烏魯木齊天山樺育苗造林中非工程性抗旱技術的效果評價

劉晨晨

摘 要 為探討非工程性抗旱技術中防滲技術與復合技術在烏魯木齊天山樺育苗造林中的效果，設置2個處理，對比分析天山樺造林地土壤含水率、土壤溫度、土壤養分指標及幼苗生長情況。結果表明： T2組（集水盆+保水劑）試驗結束時土壤含水率、土壤溫度、土壤深度及總氮（TN）、有機碳（SOC）、硝態氮（NO^-₃-N）、銨態氮（NH⁺₄-N）含量均高于T1組（集水盆），差異顯著（P＜0.05）；在生長量相關指標比較上，T2組地徑、株高、苗木蓄積量均顯著高于T1組（P＜0.05）。非工程抗旱技術對林木育苗及造林的影響比較大，在天山樺山地造林中，集水盆+保水劑復合技術的抗旱效果優于單純使用防滲技術。

關鍵詞 非工程抗旱技術；防滲技術；天山樺；集水盆；保水劑

中圖分類號：S792.15.05文獻標識碼：A doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2023.06.017

Evaluation on the Effect of Non-engineering Drought Resistance Technology in Betula tianschanica Seedling Afforestation in Urumqi

Liu Chenchen

（Urumqi Landscaping Project Quality Supervision Station （Urumqi Forest and Grass Seedling Station） ， Urumqi 830000， China）

Abstract In order to explore the effect of anti-seepage technology and composite technology in non-engineering drought resistance technology on Betula tianschanica seedling afforestation in Urumqi， two treatments were set up to compare and analyze the soil moisture content， soil temperature， soil nutrient index and seedling growth of Betula tianschanica afforestation land.The results showed as follows： the soil moisture content， soil temperature， soil depth， total nitrogen （TN）， organic carbon （SOC）， nitrate nitrogen （NO₃^-） and ammonium nitrogen （NH₄⁺-N） in T2 group （catchment basin+water-retaining agent drought-resistant material） were higher than those in T1 group （catchment basin） at the end of the experiment， and the difference was significant （P< 0.05）;in the comparison of growth related indexes， the ground diameter， plant height and seedling volume of T2 group were significantly higher than those of T1 group （P < 0.05）.Non-engineering drought resistance technology has a great influence on forest seedling raising and afforestation. In the mountain afforestation of Betula tianschanica， the drought resistance effect of composite technology of catchment basin + water-retaining agent is better than that of simple anti-seepage technology.

Key words non-engineering drought resistance technology; anti-seepage technology; Betula tianschanica; catchment basin; water-retaining agent

對于干旱和半干旱地區而言，育苗造林對發展綠色經濟具有重要幫助，水分對林木種苗生長產生明顯影響，可導致育苗及造林成活率下降^[1]。研究發現，旱區林木育苗造林不僅要選擇適宜的抗旱樹種，也要通過人為干預方式改善土壤水分條件，為植被成長提供更多水分保障，從而確保育苗與造林成功^[2，3]?？购导夹g包括工程性抗旱技術和非工程性抗旱技術，兩類技術均以提高土壤保水率為主要目的，但對于干旱地區而言，水資源短缺問題使工程性抗旱技術的應用不便，因此尋找更加高效的非工程性抗旱技術，是提高林木種苗成活率的有效途徑^[4]。目前，防滲技術被廣泛應用，包括集水盆、育苗袋、防滲袋、保水劑等，鑒于現有研究對防滲技術應用效果的評價比較有限，為此，本試驗選擇天山樺帶土球容器苗作為試驗樹種，對比集水盆和防滲袋2種防滲技術的效果。

1 試驗區概況

本次試驗于2022年3月開始，在烏魯木齊市林草種苗站苗圃進行。烏魯木齊市位于86°37′33″—88°58′24″ E，42°45′32″—45°00′00″ N，地處亞歐大陸腹地，屬于中溫帶大陸干旱氣候區，年平均降水量為194 mm，降水量遠低于蒸發量，早晚溫差大，寒暑變化相對劇烈，同時降水少，且隨高度垂直遞增，是我國西北地區典型的干旱區。在全疆范圍內，目前有林地面積35 612 hm²，疏林地面積18 362 hm²，灌木林地面積2 782 hm²，育苗基地面積264 hm²。優勢樹種包括天山樺（Betula tianschanica）、白榆（Ulmus pumila）、雪嶺云杉（Picea schrenkiana）等。

2 試驗方法

2.1 試驗材料

以烏魯木齊市林草種苗站天山樺帶土球容器苗為主，土球規格30 cm×30 cm，胸徑≥2.5 cm，苗高0.8～1.2 m，選取地徑大小均勻、根系長勢相近的200株苗，于2022年3月將其移栽到塑料桶內，調整容器內有機質含量，與大田土的體積比設置為1∶1，每桶栽置2株苗，飽和灌溉（37.56%），控制好桶內水分，并使其接近田間持水量的飽和狀態^[5]。本試驗預留45 d緩苗期，并于當年6月正式開展試驗。

2.2 試驗設計

為探究2種防滲技術對烏魯木齊天山樺山地造林的影響，將土壤含水率、土壤溫度、苗木生長量作為評價指標，選出最佳防滲抗旱技術。在移栽前進行整地處理，選取2塊樣地，每塊樣地面積400 m²，移栽樹苗100株。選取積水盆和防滲袋2種抗旱材料，每組4次重復，每個重復25株，分別移栽到2塊樣地中，完成移栽后飽和澆灌1次。確保移栽樣地面積相同，且林分條件、立地條件、林地生產力相一致。

2.3 試驗方法

于2022年6月造林，T1組容器苗移栽后，造林時采用集水盆抗旱材料，組裝好塑料集水盆后，填充無紡布、土工布、土壤、鋸末，發揮隔熱、保水效果。將樹苗放進集水盆中后回填土。T2組在使用集水盆的同時，在樹苗根部加入適量保水劑。放入后澆水，使保水劑能夠更好地融入土壤環境中。

2.4 試驗指標

于2022年9月30日結束試驗，取每次重復中10株天山樺苗木，測定地徑、株高、苗木蓄積量，并進行比較。同時，對2塊樣地土壤保水率（烘干法^[6]）、土壤溫度（玻璃電極法）、pH（玻璃電極法）、土層深度進行測定。同時，測定土壤養分指標含量，包括總氮（采用碳氮元素分析儀）、有機碳（采用碳氮元素分析儀）、硝態氮與銨態氮（2 mol·L^-1KCl浸提后，采用連續流動分析儀測定^[7]）。

2.5 數據處理

采用Excel整理數據，統計分析采用SPSS25.0軟件，試驗數據用平均數±標準差（x±s）表示，組間比較采用t 檢驗，P＜0.05表示差異顯著。

3 結果與分析

3.1 苗木生長狀況的比較

移栽前2組苗木地徑、株高、苗木蓄積量對比無顯著差異（P＞0.05）；試驗結束時，T2組上述指標均明顯高于T1組（P＜0.05），結果見表1。

3.2 土壤基本理化性質的比較

由表2中數據可知，本試驗結束后，T2組土壤溫度、土壤含水率、土壤深度、pH均高于T1組（P＜0.05）。

3.3 土壤養分指標含量的對比

試驗結束時，2組土壤中養分指標的含量比較結果顯示，T2組總氮（TN）、硝態氮（NO^-₃-N）、銨態氮（NH⁺₄-N）含量均明顯高于T1組，有機碳（SOC）以T1組高于T2組。各養分指標含量T1與T2組差異顯著（P＜0.05），詳見表3。

4 結論與討論

研究發現，對于干旱地區林木來說，在受到干旱脅迫后，為保證自身正常生長，可通過形成更為發達的根系及降低自身生長高度來降低對水分的依賴^[8]。上述研究結果說明，干旱地區造林植物可通過自我調節器官生物量分配來應對干旱環境的影響。干旱缺水影響干旱區的造林，可導致苗木成活率降低。目前，非工程性抗旱技術比較多，且應用廣泛，但是在耐旱性能、苗木成活率及土壤保水率方面存在較大差異^[9]。因此，在維持良好成本造價的基礎上，選擇保水性能好且對環境影響小的抗旱技術，對干旱區造林具有重要意義。本試驗旨在對比2種抗旱技術在烏魯木齊天山樺育苗造林中應用效果，為此設計同一立地條件下采用集水盆技術與集水盆+保水劑技術2種非工程性抗旱技術的試驗，結果表明：

與單純使用集水盆技術相比，集水盆+保水劑能夠明顯促進天山樺生長發育；

集水盆+保水劑可改善土壤基本理化性質；

集水盆+保水劑能夠提高土壤養分含量；

集水盆+保水劑抗旱效果優于單獨使用集水盆。

上述試驗結果說明，采用復合抗旱技術可強化天山樺育苗造林抗旱效果。對于天山樺來說，帶土球容器苗移栽后，株高、地徑、苗木蓄積量是生長的最直觀反應，上述指標增長越快，說明苗木生長發育狀況越好^[10]。為避免干旱缺水對林木生長帶來不良影響，推廣集水造林技術與免作穴技術，目的在于修復土壤的同時，最大程度改善土壤理化性質。通過使用集水盆技術，不僅能夠收集儲存雨水，還能最大程度避免水土流失，從而確保苗木成活^[11]。而保水劑的原材料是一種具有高吸水性能的樹脂，其不僅能夠反復進行釋水和吸水，同時也是一種無毒無害的高分子材料。研究發現，旱區造林樹種使用保水劑后，可吸收多種養分，并向土壤中緩慢釋放，從而達到改善土壤理化性質及提高土壤養分含量的效果^[12]。集水盆+保水劑抗旱造林技術，可最大程度利用旱區有限的降水，并且增加樹穴土壤含水量，提高土壤養分利用率。

綜上所述，在使用集水盆技術的同時，配合使用保水劑，抗旱效果良好，建議進行大范圍推廣。目前，隨著植物生長調節劑的廣泛應用，未來在進行相關研究時，可在上述試驗設計的基礎上增加生長調節劑的應用，結合旱區不同育苗及造林樹種實際情況，做好配置與處理，為旱區造林提供更多可選方向，豐富非工程性抗旱技術內涵，從而不斷提升育苗造林效果。

參考文獻：

[1] 張紅瑞，張麗欣，王飛，等.丹參花果期抗旱性鑒定及抗旱指標篩選[J].山西農業科學，2023，51（5）：502-508

[2] 李海碧，周會，韋金菊，等.甘蔗常用親本的田間抗旱指標篩選及抗旱性評價[J].南方農業學報，2023，54（1）：46-55

[3] 劉斌柯，周韓月，賈京，等，我國北方林木抗旱性生理研究進展[J].遼寧林業科技，2023（1）：46-49

[4] 程冀南，李玉露，王宇卓，等.糜子芽苗期對干旱脅迫的響應及抗旱種質鑒定[J].山西農業科學，2022，50（7）：987-995

[5] 孟雨，溫鵬飛，丁志強，等.基于熱紅外圖像的小麥品種抗旱性鑒定與評價[J].中國農業科學，2022，55（13）：2538-2551

[6] 張軍，吳秀寧，王新軍.小麥抗旱節水生理和遺傳育種研究進展[J].商洛學院學報，2022，36（2）：7-13

[7] 張辰昊，熱孜亞·艾力，晁躍輝，等.21份雜花苜蓿種質萌發期抗旱性評價[J].中國草地學報，2022，44（3）：58-65

[8] 黃勇.西藏地區高原林木抗寒抗旱性研究進展[J].綠色科技，2020（12）：36-37

[9] 唐文思. 北方習見林木抗旱生理分子表達調控基礎[D].北京：北京林業大學，2019

[10] 馮津，郭先龍，高秀萍，等.生物抗旱劑預處理對模擬旱作黨參播種出苗與成苗的影響[J].種子，2018，37（12）：81-84

[11] 何洪良. 不同抗旱劑浸種對甘蔗“健康種子”抗旱性的影響[D].南寧：廣西大學，2019

[12] 王小軍，武紫娟.林木抗旱性機理研究進展[J].天津農業科學，2017，23（12）：13-15