李喜梅,陈瞳晖,樊淑淼,洪利亚,李宗圈,张党权,李明婉
(1.河南农业大学,a.林学院;b.农学院,郑州 450046;2.巩义石榴研究会,河南 巩义 451251)
在林业生产上,特别是工程造林,苗木栽植后至4 月中旬,往往会出现栽后迟发或干枯死亡的情况。有些植株栽后苗干干枯不发芽,仅在根颈部发芽成活,还有些苗干及整个植株迟迟不发芽,直至干枯死亡[1-3]。苗干成活程度直接影响成林的时间和早期经济效益。为了提高造林成活率,生产上常对萌芽力强的树种采取重截干措施,如五角枫(Acer mono)、构树(Broussonetia papyifera)、刺槐(Robinia pseudoacacia)及檫木(Sassafras tzumu)等树种截干后保留10~30 cm 苗干,造林成活率比未截干的提高25%以上,且年均生长量明显提高[4-7]。有些树种如丝棉木(Euonymus meaackii)、紫穗槐(Amorpha fruticosa)等成活率可达80%以上,生长表现优异,截干造林效果良好[8]。重截干虽然从某种程度上提高了造林成活率,但截干后苗干需要重新培养,导致林木苗干的生成和林木早成形和早结果(经济林)均推迟一年[9,10]。珍贵树种与大树移栽后,常选用厚度不小于0.01 mm 的地膜进行覆盖,减少土壤水分蒸发,或者对栽后迟发的苗木采用树体输液补充蒸腾所需水分[11-15],但这些挽救策略成本较高,不适用于大面积工程造林推广。为了克服重截干促成活的缺陷,以节约成本为前提,加强造林质量管理,提高造林成效,本研究以中国常见绿化树种栾树(Koelreuteria paniculata)和经济林石榴(Punica granatum)为试验对象,进行了保干促活策略的探索,以期为提高工程造林成活率提供参考。
试验地分别位于河南省巩义市河洛镇蔡沟村祖师庙沟和巩义市孝义街道办龙尾村委西沟,该地为丘陵区,土质为立黄土,常年降水量550 mm,其中春季降水量约占20%。
试验材料栾树苗为2021 年3 月5 日定植的干高300 cm、米径3.85 cm、苗龄3 年生的定干苗,干上无分枝,株行距3 m×3 m。处理1(L1)不截干、苗干不喷水且不缠保鲜膜,作为对照;处理2(L2)不截干、苗干喷水3 遍后缠保鲜膜;处理3(L3)原苗干截去100 cm、苗干喷水3 遍后缠保鲜膜。试验选用2021年3 月5—7 日栽后至4 月19 日未发芽的植株为试验材料,各处理60~66 株不等。试验株地下部依照原栽植坑整成能蓄50~60 kg 水的鱼鳞坑,栽植当天浇一次水后,从试验之日起,所有试验处理2 个月内每15 d 浇1 次水,每次浇水后坑内松土保墒。苗干上缠有保鲜膜的6 月下旬前去膜,以防日灼。
试验材料突尼斯软籽石榴苗为2021 年3 月12日定植的株高102 cm、地径1.61 cm、苗龄2 年生的嫁接苗,嫁接高度为49.57 cm,株行距2 m×3 m。处理1(S1)不定干、不喷水、不缠保鲜膜,作为对照;处理2(S2)定干70 cm高,疏去苗干上所有分枝,苗干不喷水不缠保鲜膜;处理3(S3)定干70 cm高,疏去苗干上所有分枝,苗干喷水3 遍后缠保鲜膜。试验选用2021 年3 月12—13 日栽后至4 月19 日未发芽植株为试验材料,各处理52~58 株不等。石榴苗试验株浇水的坑小于栾树,每坑能蓄水25~30 kg为宜,其他管理措施同栾树。
根据萌芽位置的高度占苗干总高度的比例进行分级,苗干发芽成活分级标准见表1。试验开始时调查苗高、干径、发芽成活率和苗干成活指数,调查时间从试验开始到11 月结束,前两次每半个月调查1次,之后1 个月调查1 次。整株植株未成活的株高、米径或地径计为0 cm,苗干未成活从根颈部发芽的植株株高、米径或地径计为新苗干的高度、米径或地径。每个处理的发芽成活率和苗干成活指数低于最高值的95%阶段定为缓苗期。调查当年生长量时,分别随机选取20 株栾树苗和石榴苗,计算株高、米径或地径平均值,对比不同处理当年生长量变化。
表1 苗干发芽成活分级标准
试验开始2 个月后对苗干含水率进行调查,根据苗干发芽成活分级标准,每个处理随机抽取级别为0 和5 两种发芽状况的试验株各2株,截取苗干上部20 cm 作为样段,并迅速放至密封袋中避免其水分散失。用电子天平记录样段湿重,然后将其置于烘箱内,调节温度至65 ℃,彻底烘干直至样段重量不变,记录其干重,用于苗干含水率的计算。同时,对选取的试验株根系进行质量检测,测量根冠直径、侧根数量及根系成活状况等指标。苗干成活指数及含水率计算公式如下。
2.1.1 栾树不同时期发芽成活率和苗干成活指数对比分析 从表2 可以看出,试验开始后4~7 个月(8—11 月中旬),栾树苗发芽成活率和苗干成活指数基本不再发生变化。11 月中旬试验结束时,L3 的发芽成活率、苗干成活指数最高;L2 发芽成活率、苗干成活指数次之;对照L1 发芽成活率、苗干成活指数最低。说明处理L3 对促使植株发芽和苗干成活效果明显,较L1 发芽成活率和苗干成活指数分别提高19.30、52.01 个百分点。处理L3 和L2 在其他条件相同的前提下,由于采取了喷水和缠保鲜膜,增加和保持了苗干的水分,在提高发芽成活率和苗干成活指数的同时,使缓苗期(L3、L2 均为30 d)比L1(90 d)缩短了60 d,因而L1 与其他试验组的当年生长量之间有较大差异。
2.1.2 石榴苗不同时期发芽成活率和苗干成活指数对比分析 从表2 可以看出,S3 的发芽成活率和苗干成活指数最高;S2 发芽成活率和苗干成活指数次之;S1 发芽成活率和苗干成活指数最低,其结果与栾树苗试验结果相似。说明处理S3 对促进植株发芽和苗干成活效果明显,发芽成活率和苗干成活指数分别较对照S1 提高11.90、13.50 个百分点。S3 在浇水和其他条件相同的前提下,由于采取了定干、疏去全部分枝,减少了植株地上部分的体积,从而降低了根对地上部供水的压力,加之苗干喷水、缠保鲜膜,增加和保持了苗干的水分,因而在提高发芽成活率和苗干成活指数的同时,大大缩短了缓苗期。S3的缓苗期仅为15 d,而S1、S2 直到试后3 个月(7 月中旬)才度过缓苗期(90 d),相差75 d 的缓苗期导致了不同处理间生长量差异较大。
2.2.1 栾树不同处理年生长量比较 栾树不同处理年平均株高生长量如图1 所示。L3 试验后株高最高,为436 cm,比截干前的300 cm 增长了45.33%,相较截干后的200 cm 增长了118.00%;L2 试验后株高次之,为427 cm,比试验前增长了42.33%;由于未成活株和迟发株的存在,因此L1 试验后平均株高最低,比试验前的300 cm 降低了30.67%。
图1 栾树不同处理年平均株高生长量
栾树不同处理年平均米径生长量如图2 所示。L3 试验后米径最粗,为5.36 cm,比试验前的3.88 cm增长了38.14%;L2 试验后米径次之,为4.83 cm,比试验前的3.70 cm 增长了30.54%;由于未成活株和迟发株的存在,L1 试验后米径最细,为3.50 cm,比试验前的3.82 cm 降低了8.38%。
图2 栾树苗不同处理年平均米径生长量
2.2.2 石榴苗不同处理年生长量比较 石榴苗不同处理年平均株高生长量如图3 所示。S3 试验后株高最高,为161 cm,比截干前的102 cm 增长了57.84%,相较截干后的70 cm 增长了130.00%;S2 试验后株高次之,为137 cm,比试验前的102 cm 增长了34.31%,相较截干后的70 cm 增长了95.71%;由于未成活株和迟发株的存在,S1 试验后株高最低,为123 cm,比试验前的102 cm 只增长了20.59%。
图3 石榴苗不同处理年平均株高生长量
石榴苗不同处理年平均地径生长量如图4 所示。S3 试验后地径最粗,为3.00 cm,比试验前的1.65 cm 增长了81.82%;S2 试验后地径次之,为2.80 cm,比试验前的1.58 cm 增长了77.22%;由于未成活株,因此,S1 试验后地径最细,为2.43 cm,比试验前的1.59 cm 增长了52.83%。
图4 石榴苗不同处理年平均地径生长量
2.3.1 栾树发芽状况与其苗干含水率 表2 的结果表明,处理L3 的发芽成活率高达98.33%,未发芽成活的仅有1株,因此表3 中发芽级别为0 的L3 含水率仅显示一项结果。栾树发芽级别最低的苗干含水率在10.26%~25.42%,而苗干含水率在32.00%~36.99%的发芽级别最高。表明苗干含水率的提高有效促进了苗干成活,进而提升造林效果。而从不同试验处理来看,未发芽和全干发芽成活的试验株均呈现L3 的苗干含水率大于L2,未喷水不缠膜的L1 苗干含水率最低的情况,说明L3 的保水效果最佳,可有效改善苗干发芽状况。
表3 栾树发芽级别与其苗干含水率
2.3.2 石榴苗发芽状况与其苗干含水率 表2 的结果表明,S3 的发芽成活率高达98.11%,未发芽成活的仅有1株,因此表4 中发芽级别为0 的S3 含水率也仅显示一项结果。从表4 可以看出,石榴苗苗干含水率在23.25%~31.73%的发芽级别最低,均未发芽成活。而苗干含水率在36.63%~40.53%的发芽级别最高,均为全干发芽成活。说明苗干含水率越高,发芽成活级别也越高。此外,从不同试验处理来看,处理S3 未发芽成活和全干发芽成活的苗干含水率均大于S2 和S1 对应级别的含水率,说明S3 的保干缠膜措施可有效提高苗干含水率,促进发芽。
表4 石榴苗发芽级别与其苗干含水率
由于处理L3 和S3 未发芽成活的均仅有1株,因此表5 中发芽级别为0 的L3 和S3 苗木根系质量仅显示一项结果。对栾树和石榴苗木的根系质量调查发现,未发芽成活的试验株根系质量较差,须根数量小于10 条的情况居多,现场观察发现最少的可低至3~5 条。而须根数较多(>10 条),但保留侧根的长度较短,栽前失水过多的试验株,发芽成活率同样较低。全干发芽成活的试验株,须根数量大多超过20 条或在10~20 条波动,调查时可以观察到新生根已开始萌发。说明须根数量对根系质量的影响较大,栽前起苗时尽可能多地保留须根数量,将有效提高根系的成活率,促进新生根的萌发。从不同处理来看,发芽成活率最高的L3 和S3中,未发芽的试验株根系质量均较差,须根数都小于10条,且栽前失水程度较严重。L3 和S3 中须根数量在10~20 条的试验株也均成活并萌发出新生根。说明L3 和S3的处理,对提高根系成活率、促进新生根萌发效果较好。
表5 栾树和石榴苗苗木发芽成活情况与苗木根系质量调查结果
苗木体内水分代谢平衡,是影响栽后发芽成活率、苗干成活指数的主要因素。苗木失水引起的负面影响即使在移栽后得到正常的水分供应,也需要较长的时间来恢复生长,导致缓苗时间延长,苗木的生长量减小。而起苗时根系质量的优劣和苗木起苗后到栽植前各环节的失水程度,又是影响苗木体内水分多少的关键[16-21]。若根系受损水势下降,不能及时输送水分和养分至地上部分,苗木就只能依靠体内贮藏的能量和物质以供萌芽所需,使相当一部分苗木出现假活现象,待养分耗尽,这部分苗木随即死亡。高丽霞[22]研究发现,红松苗在含水率大于63.2%的范围内,成活率≥84%;但当含水率下降到54%时,根系活力不能再恢复,苗木几乎全部死亡。Mena-petite等[23]发现不同贮藏条件会对辐射松幼苗相对含水率产生影响,当含水率大于75%时,辐射松幼苗存活率大于50%,当含水率小于50%时,存活率几乎为0。因而建议各生产部门在起苗、包装、运输一系列活动中妥善管理好苗木,采取包括根部蘸泥浆、装入带塑料内衬的编织袋、苗体多次喷水等补水措施,保证苗木在移栽前持有足够的含水量。另外,在造林前借助植物水分状况测定苗根的水势及根系活力,确定苗木质量,可预测苗木的造林成活率。
当前生产上提高造林成活率和生长量的栽培技术要点主要包括选择适宜的立地条件、利用壮苗、截干、加强管理等方法[24-34],但这些方法均属林业生产常规性的育林管理措施,对栽后迟发或不发芽的移栽苗缺乏针对性策略,因此对成活率和造林质量的提高有一定的局限性。本试验研究发现,对栽后迟发的栾树和石榴苗,采取“定干+苗干多次喷水+缠保鲜膜+根际浇水”的处理,保干促活技术效果良好,发芽成活率和苗干成活指数分别达98.33%、92.33%和98.11%、96.60%,比对照分别提高19.30、52.01 个百分点和11.90、13.50 个百分点。年平均株高和地(米)径比试前分别增长了45.33%、57.84%和38.14%、81.82%。该保水措施可有效提高苗干含水率,进而促进根系成活和新生根的萌发。试验结果揭示了本研究提出的保干促活挽救措施对提高大面积生态林和经济林造林成活率及质量均具有明显的优势和效果。同时,本策略采用的保鲜膜等材料较易获取且成本不高,技术操作门槛较低,可以在生产上推广使用。此外,在试验进行过程中,本研究方法已被当地有关单位和临近果园的果农采用,同样取得了较好的效果。
鉴于本试验对栾树、石榴苗木成活株和死亡株挖根调查结果,对栾树、石榴苗木的栽植规格提出以下建议:造林时,栾树选择3 年生苗木应以株高300 cm、米径4.00 cm、根冠直径50~60 cm、侧(须)根大于20 条、枝干含水率大于32%为宜;石榴苗选择2 年生苗木应以株高100 cm、地径1.50~2.00 cm、根冠直径40~50 cm、侧(须)根大于10 条、枝干含水量大于36%为宜。