趙 麗，魯 敏，烏日恒，李佳陶，趙 江，郗 雯，蔡麗艷，楊 沫，劉平生

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 呼和浩特010010；2.沙地生物資源保護與培育國家林業(yè)局重點實驗室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010；3.內(nèi)蒙古自治區(qū)林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020)

干旱、水資源匱乏已成為制約我國西部乃至全國生態(tài)環(huán)境建設(shè)最關(guān)鍵的問題之一[1]。如何降低生產(chǎn)耗水，高效利用有限的水資源，已成為解決林業(yè)建設(shè)問題的關(guān)鍵[2]。因此，林木節(jié)水保墑技術(shù)在林業(yè)生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

地面覆蓋保墑技術(shù)是園林綠地常見的非工程節(jié)水技術(shù)，具有蓄水保墑、蓄熱、減少侵蝕等作用。此類覆蓋保墑技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物生產(chǎn)、經(jīng)濟林管護、公路護坡等領(lǐng)域，成為旱地作物提高產(chǎn)量和林業(yè)蓄水保墑的重要措施[3]。一般的覆蓋措施包括地膜覆蓋、樹皮覆蓋、松針壓石覆蓋、石子覆蓋、秸稈覆蓋等。多項研究表明，地面覆蓋可以改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，協(xié)調(diào)土壤的水、肥、氣、熱條件，從而促進植物生長發(fā)育和減輕自然災(zāi)害[4-5]。李曉黎[6]研究表明覆膜后地溫升高、土壤水分蒸發(fā)減少，楊樹生長迅速，苗高較無覆膜提高 9.02 cm。胡剛等[7]在石質(zhì)山區(qū)進行了地膜覆蓋、野草壓石和松針壓石等多種覆蓋措施試驗，研究表明松針壓石覆蓋在早春可以起到一定的保溫增濕作用。吳落霞[8]對楊樹人工林采用不同覆蓋措施后，土壤容重、土壤總孔隙度、土壤飽和貯水量均發(fā)生變化，并對楊樹生長產(chǎn)生影響。秸稈覆蓋具有降溫、穩(wěn)溫的作用，能延緩植物根系衰老，延長植物的生育期[9]。王玉娟等[10]研究表明，對油茶采取幼林覆秸稈6 000 kg·hm-2，可使新梢抽芽率提高 58.9%。由此可見，不同的覆蓋保墑措施可有效蓄水保墑，促進植物生長。

目前關(guān)于覆蓋措施對植物生長影響方面的研究較多，但關(guān)于覆蓋措施與灌溉復(fù)合模式對植物生長影響方面的研究未見報道。本文對昭林楊試驗林設(shè)置不同覆蓋措施與不同灌溉次數(shù)組合試驗，研究不同覆蓋保墑措施與水分供給條件下，覆蓋與灌溉對昭林楊生長的影響，探討適宜內(nèi)蒙古半干旱地區(qū)楊樹節(jié)水保墑生長的復(fù)合模式，為內(nèi)蒙古半干旱地區(qū)楊樹人工林的管理、提高水資源利用效率、促進苗木生長提供數(shù)據(jù)支持。

1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于內(nèi)蒙古烏蘭察布市卓資山，地理坐標(biāo)為40°54′N，112°39′E。該地區(qū)屬半干旱大陸性氣候，多年平均降水量為 394.94 mm，多年平均蒸發(fā)量為 1 779.50 mm，年均氣溫 2.9 ℃。地貌屬于洪積、沖積平原，土壤為栗鈣土。地帶性植被以克氏針茅(Stipakrylovii)為主，伴生植物主要有百里香(Thymusmongolicus)、冷蒿(Artemisiafrigida)、豬毛蒿(Artemisiascoparia)、白花草木樨(Melilotusalbus)、蒲公英(Taraxacummongolicum)等[11-12]。

2 試驗方法

2.1 試驗設(shè)計

試驗林選擇造林密度為2 m × 2 m的3 a生昭林楊(Populus×xiaozhuanicacv.‘Zhaolin’)，材料與方法采取大田灌溉與覆蓋保墑措施對昭林楊進行2因素4水平試驗設(shè)計。大田灌溉設(shè)計為3次·a-1、4次·a-1、5次·a-1、6次·a-14個水平；覆蓋保墑措施設(shè)為無覆蓋、地膜覆蓋、秸稈覆蓋、坑內(nèi)施有機肥4水平，共計16個處理，每個處理調(diào)查30株。

2.2 指標(biāo)觀測與數(shù)據(jù)分析

2019年年初、2019年10月、2020年10月，用塔尺和圍尺對不同處理措施下的昭林楊進行株高及胸徑的調(diào)查。分別以2個生長季株高、胸徑的差值，計算當(dāng)年生長量，并運用SAS 9.0軟件對當(dāng)年生長量進行2因素方差分析及LSD多重比較。

3 結(jié)果與分析

3.1 各因素及交互效應(yīng)對昭林楊生長的影響

在2個主效應(yīng)因素中(表1)，灌溉次數(shù)、覆蓋保墑措施對昭林楊胸徑年生長量影響較大，其中灌溉次數(shù)對胸徑年生長的影響達(dá)到極顯著水平(P<0.01)；保墑措施對其株高年生長量影響較大，達(dá)到極顯著水平(P< 0.01)，灌溉次數(shù)對昭林楊株高年生長量影響不大。在2因素交互效應(yīng)中，灌溉次數(shù)+覆蓋保墑措施的交互對昭林楊年生長影響不明顯，胸徑年生長量、株高年生長量均未達(dá)到極顯著水平。F值分析顯示，灌溉次數(shù)是影響昭林楊胸徑生長的主要因素，覆蓋保墑措施是影響株高生長的主要因素。

表1 不同因素及其交互效應(yīng)對昭林楊生長指標(biāo)影響的方差分析

3.2 不同節(jié)水保墑措施對昭林楊生長指標(biāo)的影響

由表2可知，隨著灌溉次數(shù)的增加，昭林楊胸徑、株高的年生長量增加，不同灌溉次數(shù)對昭林楊胸徑的年生長量存在顯著影響，但對株高年生長量的影響差異不顯著。灌溉3次·a-1與灌溉5次·a-1、6次·a-1對昭林楊胸徑年生長量的影響存在顯著性差異，灌溉4次·a-1與灌溉6次·a-1差異顯著，灌溉5次·a-1與6次·a-1之間差異不顯著。其中，以灌溉6次·a-1胸徑年生長量最大，為 3.76 mm。保墑措施對昭林楊胸徑年生長量影響差異不顯著，以坑內(nèi)施有機肥影響最大，胸徑年生長量可達(dá) 3.30 mm，比無覆蓋的提高了 53.9%。株高年生長量以坑內(nèi)施有機肥和地膜覆蓋影響最大，為 0.77 m。

表2 昭林楊年生長指標(biāo)多重比較

3.3 不同節(jié)水保墑措施對昭林楊生長影響評價

采用隸屬函數(shù)法對各處理組合的昭林楊生長指標(biāo)進行評價，篩選出最佳處理模式。16個處理中，灌溉次數(shù)多明顯利于昭林楊生長，且采用保墑措施處理的明顯優(yōu)于無措施。排名前4名的為灌溉6次·a-1+坑內(nèi)施有機肥，灌溉5次·a-1+坑內(nèi)施有機肥，灌溉6次·a-1+地膜覆蓋，灌溉5次·a-1+地膜覆蓋(表3)。

表3 不同處理對昭林楊生長指標(biāo)的影響及隸屬函數(shù)評價

3.4 不同節(jié)水保墑措施對昭林楊生長影響的時效性

為了解覆蓋保墑措施第2 a是否存在時效性，第2 a再次調(diào)查采用覆蓋保墑措施的昭林楊生長量(圖1)。經(jīng)過2 a的連續(xù)觀測均表現(xiàn)為隨著灌溉次數(shù)的增加，昭林楊的當(dāng)年生長量(株高、胸徑)增加，采用覆蓋保墑措施處理優(yōu)于無覆蓋處理；灌溉3次·a-1和灌溉4次·a-1，地膜覆蓋總體優(yōu)于其他2種保墑措施；當(dāng)灌溉5次·a-1和灌溉6次·a-1時，第1 a表現(xiàn)為坑內(nèi)施有機肥對昭林楊胸徑的影響優(yōu)于其他2種保墑措施，第2 a則表現(xiàn)為地膜覆蓋優(yōu)于其他2種保墑措施。根據(jù)試驗結(jié)果表明：采用地膜覆蓋較秸稈覆蓋和坑內(nèi)施有機肥具時效性。長期苗木撫育管理過程中，適宜昭林楊最佳的節(jié)水保墑措施為灌溉5次·a-1+地膜覆蓋的復(fù)合模式。

圖1 不同節(jié)水保墑措施下昭林楊生長的影響

4 討論

不同覆蓋保墑措施均有助于減少地表土壤水分的蒸發(fā)，提高昭林楊的產(chǎn)量，這與覆蓋措施可以改善土壤的水、肥、氣、熱等條件，提高林木產(chǎn)量的結(jié)論相一致[8]。由于地膜覆蓋的諸多優(yōu)越性，許多國家進行了廣泛的應(yīng)用。在應(yīng)用過程中地膜覆蓋產(chǎn)生一些不利的因素，王俊等[13]提出，地膜覆蓋的增溫保水作用促進了春小麥早期的發(fā)育，但不利于后期小麥干物質(zhì)積累，進而影響產(chǎn)量。本文研究在灌溉次數(shù)較低時(3次·a-1和4次·a-1)，采用地膜覆蓋的昭林楊其生長量總體優(yōu)于秸稈覆蓋和坑內(nèi)施有機肥；當(dāng)灌溉次數(shù)增加(5次·a-1和6次·a-1)，坑內(nèi)施有機肥對昭林楊胸徑年生長量的影響明顯優(yōu)于地膜覆蓋和秸稈覆蓋，地膜覆蓋的優(yōu)勢減弱。秸稈覆蓋作為一種保墑措施，與無覆蓋相比提高了昭林楊的株高和胸徑年生長量，這與樊金拴等[14]研究的覆草使土壤表層更加適宜林木生長的結(jié)論相一致。對時效性研究表明：地膜覆蓋的時效性優(yōu)于秸稈覆蓋和坑內(nèi)施有機肥，主要原因為施加有機肥后當(dāng)年會被植物生長吸收利用；秸稈時效性次于地膜，因為秸稈較輕易被風(fēng)吹走，影響其保墑效果，因此，覆蓋秸稈時需深翻改土，適當(dāng)壓土。

5 結(jié)論

(1)灌溉次數(shù)、覆蓋保墑措施單因素對昭林楊存在顯著影響，灌溉次數(shù)是影響昭林楊生長的主要因素，其中灌溉次數(shù)為6次·a-1時對昭林楊胸徑年生長量影響最大，胸徑年生長量為 3.76 mm。

(2)覆蓋保墑措施對昭林楊的年生長量影響差異不顯著，昭林楊年生長量以坑內(nèi)施有機肥和地膜覆蓋最好。

(3)適宜的節(jié)水保墑措施為灌溉5次·a-1+地膜覆蓋的復(fù)合模式，采用地膜覆蓋作為保墑措施具時效性。