乌鲁木齐天山桦育苗造林中非工程性抗旱技术的效果评价

刘晨晨

摘 要 为探讨非工程性抗旱技术中防渗技术与复合技术在乌鲁木齐天山桦育苗造林中的效果，设置2个处理，对比分析天山桦造林地土壤含水率、土壤温度、土壤养分指标及幼苗生长情况。结果表明： T2组（集水盆+保水剂）试验结束时土壤含水率、土壤温度、土壤深度及总氮（TN）、有机碳（SOC）、硝态氮（NO^-₃-N）、铵态氮（NH⁺₄-N）含量均高于T1组（集水盆），差异显著（P＜0.05）；在生长量相关指标比较上，T2组地径、株高、苗木蓄积量均显著高于T1组（P＜0.05）。非工程抗旱技术对林木育苗及造林的影响比较大，在天山桦山地造林中，集水盆+保水剂复合技术的抗旱效果优于单纯使用防渗技术。

关键词 非工程抗旱技术；防渗技术；天山桦；集水盆；保水剂

中图分类号：S792.15.05文献标识码：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区而言，育苗造林对发展绿色经济具有重要帮助，水分对林木种苗生长产生明显影响，可导致育苗及造林成活率下降^[1]。研究发现，旱区林木育苗造林不仅要选择适宜的抗旱树种，也要通过人为干预方式改善土壤水分条件，为植被成长提供更多水分保障，从而确保育苗与造林成功^[2，3]。抗旱技术包括工程性抗旱技术和非工程性抗旱技术，两类技术均以提高土壤保水率为主要目的，但对于干旱地区而言，水资源短缺问题使工程性抗旱技术的应用不便，因此寻找更加高效的非工程性抗旱技术，是提高林木种苗成活率的有效途径^[4]。目前，防渗技术被广泛应用，包括集水盆、育苗袋、防渗袋、保水剂等，鉴于现有研究对防渗技术应用效果的评价比较有限，为此，本试验选择天山桦带土球容器苗作为试验树种，对比集水盆和防渗袋2种防渗技术的效果。

1 试验区概况

本次试验于2022年3月开始，在乌鲁木齐市林草种苗站苗圃进行。乌鲁木齐市位于86°37′33″—88°58′24″ E，42°45′32″—45°00′00″ N，地处亚欧大陆腹地，属于中温带大陆干旱气候区，年平均降水量为194 mm，降水量远低于蒸发量，早晚温差大，寒暑变化相对剧烈，同时降水少，且随高度垂直递增，是我国西北地区典型的干旱区。在全疆范围内，目前有林地面积35 612 hm²，疏林地面积18 362 hm²，灌木林地面积2 782 hm²，育苗基地面积264 hm²。优势树种包括天山桦（Betula tianschanica）、白榆（Ulmus pumila）、雪岭云杉（Picea schrenkiana）等。

2 试验方法

2.1 试验材料

以乌鲁木齐市林草种苗站天山桦带土球容器苗为主，土球规格30 cm×30 cm，胸径≥2.5 cm，苗高0.8～1.2 m，选取地径大小均匀、根系长势相近的200株苗，于2022年3月将其移栽到塑料桶内，调整容器内有机质含量，与大田土的体积比设置为1∶1，每桶栽置2株苗，饱和灌溉（37.56%），控制好桶内水分，并使其接近田间持水量的饱和状态^[5]。本试验预留45 d缓苗期，并于当年6月正式开展试验。

2.2 试验设计

为探究2种防渗技术对乌鲁木齐天山桦山地造林的影响，将土壤含水率、土壤温度、苗木生长量作为评价指标，选出最佳防渗抗旱技术。在移栽前进行整地处理，选取2块样地，每块样地面积400 m²，移栽树苗100株。选取积水盆和防渗袋2种抗旱材料，每组4次重复，每个重复25株，分别移栽到2块样地中，完成移栽后饱和浇灌1次。确保移栽样地面积相同，且林分条件、立地条件、林地生产力相一致。

2.3 试验方法

于2022年6月造林，T1组容器苗移栽后，造林时采用集水盆抗旱材料，组装好塑料集水盆后，填充无纺布、土工布、土壤、锯末，发挥隔热、保水效果。将树苗放进集水盆中后回填土。T2组在使用集水盆的同时，在树苗根部加入适量保水剂。放入后浇水，使保水剂能够更好地融入土壤环境中。

2.4 试验指标

于2022年9月30日结束试验，取每次重复中10株天山桦苗木，测定地徑、株高、苗木蓄积量，并进行比较。同时，对2块样地土壤保水率（烘干法^[6]）、土壤温度（玻璃电极法）、pH（玻璃电极法）、土层深度进行测定。同时，测定土壤养分指标含量，包括总氮（采用碳氮元素分析仪）、有机碳（采用碳氮元素分析仪）、硝态氮与铵态氮（2 mol·L^-1KCl浸提后，采用连续流动分析仪测定^[7]）。

2.5 数据处理

采用Excel整理数据，统计分析采用SPSS25.0软件，试验数据用平均数±标准差（x±s）表示，组间比较采用t 检验，P＜0.05表示差异显著。

3 结果与分析

3.1 苗木生长状况的比较

移栽前2组苗木地径、株高、苗木蓄积量对比无显著差异（P＞0.05）；试验结束时，T2组上述指标均明显高于T1组（P＜0.05），结果见表1。

3.2 土壤基本理化性质的比较

由表2中数据可知，本试验结束后，T2组土壤温度、土壤含水率、土壤深度、pH均高于T1组（P＜0.05）。

3.3 土壤养分指标含量的对比

试验结束时，2组土壤中养分指标的含量比较结果显示，T2组总氮（TN）、硝态氮（NO^-₃-N）、铵态氮（NH⁺₄-N）含量均明显高于T1组，有机碳（SOC）以T1组高于T2组。各养分指标含量T1与T2组差异显著（P＜0.05），详见表3。

4 结论与讨论

研究发现，对于干旱地区林木来说，在受到干旱胁迫后，为保证自身正常生长，可通过形成更为发达的根系及降低自身生长高度来降低对水分的依赖^[8]。上述研究结果说明，干旱地区造林植物可通过自我调节器官生物量分配来应对干旱环境的影响。干旱缺水影响干旱区的造林，可导致苗木成活率降低。目前，非工程性抗旱技术比较多，且应用广泛，但是在耐旱性能、苗木成活率及土壤保水率方面存在较大差异^[9]。因此，在维持良好成本造价的基础上，选择保水性能好且对环境影响小的抗旱技术，对干旱区造林具有重要意义。本试验旨在对比2种抗旱技术在乌鲁木齐天山桦育苗造林中应用效果，为此设计同一立地条件下采用集水盆技术与集水盆+保水剂技术2种非工程性抗旱技术的试验，结果表明：

与单纯使用集水盆技术相比，集水盆+保水剂能够明显促进天山桦生长发育；

集水盆+保水剂可改善土壤基本理化性质；

集水盆+保水剂能够提高土壤养分含量；

集水盆+保水剂抗旱效果优于单独使用集水盆。

上述试验结果说明，采用复合抗旱技术可强化天山桦育苗造林抗旱效果。对于天山桦来说，带土球容器苗移栽后，株高、地径、苗木蓄积量是生长的最直观反应，上述指标增长越快，说明苗木生长发育状况越好^[10]。为避免干旱缺水对林木生长带来不良影响，推广集水造林技术与免作穴技术，目的在于修复土壤的同时，最大程度改善土壤理化性质。通过使用集水盆技术，不仅能够收集储存雨水，还能最大程度避免水土流失，从而确保苗木成活^[11]。而保水剂的原材料是一种具有高吸水性能的树脂，其不仅能够反复进行释水和吸水，同时也是一种无毒无害的高分子材料。研究发现，旱区造林树种使用保水剂后，可吸收多种养分，并向土壤中缓慢释放，从而达到改善土壤理化性质及提高土壤养分含量的效果^[12]。集水盆+保水剂抗旱造林技术，可最大程度利用旱区有限的降水，并且增加树穴土壤含水量，提高土壤养分利用率。

综上所述，在使用集水盆技术的同时，配合使用保水剂，抗旱效果良好，建议进行大范围推广。目前，随着植物生长调节剂的广泛应用，未来在进行相关研究时，可在上述试验设计的基础上增加生长调节剂的应用，结合旱区不同育苗及造林树种实际情况，做好配置与处理，为旱区造林提供更多可选方向，丰富非工程性抗旱技术内涵，从而不断提升育苗造林效果。

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