客土與保水劑對(duì)閩南沿海木麻黃幼林生長(zhǎng)的影響

王碧英

(晉江市林業(yè)和園林綠化局，福建 晉江 362200)

我國(guó)東南沿海海陸交替地帶，常年受臺(tái)風(fēng)、飛沙、干旱等自然災(zāi)害影響，該區(qū)域歷來(lái)是生態(tài)重建和恢復(fù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，開(kāi)展沿?；闪謳车卦炝旨夹g(shù)研究，有效提高困難立地造林成效，是促進(jìn)海岸帶生態(tài)恢復(fù)的一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)。目前，國(guó)內(nèi)諸多學(xué)者對(duì)海岸帶防護(hù)林更新改造技術(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期研究，也取得了豐碩成果，例如張水松等[1-2]運(yùn)用基干林帶分類理論，創(chuàng)新了林帶更新方式和造林技術(shù)，提出挖大穴、適量客土、施磷肥、拌泥漿以及雨季造林等系列化抗旱保墑造林技術(shù)，較好地提高了造林成效；李寶福等[3]從水肥對(duì)木麻黃互促、互控關(guān)系出發(fā)，探討不同水肥條件對(duì)木麻黃生長(zhǎng)的水肥耦合機(jī)制；黃秀勇[4]研究認(rèn)為客土有利于提高苗木成活率和生長(zhǎng)量。然而同時(shí)使用保水劑、客土對(duì)沿海沙地人工林生長(zhǎng)影響的研究尚鮮見(jiàn)報(bào)道。木麻黃科(Casuarinaceae)植物共4屬96種，天然分布于太平洋和大洋洲諸島，具有耐干旱、耐瘠薄、速生、抗風(fēng)性強(qiáng)等特點(diǎn)[5]，目前是沿海防護(hù)林基干林帶重要樹(shù)種。本文從客土、保水劑因素入手，探討采用不同客土量和保水劑量對(duì)木麻黃(Casuarinaequisetifolia)造林成效的影響，以期為閩南沿海沙地防護(hù)林建設(shè)提供參考。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省晉江市深滬鎮(zhèn)深滬灣(118°38′E、24°39′N)，屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，全年平均氣溫20 ℃左右，年均降水量1 231 mm，夏秋季節(jié)臺(tái)風(fēng)頻繁，常造成災(zāi)害性破壞和損失。試驗(yàn)地臨近東海灘，為基干林帶區(qū)域，功能區(qū)劃為國(guó)家級(jí)生態(tài)公益林(地)，最高海拔23 m。土壤主要為濱海沙土。森林植被以稀疏木麻黃人工林為主，面積約28 hm2；原生地被物稀少，主要有單葉蔓荊(VitextrifoliaL.var.simplicifoliaCham.)、海邊月見(jiàn)草(OenotheradrummondiiHook.)、黃梔子(GardeniajasminoidesEllis)、白茅(Imperatacylindrical(L.) Beauv.)等。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

以平潭2號(hào)、粵701、粵501木麻黃3個(gè)無(wú)性系為研究對(duì)象，于2017年3—4月雨季造林，容器苗平均高80 cm，初植密度為2 m×2 m，挖穴規(guī)格為50 cm(面)×45 cm(底)× 50 cm(深)，沿海岸帶在疏林地中依次造林，造林地立地條件等環(huán)境因子保持一致。

2.2 試驗(yàn)方法

采用客土(山地紅壤或磚紅壤)、保水劑(營(yíng)養(yǎng)型抗旱保水劑，鄭州雙嘉生物技術(shù)有限公司生產(chǎn))2個(gè)因素，每個(gè)因素取3個(gè)水平，即：客土量分別為0(無(wú)客土)、0.05(半穴)、0.1(全穴) m3·株-1，保水劑分別為0(無(wú)保水劑)、30、60 g·株-1，共設(shè)計(jì)9個(gè)處理(表1)，每個(gè)處理25株。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)無(wú)性系設(shè)置1個(gè)區(qū)組，3次重復(fù)，共9個(gè)區(qū)組，每個(gè)無(wú)性系共有試驗(yàn)林675株，3個(gè)無(wú)性系合計(jì)試驗(yàn)林2025株。于造林后翌年2月底調(diào)查成活率、樹(shù)高生長(zhǎng)量、地徑生長(zhǎng)量。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)表

2.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft office Excel 2007軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。采用IBM SPSS Statistics 19.0軟件中的單因素方差分析(One-way ANOVA)比較不同無(wú)性系、不同處理之間的造林成活率、樹(shù)高生長(zhǎng)量、地徑生長(zhǎng)量的差異是否顯著。在“假定方差齊性”時(shí)，用最小顯著性差異法(LSD法)來(lái)檢驗(yàn)各水平效果均值是否有顯著性差異；在“未假定方差齊性”時(shí)，選擇“Tamhane′s T2”統(tǒng)計(jì)量做方差不相等、沒(méi)有正態(tài)分布假設(shè)前提下的兩兩檢驗(yàn)；顯著性檢驗(yàn)α=0.05，極顯著性檢驗(yàn)α=0.01[6-7]。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同處理對(duì)木麻黃無(wú)性系造林成活率的影響

不同處理對(duì)木麻黃不同無(wú)性系造林成活率均有極顯著影響(F平潭2號(hào)=52.03，F(xiàn)粵501=59.71，F(xiàn)粵701=64.29，df總=26，df組間=8，df組內(nèi)=18，P<0.01)。由表2可知，I處理(客土0.1 m3·株-1+保水劑60 g·株-1)造林成活率最高，平均成活率高達(dá)95.9%，極顯著高于其它處理；F處理(客土0.05 m3·株-1+保水劑60 g·株-1)和H處理(客土0.1 m3·株-1+保水劑30 g·株-1)造林成活率次之，兩者之間差異不顯著。除了D處理(客土0.05 m3·株-1)和H處理外，其它相同處理對(duì)木麻黃不同無(wú)性系造林成活率影響不顯著。

表2 不同處理下木麻黃不同無(wú)性系造林成活率

3.2 不同處理對(duì)木麻黃無(wú)性系樹(shù)高生長(zhǎng)的影響

不同處理對(duì)木麻黃無(wú)性系樹(shù)高生長(zhǎng)量均有極顯著影響(F平潭2號(hào)=35.82，F(xiàn)粵501=18.81，F(xiàn)粵701=34.91，df總=26，df組間=8，df組內(nèi)=18，P<0.01)。由表3可知，E(客土0.05 m3·株-1+保水劑30 g·株-1)、F、H、I處理效果較好。其中I處理方案最優(yōu)，顯著高于其他處理，I處理后木麻黃樹(shù)高年平均生長(zhǎng)量比A處理增加約37 cm。相同處理下，木麻黃不同無(wú)性系之間的樹(shù)高生長(zhǎng)量差異不顯著(P=0.620>0.05)。

表3 不同處理對(duì)木麻黃無(wú)性系樹(shù)高年生長(zhǎng)量

3.3 不同處理對(duì)木麻黃無(wú)性系地徑生長(zhǎng)的影響

不同處理對(duì)木麻黃無(wú)性系地徑生長(zhǎng)量均有極顯著影響(F平潭2號(hào)=35.18，F(xiàn)粵501=20.13，F(xiàn)粵701=37.19，df總=26，df組間=8，df組內(nèi)=18，P<0.01)。由表4可知，A處理、B(保水劑30 g·株-1)處理、D處理對(duì)地徑年生長(zhǎng)量作用最??；F處理、H處理、I處理效果較好，其中I處理效果最好，比其它處理地徑年生長(zhǎng)量提高12%～81%。I處理后，粵701的地徑年生長(zhǎng)量略高于粵501和平潭2號(hào)。

表4 不同處理后木麻黃無(wú)性系地徑年生長(zhǎng)量

3.4 不同處理對(duì)木麻黃造林成效交互作用分析

3.4.1 不同處理與造林成效的相關(guān)性 由表5可知，經(jīng)Pearson相關(guān)分析，客土量、保水劑量與木麻黃各無(wú)性系的造林成活率、樹(shù)高生長(zhǎng)量、地徑生長(zhǎng)量均呈極顯著相關(guān)性(P<0.001)，其中保水劑量與造林成活率的相關(guān)性更強(qiáng)，表明保水劑對(duì)造林成活率的作用比客土對(duì)造林成活率的作用更明顯。

3.4.2 不同處理對(duì)木麻黃造林效果的相互作用 經(jīng)多因素(無(wú)性系、客土、保水劑)方差分析，無(wú)性系×客土、無(wú)性系×保水劑、無(wú)性系×客土×保水劑均沒(méi)有對(duì)木麻黃造林成活率、樹(shù)高生長(zhǎng)量、地徑生長(zhǎng)量產(chǎn)生顯著的交互作用(P>0.05)。由表6可知，木麻黃各無(wú)性系無(wú)論是客土、保水劑單獨(dú)作用，還是客土×保水劑交互作用，對(duì)造林成活率、樹(shù)高生長(zhǎng)量、地徑生長(zhǎng)量均有極顯著影響(P=0.000<0.01)。

表5 不同處理與造林成效的Pearson相關(guān)分析

表6 主體間效應(yīng)檢驗(yàn)

進(jìn)一步進(jìn)行逐步回歸分析，可得到以下回歸方程：y成活率=5.741x1+7.222x2+55.247(R2=0.897，P<0.001)，y樹(shù)高生長(zhǎng)量=10.293x1+10.191x2+34.201(R2=0.810，P<0.001)，y地徑生長(zhǎng)量=0.105x1+0.105x2+0.203(R2=0.821，P<0.001)，式中：x1為客土量(m3)；x2為保水劑量(g)。經(jīng)檢驗(yàn)，以上3個(gè)方程回歸方程的復(fù)相關(guān)系數(shù)R2均大于0.8，說(shuō)明方程擬合度較高，且x1、x2以及常量的系數(shù)檢驗(yàn)P值均小于0.001。表明在客土0～0.1 m3·株-1、保水劑0～60 g·株-1范圍內(nèi)，可以用以上線性模型來(lái)估測(cè)木麻黃造林成活率、樹(shù)高年生長(zhǎng)量和地徑年生長(zhǎng)量。

4 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，與A處理(沒(méi)有客土、無(wú)保水劑)相比，經(jīng)客土、保水劑處理后均能在一定程度上提高木麻黃各無(wú)性系的造林成活率、樹(shù)高和地徑年生長(zhǎng)量，即客土、施保水劑與造林成活率、樹(shù)高生長(zhǎng)量、地徑生長(zhǎng)量之間有極顯著相關(guān)性(相關(guān)系數(shù)r=0.589～0.741，P<0.001)。其中：客土+保水劑效果較好，尤其以I處理(客土0.1 m3·株-1+保水劑60 g·株-1)為最佳，主體間效應(yīng)檢驗(yàn)也驗(yàn)證了客土×保水劑能顯著提高造林成效。各無(wú)性系I處理的造林成活率達(dá)到95.0%～96.3%，樹(shù)高年生長(zhǎng)量達(dá)到95.3～102.9 cm，地徑年生長(zhǎng)量達(dá)到0.83～0.86 cm，與A處理(無(wú)客土、無(wú)保水劑)相比，平均造林成活率提高26%，樹(shù)高年平均生長(zhǎng)量提高61%，地徑年平均生長(zhǎng)量提高81%。F處理(客土0.05 m3·株-1+保水劑60 g·株-1)和H處理(客土0.1 m3·株-1+保水劑30 g·株-1)造林效果次之，F(xiàn)處理、H處理之間在造林效果上差異不顯著?；貧w分析也表明，在客土量0～0.1 m3·株-1、保水劑量0～60 g·株-1范圍內(nèi)，木麻黃的造林成效與客土量、保水劑量?jī)烧呔哂休^強(qiáng)的線性回歸關(guān)系(回歸方程R2>0.8，P<0.001)。

根據(jù)立地條件選擇適宜的樹(shù)種是抗旱造林應(yīng)遵循的基本原則[8]，濱海沙地基干林帶適生樹(shù)種較少，目前尚沒(méi)有其它樹(shù)種可以替代木麻黃[9]，本試驗(yàn)選擇的平潭2號(hào)、粵501、粵701木麻黃無(wú)性系是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期論證能夠適應(yīng)沿海沙地生長(zhǎng)的優(yōu)良樹(shù)種[2-3，5，10]，因此研究結(jié)果具有一定的指導(dǎo)意義。由于本試驗(yàn)區(qū)地處閩南沿海沙地，沙地土壤缺乏持水和保肥能力[11-12]，因此確保造林成功的關(guān)鍵是如何防止土壤水分和養(yǎng)分流失?？屯林刑砑舆m量保水劑可明顯減少客土層水分蒸散，使客土層中更多的水分成為可供植物利用的有效水[13]，本研究采用山地紅壤或磚紅壤客土，并施保水劑，其目的是改善沙地土壤的理化性質(zhì)，從而減緩水分和養(yǎng)分的流失。曾少玲等[14]在木麻黃與不同樹(shù)種混交試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，挖大穴、填客土是沿海困難立地造林的有效方法。馬曉凡等[15]認(rèn)為風(fēng)沙土使用保水劑后，土壤保水保肥性能提高，土壤速效養(yǎng)分均高于未施用保水劑的處理。榮俊冬等[16]認(rèn)為保水劑與氮肥配合使用可緩解逆境對(duì)麻竹的傷害程度。李寶峰[17]研究認(rèn)為采用保水劑拌泥漿造林成活率提高15%～30%，苗木生長(zhǎng)量提高25%左右，該研究結(jié)論與本試驗(yàn)的結(jié)果相一致。本試驗(yàn)采用客土+保水劑處理后在基干林帶的造林成活率高于同屬福建沿海區(qū)域的東山赤山林場(chǎng)和惠安赤湖林場(chǎng)在雨季時(shí)的造林成活率[18]。綜上，研究表明，合理的客土+保水劑措施能夠提高造林成效。但也有研究表明并不是施用保水劑量越多越好，王麗等[19]研究表明保水劑含量過(guò)高或過(guò)低均能抑制紫穗槐(Amorphafruticosa)生理作用；沿海沙地保水劑用量對(duì)麻竹的保水效果的排序?yàn)?0 kg·hm-2>90 kg·hm-2>30 kg·hm-2>對(duì)照[15]。本試驗(yàn)只設(shè)計(jì)了3個(gè)水平，因此在方法上還要進(jìn)一步改進(jìn)；且本試驗(yàn)期較短，后期的造林效果還需要進(jìn)一步跟蹤調(diào)查。