落叶松人工林带状间伐复层林省力化控草试验

殷鸣放　王祎帆　　　宁良智　梁泽

(沈阳农业大学，沈阳，110161)　　　　　　(清原县大边沟林场)



落叶松人工林带状间伐复层林省力化控草试验

殷鸣放王祎帆宁良智梁泽

(沈阳农业大学，沈阳，110161)(清原县大边沟林场)

摘要以落叶松带状间伐迹地人工更新林为研究对象，采用正交试验设计方法，选择地膜覆盖、遮阳网覆盖、化学控草等省力更新措施，调查了1 a中的杂草株防效指标，分析评价了省力更新试验效果。结果表明：地膜覆盖下株防效最优组合为2层黑色地膜铺设6个月；遮阳网覆盖下株防效最优组合为2层6针遮阳网铺设6个月；化学控草株防效表现为质量分数为0.032%的割地草、质量分数0.64%的阔灌净以及质量分数1.0%的草甘膦，对杂草的株防效最好；地膜加化学方法下株防效最优组合为使用质量分数0.064%的阔灌净、两层黑色地膜、质量分数1.0%的草甘膦、质量分数0.008%的割地草；遮阳网加化学方法下株防效最优组合为使用6针遮阳网，质量分数0.008%的割地草，质量分数0.64%的阔灌净以及质量分数1.00%的草甘膦。总体杂草株防效能力由大到小表现为：地膜叠加化学方法、使用遮阳网、遮阳网叠加化学方法、阔灌净、草甘膦、使用地膜、割地草。

关键词落叶松林；人工林；带状间伐；省力化育林

在培育落叶松人工林过程中，由于造林地杂草茂盛，一般造林后要连续3～5 a割草才能控制杂草确保栽植苗木正常生长，要耗费大量人力财力。伴随着城市化进程的加快，我国农村劳动力不断减少，劳动力价格不断提高，传统的营林方法成本大幅上升，严重影响了人工林的市场化发展[1]。林业现代化也迫切要求减轻林业作业的野外劳动强度和提高生产效率，否则，将很难适应林业作为生态环境建设主体的发展要求[2]。

本研究以建设人工复层林作为目标的长白落叶松(Larixolegensis)带状间伐更新幼林为对象，对带状间伐作业地块进行省力化更新营林试验，调查更新地块不同省力化措施的控草效果，最后，综合分析评价省力化营林试验在带状间伐的落叶松林的试验效果，探讨省力化营林的可行性。

1试验地概况

试验地设置在清原县大边沟林场。该地处于长白山山脉的延伸区域，四季分明。≥10 ℃的积温为2 852.8 ℃。年平均气温5.3 ℃。全年平均日照在2 300 h以上。夏季多雨，多集中在6—8月份，年蒸发量为1 275 mm。山地棕色森林土居多，土层厚度30～50 cm，pH值为5.5～6.5，4—9月份为植物的生长季节。主要草本植物有猴腿蹄盖蕨(Athyriummultidentatum)、野芝麻(Lamiumbarbatum)、野艾蒿(Artemisialavandulaefolia)、球果堇菜(ViolacollinaBess. var.collina)、宽叶苔草(Carexsiderosticta)、白屈菜(ChelidoniummajusLinn.)、毛茛(RanunculusjaponicusThunb.)、莓叶委陵菜(P.fragarioidesL.)、茜草(Gspuriumvar.echinospermumHayek)等(见表1)。

试验地设置于人工长白落叶松纯林内，幼龄林由于林分密度较大，导致林木分化严重，严重影响了林木健康生长和物种多样性。为此，对落叶松幼龄林进行了人工带状间伐抚育，在林带内更新耐阴的针叶树种云杉(PiceakoraiensisNakai)，力求改善林分结构和提高林分质量，诱导为人工落叶松与云杉复层林[4]。试验地设在13林班32小班，坡度为17°，坡向为西北，土壤层厚度为50 cm，小班面积18.9 hm-2，初始造林密度为4 444株·hm-2，株行距1.5 m×1.5 m，林龄12 a，2012年进行隔3行伐3行栽2行的带状间伐更新试验，伐后保留株数为2 222株·hm-2。在2014年4月末开始采取地膜覆盖、遮阳网覆盖、化学控草等省力化林带更新试验。5月中旬开始定期观测、调查。对杂草样方内的控草效果进行调查、记录。

表1　主要草本植物概况

2研究方法

试验地样方设置：全面调查试验地，从中选取55块2 m×2 m的样方，进行物理方法铺设的样方8块，物理化学叠加方法铺设的样方18块，化学方法铺设的样方27块，除草对照样方1块以及不除草对照样方1块。每个样方的四角插好标桩并且喷上油漆。

试验设计：人工控草措施分为物理方法控草、化学方法控草和物理化学方法叠加控草[5]。物理控草和物理化学叠加控草的方法采取正交试验设计，化学方法进行重复试验设计。本试验采取了人工覆盖地膜、覆盖遮阳网，化学控草等措施，并定期观测、调查杂草株防效。

物理方法：试验设计采用正交试验设计，选用地膜覆盖和遮阳网覆盖。把地膜和遮阳网剪成2 m×2 m的大小，铺设一块样地需要3人，其中2人各拿一边，至苗木生长处，中间1人对准苗木，从上方将地膜和遮阳网剪成十字孔使苗木穿出后再用胶布固定好十字孔，两边的人将地膜和遮阳网铺在地上，用周围的散土将四周固定[6]。

所用地膜选择白色、黑色两种，厚度为0.008～0.012 mm的农用地膜。遮阳网选用的是六针密度、四针密度以及三针密度。采用L423的试验方案，即为三因素两水平[7]。地膜的正交试验设计中，选取的3个因素为：地膜的颜色，铺设的层数和铺设的时间，以得出哪种颜色的地膜、铺设几层、多久的情况下，控草效果最优。遮阳网的正交试验设计中，选取的三个因素为遮阳网的针数、铺设层数和铺设时间，以得出遮阳网密度大小、铺设几层和铺设多久的情况下，控草效果最好。因素水平如表2。

表2　物理方法因素水平

化学方法:化学方法不进行正交试验设计。处理地选择3种适于林地的除草剂，按3个不同量梯度喷洒，每种梯度进行3次重复试验，进行杂草抑制的对比。

购买的3种除草剂分别是：(1)阔灌净(三氯吡氧乙酸丁氧基乙酯)有效成分480 g/L。(2)草甘膦铵盐有效成分77.7%。(3)割地草(乙氧氟草醚)有效成分23.5%。

物理化学方法叠加:把物理方法和化学方法叠加，通过正交试验设计进行试验。分为地膜与化学方法的叠加和遮阳网与化学方法的叠加，采用L9(34)的试验方案，即为四因素三水平正交试验[8]。试验因素分别为地膜、遮阳网和3种化学除草剂。水平因素如表3。

表3　物理加化学方法因素水平

3结果与分析

株防效=[(对照区杂草株数量-处理区杂草株数量)/对照区杂草株数量]×100%。

我们调查了杂草一个生长期的情况，共进行6次，可表现出杂草控制的一个整体过程，并对最后一次的数据结果进行极差和方差分析。通过对杂草株防效的计算可以表现杂草样方内控草效果的好坏。

3.1物理方法正交试验结果

从表4中可以看出使用地膜覆盖和遮阳网覆盖对杂草株防效的结果。总体结果是遮阳网优于地膜，平均株防效分别为94.9%和90.5%。在使用地膜的试验结果中，使用黑色地膜总体效果比白色地膜效果好，平均株防效分别为96.5%和84.5%。在观察的6次结果中，使用黑色地膜的株防效结果变化不大，都保持了较高的株防效，说明使用黑色地膜对杂草的防控效果很好。使用白色地膜在第一次调查时效果不错，但是随着时间的推移，随着杂草进入生长旺盛期，白色地膜的覆盖对杂草形成了保护，使株防效的结果有所下降，但到最后一次调查时，杂草已经进入了枯萎期，所以株防效的结果有所上升。在使用遮阳网的试验结果中，整体的控草效果都很好，使用六针遮阳网的株防效略高于使用四针遮阳网，平均株防效为96.3%和93.5%，说明遮阳网的密度对杂草的防控有一定的影响。使用地膜铺设、遮阳网铺设的杂草株防效均高于除草对照区的81%和不除草对照区的0%，说明使用物理方法进行控草试验对杂草株防效有作用。

表4　地膜和遮阳网试验结果

3.1.1物理方法极差分析结果

根据正交试验设计表，用最后一次的杂草株防效调查数据进行极差分析，得出表5。

表5　影响因子直观分析

注：K1为水平1的试验结果之和、K2为水平2的试验结果之和；k1为水平1的试验结果均值、k2为水平2的试验结果均值；R为极差。

地膜正交试验中，从表5可看出，地膜颜色，层数，铺设时间的极差分别为12、1.7、0.2。地膜颜色的极差最大，其次是铺设地膜的层数，再次是铺设的时间，由此可以说明，使用地膜的颜色不同对株防效的影响最大。最优控草组合是黑色地膜，铺设两层，铺设6个月，杂草株防效分别是96.5%、91.3%、90.6%。

在遮阳网覆盖的正交试验中，从表5可看出，遮阳网针数，层数，铺设时间的极差分别为2.8、2.6、0.4。极差的差异不是很大，说明彼此之间没有太大的差别，但遮阳网针数不同，会对杂草的株防效产生主要影响，遮阳网密度越大，对杂草的防控效果越好。最优控草组合是六针遮阳网，铺设两层，铺设6个月，杂草株防效分别是96.3%、96.2%、95.1%。

3.1.2物理方法方差分析结果

按照正交试验方案，把试验数据和方案输入SPSS软件中进行方差分析，得出表6。从表6中可以看出，使用地膜颜色的影响极显著(P<0.01)，使用地膜的层数没有显著影响(P>0.05)，说明使用地膜的颜色不同对杂草株防效的影响非常明显，使用黑色地膜的株防效效果最好。在遮阳网正交试验的株防效指标中，遮阳网使用的针数不同，层数不同均没有显著影响(P>0.05)。

表6　主体间效应的分析

注：** 表示差异极显著(P<0.01)，P值为显著性水平。

3.2化学方法试验结果

选择3种适于林地的除草剂，按3个不同质量分数梯度喷洒，每种浓度进行3次重复，进行杂草抑制的对比。喷洒过后，每个月进行1次控草效果调查，观察6个月内杂草防控效果趋势。割地草质量分数分别是0.008%、0.016%、0.032%；阔灌净的质量分数分别是0.16%、0.32%、0.64%；草甘膦的质量分数分别是0.25%、0.50%、1.00%。

求出每种质量分数3次重复的株防效平均值，一共进行6次调查，最后求出6次的平均值，得出表7。由表7可以看出，使用质量分数0.032%的割地草，质量分数0.64%的阔灌净以及质量分数1.0%的草甘膦，杂草的株防效是最好的。分别为89.7%、94.2%和93.4%。使用阔灌净的效果最好并且效果极显著(P<0.01)，使用割地草和草甘膦的效果显著(P<0.05)。

表7　化学控草结果

注：*表示差异显著(P<0.05)，** 表示差异极显著(P<0.01)。

3.3物理加化学方法正交试验结果

从表8中可以看出使用地膜覆盖和遮阳网覆盖的结果。总体使用地膜加化学方法优于使用遮阳网加化学方法，平均株防效分别为96.6%和92.3%。使用地膜加化学方法结果显示杂草株防效很稳定，变化幅度不大，并且株防效很高，说明控草效果很好。使用遮阳网加化学方法结果显示，使用六针遮阳网效果最好，优于使用四针和三针的遮阳网，说明遮阳网的密度对株防效有影响，平均株防效为95.4%、92.2%、89.3%。结果均高于除草对照区的81%和不除草对照区的0。

表8　物理加化学方法控草试验结果

3.3.1物理加化学方法极差分析结果

根据正交试验设计表，对最后一次杂草株防效的数据进行极差分析，得出表9。

在地膜加化控除草的正交试验中，从表9可看出，地膜层数，割地草，阔灌净和草甘膦的株防效的极差分别为1.9，0.4，0.9，2.0。使用草甘膦的极差最大，其次是地膜的层数和使用阔灌净，再次是使用割地草的极差最小。说明在地膜与化学除草剂结合的试验中，草甘膦对杂草的防控效果影响最大。最优的控草组合是使用铺设黑色地膜3层，质量分数0.008%的割地草，质量分数0.016%的阔灌净，以及质量分数1.00%的草甘膦，株防效分别是97.5%、96.7%、97.0%和97.7%。

在遮阳网加化控除草的正交试验中，从表9可看出，遮阳网针数，割地草，阔灌净和草甘膦的极差分别为6.1、1.5、0.8和0.9。遮阳网针数的极差最大并且远大于其他几项，说明不同针数的遮阳网对杂草株防效的影响是最大的，其次是使用割地草和阔灌净，再次是使用草甘膦。最优控草组合是使用六针遮阳网，质量分数0.008%的割地草，质量分数0.64%的阔灌净以及质量分数1.00%的草甘膦，株防效分别是95.4%、92.9%、92.7%、92.7%。

3.3.2物理加化学方法方差分析结果

按照正交试验方案，把试验数据和方案输入SPSS软件中进行方差分析，得出表10。因为使用割地草的极差值最小，所以把它当做误差处理。从表10中可以看出，使用地膜的层数和使用草甘膦效果显著(P<0.05)。使用阔灌净的效果不显著(P>0.05)。在遮阳网加化控的正交试验株防效指标中，阔灌净的极差最小，把它当做误差处理。遮阳网针数的不同对结果影响显著(P<0.05)，割地草和草甘膦的不同质量分数没有显著影响(P>0.05)。

表9　影响因子分析

注：K1为水平1的试验结果之和、K2为水平2的试验结果之和、K3为水平3的试验结果之和；k1为水平1的试验结果均值、k2为水平2的试验结果均值、k3为水平3的试验结果均值；R为极差。

表10　主体间效应的分析

注：*表示差异显著(P<0.05)。

4结论与讨论

地膜覆盖下株防效由大到小结果表现为：地膜颜色、地膜层数、铺设时间，最优组合为使用黑色的地膜，铺设两层，铺设6个月。杂草株防效分别是96.5%，91.3%，90.6%。通过方差分析，铺设地膜的颜色不同对杂草株防效的控制效果极其显著(P<0.01)。遮阳网覆盖下株防效能力由大到小表现为：使用遮阳网的层数、遮阳网针数、铺设时间。最优组合为使用六针遮阳网，铺设两层，铺设6个月。杂草株防效分别是96.3%、96.2%、95.1%。

使用化学方法控草的株防效结果表现为：使用0.032%质量分数的割地草，0.64%质量分数的阔灌净以及1.0%质量分数的草甘膦，杂草的株防效是最好的。株防效分别为89.7%，94.2%和93.4%。使用阔灌净的效果最好并且效果极显著(P<0.01)，使用割地草和草甘膦的效果显著(P<0.05)。

地膜叠加化学方法下的株防效由大到小表现为：草甘膦、地膜层数、阔灌净、割地草。最优组合为质量分数0.064%的阔灌净，两层地膜，质量分数1.0%的草甘膦，质量分数0.008%的割地草。对应的株防效分别是97.5%、96.7%、97.0%和97.7%。使用地膜的层数和使用草甘膦效果显著(P<0.05)。遮阳网叠加化学方法下的株防效由大到小表现为：遮阳网针数、割地草、阔灌净、草甘膦。最优控草组合是使用六针遮阳网，质量分数0.008%的割地草，质量分数0.64%的阔灌净以及1.00%质量分数的草甘膦，株防效分别是95.4%、92.9%、92.7%、92.7%。在方差分析中，遮阳网的层数不同效果显著(P<0.05)。

总体杂草株防效能力由大到小表现为：地膜叠加化学方法、使用遮阳网、遮阳网叠加化学方法、阔灌净、草甘膦、使用地膜、割地草。平均株防效分别为：96.6%、94.9%、92.3%、92.0%、91.4%、90.5%、87.3%。

对于带状间伐更新林地进行省力化营林试验效果研究是一个长期的过程，目的在于探求一套适合我国实际林况，使林业提高产量，减少人工劳动力的消耗，并且综合考虑现代林业生产所要求的经济效益、生态效益和社会效益的营林方法。因此，有关省力化营林试验效果的研究还需继续深入下去。

参考文献

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Laborsaving Test ofLarixolgensisPlantations by Strip Thinning to Multi-storied Forest

Yin Mingfang, Wang Yifan

(Shenyang Agriculture University, Shenyang 110161, P. R. China); Ning Liangzhi, Liang Ze(Dabiangou Forest Centre of Qingyuan County)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(6)：28-32.

With artificial regenerated forest in cut-over land of strip cutting of larch, by orthogonal test, we selected the labor-saving regeneration measures including plastic film mulching, shading net covering and chemical weeds control, to investigate control efficiency index within a year, analyze and evaluate the effectiveness of labor-saving regeneration test. The optimal method of plastic film mulching in respect of control efficiency was mulching two layers of black film for six months; the optimal combination of shading net covering method was using two layers of six-weft shading net for six months; the optimal control efficiency was achieved in the chemical weed control by Gedicao of 0.032%, Kuoguanjing of 0.64% and Glyphosate of 1.0% in contents; the optimal combination of film mulching and chemical control was Kuoguanjing of 0.64%, two layers of black film mulching, Glyphosate of 1.0% and Gedicao of 0.008%; the optimal combination of shading net covering and chemical control was six-weft shading net, Gedicao of 0.008%, Kuoguanjing of 0.64% and Glyphosate of 1.00%. The overall performance of control efficiency of weeds was ranked in descending order of plastic film mulching with chemical control, shading net covering, shading net covering with chemical control, Kuoguanjing, Glyphosate, plastic film mulching, and Gedicao.

KeywordsLarixolgensis; Plantations; Strip thinning; Labor saving forest

第一作者简介：殷鸣放，男，1957年9月生，沈阳农业大学林学院，教授。E-mail:yinssss@163.com。

收稿日期：2015年5月11日。

分类号S757

责任编辑：潘华。