74%和96.00%)很接近。但主枝條生長長度上荒草地清水浸根組顯著高于沙棘林下清水浸根組(11.33 cm和8.17 cm)。