黑河流域中游沙荒地元寶楓引種栽培試驗研究

任 志，馬 勇，張 晗，姚世超，張志禮

(1.甘肅省張掖市甘州區(qū)兔兒壩天然植被管護站，甘肅 張掖 734000；2.張掖市甘州區(qū)青綠林草投資有限責任公司，甘肅 張掖 734000)

元寶楓(Acertruncatum)系槭樹科槭樹屬落葉喬木，樹名因翅果形狀酷似古代“金元寶”而得名。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對生存環(huán)境愈來愈關注，崇尚自然、回歸自然、渴望享用美好自然生存空間已是時代發(fā)展的必然趨勢，同時新能源戰(zhàn)略的實施，元寶楓作為兼具優(yōu)良的木本油料樹種和優(yōu)美的園林綠化樹種[1-2]，具有雙重屬性，在城市園林綠化和木本糧油資源培育中受到了社會的青睞，發(fā)揮著不可替代的作用。有學者還開展了葉片生物活性成分研究，結果表明元寶楓葉中黃酮、綠原酸含量較高[2-3]，既可提取醫(yī)藥原料，又可作為營養(yǎng)價值良好的元寶楓茶[1，4]。在近年植樹造林中發(fā)現(xiàn)，在干旱、半干旱條件下元寶楓具有很強的抗旱性[5]，為了探究元寶楓在黑河流域中游沙荒地栽培的生態(tài)經(jīng)濟和美學景觀價值，2020年在地處干旱半干旱區(qū)黑河中游的張掖市北部地區(qū)開始引種栽培和開發(fā)了該樹種，直接引種元寶楓大苗進行栽培，通過觀測元寶楓的引種栽培成活率、生長表現(xiàn)及生態(tài)適應性變化，以期為推廣種植元寶楓提供科學依據(jù)。

1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于黑河流域中游的沙荒地，地理位置97°25′～102°13′E，37°28′～39°59′N，海拔為1 450～1 480 m。屬干旱荒漠大陸性氣候區(qū)，氣候干燥，降水稀少，日照充足，晝夜溫差大。年平均氣溫7.3 ℃，極端最高氣溫38.6 ℃，極端最低氣溫-28.7 ℃，年平均降水量113.41 mm，年蒸發(fā)量2 074.9 mm，年平均相對濕度52%。生長期153 d。

2 試驗材料與方法

2.1 試驗材料

以引種栽植陜西楊凌、河南平頂山、山東聊城培育的4年生、胸徑不小于4 cm、定干高度2.4～2.6m的元寶楓樹苗為研究對象，開展不同種源、不同栽植時間和不同客土整地方式等對栽植成活率和生長情況影響的研究。

2.2 試驗設計

2.2.1 栽植區(qū)“客土”整地

在黑河流域中游沙荒地引種栽植區(qū)，植被稀疏，生境條件差，沙地高低起伏不平，造林當年需進行平整。土地平整采用機械作業(yè)，削高填低，使平整后地面坡度基本一致，在坡面沿等高線開溝整地，土地平整后，為了提高元寶楓引種栽培效果，采用“客土”栽培法，按照5 m×3 m的株行距布局，挖深1.0 m×長0.8 m×寬0.6 m的栽植坑進行局部換土和深1.0 m×寬0.8 m的栽植溝進行帶狀整體換土，換土盡量選用質地疏松、通透性好、肥力較高且富含有機質的耕作土。

2.2.2 元寶楓苗木栽植

1)栽植時間：元寶楓栽植可在春季和秋末冬初，在黑河流域中游地區(qū)以春季栽植為宜，適宜的栽植時間為3月下旬—4月中旬。

2)栽植密度：依據(jù)栽植區(qū)的自然條件和元寶楓側枝發(fā)達的特點，根據(jù)栽植區(qū)立地條件，栽植密度確定為株行距3 m×5 m。

3)栽植深度：黑河流域系干旱半干旱地區(qū)，且多風，元寶楓系萌蘗性強，深根性，有一定的抗旱耐寒性的生態(tài)經(jīng)濟樹種，為提高元寶楓在黑河流域中游風沙區(qū)的栽植效果，其深度一般以超過原土痕3～5 cm為宜。

4)栽植方法：在黑河流域中游沙荒地栽植元寶楓采用“坑底”植苗法，即苗木栽植前先挖好80 cm方形的定植穴，回填20～30 cm的表土，將包裹在土球外不易腐爛的包裝物拆除，將帶土球的苗木穩(wěn)穩(wěn)地放入定植坑，不得打破土球，苗木直立，謹防傾斜，填土應分層踏實；對栽植后的苗木，為防止春季風大斜倒，應設三角支架固定，支架與苗木接觸處不得損傷樹干；苗木栽植后，在栽植穴外圍，筑起高度20～25 cm的“聚水圍堰”，“聚水圍堰”應踏實謹防漏水，這樣既不影響苗木栽植后的生長，利于蓄積雨雪，還能抑制栽植坑內土壤水分的蒸發(fā)。新植苗木栽后要澆透水1次，并根據(jù)天氣情況補澆2～3遍水，澆水滲下后，為提升保墑能力應及時用土、沙封堵樹穴裂縫，防止水分蒸發(fā)；同時對于澆水沖毀的“聚水圍堰”要及時修繕，對傾斜的苗木，要及時扶正、培土。

2.2.3 試驗數(shù)據(jù)采集

按3 m×5 m株行距栽植，以0.06 hm2為一個基本單元，按照不同種源、不同栽植時間和不同客土整地方式栽植分別設置5個固定樣地，分別抽取30株苗木，每月檢查一次地上胸徑、新生枝條長度和冠幅，每年10月調查當年的栽植成活率，進行數(shù)據(jù)采集和分析。

3 元寶楓栽植效果分析

3.1 不同種源地元寶楓苗木栽植效果分析

引種要根據(jù)植物的生長特性和栽植地、原產(chǎn)地的氣候和土壤等條件，做到適地適樹，才能提高引種成活率[5]。研究結果表明，不同的生態(tài)氣候區(qū)引進栽培的元寶楓苗木，由于氣候的差異性，栽培的成活率有較大的差異(表1)。

表1 不同種源地元寶楓引種栽培成活率

由表1可以看出，從陜西楊凌、河南平頂山、山東聊城3個地區(qū)引進栽培的元寶楓苗木成活率和保存率有著較大差異。就引種栽植的3個種源而言，在黑河流域中游沙荒地引種的元寶楓苗木栽植成活率最高的是陜西楊凌，為69.3%，分別較山東聊城和河南平頂山引進的苗木成活率高27.2%和32.6%；同時，不同種源地引種栽植的元寶楓苗木生長量也有明顯的差異(圖1)。

圖1 2年生元寶楓不同種源地引種栽植苗木生長量對照

由圖1可以看出，2年生元寶楓不同種源地引種栽植的苗木生長量有較大的差異。栽植2年生的元寶楓苗木枝條生長量最大的是陜西楊凌的苗木，枝條平均生長量為108.8 cm，分別較山東聊城和河南平頂山枝條平均生長量高16.98%和37.37%，第2年當年新梢生長量達78.8 cm，分別比山東聊城和河南平頂山高34.47%和72.05%；引進的元寶楓苗木胸徑均為4 cm，引種栽植后元寶楓苗木的胸徑生長表現(xiàn)出了一定的差異，栽植第2年生陜西楊凌的元寶楓苗木胸徑生長量最大為5.12 cm，分別較山東聊城和河南平頂山引種栽植苗木高7.56%和12.04%。為進一步分析種源地與引種栽植區(qū)苗木成活、生長的差異性，對引種種源地與栽培區(qū)的氣象因子對照(表2)。

表2 元寶楓不同種源引種地氣象因子對照

由表2可以看出，不僅不同種源地氣候類型差異大，而且對苗木成活、生長具有關鍵性作用的影響因子年均溫、生長期和降水量之間有著明顯的差別。元寶楓在年平均氣溫9～15 ℃ ，極端最高氣溫42 ℃以下，極端最低氣溫不低于-30 ℃，年均降水量250～1 000 mm和在微酸性、中性微堿性及鈣質土壤上均能生長[6]。根據(jù)上述生長指標，就溫度條件而言，引種區(qū)與引種栽培區(qū)是可以滿足元寶楓生長的，但引種栽植區(qū)因冬季極端低溫達-27 ℃，有可能給元寶楓的越冬造成一定的影響；引種種源地的降水最少的是山東聊城也達到了578.4 mm，但引種栽培區(qū)的年降水量僅有113.41 mm，是遠不能滿足元寶楓生長供給的，苗木生長過程中需要人為補給水分灌溉，才能保證苗木的生長所需，降水量的差異會造成空氣濕度低，干燥度大的格局，對于苗木生長將產(chǎn)生較大的影響；元寶楓對土壤有較強的適應性，但引種種源地和引種栽植區(qū)的土壤質地、土層厚度、肥力以及土壤酸堿度等受環(huán)境條件的影響也有差異，對苗木的生長也將產(chǎn)生一定的影響?？傊?，造成不同種源地與引種栽植區(qū)元寶楓成活、生長的差異，究其原因主要是因地域特點的不同，特別是氣候條件、氣候類型的不同，導致了引種苗木的適應性和生長量相異。

3.2 不同栽植時間對苗木成活率和生長量的影響

由于各個地區(qū)的氣候條件存在差異，加之苗木對環(huán)境條件的要求和適應性也不盡相同，引種栽植苗木必須根據(jù)苗木的生長習性與適應性能，確定引種苗木的栽植時間。苗木的最佳移植時間為秋季落葉之后至春季萌芽之前[7]。這是由于秋季落葉以后苗木進入休眠期，而春季萌芽時苗木是從休眠期生長的時期，根系開始活動，樹液開始流動，枝葉逐漸萌發(fā)，栽植后苗木緩苗期短，易于成活和恢復生長。不同栽植時間苗木的成活率相異，以陜西楊凌的元寶楓苗木帶土球苗和裸根苗在引種栽植區(qū)不同的栽植時間為例，采用spss19.0數(shù)據(jù)分析軟件進行成活率統(tǒng)計分析(圖2)。

圖2 不同種植時間對元寶楓成活率的影響

由圖2可以看出，不同栽植時間元寶楓苗木無論是帶土球苗還是裸根苗的栽植成活率有差異，其中以3月20—25日栽植的成活率最高，其后隨著時間的延后，氣溫的升高，土壤蒸發(fā)量的增大和土壤融凍水分的流失，致使栽植成活率逐漸下降；到4月20—25日成活率降到了最低，帶土球栽植的較3月20—25日栽植的低18.3%，裸根苗低29.1%。帶土球栽植的苗木平均成活率較裸根苗的高22.3%，這說明元寶楓苗木無論是帶土球苗還是裸根苗栽植時間早晚對其成活率有很大的影響。

由圖3可以看出，不同栽植時間對元寶楓苗木的生長量有一定的影響，在引種栽植苗木規(guī)格(苗木胸徑4 cm，苗木高度2.6 m)基本一致的情況下，3月20—25日栽植的元寶楓苗木較4月20—25日栽植的胸徑增粗5.78%，新生枝條平均生長量提高44.9%。

圖3 不同種植時間對元寶楓生長量的影響

由此說明，黑河中游流域沙荒地早春土壤融凍時因返潮其水分含量較高，隨著時間的延遲，氣溫的升高，加劇了土壤水分的蒸發(fā)，土壤含水量逐漸降低，不利于苗木栽植后的成活；同時隨著栽植時間越晚，因苗木的枝芽必將消耗其體內大量的水分，地下根系也已開始活動，在栽植過程中，苗木具有吸水功能的根系和毛細根大量損失，造成根系的吸水能力顯著降低，且隨著溫度不斷升高，幼苗的失水急劇增加，苗體水分失衡趨勢更加凸顯惡化。在沙土地造林，制約其成活的關鍵因子是水分和溫度[8]。在黑河流域中游特殊的生境條件下，苗木因栽植時間的延遲、氣溫的升高等因子的作用均不利于維持苗木水分平衡，栽植后很難完成萌芽—生根—展葉—成活—生長的全過程，增加了苗木的緩苗期，相繼縮短了苗木的生長期，是導致栽植時間早晚苗木生長量具有明顯差異的原因之一。

3.3 不同客土方式苗木栽植效果分析

客土指用別處的土壤來改良指定地塊的土壤，被利用的土壤就叫客土[9]；客土造林是一種以其他地方的好土更換造林地植穴或溝內的不良土壤，以改善植穴或溝內的土壤條件，而后進行栽植的造林方法[10]。為了改善荒漠區(qū)沙地土壤條件，增強土壤的含蓄水分能力，優(yōu)化苗木的生長環(huán)境。針對元寶楓引種栽植沙地的自然土質條件進行了客土整地，整地方式主要是栽植坑局部換土和栽植溝帶狀換土[11]。栽植試驗結果表明，不同的客土方式對元寶楓的栽植效果影響相異(表3)。

表3 不同客土方式對元寶楓成活率和生長量的影響

注：表中2年生系指栽植后2 a的生長指標均值。

由表3可以看出，不同的客土整地方式，對改善苗木生存環(huán)境、調蓄沙地土壤水分和增強苗木生長活力有著重要的作用。帶狀客土整地較局部客土整地更有利于優(yōu)化苗木生存環(huán)境，增強苗木的抗生能力，無論是造林的成活率和苗木生長量都得到顯著改善與提升。表3中數(shù)據(jù)表明，帶狀客土整地栽植陜西楊凌、河南平頂山和山東聊城的苗木，其成活率分別較局部客土整地提升28.49%、23.61%和25.15%，2年生胸徑平均生長量增大14.41%、13.57%和14.22%，2年生新生枝條平均生長量提高67.9%、43.1%和49.6%。究其原因，帶狀客土整地較栽植坑局部客土整地更加優(yōu)化了栽植區(qū)的小環(huán)境，改善了小生境，增強了土壤含蓄功能，創(chuàng)造了更加適宜苗木生長的生態(tài)環(huán)境。

4 結論與討論

1)采用客土造林法，從陜西楊凌、河南平頂山、山東聊城引進的元寶楓苗木，在黑河流域中游沙荒地栽植成活率最高的是陜西楊凌，為69.3%，分別較山東聊城和河南平頂山高27.2%和32.6%；栽植2年生的苗木枝條生長量最大的是陜西楊凌的苗木，平均生長量為108.8 cm，第2年生長量平均達78.8 cm，分別較山東聊城和河南平頂山的高16.98%和37.37%，2年生枝條生長量分別高34.47%和72.05%；栽植后2 a陜西楊凌的元寶楓苗木胸徑平均生長量為5.12 cm，分別較山東聊城和河南平頂山高7.56%和12.04%。由此說明，從不同的生態(tài)氣候區(qū)引進栽培的元寶楓苗木，由于氣候的差異性，栽培的成活率有較大的差異。

2)不同栽植時間苗木的成活率和生長量相異。研究結果表明，元寶楓苗木在黑河流域中游沙荒地3月20—25日無論是帶土球苗還是裸根苗栽植的成活率最高，分別較4月20—25日栽植的帶土球苗高19.9%、裸根苗高26.3%，胸徑生長量增粗5.81%，新生枝條平均生長量提高43.7%。究其原因是在黑河流域中游沙荒地特殊的生境條件下，苗木因栽植時間的延遲、氣溫的升高等因子的作用均不利于維持苗木水分平衡，是導致栽植時間早晚苗木生長量具有明顯差異的原因之一。

3)不同的客土整地方式，對苗木的生活和生長有著重要的作用。帶狀客土整地后栽植陜西楊凌、河南平頂山和山東聊城的苗木，其成活率分別較局部客土整地提升28.49%、23.61%和25.15%，2年生胸徑平均生長量增大14.41%、13.57%和14.22%，2年生新生枝條平均生長量提高67.9%、43.1%和49.6%。由此說明，不同的客土整地方式，對優(yōu)化栽植區(qū)的小環(huán)境、改善栽培地立地條件小生境和調蓄土壤含蓄功能等方面的差異對元寶楓栽植效果影響較大。