樹木抗旱性及抗旱造林技術(shù)研究綜述

收稿日期：2024-01-10

作者簡介：丁雅琴（1998—），女，甘肅永昌人，助理工程師，研究方向?yàn)槟静目茖W(xué)與工程。

摘 要：林業(yè)作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境方面發(fā)揮著重要的作用。近年來，干旱缺水成了林業(yè)生產(chǎn)中最突出的問題，造林成活率低、造林成本高、造林效益差已經(jīng)成了我國林業(yè)發(fā)展的瓶頸?？购翟炝旨夹g(shù)是提高樹木成活率的關(guān)鍵技術(shù)，但是在實(shí)際應(yīng)用中還存在著許多問題。探討了樹木抗旱性及抗旱造林技術(shù)，以供參考。

關(guān)鍵詞：樹木；抗旱性；抗旱造林技術(shù)

中圖分類號：S728.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）04–00-03

林業(yè)資源在生態(tài)環(huán)境中占據(jù)著重要地位，而植樹造林是林業(yè)資源中的一項(xiàng)重要任務(wù)。但是由于我國自然條件的限制，我國大部分地區(qū)都面臨著干旱問題。樹木的成活率以及生長情況與降水量有著密切的聯(lián)系。因此，為了提高造林的成活率以及生長情況，相關(guān)部門必須重視樹木抗旱造林技術(shù)，采取科學(xué)有效的措施，解決干旱問題，提高樹木抗旱造林技術(shù)水平。

1 樹木的抗旱性研究

1.1 葉片持水力

葉片持水力是植物在干旱時(shí)的重要生理指標(biāo)，主要表現(xiàn)為葉片的水勢。由于植物受到干旱脅迫，其葉片水勢會發(fā)生變化，這是由于蒸騰作用加強(qiáng)，細(xì)胞液濃度升高所引起的[1]。持水力是指葉片在干旱脅迫下的吸水能力，它是衡量植物抗旱性強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。

在干旱脅迫下，水分對植物組織的滲透壓起著重要作用。當(dāng)干旱脅迫解除時(shí)，組織中的水分就會增加。在這一過程中，細(xì)胞液濃度降低，導(dǎo)致細(xì)胞壁脫水，同時(shí)，葉片水勢也會降低[2]。持水力可以通過增大葉片面積、提高氣孔導(dǎo)度和增加蒸騰速率等方法來提高。隨著葉片面積的增大和氣孔導(dǎo)度的增加，細(xì)胞液濃度降低。當(dāng)細(xì)胞液濃度降低到一定程度時(shí)，水分就會從細(xì)胞壁滲入到細(xì)胞內(nèi)，蒸騰速率也會降低。此時(shí)，植物可以通過增加蒸騰作用來提高水分利用效率。但是葉片面積和氣孔導(dǎo)度并不是越大越好，當(dāng)這2種因素超過一定程度時(shí)，就會阻礙水分的滲透和蒸騰作用。同時(shí)，葉片水勢也有一定的范圍，在水勢≥0的范圍內(nèi)，植物可以正常生長；而當(dāng)水勢＜0時(shí)，植物就會萎蔫或死亡。因此，在植物抗旱過程中，工作人員要合理配置各種生物因子之間的比例，以避免或減少植物葉片水勢過低而發(fā)生干旱、死亡[3]。

1.2 氣孔調(diào)節(jié)

氣孔是植物氣孔的一個(gè)組成部分，它的大小和密度直接影響植物的蒸騰速率，從而影響植物對水分的吸收和利用。干旱條件下，葉片表面氣孔關(guān)閉，阻礙了水分的滲透作用，抑制了水分的吸收，從而降低了蒸騰速率。這種氣孔調(diào)節(jié)作用是通過影響植物葉片上的氣孔密度來實(shí)現(xiàn)的。一般情況下，氣孔密度與氣孔面積呈正相關(guān)，即氣孔面積越大，則氣孔密度越高。

但這一理論尚有不足之處。第一，氣孔密度會受到環(huán)境條件，如溫度、濕度、光照強(qiáng)度和CO2濃度等因素的影響，而不同的樹種由于其生長條件、生理代謝過程和環(huán)境條件等因素的不同，其氣孔孔徑和分布也不相同。在干旱條件下，有的樹種氣孔密度大則氣孔孔徑小、分布也較廣，因此其蒸騰速率也較高。而其他植物的氣孔孔徑較小且分布狹窄，蒸騰速率較低。第二，植物不同器官對干旱環(huán)境具有不同的適應(yīng)性和抗旱性。例如，植物葉片表皮上分布了大量氣孔，因此在干旱條件下，葉片表皮細(xì)胞水分散失快；而根系或地上部對水分吸收少、蒸騰作用弱，因此抗旱性強(qiáng)的植物葉片上有較多的水分散失[4]。

1.3 滲透調(diào)節(jié)

滲透調(diào)節(jié)是指植物通過向細(xì)胞壁或細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸溶質(zhì)來維持體內(nèi)水的平衡。植物體內(nèi)水的運(yùn)輸一般是通過液泡中的原生質(zhì)進(jìn)行的，原生質(zhì)中的水分可以在一定程度上補(bǔ)償水分丟失。當(dāng)植物水分虧缺時(shí)，原生質(zhì)中的水分可以通過滲透作用來進(jìn)行補(bǔ)充。而如果原生質(zhì)中的水分過多時(shí)，細(xì)胞將會被水浸沒而死亡。因此，植物體內(nèi)存在著滲透調(diào)節(jié)機(jī)制以維持其正常生理功能。在干旱條件下，植物體內(nèi)的水分可以通過滲透作用來補(bǔ)充。干旱脅迫下，植物體內(nèi)還會產(chǎn)生一種抗旱性很強(qiáng)的物質(zhì)——脯氨酸。脯氨酸是一種能高度積累于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的非蛋白氨基酸，它在干旱條件下含量會上升，隨著脫水程度的增加而增多，在植物體內(nèi)起著重要的作用。

1.4 抗氧化酶系統(tǒng)

在干旱脅迫條件下，植物體內(nèi)的氧化還原狀態(tài)會發(fā)生變化，膜系統(tǒng)的膜脂會發(fā)生過氧化，造成細(xì)胞膜被破壞，增強(qiáng)細(xì)胞膜的通透性，使膜上的抗氧化酶如超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）、谷胱甘肽還原酶（GR）等活性降低，這種細(xì)胞內(nèi)抗氧化酶活性的變化是植物對干旱脅迫的一種防御機(jī)制，會使植物體內(nèi)抗壞血酸、谷胱甘肽以及超氧化物歧化酶的活性降低，進(jìn)而使自由基含量減少[5]。

1.5 葉片抗老化能力

葉片老化是植物生長發(fā)育中的自然現(xiàn)象，是生物發(fā)育到一定程度的結(jié)果，是生命活動中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。植物葉片的老化主要受光、溫、水、肥及其他營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)因素的影響，其中最重要的是光照。在干旱條件下，光照不足會使葉片中的葉綠素合成受到抑制，導(dǎo)致葉片變黃或變褐，造成光破壞和組織壞死，最終導(dǎo)致葉片老化。同時(shí)，在干旱條件下，由于光和熱的影響，植物體內(nèi)光合產(chǎn)物（如糖、淀粉）的積累速度會加快，光合作用弱的植株會出現(xiàn)葉片黃化現(xiàn)象，葉片老化后，葉綠素含量會下降，葉片細(xì)胞內(nèi)所含水分會減少。干旱還會影響葉片中生物大分子如蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)的合成和運(yùn)輸，從而使細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)運(yùn)輸受阻。此外，干旱條件下，植物體內(nèi)水分虧缺，導(dǎo)致代謝過程受阻，水分供應(yīng)不足會導(dǎo)致蒸騰作用減弱，從而使葉片中含氧量降低。因此，干旱條件下，葉片中糖、蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)積累較多，這些物質(zhì)在逆境下會被氧化分解而釋放出大量自由基，使葉片膜脂發(fā)生過氧化作用。

1.6 蒸騰作用與抗旱能力

植物蒸騰作用是指植物在一定條件下，將植物體內(nèi)吸收的水分通過葉片表面的氣孔散失掉而使水分流失[6]。蒸騰作用主要包括蒸騰失水、蒸騰耗水和蒸騰耗熱。樹木在正常的生活過程中，需要一定的水分消耗，而這些水分的消耗就是通過蒸騰作用來完成的。當(dāng)樹木處于干旱時(shí)，它的水分需求量要比正常情況下高，此時(shí)氣孔會進(jìn)行開閉，葉片表面會形成蠟質(zhì)層，從而減少水分散失。

植物抗旱能力是指植物在一定的環(huán)境條件下抵抗水分喪失和氣體交換的能力。植物抗旱能力與其對水分和熱量的利用能力關(guān)系密切。例如，在北方的綠化樹木的管理中，經(jīng)常會遇到干旱的天氣，尤其是在春季和秋季。因此，要想讓樹木快速、健康地生長，就必須增強(qiáng)樹木的抗旱性?？购敌詮?qiáng)的植物可以在干旱時(shí)期保持正常的生長和發(fā)育，而抗旱性弱的植物則會出現(xiàn)生長不良和死亡現(xiàn)象。樹木抗旱能力不僅與其自身水分狀況有關(guān)，還與環(huán)境因素有關(guān)。

2 抗旱造林技術(shù)研究

2.1 節(jié)水抗旱措施

在干旱地區(qū)，樹木的抗旱措施主要有節(jié)水灌溉和保水措施。節(jié)水灌溉是通過灌溉系統(tǒng)的科學(xué)管理，提高水的利用率，減少水資源的浪費(fèi)。節(jié)水灌溉主要包括滴灌、滲灌、微灌等方式。在干旱地區(qū)造林中，工作人員要充分利用節(jié)水灌溉技術(shù)，合理利用水資源。

滴灌是一種高效的節(jié)水灌溉方法，可將水分直接輸送到樹木根部，有利于減少水分蒸發(fā)損失，是一種傳統(tǒng)的節(jié)水灌溉技術(shù)。滲灌是利用地下天然水系對土壤進(jìn)行灌溉，將地下水源和地表土壤充分結(jié)合，以達(dá)到充分利用地下水資源和地表徑流的目的。微灌是通過微灌設(shè)備把水直接輸送到樹木根部進(jìn)行灌溉，水通過管道從樹根附近輸送到樹木根部，并與土壤充分接觸，有利于提高水的利用率。

保水措施主要有覆蓋法、埋草法和灌漿法等。覆蓋法主要是在地表覆蓋一些材料，如稻草、秸稈、麥草、地膜等，利用其反射太陽輻射來減少地面吸收熱量的作用來保持土壤水分；埋草法主要是將一些雜草覆蓋樹根周圍土壤，從而保持土壤水分；灌漿法主要是將液態(tài)水灌到樹木根部附近，以達(dá)到增加根系周圍土壤含水量的目的[7]。

2.2 生長調(diào)節(jié)劑

生長調(diào)節(jié)劑能促進(jìn)樹木根系發(fā)育，促進(jìn)樹木的生長發(fā)育，提高樹木的抗旱能力。一般在樹木萌芽前或剛開始萌芽時(shí)，工作人員可用生長調(diào)節(jié)劑浸泡苗木根部，促進(jìn)根系發(fā)育，增強(qiáng)苗木的抗旱能力。實(shí)踐證明，對幼苗使用生長調(diào)節(jié)劑能顯著提高造林成活率。例如，用50 mg/L萘乙酸溶液浸根處理過后的馬褂木、水杉、雪松、龍柏等苗木，成活率比未處理的高1倍。同時(shí)，采用生長調(diào)節(jié)劑浸泡插條，可使插條提早6～8 d生根。生長調(diào)節(jié)劑也可促進(jìn)樹木的生根，如用生根粉處理插條根系，可將插條成活率提高10%～20%。此外，在樹木休眠期用激素處理苗木根部，可使苗木提早3～5 d萌芽，提高土壤溫度1～2 ℃[8]。

2.3 保水劑

保水劑是一種高分子吸水材料，具有高吸水性、高強(qiáng)度、高膨脹的特點(diǎn)，能吸水膨脹幾百倍，甚至上千倍，但不會爛根。保水劑主要分為3種類型：第一種是吸水劑，主要成分是聚丙烯酸類高分子化合物；第二種是離子型，主要成分是丙烯酸類高分子化合物；第三種是離子型與非離子型相結(jié)合。保水劑不僅可以保水，還能促進(jìn)植物根系對水分的吸收利用，增加植株的抗旱能力。保水劑一般為白色粉末狀，顆粒大小不一，易溶于水，可直接用于造林整地、栽植、施肥等。使用保水劑不僅可以減少水分蒸發(fā)、減少水分損失、提高土壤含水率、改善土壤結(jié)構(gòu)，還能促進(jìn)土壤中微生物的活動，提高土壤肥力。據(jù)報(bào)道，使用保水劑后可使樹木成活率提高20%～30%。

2.4 菌根接種

接種菌根是目前造林技術(shù)中最有效的一種方法，該方法的應(yīng)用效果取決于苗木的質(zhì)量和接種的數(shù)量。菌根是指真菌與植物根系形成的共生關(guān)系，其在干旱地區(qū)造林中的應(yīng)用可大幅提高造林成活率。菌根接種一般在苗木生長到5～6年后開始，最遲不超過10年[9]。接種菌根后，苗木根系會變得更強(qiáng)壯，生長速度也會加快，有利于樹木生長和抗旱能力的提高。

接種菌根時(shí)，工作人員要注意以下幾點(diǎn)：一是要選擇健康的苗木，在不能確定苗木是否健康時(shí)，應(yīng)在種植前進(jìn)行浸泡；二是接種菌根后應(yīng)加強(qiáng)苗木養(yǎng)護(hù)，例如在苗期煉苗、葉面施肥等；三是接種菌根后要加強(qiáng)病蟲害防治工作，如及時(shí)清理地上枯枝落葉，防止作物出現(xiàn)蟲害等；四是接種菌根后要加強(qiáng)管理，及時(shí)進(jìn)行除草和松土工作[10]。

2.5 造林技術(shù)

（1）在樹木栽培之前，工作人員應(yīng)該全面清理造林地塊，并進(jìn)行土地的深耕處理，使土壤保持疏松、肥沃，提高土壤的透氣性和水分含量。（2）樹木種植之前，工作人員可使用截根、斷根等方法對其根系進(jìn)行處理，還可以對樹根進(jìn)行浸泡處理，使樹木的根部吸水能力得到增強(qiáng)[11]。（3）苗木栽植時(shí)，工作人員要使用適宜的苗木，盡量選擇根系發(fā)達(dá)、根系完整且沒有病蟲害的苗木。（4）在對樹木進(jìn)行栽植時(shí)，工作人員要嚴(yán)格按照規(guī)定的株行距來栽植，同時(shí)還要保證栽種的深度在規(guī)定范圍之內(nèi)。（5）樹木栽植完成后，工作人員要及時(shí)覆土，以減少水分蒸發(fā)。（6）樹木栽植后，工作人員要進(jìn)行灌溉，根據(jù)實(shí)際情況來選擇灌溉的時(shí)間和方式[12]。（7）在樹木生長過程中，工作人員需要保持土壤的濕潤度，通常情況下可通過灌溉實(shí)現(xiàn)。（8）在苗木生長過程中，工作人員可以適量追施氮肥來增強(qiáng)苗木的長勢和加快苗木的生長。

2.6 撫育管理

苗木栽植后，工作人員應(yīng)加強(qiáng)撫育管理，從整地、栽植到幼林撫育、間伐、補(bǔ)植、除草，都要進(jìn)行精心管理，以提高苗木成活率。一般要進(jìn)行2～3次撫育[13]。工作人員應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行中耕松土，保持土壤疏松，促進(jìn)根系發(fā)育。水分是苗木成活的關(guān)鍵，因此工作人員要及時(shí)澆水。在干旱季節(jié)或干旱地區(qū)造林，苗木發(fā)芽前應(yīng)澆1次透水。在夏季高溫季節(jié)造林，更應(yīng)加強(qiáng)苗木的水分管理[14]。第一次澆水可在造林后10～15 d進(jìn)行，第二次澆水應(yīng)在苗木成活后10～20 d進(jìn)行。工作人員還要經(jīng)常檢查幼林生長情況，及時(shí)松土除草和施肥。在進(jìn)行幼林撫育時(shí)，工作人員應(yīng)盡量保留原生植被，加強(qiáng)撫育管理。此外，雨季也要及時(shí)排水，防止土壤積水。在干旱地區(qū)造林時(shí)，工作人員要“挖大穴、施大肥、栽大樹”，增加土壤蓄水能力，還要在造林地四周挖好排水溝，防止積水影響樹木生長[15-16]。

3 未來展望

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對生態(tài)環(huán)境的重視程度也越來越高。植樹造林作為保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要手段之一，得到了人們的廣泛關(guān)注。但是由于干旱缺水問題的存在，導(dǎo)致許多地區(qū)造林成活率低，不能及時(shí)地對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行改善，因此相關(guān)部門要采取科學(xué)、合理的措施來解決這個(gè)問題，并不斷加強(qiáng)對樹木抗旱特性的研究，優(yōu)化樹木抗旱性評價(jià)方法，不斷改良林木抗旱造林技術(shù)[17]。

4 結(jié)束語

抗旱造林技術(shù)是提高樹木成活率的關(guān)鍵技術(shù)，要想使樹木的成活率得到有效提高，必須對抗旱造林技術(shù)進(jìn)行科學(xué)、合理的應(yīng)用。相關(guān)部門應(yīng)根據(jù)樹種的生物學(xué)特性和所處環(huán)境，選用合適的抗旱造林技術(shù)，才能充分發(fā)揮抗旱造林技術(shù)的作用。造林工作人員也要不斷提高抗旱造林技術(shù)水平，并結(jié)合實(shí)際情況對抗旱造林技術(shù)進(jìn)行完善。

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