构树苗木切根和截顶对其造林后根系生长的影响

张克丽，夏玉芳，杨怡之

（贵州大学 林学院，贵州 贵阳 550025）

构树苗木切根和截顶对其造林后根系生长的影响

张克丽，夏玉芳，杨怡之

（贵州大学 林学院，贵州 贵阳 550025）

以构树实生苗为研究对象，分别径级0.5～1.0、1.0～1.5和≥1.5 cm的苗木进行留顶、截顶（地上部分留30 cm）和切根+截顶（留主根5 cm，地上部分留30 cm）3种处理。造林成活一年后调查每个处理根系生长状况，通过测定主根、一级侧根、二级侧根和须根（d≤1 mm）的生物量、累计长度和表面积，研究其对根系生长的影响。结果表明：径级0.5～1.0 cm的苗木，留顶效果最好，根系总生物量、累计长度以及表面积分别为71.3 g、758.1 cm、1371.2 cm2，其次是截顶处理，切根+截顶处理效果最差；径级1.0～1.5 cm切根+截顶处理最好，根系总生物量、累计长度以及表面积分别为111.1 g、988.4 cm、1 676.1 cm2，留顶次之，截顶最差；径级≥1.5 cm的苗木，根系总生物量、累计长度以及表面积分别为166.9 g、2 173.8 cm、4 160.9 cm2。综上所述，构树造林苗木，在地径≥1 cm时需进行截顶（切根）处理；地径1 cm以下，则无需进行截顶或切根处理。

构树；切根；截顶；根系生长

植物根系生长与植物生存、生长之间存在着密切的关系。一方面根系不断的从土壤中获得养分和水分，满足植物生长发育，另一方面根系又直接参与土壤中物质循环和能量流动两大生态过程，对土壤的结构改善、肥力的发展和土壤生产力的发挥起着重要的作用[1-2]。此外，树木根系能加强土壤水土保持性能，有效发挥保土防蚀的作用[3-5]。吴彦等[6]研究发现，林木根系通过径级＜1 mm须根的作用，可以提高土壤水稳性团聚体的数量。近年来植被恢复造林时，为了提高造林成活率、林木生态适应能力、降低成本等，切根和截顶技术已经被广泛应用。

构树Broussonetia papyrifera属于桑科构树属，全树均有利用价值，其果、叶、皮和枝干在药用、食用、造纸以及酿酒等方面[7-9]被广泛应用，发达的根系在防止水土流失方面发挥着重要作用。但其造林成活率低，生态效益未得到良好的发挥。本文选用贵州省贞丰县构树造林实生苗，对其进行切根、截顶处理，目的在于提高构树造林成活率，发挥其良好生态效益，研究不同处理构树幼树主根、侧根和须根的生物量、累计长度以及表面积，了解不同处理对构树幼树根系生长的影响，并结合苗木根系对土壤结构改善、加强土壤水土保持性能等功能，从而选择出构树造林实生苗最佳的处理方式，为生产实践提供可靠的技术体系和理论依据。

1 材料与方法

1.1 样地基本情况

试验区位于贵州省贞丰县，其地处云贵高原向广西低山丘陵过渡的斜坡地带，地势由西北向东南呈阶梯状逐级下降，属于贵州省的西南部，平均海拔1 145.4 m，属中亚热带湿润气候，年均气温16.6℃， 1月份平均气温4.5℃，7月份平均气26.8℃，年均降水量1 531.6 mm。属于碱性土壤，土层薄，25～30 cm之间，有机质含量低，为2.9%～3.5%。

根系研究试材取自于1年生构树幼林，造林密度3 m×4 m，样地面积667 m2，3个重复。

1.2 实验方法

1.2.1 造林用苗木处理

对造林用构树实生苗径级分别0.5～1.0、1.0～1.5、≥1.5 cm进行处理。以下2种处理均以完好苗木（留顶）为对照。

（1）截顶处理

对3个不同径级的构树实生苗，分别截顶，使苗木地上留高度30 cm，地下完好，并将截口用蜡密封，每个处理3个重复。

（2）切根处理

把2小径级实生苗主根留5 cm，地上部分留高度30 cm，每个处理3个重复。

1.2.2 根系试材取样

实验取样时先对幼树进行每木检尺，选择标准株，采用全株挖去法，保证苗木根系完好。测定标准株主根、侧根和须根的生物量、累计长度以及表面积。

表1 实验设计†Table 1 Experimental design

2 结果与分析

本次实验各处理所选取的标准株基本情况见表2。

表2 实验标准株基本情况Table 2 Basic situations of standard seedlings

2.1 根系生物量

林木根系的生物量占林分总生物量的10%～20%[10]，须根有巨大表面积，生理活性强，是树木吸收水分和养分的主要器官；孙多[1]研究天然次生栎林根系生物量结构发现通过增加须根来提高自身在竞争中的地位；李勇[4]研究油松发现≤1 mm的根系可改善土壤结构，增加土壤有机质等；李树战等[11]研究发现细根生物量与土壤温度呈指数相关，与土壤湿度呈线性相关。

从表3可知，径级0.5～1.0 cm的实生苗，3个处理间不同根级根系生物量差异极显著，D1A（留顶）处理效果最好，主根、侧根和须根生物量分别是44.9、17.4、6.2、2.8 g，D1B（截顶）和D1C（切根+截顶）处理次之，说明苗木太小造林不适合截顶或切根处理，截顶会影响其光合作用，切根阻碍了根系的吸收作用；径级1.0～1.5 cm的实生苗，D2C（切根+截顶）处理有利于提高整个苗木的竞争地位，须根量为4.8 g，与其他2个处理间差异显著，D2B（截顶）处理最差，D2A（留顶）处理主根生物量最大，其他两个处理通过切根主根生长没有赶上留根处理；径级≥1.5 cm的实生苗，D3B（截顶）处理效果明显，说明截顶促进该径级苗木根系生长。

表3 不同处理幼树根系生物量Table 3 Biomass of seedling root system by different treatments g

2.2 根系累计长度

苗木根系累计长度反映了苗木生长、竞争强弱的状况，一般情况下，苗木根系累计长度越大，表明苗木吸收更多的营养物质，适应环境能力强[12]。从表4可知，径级0.5～1.0 cm苗木，3个处理间不同根级根系累计长度差异极显著，D1A（留顶）处理效果最好，其值分别是143.1、304.1、192.2、118.7 cm，D1B（截顶）和D1C（切根+截顶）处理次之，说明苗木太小造林不适合截顶或切根处理，截顶和切根会影响光合作用，减少有机物的积累，对根系生长不利；径级1.0～1.5 cm的苗木，D2C（切根+截顶）处理效果最好，除二级侧根略小外，其他根系值都最大，差异性显著，说明切根+截顶促进该径级苗木根系生长，其适应性也强；径级≥1.5 cm的苗木，D3B（截顶）处理优势很明显，与D3A（留顶）处理差异显著。

2.3 根系表面积

根系表面积是根系吸收水分和养分的一个重要参数，特别是细根的表面积含量在树木生长中其主要作用，根据其含量大小对相应树木进行施肥抚育[13]。何功秀等[14]研究发现冬秋季桤木细根中养分含量与土壤中养分含量变化呈显著负相关关系。从表5可知，径级0.5 cm～1.0 cm的苗木，三个处理间不同根级根系表面积差异极显著，D1A（留顶）处理主根表面积低于D1B（截顶）处理，其它根级表面积都最大， D1C（切根+截顶）处理最差，说明该径级截顶处理有利于主根表面积的增大，但不利于增大其它根级根系表面积和扩大根系分布范围；径级1.0～1.5 cm的苗木，D2C（切根+截顶）处理主根表面积低于D2B（截顶）处理，其它根级表面积都最大，D2B（截顶）处理效果最差，各处理间差异性显著，从根系表面积功能看，切根+截顶效果最好，更有利于扩大整个根系的分布范围；径级≥1.5 cm的苗木，D3B（截顶）处理优势很明显，所有根级表面积都最大，与D3A（留顶）处理差异显著，说明该径级截顶处理更适合根系的生长，从而也促进整个苗木的生长。

表4 不同处理幼树根系累计长度Table 4 Cumulative length of seedling root system by different treatments cm

表5 不同处理幼树根系表面积Table 5 Surface aera of seedling root system by different treatments cm2

3 结论与讨论

3.1 结 论

3.1.1 根系生物量

径级0.5～1.0 cm的苗木，留顶处理最好，各根级生物量分别是44.9、17.4、6.2、2.8 g，截顶处理次之，截顶+切根处理最差；径级1.0～1.5 cm的苗木，总体上切根+截顶处理效果好，其值分别是为67.8、31.2、7.3、4.8 g，留顶处理次之，截顶处理最差；径级≥1.5 cm的苗木，截顶处理效果好，各根级生物量分别是105.2、97.6、35.6、9.0 g。

3.1.2 根系累计长度

径级0.5～1.0 cm的苗木，留顶效果最好，各根级值分别是143.1、304.1、192.2、118.7 cm，截顶处理次之，切根+截顶处理最差；径级1.0～1.5 cm的苗木，切根+截顶效果最好，其值分别是211.9、362.1、203.2、211.2 cm，其次是留顶处理和截顶处理，二级侧根长度上切根+截顶处理略低于留顶处理；径级≥1.5 cm的苗木，截顶处理效果好，各根级累计长度分别是248.2、695.9、813.9、365.8 cm。

3.1.3 根系表面积

径级0.5～1.0 cm的苗木，根系表面积留顶处理效果最好，各根级值分别是272.8、435.5、352.9、310.0 cm2，其次是截顶处理和切根+截顶处理；径级1.0～1.5 cm的苗木，总体上切根+截顶处理效果好，其值是分别是486.1、464.7、366.2、359.1 cm2，其次是留顶处理和截顶处理，但主根方面留顶处理优于切根+截顶处理；径级≥1.5 cm的苗木，截顶处理效果好，各根级累计表面积分别是 797.9、1 937.2、1 061.9、413.9 cm2。

综上所述，径级0.5～1.0 cm的构树苗木，留顶处理造林的效果要远远高于两个处理，其次是截顶处理，切根+截顶处理效果最差，说明该径级构树苗木在移栽造林时无处理效果更好，这样降低生产成本的同时也使得苗木充分生长；径级1.0～1.5 cm的构树苗木，切根+截顶（留主根5 cm，地上部分高度留30 cm）处理有利于苗木移栽造林后根系的生长，该处理下构树苗木能更好的适应环境，扩大根系的分布范围，根系充分生长，在固土、改善土壤结构以及保持水土方面能更早的发挥其作用，其次是留顶处理和截顶处理；径级≥1.5 cm的苗木，在造林时适合截顶处理。

3.2 讨 论

本文处理方式单调，只有截顶处理和切根+截顶处理，在以后的实验中可以增加多个处理方式，并且进行长时间的监测，进一步详细的研究构树实生苗造林最佳的处理方式，同时给生产实践提供可靠的理论依据和技术保障。

通过实验可知构树实生苗，径级0.5～1.0 cm，留顶处理效果最好，截顶处理效果次之，径级1.0～1.5 cm，切根+截顶处理效果最好，截顶处理对其根系的生长没有效果；径级≥1.5 cm，截顶处理最好。以后可以尝试改变三个径级截顶处理地上部分截留的长度，从而找出该径级构树苗木移栽造林的更佳处理方式，同时对以上径级的构树苗木根系生长进行长期的管理监测，分析不同处理对两个径级苗木根系长期生长的影响作用，也可以观测其对土壤的改良以及保持水土的作用，从而为生产上提供更可靠地理论依据。

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Effects of cutting root and truncating on root growth of Broussonetia papyrifera nursery-grown seedlings

ZHANG Ke-li, XIA Yu-fang, YANG Yi-zhi

(College of Forestry, Guizhou University, Guiyang 550025, Guizhou, China)

By taking the Broussonetia papyrifera seedings as the studied objects, the seedlings were divided into three classes by diameter-class of 0.5 cm～1.0 cm, 1.0 cm～1.5 cm and ≥1.5 cm, and treated with three treating methods such as remaining seedling top and root, truncating top (maintaining aerial parts 30 cm) and cutting root + truncating top (maintaining taproot 5 cm and aerial parts 30 cm ). One year after afforestation survival, the biomass, cumulative length and surface area of taproots, first level lateral toots,second lateral toots and fibrous roots of every treatments were surveyed. The results show that the effect of remaining seedling top of the seedlings of diameter-class 0.5 cm～1.0 cm, was the best, the biomass, cumulative length and surface area of root system were 71.3 g, 758.1 cm, 1371.2 cm2, the second effect was truncating top and that of cutting root + truncating top was the worst ; the seedlings of diameter-class 1.0 cm～1.5 cm with the treatment of cutting root + truncating top had the best effect, the total root biomass, cumulative length and surface area were 111.1 g, 988.4 cm and 1676.1 cm2, that of remaining seedling top and root was the next, that of truncating top is the worst; the total root biomass, cumulative length and surface area of seedlings of diameter-class ≥1.5 cm were 166.9 g, 2 173.8 cm and 4 160.9 cm2. In sum, B. papyrifera nursery-grown seedlings being with diameter ≥1 cm need to truncate top or cut root; the seedlings of diameter ＜1 cm need not to truncate roof or cut root.

Broussonetia papyrifera; cutting root; truncating; root system growth

S715.2

A

1673-923X(2013)06-0084-04

2012-12-02

贵州省科技计划课题“构树培育及其纤维特性研究”（黔科合计省合 [2012]7004号）

张克丽（1986-），女 ，硕士研究生，研究方向：退化生态系统恢复与重建；E-mail：zhangkeli1205@126.com

夏玉芳（1958-），女，教授，从事水土保持和森林培育研究；E-mail：yfxia@gzu.edu.cn

[本文编校：欧阳钦]