耿 强,曾武军,张树军,刘 刚,张建国
(山东省济宁市林业科学研究所 272019)
杨树是三大速生树种之一,也是我国人工林主要造林树种,木材产量占全国木材总产量近三成,不仅是我国平原木材加工产业的主要资源,而且在保障国家木材安全战略中占重要地位。杨树具有易成活、成林快、管理简单的特性,在绿化国土、防风固沙、保持水土、防灾减灾等方面起到了重要的作用。山东省是杨树栽培大省,栽培集约化程度高,已形成了良好的杨树产业体系。济宁市统计杨树栽植面积约8万hm2,栽植的杨树品种主要有‘107杨’、‘35杨’等。随着栽植面积的扩大,普遍出现了杨树飞絮、多代无性繁殖生理老化和性能退化等问题,已经严重困扰杨树栽培和产业发展。因此引种和推广无絮杨更新造林变得尤为重要。本研究选择4个杨树雄性品种进行造林实验,通过对物候期观测,生长状况、适应性、抗逆性等方面研究,选出生长快、适应性强的2个品种,为今后在济宁及相似区域进行大面积无絮杨造林推广提供科学依据。
造林试验地分别设在山东省济宁市兖州区新兖镇、任城区唐口镇、微山县张楼镇、鱼台县王庙镇等4个区域。试验地属暖温带季风性气候,四季分明。全年日照时数为2272.3~2583.3h。年平均气温13.3~14.1℃,极端最高气温 40.3~43.1℃,极端最低气温 -18.1~-22.3℃,≥0℃的年平均积温 5076.7℃,≥10℃的年平均积温4571.9℃。无霜期193~206d,平均初霜日为10月28日,平均终霜日为4月11日。土壤10cm冻结持续日数平均14~25d,土壤冻结最大深度为48cm。年平均降水量 597.3~772.3mm,年降水量最多1394.8mm,最少285.6mm。地域分布的基本趋势是由东南向西北递减。降水量的月、季分布和年际变化差异较大。年变程曲线呈单峰型,峰点在7月,平均为206.8mm,谷点在1月,平均7.7mm。在季节分布上,夏季(6~8月)降水量平均为434.2mm,占年降水量的62%;冬季(12~2月)平均仅为27.8mm,占年降水量的4%。
试验材料取自山东省林业科学研究院新鉴定的雄性美洲黑杨‘鲁林9号’、‘鲁林16号’,同时选取了‘T26杨’、‘15号杨’2个雄性品种开展造林观测,以‘107杨’作为品种对照。
‘鲁林9号’是雄性美洲黑杨,以L324杨(Populus deltoides‘L324’—)为母本,以T26杨(Populus deltoides‘S307-26’)为父本,通过人工杂交育种获得;‘鲁林16号’是雄性美洲黑杨,以L323杨(Populus deltoides‘L323’)为母本,以 I-102杨(Populus×euramericana‘102/74’)为父本,通过人工杂交育种获得;‘T26杨’是雄性美洲黑杨,20世纪80年代山东省从土耳其引进的优良无性系,经过多年的苗期和区域化试验已通过山东省林业厅的验收和鉴定;‘15号杨’本种极似健杨,同为雄株。植于德国、英国、法国、比利时、捷克斯洛伐克、罗马利亚等地。分布于东北、华北、关中平原、新疆和银川。对照品种‘欧美杨107’原产意大利,系美洲黑杨和欧洲黑杨的杂交种,生长快,抗逆性强,雌性,4~5月份有明显飘絮现象,是我国北方包括西部地区防护林、用材林的主要造林树种之一。
该造林试验于2016年4月、2017年3月和2018年3月均选用济宁市林业科学研究所引种和繁育的2a平茬苗,分别在4块试验地开展造林试验,选用地径2.5cm以上、高度3.5cm以上无病虫害1级苗,栽植密度4m×3m。同时开展形态观测,树高、胸径等生长调查和适应性、抗逆性观测等方面对比研究。
对新造林开展调查,内容包括4处试验地的土壤采样,物候期观测,造林面积、成活率、保存率调查等。
造林成活后,分别对4个雄性杨树无性系生长期叶部(叶色、叶型、叶柄、叶基等)形态进行观察并记录,生长停止后对枝干部(皮色、皮孔、棱、节间、干型、冠型、侧枝、芽、分枝角度等)特征进行观察并记录。
通过试验地造林实践总结雄性美洲黑杨造林技术规范,编制造林技术规程,在整地、选苗、栽植技术和抚育要点等几个方面对无絮美洲黑杨造林提出规范化的造林技术规程。
对5个杨树无性系单株的生长量进行观测,内容主要包括树高、胸径观测统计。根据以下公式计算出各杨树无性系单株的材积平均值。
V=0.016743+0.000116d2+0.00002 d2h-0.002123h+0.00001dh2
其中:V——单株材积,单位为m3;h——树高,单位为m;d——胸径,单位为m。
经过现场调查采样,造林试验地土壤为潮褐土,质地为中壤土或沙壤土,土层深厚,土壤理化性能良好,pH值7.2~7.4,水浇条件较好。杨树各雄性无性系试验地造林成活率除鲁林16号略低,其它均大于90%,保存率均在95%以上。
通过图1造林数据观察,杨树各雄性无性系叶长位于23.6~25.9cm之间,均大于107杨19.2cm,其中T26杨平均叶长最长为25.9cm,鲁林9号平均叶长最短为23.6cm;杨树各雄性无性系叶宽位于20.1~22.9cm之间,均大于107杨19.4cm,其中T26杨平均叶宽最宽为22.85cm,15号杨平均叶宽最窄为20.1cm;各雄性无性系平均叶长宽比位于1.13~1.22之间,均大于107杨,其中鲁林16号杨叶长宽比最大为1.22,T26杨叶长宽比最小为1.13。
通过3年造林实践,对雄性美洲黑杨造林技术进行总结和改进,编制“济宁市雄性美洲黑杨造林技术方案”,根据雄性美洲黑杨生长特性结合济宁地区地理的气候特点进行编写。主要内容包括:苗木选择2年生大苗或2年生平茬苗,地径>2.5cm,高度>3.5m的苗木;造林采用大株行距、大穴、深栽;主要栽植技术采用“三埋两踩一提苗”的栽植方法,在运苗、起苗、栽苗的各个环节中,注意对苗木水分的保持。针对美洲黑杨的特点,建议苗木造林前进行浸泡根部1~2d,可以提高10%以上的造林成活率;栽植时间选择每年3月下旬~4月初或10月底~11月中旬进行种植。栽植的深度60cm左右,能有效地抗旱、抗风,增加生根量,促进杨树的成活;日常抚育管理通过在树冠边缘进行挖沟深埋或使用机械中耕撒施等办法进行施肥,造林初期杂草较多的林地上,使用机械中耕对林地进行除草,有害生物的防治采用注射杀虫剂,用药泥堵洞,悬挂性诱剂等方法。
图1 叶长宽对比图
通过对2016年4月造林情况数据调查,结果如图2、图3所示,5种杨树无性系造林平均胸径、平均树高和单株材积,‘鲁林9号杨’、‘鲁林16号杨’生长量略高于‘107杨’。其中‘鲁林9号杨’平均胸径高于‘107杨’2.38cm、平均树高高于‘107杨’1.05m、单株材积高于‘107杨’0.0271m3;‘鲁林16号杨’平均胸径高于‘107杨’1.53cm、平均树高高于‘107杨’0.45m、单株材积高于‘107 杨’0.0151m3;‘15 号杨’、‘T26 杨’与‘107杨’生长量相近,或略低于‘107杨’。
图2 5种杨树无性系胸径树高
图3 5种杨树无性系单株材积
如表1所示,通过对5个杨树无性系的胸径、树高和单株材积进行方差分析,结果表明:‘鲁林9号’、‘鲁林16号’平均胸径大于均值,相对其它无性系平均胸径差异不显著;‘鲁林9号’、‘鲁林16号’平均树高大于均值,相对其它无性系平均树高差异显著;‘鲁林9号杨’‘鲁林16号’单株材积大于均值,‘鲁林9号杨’单株材积相对其它无性差异显著,‘鲁林16号’单株材积相对其它无性系差异不显著。
5种无絮杨造林试验表明,‘鲁林9号’和‘鲁林16号’‘T26杨’‘15号杨’在济宁地区均能满足造林要求。其中‘鲁林9号’和‘鲁林16号’表现最佳,优势表现在树干通直,顶端主干明显,无竞争枝。通过后期造林推广情况可以看出,在立地质量条件较好,土层深厚疏松的地块,‘鲁林9号’、‘鲁林16号’生长量较好,‘鲁林9号’成活率、生长量又优于‘鲁林16号’,在速生方面、抗旱、抗风性能等特性上2个品种相仿,均优于其他黑杨系品种,在无飞絮方面具有明显优势,具有广阔的发展前景和推广空间。
表1 5个杨树无性系胸径、树高和单株材积方差分析