杨树1年生整株苗造林树体控制技术研究

李晓宇，宋立志，彭建东，于 雷，梁德军

(辽宁省杨树研究所，辽宁 盖州 115200)

杨树PopulusL.是我国平原地区重要的造林树种，具有分布广、生长快、适应性强、繁殖容易等诸多特点，在防护林和用材林中占有重要地位，被广泛应用于营造防护林、速生丰产林以及城市街道绿化等方面，且市场需求量日益增加[1]。

造林成活率是影响林分质量的重要因子。由于杨树速生性较强，补植会造成林相不完整、效果不理想，通常一次性定植完成[2-3]。目前辽宁省在杨树造林工作中，主要采用整株苗造林和根桩苗造林两种造林方式[4]。整株苗造林采用大坑中心栽植法[5]，其优点是初植时林相较为整齐，若能够在栽植过程中给予充足的水分，初期成活率也能够得到保证；其缺点是由于春季风大，空气湿度较低，成活后的苗木易出现枯梢现象，若此时根系没有发育完全，会导致顶芽生长一段时间后因缺水而死亡，从而出现主干不明显、高生长不突出、侧枝茂盛等情况，进而导致树木不能正常生长[6-7]。20世纪60年代，辽宁省杨树研究所在国内首先提出了根桩苗造林技术，解决了因造林季节少雨干旱、多风等气候引发整株苗造林成活率普遍低下的生产难题[8]。该技术的优点是能够保持根系有充足的水分，苗木春季土壤化冻后返青快，抽出的枝条粗壮，有利于当年的造林的成活率和初生长时生长量的提高；其缺点是根桩苗造林春季幼(顶)芽刚萌出时容易受到食芽害虫的啃食和风沙的打击，而此时的幼芽极为脆弱，一旦破坏很容易造成死亡，苗木只能从地底重新萌发新芽，从而导致苗木成活后长势参差不齐，林相不整齐[9-10]。

综上所述，整株苗造林和根桩苗造林是辽宁省现阶段杨树造林的主要技术措施，两项技术在实际生产中均存在不足之处，限制了培育优质杨树人工林的进程[11-12]。因此，提出一种既能提高造林成活率，又能使林相整齐、生长迅速的造林新技术已经十分迫切。杨树1年生整株苗造林树体控制技术于2012年应用于生产实际，目前在辽宁省新民市、法库县、黑山县、辽中区及康平县均有大面积应用[13]。为了更科学地论证杨树1年生整株苗造林树体控制技术中最适宜的截干高度以及后期采用何种主干控制技术能获得较好的生长，2020年，辽宁省杨树研究所在其黑山试验示范基地开展了杨树1年生整株苗造林树体控制技术研究试验。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本研究试验材料为中辽1号杨1年生扦插苗。

1.2 试验地点

试验地点位于辽宁省锦州市黑山县新兴镇辽宁省杨树研究所基地内，处于温带半湿润区内，属温带大陆性季风气候。年平均气温8 ℃。最低气温-27.6 ℃，最高气温35 ℃。年平均降水量586 mm，无霜期165 d左右。土壤类型为沙壤土，有机质含量占0.2%～1.8%，全钾占2.1%，全磷占0.1%～0.4%[14]。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 本试验采取双因素完全随机试验设计，设置截干高度和主干控制方式两个因素。其中，截干高度设置1.2 m、1.4 m、1.6 m、1.8 m、2.0 m、2.2 m、CK(不截干)共7个水平，分别记为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7；主干控制方式设置定干修剪和竞争枝修剪联合应用、定干修剪和不修剪三个水平，分别记为B1、B2、B3，其中定干修剪方法是待萌发枝条达到30 cm时，选取距离截干创面近、分枝角小且生长较好的枝条确定为主干，并剪除其余枝条的顶芽；竞争枝修剪方法为待竞争枝达到1 m时，剪除总长度的1/3。

试验地面积为0.667 hm2，每个处理栽植4行，每行每个处理栽植6株，每行设置7个处理。每行北端栽植2株整株苗做保护行，南端栽植7株截干苗做保护行，每行栽植51棵树。2020年4月初造林，造林密度为2 m×6 m。各处理代号见表1。

1.3.2 调查内容与方法

(1)成活率调查：造林完成后，于5月中旬，采用全株调查法对各处理成活率进行调查，再进行数据分析[15]。

(2)生长量调查：于10月上旬对各处理的树高、胸径、地径和生物量进行调查，对调查所得数据进行统计分析。其中，树高采用塔尺调查，胸径和地径采用游标卡尺调查，生物量测定是将苗木挖出后采用电子秤测定鲜重[16]。

(3)模糊数学隶属度函数f(xi)计算：树高、胸径、地径、生物量和保存率采用升型分布函数。

f(xi)=(xij-xi min)/(xi max-ximin)。

式中:f(xi)为各指标隶属度；xij表示各指标值；xi max和xi min分别表示第i项指标的最大值和最小值[17]。

表1 各处理代号Tab.1 Treatmentcode序号截干高度/m是否应用定干修剪方法是否应用竞争枝修剪方法代号序号截干高度/m是否应用定干修剪方法是否应用竞争枝修剪方法代号11.2是是A1B1121.8否否A4B321.2是否A1B2132.0是是A5B131.2否否A1B3142.0是否A5B241.4是是A2B1152.0否否A5B351.4是否A2B2162.2是是A6B161.4否否A2B3172.2是否A6B271.6是是A3B1182.2否否A6B381.6是否A3B219CK是是A7B191.6否否A3B320CK是否A7B2101.8是是A4B121CK否否A7B3111.8是否A4B2

1.4 数据处理

采用Excel 2003、DPS 18.10软件进行数据整理与统计分析[18]。

2 结果与分析

2.1 树体控制技术对苗木高生长的影响

按照试验设计，对每个处理进行的树高调查结果列于表2，方差分析和多重比较结果分别列于表3和表4。从表3可以看出，不同截干高度和不同主干控制方式的P值均小于0.01，说明两者对树高的影响极显著。进行了截干高度对树高的影响、不同主干控制方式对树高的影响和各组合间树高的多重比较，发现1.8 m截干、2.0 m截干、1.6 m截干和2.2 m截干的树高显著高于1.4 m截干、1.2 m截干和对照苗；应用主干控制技术的树高显著高于未应用的树高。在各组合间树高多重比较中，前5位排序为1.6 m截干、1.8 m截干、2.0 m截干、2.2 m截干应用两种修剪方法的处理和1.8 m截干应用定干修剪方法的处理，且在5%水平下与CK相比达到了显著水平。

表2 树高调查数据Tab.2 Dataoftreeheight处理树高平均值/m处理树高平均值/mA1B14.50A4B34.56A1B24.54A5B14.92A1B33.95A5B24.69A2B14.80A5B34.66A2B24.50A6B14.82A2B34.14A6B24.70A3B15.02A6B34.18A3B24.64A7B14.11A3B34.25A7B24.05A4B14.93A7B34.15A4B24.80

表3 树高方差分析情况Tab.3 Analysisoftreeheightvariance变异来源平方和自由度均方F值P值A因素间11.32161.8876.4100.003B因素间8.18724.09413.9080.001A×B3.532120.2941.3120.213误差47.1022100.224总变异70.142230

表4 截干高度、主干控制方式对树高影响的多重比较结果Tab.4 Multiplecomparisonresultsoftheeffectofcut-tingheightandtrunkcontrolmodeontreeheight处理水平均值/m5%显著水平A44.764aA54.758aA34.636ab截干高度A64.567abcA24.479bcA14.330cdA74.103dB14.727a主干控制方式B24.560bB34.271c注:不同字母表示差异显著。下同。

表5 各个组合间树高多重比较结果Tab.5 Multiplecomparisonresultsoftreeheightamongdifferentcombinations序号处理均值/m5%显著水平序号处理均值/m5%显著水平1A3B15.018a12A1B24.536bcde2A4B14.927ab13A2B24.500bcdef3A5B14.918ab14A1B14.500bcdef4A6B14.818ab15A3B34.255cdefg5A4B24.800ab16A6B34.182defg6A2B14.800ab17A7B34.145efg7A6B24.700abc18A2B34.136efg8A5B24.691abc19A7B14.109efg9A5B34.664abc20A7B24.055fg10A3B24.636abcd21A1B33.955g11A4B34.564abcde

2.2 树体控制技术对苗木胸径生长的影响

按照试验设计，对各个处理进行了胸径调查，结果见图1。从图1中可知，1.2 m截干结合定干修剪方法处理的苗木平均胸径最小，仅有2.86 cm；1.8 m截干结合定干修剪方法处理的苗木平均胸径最粗，为3.23 cm。方差分析结果列于表6。从表6可以看出，截干高度和主干控制方式的P值均大于0.05，说明两种处理方式对胸径的影响均不显著。

图1 不同处理对苗木胸径的影响

表6 胸径方差分析表Tab.6 Analysisofvarianceofdiameteratbreastheight变异来源平方和自由度均方F值P值A因素间0.47460.0791.2290.357B因素间0.06220.0310.4850.627A×B0.772120.0640.4080.960误差33.1292100.158总变异34.437230

2.3 树体控制技术对苗木地径生长的影响

按照试验设计，对各个处理进行的地径调查结果见图2。从图2中可知，1.2 m截干结合定干修剪方法处理的苗木平均地径最小，仅有4.54 cm；1.6 m截干结合两种修剪方法处理的苗木平均地径最粗，为5.12 cm。方差分析结果列于表7。从表7中可以看出，截干高度和主干控制方式的P值均大于0.05，说明两种处理方式对地径的影响均不显著。

图2 不同处理对苗木地径的影响

2.4 树体控制技术对苗木生物量的影响

按照试验设计，对各个处理进行的生物量调查结果见图3。从图3中可知，1.2 m截干不修剪处理的苗木平均生物量最小，仅有2.97 kg，1.6 m截干结合两种修剪技术处理的苗木生物量最重，为3.43 kg。方差分析结果列于表8。从表8中可以看出，不同截干高度和不同主干控制方式的P值均大于0.05，说明两种处理方式对生物量的影响均不显著。

图3 不同处理对苗木生物量的影响

2.5 树体控制技术对苗木成活率的影响

将杨树1年生整株苗造林树体控制技术与常规整株苗造林相比较可知，新技术对苗木成活率的提升十分明显，常规整株苗造林成活率只有87.5%，而采用树体控制技术造林的苗木成活率最低也有94.4%，最高达到了100%，平均成活率达97.4%。

表8 生物量方差分析表Tab.8 Analysisofvarianceofbiomass变异来源平方和自由度均方F值P值A因素间1.19360.1990.4560.840B因素间2.07721.0382.3790.095A×B0.483120.0400.0921.000误差82.4821890.436总变异86.234209

图4 不同处理对苗木成活率的影响

2.6 不同处理各指标的隶属度及综合指数

由于各指标的单位、性质和数量不同，故采用模糊数学隶属度函数对各项指标测定值进行定量转换，并将各指标所得隶属度相加作为综合指数来评价各处理[19]。本文对树高、胸径、地径、生物量和保存率分别计算了隶属度，采用各指标隶属度的总和作为综合指数进行评价，结果见表9。

从表9可以看出，与整株苗相比，采用树体控制技术的苗木综合评价优于对照苗。总体排名中，前5名排序依次为1.6 m截干结合两种修剪方法、1.8 m截干结合两种修剪方法、1.8 m截干结合一种修剪方法、2.0 m截干结合两种修剪方法、2.2 m截干结合两种修剪方法的苗木。

表9 不同处理各指标的隶属度及综合指数Tab.9 Membershipdegreeandcomprehensiveindexofeachindicatorindifferenttreatments处理隶属度树高胸径地径生物量保存率总和A3B11.000.751.000.891.004.64A4B10.910.700.811.000.884.31A4B20.791.000.161.000.923.87A5B10.910.650.170.780.893.40A6B10.810.750.200.560.973.30A3B20.640.980.190.890.603.29A2B10.790.700.420.780.593.29A5B20.690.350.390.780.923.13A5B30.670.800.390.780.483.12A6B20.700.600.410.560.672.94A1B10.510.630.310.780.582.81A4B30.570.400.331.000.482.78A2B20.510.680.120.780.402.49A3B30.280.730.390.890.192.48A6B30.210.650.420.560.312.16A2B30.170.570.300.780.262.08A1B20.550.000.000.780.712.04A7B10.150.750.300.000.351.54A1B30.000.500.200.780.001.48A7B20.090.600.230.000.471.40A7B30.180.680.360.000.121.33

3 结论与讨论

(1)树体控制技术可显著提高造林成活率。采用1年生整株苗造林树体控制技术的苗木，其平均成活率达97.4%以上，显著高于常规整株苗造林的平均成活率。

(2)树体控制技术合理截干高度为距地面1.6～1.8 m。通过树体控制技术中不同截干高度的处理(1.2 m截干至2.2 m截干，每20 cm为一个级差的6个处理)以及后期抚育工作中应用的定干修剪方法与竞争枝修剪方法的对比试验，综合树高、胸径、地径、生物量及成活率等指标的隶属度分析比较得知：截干高度1.6 m与1.8 m，同时采用定干修剪方法与竞争枝修剪方法的苗木综合得分最高，对照苗得分低于应用树体控制技术的苗木得分。由此得出:应用整株苗造林树木控制技术的苗木合理截干高度为1.6～1.8 m。在抚育管理工作中，除常规抚育措施外(浇水、防虫、除萌等)，需要应用定干修剪方法与竞争枝修剪方法实现苗木高生长最大化。

(3)树体控制技术可显著促进苗木高生长。通过对应用杨树1年生整株苗造林树体控制技术的苗木与常规整株苗造林技术的苗木进行比较得出，新技术对苗木的高生长有促进效果。应用该技术的1年生苗木高生长可达5 m左右，与常规整株造林苗木相比较，可提高苗木平均高生长15%以上。

(4)树体控制技术可提高杨树人工林质量。应用1年生整株苗造林树体控制技术的当年生苗木与常规整株苗造林相比较，在显著提高成活率的同时，通过截干使树木高度相对整齐、主干生长优势突出、侧枝生长旺盛、树体呈现尖塔型结构、整体外部美观度提升，提高了杨树人工林栽植的整体质量。

杨树是辽宁省平原地区最主要的造林树种，在用材林和防护林的建设中均占有重要地位。但辽宁省春季风沙大，空气湿度小，造林成活率低。杨树1年生整株苗造林树体控制技术是提高杨树造林成活率与造林质量的一种造林新技术。该技术简单易操作，仅需在常规整株苗造林后按合理高度截干，配合主干控制技术即采用定干修剪和竞争枝修剪的方法，便可实现大幅度提高造林成活率，提高造林品质和产量的目标，应用前景十分广阔。