王忠平,姚志勇
(1.環(huán)縣林業(yè)綜合服務(wù)管理中心,甘肅 環(huán)縣 745700;2.環(huán)縣林業(yè)技術(shù)推廣總站,甘肅 環(huán)縣 745700)
絲綿木Euonymus maackii為衛(wèi)矛科落葉小喬木或灌木,自然分布在環(huán)縣中南部,當(dāng)?shù)厮追Q玉楊木。絲綿木喜光、耐寒、耐旱、耐水濕,我國多個?。▍^(qū))均有分布[1];在園林中綠化被大量應(yīng)用[2-4]。絲綿木果實10月成熟;種子具有橘紅色肉質(zhì)假種皮,千粒質(zhì)量帶假種皮23.85 g,去假種皮15.94 g[5]。其木材可供雕刻、鉛筆桿、滑車、家具細(xì)木工等用[6],干皮、根皮亦可入藥,祛風(fēng)濕,活血止痛,假種皮能夠萃取色素[7]。目前,在絲綿木播種育苗中,種子室外沙藏研究較多[8-12],室內(nèi)沙藏研究較少;播種出苗時間、出圃苗齡等參數(shù)不明確;園林綠化研究較多,荒山造林研究較少。2013~2019年,在環(huán)縣對絲綿木進(jìn)行大田播種育苗、大田圃地容器移植和荒山栽植試驗,總結(jié)相關(guān)參數(shù),以期為環(huán)縣及相似地區(qū)推廣應(yīng)用絲綿木提供參考。
環(huán)縣屬黃土高原丘陵溝壑區(qū),位于陜甘寧三省交界處,毛烏素沙地西南緣,地理坐標(biāo)介于106°21′~107°45′E、36°01′~37°09′N 之間,海拔1 100~2 089 m??h域內(nèi)黃土地貌與風(fēng)沙地貌交錯分布,胡煥庸線橫穿東西,屬于農(nóng)牧交錯區(qū);植被類型為森林草原,為典型草原和荒漠草原過渡區(qū)域。氣候類型屬于干旱半干旱過渡區(qū)域,無霜期短,干旱少雨,日照充足,年平均氣溫9.2 ℃,最冷月平均氣溫-5.9 ℃,最熱月平均氣溫22.7℃,歷年最高氣溫38.6 ℃,極端最低氣溫-25.1℃;無霜期北部130 d,中南部150 d。
試驗地位于環(huán)縣南部的曲子鎮(zhèn)、木缽鎮(zhèn)、合道鎮(zhèn),中部的虎洞鎮(zhèn),北部的甜水鎮(zhèn)。曲子鎮(zhèn)和木缽鎮(zhèn)為全縣主要育苗生產(chǎn)區(qū),年平均降水量449 mm,有灌溉條件。合道鎮(zhèn)和虎洞鎮(zhèn)年平均降水量>400 mm,虎洞鎮(zhèn)為丘陵地貌向山塬地貌過渡區(qū)域。甜水鎮(zhèn)為風(fēng)沙危害區(qū),多年平均降水量259 mm,無灌溉條件,春旱概率達(dá)90%。
試驗隨研究目的變化有所調(diào)整。2013-2015年主要目的是培育絲綿木園林綠化苗木,對荒山造林大量用苗的生產(chǎn)無迫切需求。2015年秋季立項開展防沙治沙鄉(xiāng)土樹種篩選課題,2016年調(diào)查表明絲綿木表現(xiàn)良好,2017-2019年研究調(diào)整為播種育苗試驗和荒山造林試驗。
播種育苗帶假種皮直接播種或采用清水、60℃溫水進(jìn)行浸泡秋播或沙藏處理后春播;或去除假種皮春播,具體方式如下。
處理A:2013年11月7日帶假種皮播種,播后輕輕鎮(zhèn)壓以便種子與土充分接觸,面積667 m2。種子2013年10月下旬采自環(huán)縣曲子鎮(zhèn)樓房子村自然分布的母樹,采后晾曬于水泥地面,攪拌至種子自然開裂,木棍輕錘去殼,晾干裝袋貯存。試驗地為曲子鎮(zhèn),2014年4月5日起7 d觀察1次出苗情況,20 d后逐日觀察出苗情況,10月份苗木基本停止生長后調(diào)查苗高和地徑等生長量。2015年4月土壤解凍后將直播苗在大田內(nèi)按照50 cm×50 cm株行距定植培育園林綠化苗木。
處理B:2018年3月20日種子去除假種皮沙藏。供試帶假種皮種子購自陜西楊凌,2016年采集。試驗地木缽鎮(zhèn),沙藏初期7 d觀察1次發(fā)芽情況,20 d后逐日觀察發(fā)芽情況。
處理C:2018年4月11日播種,播種前種子去假種皮60 ℃溫水浸泡24 h,面積133 m2。供試種子與處理B相同。試驗地木缽鎮(zhèn),播種初期7 d觀察1次出苗情況,20 d后逐日觀察出苗情況。
處理D:2018年4月11日大田撒播,播種前種子去除假種皮清水浸泡24 h;播種面積10 m2。供試種子2017年11月10日采自木缽鎮(zhèn),母樹2015年4月定植,苗齡1 a;采種后晾曬風(fēng)干,帶假種皮貯存。試驗地木缽鎮(zhèn),播種初期7 d觀察1次出苗情況,20 d后逐日觀察出苗情況,當(dāng)年10月份調(diào)查苗高和地徑等生長量。
處理E:2019年3月15日條播,覆土后輕輕鎮(zhèn)壓,覆土厚 1~2 cm,然后漫灌,面積 133 m2,播種時種子露白。供試種子2018年10月21采自木缽鎮(zhèn),母樹與處理D相同。2018年12月1日沙藏,種子帶假種皮與清沙1∶3混拌,裝入鋁盆置于窯內(nèi)至播種,盆高16 cm,直徑80 cm。試驗地木缽鎮(zhèn),調(diào)查方法、內(nèi)容和時間同處理D相同。
處理F:2019年3月20日容器播種,無紡布容器袋,試驗地為甜水鎮(zhèn)。供試種子與處理E相同。當(dāng)年3月8日沙藏,種子帶假種皮60 ℃溫水浸泡24 h,與清沙1∶3混拌,裝入透氣紙盒置于室內(nèi)沙藏,3月20日種子露白。容器袋大小10 cm×12 cm,寬10 cm,深12 cm。沙藏7 d后逐日觀察種子發(fā)芽情況,種子露白后播種,播種后每7 d1次觀察出苗情況。
處理G:2019年3月20日條播,方法同處理E;種子帶假種皮清水浸泡24 h,其余與處理F相同。
處理H:將部分2019年當(dāng)年大田播種的幼苗,圃地內(nèi)直接移植到容器內(nèi),移植后立即灌溉,隨時觀察移植苗的成活和生長情況。
環(huán)縣地處黃土高原與風(fēng)沙地貌過渡區(qū)域,以丘陵和山地為主,造林季節(jié)春、秋兩季為主,試驗設(shè)計主要目的是確定適宜荒山造林的苗齡和苗木截干高度。
處理a:供試苗木為曲子鎮(zhèn)大田播種苗,苗齡2 a,平均苗高<20 cm,平均地徑3.2 mm。2015年秋季截干栽植,截干高20 cm,共計50株。試驗地為甜水鎮(zhèn)。2016年6月逐穴調(diào)查苗木發(fā)芽情況。
處理b:供試苗木購自陜西周至縣啞柏鎮(zhèn),苗齡2 a,平均苗高1.1 m,平均地徑10 mm。2016年春季不截干栽植,共計500株。試驗地為甜水鎮(zhèn)。2016年6月逐穴調(diào)查苗木發(fā)芽情況。
處理c:苗木購自寧夏青銅峽小壩鎮(zhèn),苗齡2 a,平均苗高0.9 m,平均地徑10 mm。2016年春季截干栽植,供試共計500株。試驗地為甜水鎮(zhèn)。2016年6月逐穴調(diào)查苗木發(fā)芽情況。
處理d:供試苗木購自寧夏青銅峽小壩鎮(zhèn),苗齡2 a,0.9 m,平均地徑10 mm。2017年春季截干栽植,截干高15~20 cm,300株。試驗地為甜水鎮(zhèn)。當(dāng)年6月逐穴調(diào)查苗木發(fā)芽情況。
處理e:供試苗木購自寧夏中衛(wèi)市,苗齡3 a,平均苗高2 m,平均地徑12 mm。2018年春季定植截干栽植,截干高10~50 cm,3 000株。試驗地為合道鎮(zhèn)、木缽鎮(zhèn)、虎洞鎮(zhèn)和甜水鎮(zhèn)。當(dāng)年7月隨機(jī)抽樣300株調(diào)查苗木發(fā)芽情況。
處理f:截干栽植,供試苗木為曲子鎮(zhèn)大田定植苗,苗齡5 a,裸根,截干高20 cm,2018年秋季在植,500株。試驗地甜水鎮(zhèn),2019年6月隨機(jī)抽樣100株調(diào)查苗木發(fā)芽情況。
處理g:供試苗木為木缽鎮(zhèn)容器苗,當(dāng)年春季大田播種幼苗移植到無紡布容器內(nèi),容器苗平均苗高30 cm,平均地徑3.3 mm。2019年9月15日截干留葉栽植,截干高度10~15 cm,2 000株。試驗地為甜水鎮(zhèn)。2019年10月份落葉前隨機(jī)抽樣100株調(diào)查苗木成活情況。
從試驗結(jié)果看,絲綿木4 a生植株部分開始開花結(jié)果,5 a生植株果實可用于苗木再生產(chǎn)。帶假種皮和不帶假種皮均可實現(xiàn)苗木生產(chǎn),種子發(fā)芽決定因素為室內(nèi)溫度和濕度,苗木出土決定因素為大氣溫度和土壤濕度。1~5 a生苗木均可用于荒山無灌溉栽植。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看,2 a生苗木更適于荒山造林。
處理B和C沒有出苗,沙藏催芽和直接播種均失敗,說明種子已失去活力。分析可能由于種子存儲不當(dāng)所致,播種育苗應(yīng)采集當(dāng)年種子。
3.1.1 催芽情況
處理E催芽80 d,至翌年2月18日發(fā)芽,當(dāng)時土壤尚未解凍無法播種,表層4~5 cm沙藏種子保持發(fā)芽狀態(tài)。至3月15日土壤解凍時,表層5~8 cm深度種子尚未發(fā)芽,底層4 cm沙層霉變,失去活力。表明表層5 cm沙層響應(yīng)外界溫度的變化比較敏感,5 cm以下沙層受外界溫度的影響較小。分析底層種子霉變的原因,水分下滲,底層沙濕度大于60%,有利于無氧呼吸生物活動,種子霉變腐爛。實際沙藏種子催芽中,建議表層覆沙5 cm以上,底層至少鋪沙層5 cm以上以防止霉變腐爛。
處理F、G催芽13 d,至當(dāng)年3月20日發(fā)芽,說明絲綿木種子解除休眠狀態(tài)用時較短。因此,實際沙藏催芽依據(jù)當(dāng)?shù)赝寥澜鈨鰰r間,調(diào)整室內(nèi)沙藏催芽時間,提高沙藏效率。
處理E、F、G沙藏催芽試驗結(jié)果表明,絲綿木種子不需低溫解除休眠。張俊樸等人研究證明,溫度≥9.7 ℃時絲綿木種子發(fā)芽[10]。處理E所用窯洞冬暖夏涼,平均溫度高于0 ℃,隨著氣溫變暖,窯內(nèi)溫度高于室外溫度,達(dá)到種子發(fā)芽臨界溫度,種子萌發(fā)。
3.1.2 出苗情況
處理A播種后169 d,至翌年5月10日開始出苗,16 d后出苗率達(dá)到90%。期間,3月15日前后土壤解凍,到出苗用時56 d。根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀髼l件,5月10日前后平均氣溫穩(wěn)定≥10 ℃,期間降雨1次。當(dāng)土壤溫度達(dá)到9.7 ℃時種子開始萌動[10],和種子破土出苗時間基本吻合。
處理D播種后20 d,至當(dāng)年4月11日開始出苗,10 d后出苗率達(dá)到90%。張鵬等人研究表明,沙藏種子播后20 d左右出土[2]。處理D為去除假種皮清水浸泡后不經(jīng)沙藏直接播種,出苗時間與張鵬等人研究結(jié)果相同。分析認(rèn)為,絲綿木假種皮可能對種子發(fā)芽具有一定抑制作用,導(dǎo)致去除假種皮與沙藏催芽效果相同,解除抑制后發(fā)芽時間的決定因素為土壤溫度和濕度。
處理E播種后40 d,至當(dāng)年4月25日開始出苗,20 d后出苗率達(dá)到90%。盧芳等人[5]和張俊樸等人[13]研究認(rèn)為,絲綿木假種皮不利于種子貯藏。在實際生產(chǎn)過程中,應(yīng)通過浸漚去除假種皮后低溫貯藏種子以保存種子的生活力。未沙藏種子秋季直接播種種子破土?xí)r間較長,春季沙藏播種20 d后出苗可作為沙藏播種育苗的參考數(shù)據(jù)。沙藏15 d左右種子可發(fā)芽,分析認(rèn)為,實際播種育苗時應(yīng)先去除假種皮,根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥澜鈨鰰r間和氣溫適時沙藏,以提高育苗成效。
處理F和處理G,催芽露白種子播種后,60 d內(nèi)未觀察到出苗。2019年7月4日調(diào)查發(fā)現(xiàn)零星苗木。
3.1.3 苗木生長情況
花學(xué)娟等人研究表明[13],苗木出圃規(guī)格,1 a生苗高30~50 cm、地徑3~5 mm。由表1可以看出,處理A的1 a生苗木苗高不滿足出圃規(guī)格,地徑滿足最低出圃規(guī)格;處理D,當(dāng)年平均苗高和地徑均不滿足出圃規(guī)格;處理E,當(dāng)年苗高和地徑均滿足出圃最低規(guī)格。試驗表明,圃地管理決定苗木質(zhì)量,調(diào)查過程中,處理E木缽鎮(zhèn)在出苗初期,因土壤含水量過大,部分苗木根系壞死,導(dǎo)致幼苗死亡;處理D自然生長,苗木苗高和地徑生長較弱,在實際生產(chǎn)過程應(yīng)強(qiáng)化整個過程管理,提高苗木質(zhì)量。
由表1可以看出,處理F、G大田零星出土的苗木生長勢弱。試驗?zāi)康臑闊o灌溉條件下,種子催芽后自然條件下苗木的生產(chǎn)能力。試驗結(jié)果表明,在催芽露白種子播種后,無適宜的水分供應(yīng),無法滿足種苗生產(chǎn),尤其是容器苗,小環(huán)境生產(chǎn),必須達(dá)到水肥氣熱等生態(tài)要素條件的統(tǒng)一,才能確保苗木成功生產(chǎn)。
表1 苗木出苗和生長情況統(tǒng)計
從表2統(tǒng)計數(shù)據(jù)看,2015年4月5日截桿定植培育的苗木,2015年10月份抽樣調(diào)查當(dāng)年平均高度22.5 cm,定植當(dāng)年苗高生長不大,比2014年播種苗苗高生長高約5 cm,但地徑生長明顯變粗。起挖苗木斷根處側(cè)根發(fā)達(dá),固土能力較強(qiáng),發(fā)達(dá)的側(cè)根能夠提高苗木根系吸收水分和養(yǎng)分能力,利于苗木成活。
2019年6月8日,平均氣溫20 ℃,苗木生長至10~15 cm,移植至10 cm×12 cm無紡布容器內(nèi),當(dāng)天移植當(dāng)天灌溉,移植成活率達(dá)99%以上;部分苗木假植1 d后移植,移植成活率不足10%。從移植情況看及時移植及時灌溉是保證移植苗成功的關(guān)鍵。從表1和表2統(tǒng)計數(shù)據(jù)看,處理H容器苗和處理E大田播種苗苗高和平均地徑區(qū)別不大,當(dāng)年移植苗因根系損害小,移植后和大田定植苗相似,側(cè)根發(fā)達(dá),更利于荒山栽植。在條件允許的情況下,容器移植也是容器苗培育的措施之一,可實現(xiàn)當(dāng)年圃地容器移植,當(dāng)年荒山帶土造林,減少荒山造林苗木培育周期。
絲綿木營養(yǎng)袋雨季荒山造林在河北省淶水縣目前比較成功[14],我們在檸條、紫丁香和油松等容器苗雨季造林取得成功經(jīng)驗。在試驗無灌溉容器播種育苗同時,對大田播種苗木學(xué)習(xí)當(dāng)?shù)乩苯酚缫圃约夹g(shù)進(jìn)行試驗性圃地內(nèi)移植。適宜的土壤溫度使根系的吸收活力增強(qiáng)[15],提高苗木移植成活率。
表2 木移植和定植對比統(tǒng)計
由表3可以看出,處理a,50株僅1株發(fā)芽。當(dāng)時缺少沙地造林經(jīng)驗,當(dāng)年生苗高不足20 cm,忽視了風(fēng)沙危害對苗木成活的影響,直接栽植。2016年進(jìn)行截干和無截干造林試驗,分析風(fēng)沙活動對苗木成活的影響認(rèn)識到風(fēng)沙對苗木干部水分的消耗,導(dǎo)致苗木成活率降低。
處理b,苗木定植后均未發(fā)芽成活。供試苗木購自陜西周至縣,圃地和環(huán)縣物候相差近1個月,環(huán)縣試驗區(qū)土壤未解凍周至縣苗木已發(fā)芽,根部養(yǎng)分消耗,斷根后積累的養(yǎng)分不能有效供應(yīng)苗木發(fā)芽抽枝需要,同時因試驗區(qū)環(huán)境惡劣,土壤水分和調(diào)運區(qū)差距大,水土不服,當(dāng)年周至縣調(diào)運的苗木全部死亡。
處理c,發(fā)芽率86%。供試苗木購自寧夏青銅峽,圃地位于環(huán)縣以北,距離較近,物候相近,栽植時苗木尚未發(fā)芽抽枝,因此造林后成活情況良好,2017-2019年生長良好。
處理d,栽植當(dāng)年成活率為0。2017年春旱嚴(yán)重,自上一年10月份至當(dāng)年6月2日,近8個月無有效降雨,當(dāng)年7月持續(xù)高溫災(zāi)害天氣達(dá)15 d,致使當(dāng)年定植苗木全部死亡。
處理e,截干<15 cm的苗木成活率>70%,截干>30 cm的苗木成活率<10%,苗干基本干枯。2018年10月和2019年7月調(diào)查發(fā)現(xiàn)截干<15 cm的未發(fā)芽苗木個別苗木從基部仍然萌發(fā)新芽。
處理f,成活率達(dá)50%,2019年9月27日復(fù)查,部分苗木從基部萌發(fā)新芽,發(fā)芽抽枝過程比較漫長;1 a生容器苗和2 a生裸根苗未見該現(xiàn)象。
處理g,2019年9月15日雨季截干留葉植苗,2019年10月25日隨機(jī)抽樣調(diào)查苗木無抽條和失水情況,成活率達(dá)97%以上。
綜合分析圃地管理,起苗、運輸和轉(zhuǎn)運等生產(chǎn)要素,荒山無灌溉栽植建議使用1 a生容器苗或2 a生裸根苗。環(huán)縣當(dāng)?shù)匾蚴昃藕担飰勢^好,裸根苗栽植建議在春夏季完成整地后,秋季裸根栽植,容器苗因帶營養(yǎng)土根據(jù)需要春夏秋均可適時栽植。
表3 荒山造林發(fā)芽情況統(tǒng)計
從試驗結(jié)果看,5 a生生長健壯林木可作為采種母樹,可作為建設(shè)母樹林的參考依據(jù);播種育苗應(yīng)用當(dāng)年采集的種子;室內(nèi)沙藏溫度感應(yīng)活躍層5 cm,實際室內(nèi)沙藏種子應(yīng)覆沙5 cm以上抑制種子過早發(fā)芽;秋季和春季均可進(jìn)行播種育苗,去除假種皮可促進(jìn)苗木提前破土至少10 d,可促進(jìn)苗木生長,提高苗木質(zhì)量;苗圃氣候干旱,播種后要加強(qiáng)灌溉措施,否則導(dǎo)致育苗失敗。1~5 a生苗木均可用于荒山造林,考慮圃地管理、起苗和運輸?shù)仍炝汁h(huán)節(jié)成本,荒山造林建議使用地徑0.3 cm以上1 a或2 a生裸根苗;容器苗當(dāng)年可適時直接用于造林。