不同平茬方式對退化白刺生長的影響

王霞，李慧瑛，武志博，王文舒，孟和巴雅爾

(內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟林業(yè)治沙研究所，內(nèi)蒙古 阿拉善 730006)

白刺屬(Nitraria)是蒺藜科的一個古老小屬，為旱生或超旱生灌木或小灌木，有“沙漠櫻桃”之稱。白刺為落葉灌木，植株矮小，叢生，多分枝，近地面匍匐?yún)采?，易產(chǎn)生不定根和萌發(fā)新枝，根系發(fā)達(dá)，主根健壯有力，根深可達(dá)1 m以上，沙丘地可達(dá)2～3 m，側(cè)根可多達(dá)十幾條至幾十條，且側(cè)根端還有一層沙粒和石灰質(zhì)黏結(jié)的沙套，對根系保水、抗旱和抵御高溫有良好的作用[1]，小枝端成刺狀，莖灰白色，葉呈肉質(zhì)化，葉面積較小，屬于等面葉類，葉兩面都有很強(qiáng)的光合能力。白刺果實(shí)中具有高含量的脂肪、糖、氨基酸、活性成分黃酮、不飽和脂肪酸、維生素、人體必需微量元素等，因而，白刺果實(shí)也被譽(yù)為第三代水果[2]。

近年來，由于經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使，白刺根部寄生鎖陽資源遭到嚴(yán)重破壞，資源日趨枯竭，鎖陽資源的濫采亂挖還使寄主白刺根系遭到嚴(yán)重?fù)p傷，群落出現(xiàn)衰退。與大多數(shù)灌木半灌木類似，若長期得不到有效的更新?lián)嵊S著林齡的增加，白刺生長衰退，病蟲害頻發(fā)，林相衰敗，部分林木將死亡，防風(fēng)固沙功能將極大減弱。大量研究表明，平茬復(fù)壯可以有效促進(jìn)干旱半干旱地區(qū)老化衰敗林分的更新[3-6]。因此，本試驗(yàn)開展了不同的平茬方式白刺復(fù)壯更新的的效果研究。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

錫林高勒蘇木西靠騰格里沙漠邊緣，地理坐標(biāo)為105°29′30″—105°59′3″ E，38°40′1″—38°59′30″ N。東南高、西北低。平均海拔在500～800 m。大部分地區(qū)全年平均降水量在64.0～208.5 mm，日照充足，年日照3 200 h，干旱少雨、風(fēng)大沙多、冬寒夏熱、晝夜溫差大。多年平均氣溫6～8.5 ℃，1月平均氣溫-9～14 ℃，極端最低氣溫-36.4 ℃；7月平均氣溫22～26.4 ℃，極端最高氣溫41.7 ℃。無霜期年平均145 d。年太陽總輻射6.866 3 kJ·cm-2，太陽輻射強(qiáng)烈。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料與樣地設(shè)置

2015年在阿拉善左旗錫林高勒蘇木，根據(jù)試驗(yàn)區(qū)的自然條件及植被的實(shí)際生長狀況，進(jìn)行平茬地塊的選擇，同時(shí)為避免群落“邊緣效應(yīng)”，樣地距林帶邊緣10 m左右，選擇白刺長勢基本一致的區(qū)域，分別設(shè)置面積為5 m×5 m的10塊樣方進(jìn)行跟蹤調(diào)查，記錄好四角坐標(biāo)，并對平茬后區(qū)域?qū)嵤﹪?，?yán)禁人為破壞及牲畜啃食、踐踏。

2.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)置全面平茬、間隔平茬、平茬一半3個處理，平茬工具為割灌機(jī)，平茬時(shí)間為2015春季樹液流動前，以未平茬作為對照。

2.3 測定內(nèi)容

生長指標(biāo)的測定：利用卷尺、游標(biāo)卡尺對平茬后萌發(fā)新生枝株高、冠幅、直徑、長度、萌條數(shù)進(jìn)行實(shí)地測量，以未平茬的白刺作為對照。每個指標(biāo)10次重復(fù)，然后取平均值。

相對含水量測定：用標(biāo)準(zhǔn)枝法調(diào)查平茬后的單叢生物量，每叢選出標(biāo)準(zhǔn)枝3～5個，測定濕重；而后80 ℃烘至恒重測定干質(zhì)量，推算單叢生物量。相對含水率計(jì)算公式為：(鮮質(zhì)量-干質(zhì)量)/干質(zhì)量*100%

土壤含水量測定：在每塊樣地內(nèi)選擇一個樣點(diǎn)，在40 cm深度取樣、稱質(zhì)量，室內(nèi)105 ℃烘干稱質(zhì)量，計(jì)算土壤含水率。

2.4 數(shù)據(jù)處理方法

采用 Excel處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用SPSS16.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合單因素方差分析LSD法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)及多重比較，差異顯著性水平sig.=0.05。使用 Origin8.5軟件進(jìn)行繪圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 平茬方式對退化白刺生長特性的影響分析

3.1.1 平茬方式對退化白刺株高和冠幅的影響 白刺平茬后第一生長季內(nèi)株高(表1)顯示，平茬的白刺株高、冠幅均比對照高，其中全面平茬萌蘗植株最高，間隔平茬冠幅最大，平茬后的株高與冠幅均與對照存在顯著性差異(P<0.05)，但3種平茬方式之間差異不顯著(P>0.05)，全面平茬、平茬一半、間隔平茬株高和冠幅均比對照分別增加了55.18%、52.57%，50.74%、70.42%，75.48%、76.99%，說明平茬有利于白刺植株生長，但是平茬方式對白刺株高和冠幅的影響不明顯。

表1 不同平茬方式對白刺株高、冠幅的影響

3.1.2 平茬方式對退化白刺萌蘗條生長情況的影響 由圖1可知，全面平茬萌蘗枝數(shù)與對照存在顯著的差異，而平茬一半、間隔平茬萌蘗枝與對照差異不顯著，其中全面平茬萌蘗枝最多，而間隔平茬最少。生物量數(shù)據(jù)顯示3種平茬方式之間差異不明顯(P>0.05)，與對照之間均有顯著性差異(P<0.05)，其中全面平茬生物量最大，平茬一半次之，其次是間隔平茬，對照最小。

圖1 平茬方式對退化白刺萌蘗條枝數(shù)、生物量的影響

3.1.3 平茬方式對退化白刺地徑的影響 由圖2可見，平茬后的白刺地徑以全面平茬方式最高，平茬一半次之，間隔平茬最小，相對于對照分別增加了105%、64.6%、55.67%，3種平茬方式之間地徑大小差異不顯著(P>0.05)，全面平茬方式與對照之間差異顯著(P<0.05)，但是平茬一半與間隔平茬與對照之間不存在顯著的差異(P>0.05)。

圖2 平茬方式對退化白刺地徑影響

3.1.4 不同平茬方式對白刺枝條相對含水量的影響 相對含水量是植物在干旱脅迫條件下是否能維持生長的一個評價(jià)指標(biāo)，在相同的外界環(huán)境下，植物相對含水量越大，說明植物體內(nèi)水分越充足。與對照相比，采取平茬方式后的白刺枝條相對含水量較高(圖3)，說明自然狀態(tài)下的白刺比平茬后白刺水分虧缺相對嚴(yán)重，但方差結(jié)果顯示，平茬后的葉片相對含水量與對照差異并不顯著(P>0.05)。

圖3 平茬方式對退化白刺枝條相對含水量的影響

3.2 平茬方式對林地土壤水分的影響

在沙漠地區(qū)，土壤水分是影響植物生長的最重要的因素，植物通過根系吸收濕沙層中的水分來滿足自身生長需要。試驗(yàn)結(jié)果顯示(圖4)，5—10月土壤含水量呈現(xiàn)先低后高的趨勢。5月初，未平茬和平茬區(qū)林地內(nèi)土壤水分變化趨勢基本一致，相互差異不顯著；隨著白刺的生長，8月土壤水分變化低于5月，數(shù)據(jù)表明：采取平茬方式的林地土壤含水量明顯高于未平茬林地，但差異不顯著。白刺一般10月停止生長，此時(shí)白刺對林區(qū)水分需求量較小，土壤含水量均增高，趨于平衡，相互之間差異不顯著(P>0.05)。

圖4 平茬方式對退化白刺林地土壤水分的影響

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

4.1.1 平茬白刺冠幅、萌條數(shù)量、萌條枝長和基徑均較未平茬植株顯著提高，表明平茬能夠促進(jìn)白刺生長，有助于提高單位面積白刺的生物量，這與丁志剛等對沙柳平茬的研究結(jié)果一致[7]。究其原因，一方面是平茬后地上部分需求量減少，根系吸收的大量營養(yǎng)物質(zhì)全部用于萌發(fā)新枝；另一方面，平茬減少了地上老枝對水分的消耗，而單位面積上用于萌發(fā)新枝的水分增多，促進(jìn)了新枝的生長和發(fā)育。說明通過科學(xué)合理的平茬可以顯著提高退化白刺的更新和恢復(fù)能力，使得退化的植株的得到更新，保證其在群落中的優(yōu)勢地位，對于保護(hù)白刺具有重要的意義。這一結(jié)論與張恒等人對沙拐棗平茬結(jié)論一致[8]。

4.1.2 3種平茬間生長情況表現(xiàn)不一致，全面平茬在多項(xiàng)指標(biāo)上表現(xiàn)出優(yōu)勢。注重平茬后萌發(fā)以及高生長，建議采用全面平茬方式；若注重防風(fēng)固沙效果，建議采用平茬一半或者間隔平茬。

4.1.3 平茬的白刺表現(xiàn)出旺盛的生命力，為適應(yīng)地上部分的快速生長，白刺根系對地下水分的吸收能力也隨著提高。所以人工平茬處理在一定程度上促進(jìn)了白刺對土壤水分的吸收。

4.2 討論

4.2.1 3種方式平茬處理下，白刺更新復(fù)壯都有顯著的效果，說明人工平茬有效提高了白刺的生長活力，從而達(dá)到了再生的目的。其中全面平茬效果最好。但由于本試驗(yàn)僅對平茬兩年之后地徑、枝條高度、冠幅、生物量、相對含水量、萌蘗枝數(shù)進(jìn)行了測定，難以全面揭示隨平茬年限的增加，白刺生長特性和生理特性的變化規(guī)律。因此，要全面弄清白刺的平茬復(fù)壯更新機(jī)制，還需持續(xù)觀察、展開更深入的研究工作。

4.2.2 灌木平茬后的生長和繁殖能力不僅與平茬方式有關(guān)，還與立地條件，如土壤水分狀況、坡度、地表?xiàng)l件等聯(lián)系[9-11]。因此進(jìn)一步開展對白刺平茬后生理特征及土壤水分的影響，探索白刺平茬后迅速再生的生理生態(tài)學(xué)機(jī)制，可為指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐提供更可靠的科學(xué)依據(jù)。此外，早衰前及時(shí)平茬是林木更新復(fù)壯的有效途徑，其中關(guān)鍵在于平茬年齡周期等參數(shù)的確定[12,13]，進(jìn)一步開展白刺合理平茬樹齡、周期等方面的研究十分必要。