乌兰布和沙漠东北部覆膜对杨树苗期土壤水热变化及成活率的影响

黄雅茹 赵英铭 马迎宾

（1.中國林業科学研究院沙漠林业实验中心，内蒙古磴口 015200；2.国家林业局内蒙古磴口荒漠生态系统定位研究站，内蒙古磴口 015200；3.中国林业科学研究院荒漠化研究所，北京 100091；4.中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所，北京 100091）

摘要[目的]研究乌兰布和沙漠东北部防护林树种成活率的影响因素。[方法]在乌兰布和沙漠东北部采用覆膜造林措施，研究单侧覆膜、两侧覆膜和不覆膜（CK）对杨树苗期土壤含水率、土壤温度、成活率、保存率、生长指标的影响。[结果]不同覆膜方式土壤含水率均随着土层深度的增加呈上升趋势，土壤含水率从大到小依次为两侧覆膜、单侧覆膜、CK，浇水后15 d，在0～10、10～20、20～30、30～40、40～50、50～60 cm层两侧覆膜土壤含水率分别比CK提高43.6%、34.6%、32.9%、25.8%、18.0%、7.1%。土壤温度从大到小依次为两侧覆膜、单侧覆膜、CK，两侧覆膜在5、10、15、20 cm层分别比CK提高0.9、0.8、1.1、0.8 ℃。杨树成活率与保存率从大到小依次为两侧覆膜、单侧覆膜、CK，杨树胸径生长量从大到小依次为两侧覆膜、单侧覆膜、CK；新稍生长量从大到小依次为两侧覆膜、单侧覆膜、CK。[结论]在乌兰布和沙漠东北部地区，建议造林采用覆膜的措施。

关键词杨树；土壤含水率；成活率；乌兰布和沙漠

中图分类号S792.11；S152.7文献标识码A文章编号0517-6611（2017）23-0140-04

Effects of Plastic Film Mulching on Soil Water and Heat Changes and Survival Rate of Poplar Seedlings in Northeast of Ulan Buh Desert

HUANG Yaru1，2， ZHAO Yingming1，2，3*， MA Yingbin1，2，4 et al

（1.Experimental Center of Desert Forestry， CAF， Dengkou， Inner Mongolia 015200；2.Inner Mongolia Dengkou Desert Ecosystem Research Station， State Forestry Administration， Dengkou， Inner Mongolia 015200；3.Institute of Desertification Studies， CAF， Beijing 100091；4. Institute of Forest Ecology， Environment and Protection， CAF， Beijing 100091）

Abstract[Objective]To study the influence factors of survival rate of protection forest tree species in the northeast of Ulan Buh Desert. [Method]Afforestation with plastic mulching in northeastern Ulan Buh Desert，the effect of single film covered，two sides covered with film，uncovered on the soil moisture content， soil temperature， survival rate， preserving rate， growth index. [Result]The results showed that the soil moisture content of different mulching methods showed an upward trend with the increase of soil depth， soil water content from large to small followed by two sides covered with film， single film covered， CK. After watering for 15 days， in the 0-10， 10-20， 20-30， 30-40， 40-50 and 50-60 cm soil layers， the soil moisture content of film mulching increased by 43.6%， 34.6%， 32.9%， 25.8%， 18.0% and 71%， respectively. Soil temperature from large to small followed by two sides covered with film， single film covered， CK. 5， 10， 15 and 20 cm soil layers on two sides covered with film were increased by 0.9， 0.8， 1.1 and 0.8 ℃， respectively. Survival rate and preserving rate from large to small followed by two sides covered with film， single film covered， CK. New shoot increment from large to small followed by two sides covered with film， single film covered， CK. [Conclusion]It was suggested that afforestation with plastic mulching can be considered to use in northeastern Ulan Buh Desert.

Key wordsPoplar；Soil moisture content；Survival rate；Ulan Buh Desert

基金项目中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目（CAFYBB2017MB002）。

作者简介黄雅茹（1987—），女，内蒙古呼和浩特人，工程师，硕士，从事荒漠化防治研究。

*通讯作者，高级工程师，博士，从事水土保持与荒漠化防治研究。

收稿日期2017-05-19

荒漠化是当今世界公认的环境问题，严重威胁到人类的生存和发展。绿洲作为干旱区最重要的生态系统，由于其分布的区域气候干旱、风沙活动频繁，极易受到荒漠化的危害，危及绿洲的生态安全和人类社会的发展[1-2]。防护林作为一种能够有效防止风沙危害和荒漠化危害的防护措施，对于改善绿洲生产生活环境及农田小气候、防止土壤风蚀有着重要作用[3]。土壤水分是气候、植被、地形及土壤因素等自然条件的综合反映，特别是在干旱、半干旱地区尤为重要[4]。因此，开展节水抗旱苗木培育技术研究，既节约水资源，又可降低育苗成本。地膜覆盖栽培技术是目前广泛推广的栽培方式，其主要作用在于改善植物生长的环境条件，尤其是土壤温度等小气候条件[5]，从而提高作物产量[6]。杨树覆膜扦插育苗是利用农用地膜增加地温，保持土壤水分，增加植物光合作用，促进植物生长，延长植物生长期等，从而达到提高杨树苗木质量的目的。李军等[7]研究表明，杨树覆膜扦插育苗技术可使杨树成活率提高12.2%，1年生扦插苗的地径生长量和高生长量分别比CK提高12.9%和15.5%。李晓黎[8]研究表明，覆膜不仅具有增温、保墒的作用，同时可提高苗木生长量，对杂草的生长也有明显的抑制作用。刘桂英[9]采用地膜覆盖对杨树进行了扦插试验，结果表明，地膜覆盖能保持土壤湿度，抑制杂草，相对降低育苗成本，并能提高苗木产量和质量，提高经济效益。胡元森等[10]研究表明，透明膜和黑色膜覆盖培育杨树苗木，可提高苗木生长量，覆透明膜与黑色膜相比，树高生长量分别提高66%和46%。

总体来说，覆膜能够提高土壤含水量，增加土壤温度，提高苗木成活率，促进苗木生长。因此，笔者在乌兰布和沙漠东北部农田防护林区进行覆膜造林试验，以期提高乌兰布和沙漠东北部防护林树种成活率，促进造林树种的生长发育，以期为今后乌兰布和沙漠东北部防护林造林技术提供理论依据。

1材料与方法

1.1研究区概况

乌兰布和沙漠地处我国西部荒漠地帶东缘，试验区位于中国林业科学研究院沙漠林业实验中心第一实验场（地理坐标为106°46′ E，40°28′ N），行政区划隶属于内蒙古磴口县。年降水量仅为138.8 mm，而蒸发量高达2 258.8 mm，年平均气温6.8 ℃，昼夜温差大，年日照时数3 229.9 h。风沙季节在11月至翌年5月，主风为西风和西北风，起沙风次数每年200～250次以上[11-12]。地带性土壤为灰漠土，主要土壤为风沙土；试验区以引黄灌溉为主，且地下水资源丰富，地下水矿化度1～2 g/L，pH 8.4～8.7。天然植被以旱生、超旱生类型的荒漠植被为主，如白刺（Nitraria tangutorum Bobr.）、油蒿（Artemisia ordosica Krasch.）等，防护林主要以杨树为主。

1.2试验材料

2014年4月中旬，按照株行距2 m×2 m的规格栽植供试杨树，品种为北抗16-8，是中国林科院林业研究所选育的具有抗虫基因的杂交无性系速生杨新品种，具有一定的耐寒、耐盐碱、抗虫的特性，母本都是南抗1号（P.del.cl.Nankang 1），父本为D175杨（P.del.cl.175），16为杂交组合代号，该试验均选取3年生苗木进行栽种，平均胸径3.4 cm。

1.3试验设计

造林地立地条件相同，表1是样地机械组成百分比，样地细砂与极细砂所占百分比最大。造林时整地方式一致，采用常规方法栽植。造林后进行铺膜，试验用地膜为农用地膜，分别单侧铺膜、两侧铺膜、不覆膜（CK）。地膜宽度50 cm，设置3组重复试验，造林时在地膜中间剪出10 cm缝隙，植苗时使苗木从缝隙间植入挖好的穴中。

1.4测定项目与方法

为了摸清土壤温湿度变化，试验区与CK分别设置地温计，深度分别为5、10、15、20 cm，温度每隔5 d测定1次，测定时间为8∶00、14∶00，温度计设置4个重复。浇水后隔一定天数分别对各处理采集土样，采样方法采用环刀法，取土深度为60 cm，每隔10 cm取1层，设置4次重复，土壤水分测定用烘干法。造林后对各杨树品种进行每木调查，调查指标包括胸径、新梢长度、成活率、保存率，调查时间为6月10日、7月10日、8月11日、9月11日。胸径采用胸径尺测量，新梢长度采用卷尺测量。

安徽农业科学2017年

1.5数据统计

数据分析采用Excel 2003，方差分析采用SPSS 18.0。

2结果与分析

2.1覆膜对杨树苗期土壤含水率的影响

由图1a可知，浇水15 d后不同覆膜方式下土壤含水率变化趋势一致，均随着土层深度的增加呈上升趋势，同一土层深度，不同覆膜方式的土壤含水率从大到小依次为两侧覆膜、单侧覆膜、CK，在0～10 cm层两侧覆膜处理的土壤含水率比CK提高43.6%，10～20 cm土层土壤含水率提高34.6%，20～30 cm土层土壤含水率提高32.9%，30～40 cm土層土壤含水率提高土壤25.8%，40～50 cm土层土壤含水率提高18.0%，50～60 cm土层提高7.1%，且两侧覆膜处理与CK差异显著（P<0.05），两侧覆膜与单侧覆膜、单侧覆膜处理与CK之间均差异不显著（P>0.05）。由图1b可知，浇水后30 d，各土层土壤含水率有所下降，但遵循随着土层深度的增加土壤含水率呈增加趋势，两侧覆膜处理在0～10、10～20、20～30、30～40、40～50、50～60 cm土层土壤含水率分别比CK提高15.7%、12.7%、15.4%、20.2%、19.6%、8.1%，不同覆膜方式同一土层土壤含水率从大到小依次为两侧覆膜、单侧覆膜、CK，三者之间差异不显著（P>0.05）。

2.2覆膜对杨树苗期土壤温度的影响

由表2可知，覆膜对土壤温度有明显影响，随着土层的增加，土壤温度呈下降趋势，5 cm土层土壤温度最高，20 cm土层土壤温度最低。两侧覆膜处理5 cm土层土壤温度比20 cm处平均高2.6 ℃，且二者差异极显著（P<0.01），单侧覆膜5 cm处土壤温度比20 cm处平均高出1.9 ℃，二者差异显著（P<0.05）。

同一土层不同覆膜方式下土壤温度变化也有差异，由图2可知，两侧覆膜处理与CK相比，在5、10、15、20 cm土层分别提高0.9、0.8、1.1、0.8 ℃，提高了3.8%、3.6%、5.1%、38%；单侧覆膜与CK相比，在5、10、15、20 cm土层分别提高0.2、0.3、0.7、0.7 ℃，提高了0.9%、1.4%、3.3%、3.4%；两侧覆膜与单侧覆膜相比，在5、10、15、20 cm土层分别提高07、0.4、0.4、0.1 ℃，提高了3.0%、1.8%、1.8%、0.5%；不同覆膜方式平均土壤温度从大到小依次为两侧覆膜、单侧覆膜、CK，方差分析表明三者之间差异不显著（P>0.05）。由此可见，覆膜对土壤温度的影响随着土层的增加而逐渐减小，覆膜造林能够不同程度地提高杨树苗期各土层的土壤温度，为苗木生根提供较好的环境条件。

2.3覆膜对杨树成活率及保存率的影响

由图3可知，不同覆膜方式的杨树成活率从大到小依次为两侧覆膜、单侧覆膜、CK，两侧覆膜处理成活率最高，达100%，单侧覆膜成活率为96.43%，CK为93.55%；保存率从大到小依次为两侧覆膜、单侧覆膜、CK，两侧覆膜处理保存率最高，达100%，单侧覆膜处理保存率与成活率相同，CK保存率最低，为90.32%。可以看出，覆膜的杨树成活率与保存率均较高，提高了杨树苗期成活率与保存率。

2.4覆膜对杨树胸径与新梢生长的影响

由图4可知，两侧覆膜处理杨树胸径生长量最大，6—9月胸径生长量为055 cm，CK的胸径生长量小，为0.40 cm，单侧覆膜生长量为0.43 cm，方差分析表明，两侧覆膜、单侧覆膜、CK之间差异显著（P<0.05）；各处理杨树新稍长度从32.5～35.3 cm生长到102.8～125.9 cm，两侧覆膜与单侧覆膜处理的杨树新稍生长量均为90.0 cm，CK为70.3 cm，方差分析表明，新稍生長量差异不显著（P>0.05）。

3结论与讨论

（1）不同覆膜方式下杨树苗期土壤含水率变化趋势一致，均随着土层深度的增加呈上升趋势，浇水15 d后，土壤含水率从大到小依次为两侧覆膜、单侧覆膜、CK，两侧覆膜与CK差异显著（P<0.05），这与王天发等[12]研究结果一致；两侧覆膜与单侧覆膜、单侧覆膜与对照之间均差异不显著（P>0.05），浇水30 d后，各土层土壤含水率有所下降，随着土层深度的增加土壤含水率呈增加趋势，同一土层土壤含水率从大到小依次为两侧覆膜、单侧覆膜、CK，三者之间差异不显著（P>0.05）。

（2）不同土层土壤温度随着土层深度的增加呈下降趋势，两侧覆膜5 cm土层土壤温度平均比20 cm土层高2.6 ℃，单侧覆膜5 cm土层土壤温度平均比20 cm土层高出1.9 ℃，这说明覆膜对土壤温度的影响随着土层深度的增加而逐渐减小。各处理土壤温度从大到小依次为两侧覆膜、单侧覆膜、CK，方差分析表明差异不显著（P>0.1）。

（3）杨树成活率、保存率从大到小依次为两侧覆膜、单侧覆膜、CK，杨树胸径生长量从大到小依次为两侧覆膜、单侧覆膜、CK，两侧覆膜、单侧覆膜、对照之间差异显著（P<0.05）；杨树新稍生长量从大到小依次为两侧覆膜、单侧覆膜、CK，方差分析表明，新稍生长量差异不显著（P>0.05），这与前人[7-10]研究结果相似。

（4）在乌兰布和沙漠东北部，覆膜造林可以提高土壤含水率及土壤温度，进而提高杨树苗期成活率与保存率，能够有效促进杨树苗期胸径与新稍的生长，建议造林时可以考虑选择覆膜措施。

参考文献

[1] 王永兴，张小雷，阚耀平.绿洲地域系统及其演变规律的初步研究[J].干旱区地理，1999，22（l）：62-68.

[2] 董智.烏兰布和沙漠绿洲农田沙害及其控制机理研究[D].北京：北京林业大学，2004.

[3] 秦光华，姜岳忠.杨属种质资源的遗传学研究及利用进展[J].甘肃农业大学学报，2013，46（2）：92-98.

[4] 张超，王会肖.土壤水分研究进展及简要评述[J].干旱地区农业研究，2003，21（4）：117-120.

[5] 蒋云鹏.秸秆覆盖和免耕对玉米生长与土壤环境的影响[J].农技服务，2008，25（8）：41.

[6] 刘超，汪有科，湛景武，等.秸秆覆盖量对夏玉米产量影响的试验研究[J].灌溉排水学报，2008，27（4）：64-66.

[7] 李军，黄天勇，张兴虎，等.杨树覆膜扦插育苗试验研究[J].湖北林业科技，2013（3）：14-16.

[8] 李晓黎.地膜覆盖技术对土壤温湿条件及苗木生长的影响[J].山东林业科技，2013，43（1）：74-75.

[9] 刘桂英.杨树覆膜扦插试验初报[J].农业科技与信息，2015（7）：78-79.

[10] 胡元森，史光建，李国庆.杨树不同地膜覆盖育苗试验[J].林业勘查设计，2008（3）：60.

[11] 李倩，张睿，贾志宽，等.不同地膜覆盖对垄体地温及玉米出苗的影响[J].西北农业学报，2009，18（2）：98-102.

[12] 王天发，张银朝，韩恩贤，等.覆盖造林对旱地土壤水热变化及成活率的影响研究[J].陕西林业科技，2006（1）：25-28.