5種烏造林模式性狀的對(duì)比分析

5種烏造林模式性狀的對(duì)比分析

烏爾，又名木槿，屬于落葉樹，種子呈黑色，圓球形，白色蠟狀，固定在中軸線上。竹柏(Podocarpusnagi),別名糖雞子、羅漢柴、椰樹、山杉、鐵甲樹等,羅漢松科(Podocarpaceae)竹柏屬常綠喬木,種子10月~11月成熟,球形,為肉質(zhì)假種皮所包,直徑1.0~1.8cm。烏桕和竹柏是傳統(tǒng)的木本油料植物,福建省將其列為重點(diǎn)發(fā)展的鄉(xiāng)土油料能源樹種。烏桕、竹柏具有種實(shí)產(chǎn)量高,種子含油率高等特點(diǎn),發(fā)展烏桕、竹柏等能源樹種,推廣人工造林,具有重要意義。黃山欒樹(Koelreuteriaintegri),別名燈籠樹,無(wú)患子科欒樹屬落葉喬木,二回羽狀復(fù)葉,花期8-9月,果期10-11月,種子含油率38%左右。作為一個(gè)重要的工業(yè)油料樹種,在80~90年代,各地對(duì)烏桕良種選育、造林技術(shù)研究較多,但對(duì)烏桕與其它樹種混交的研究尚未見報(bào)道。本文通過(guò)對(duì)烏桕與竹柏、黃山欒樹不同混交比例下的造林效果的分析比較,選擇烏桕適宜的伴生樹種及其混交比例,為烏桕、竹柏等樹種混交林造林模式的選擇提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1試驗(yàn)對(duì)象和試驗(yàn)設(shè)計(jì)1.1.1試驗(yàn)材料的來(lái)源參試的烏桕、竹柏苗木為嫁接苗,黃山欒樹為2003年培育的2年生實(shí)生苗。烏桕、竹柏所用砧木為2003年春季播種育苗的2年生實(shí)生苗。1.1.2試驗(yàn)地概況試驗(yàn)地設(shè)置在福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院峽陽(yáng)林果場(chǎng),屬中亞熱帶,海拔150-300m,試驗(yàn)期內(nèi)年平均降雨量1320~1895mm,年均溫19.8℃~20.4℃,極端最高溫41.8℃,極端最低溫-3.5℃。試驗(yàn)地土壤為山地紅壤,土層厚度約1.0m,土壤腐殖質(zhì)含量1.325~2.932。試驗(yàn)地前身為荒廢柑橘園,坡度20~30°,東南坡,中、下坡位。造林后連續(xù)2年對(duì)林地采取松土除草、墾復(fù)施肥等幼林撫育措施。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),包括5個(gè)處理(10桕、8桕2柏、5桕5柏、5桕5欒、8桕2欒),4次重復(fù),中、下坡各安排2個(gè)區(qū)組,每個(gè)區(qū)組內(nèi)包含5個(gè)小區(qū),共20個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)面積400m2(20m×20m)。試驗(yàn)區(qū)周圍種植2排樂東擬單性木蘭作為保護(hù)行。種植竹柏的小區(qū)內(nèi)配置4株雄性竹柏,同樣為嫁接苗木。1.2試驗(yàn)處理1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)與混交煉山后帶狀整地,挖凈樹根、草皮和石塊,挖明穴回表土,穴規(guī)格60cm×50cm×40cm,施足基肥,每穴施肥量為腐熟雞糞約0.5kg,回表土后,每穴施鈣鎂磷約0.1kg?；旖涣植捎脦罨旖?株行距3.0m×2.0m,每公頃定植株數(shù)1600株。2004年3月,根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行黃山欒樹苗木、烏桕和竹柏砧木定植,裸根苗造林。2005年1月,從福建林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院選擇的烏桕優(yōu)良單株P(guān)C03、竹柏優(yōu)良單株YP1-02上采集2年生健壯枝條進(jìn)行苗木嫁接,2005年3月進(jìn)行一次補(bǔ)接。烏桕采用腹接,竹柏采用髓心形成層貼接。1.2.2對(duì)烏、麻黃樹的修剪和除草2006年3月、9月對(duì)所有參試苗木進(jìn)行2次整型修剪,控制樹高,促進(jìn)分枝,調(diào)整樹形;2007年2月對(duì)烏桕和黃山欒樹修剪1次,控制樹高在3.0m左右;5月結(jié)合除草松土,各擴(kuò)穴施肥一次,每株施放磷肥0.1kg,腐熟雞糞約0.5kg。2007年11月進(jìn)行了一次間伐,調(diào)整林分郁閉度至0.7,主要間伐被壓木、病株和樹形差、生長(zhǎng)不良的植株。1.3試驗(yàn)數(shù)據(jù)的研究1.3.1土壤剖面的采集2008年11月、12月對(duì)試驗(yàn)地內(nèi)樹木分樹種每木檢尺,測(cè)定地徑、冠幅,統(tǒng)計(jì)株數(shù),根據(jù)地徑、冠幅數(shù)據(jù)在各參試小區(qū)中選擇小區(qū)標(biāo)準(zhǔn)木;在標(biāo)準(zhǔn)木上選定標(biāo)準(zhǔn)枝,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)枝的結(jié)實(shí)量。分樹種采集各試驗(yàn)小區(qū)標(biāo)準(zhǔn)木種子,作為種子含水率、種子含油率測(cè)定樣本。從各種子樣本中隨機(jī)抽取10g作為種子含油率測(cè)定試樣,每份樣本抽取10份,其中含油率測(cè)定5份,含水率測(cè)定5份。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)挖1個(gè)土壤剖面,按10cm分層取樣,采集0~40cm深度土壤,混合均勻后作為土壤肥力分析樣本。種子含水率測(cè)定采用烘干法;種子含油率測(cè)定采用殘?jiān)?將參試樣品置于y-z型脂肪抽提器內(nèi),用95%乙醇循環(huán)浸提脫脂,再將脫脂后的樣品重新烘干至恒重,減輕的重量為樣品中油脂含量;土壤樣本營(yíng)養(yǎng)元素含量使用STFW-111多功能土壤養(yǎng)分測(cè)定儀,通過(guò)光電比色測(cè)定。1.3.2單位面積產(chǎn)油量各小區(qū)烏桕種子產(chǎn)量計(jì)算公式為X1=a×(x1×A1),各小區(qū)其它混交樹種種子產(chǎn)量X2=b×(x2×A2);各小區(qū)單位面積種子產(chǎn)量計(jì)算公式為X=10000×(X1+X2)/400,其中,a指小區(qū)內(nèi)烏桕株數(shù),b指小區(qū)內(nèi)其它混交樹種株數(shù),x1指烏桕標(biāo)準(zhǔn)木單株種子產(chǎn)量,x2指小區(qū)內(nèi)其它混交樹種標(biāo)準(zhǔn)木單株種子產(chǎn)量,A1指小區(qū)內(nèi)烏桕標(biāo)準(zhǔn)木種子含水率,A2指其它混交樹種標(biāo)準(zhǔn)木種子含水率;各小區(qū)單位面積產(chǎn)油量計(jì)算公式為Y=10000×(X1×y1+X2×y2)/400,其中,y1、y2分別為各小區(qū)烏桕、其它混交樹種的種子含油率。將各小區(qū)單位面積種子產(chǎn)量、單位面積產(chǎn)油量、土壤養(yǎng)分含量,以及各樹種平均地徑、單株種子產(chǎn)量、種子含油率數(shù)據(jù)分別通過(guò)DPS軟件進(jìn)行單因素方差分析與比較。2結(jié)果與分析2.1不同混交比例的烏在地徑生長(zhǎng)上的差異1)**表示差異達(dá)極顯著水平。不同林分各樹種地徑生長(zhǎng)量調(diào)查數(shù)據(jù)和方差分析結(jié)果見表1。10桕、8桕2柏、8桕2欒、5桕5柏、5桕5欒等5種不同樹種組成林分中烏桕平均地徑生長(zhǎng)量存在一定差異。參試群體平均地徑為8.4cm,5桕5柏混交林中烏桕平均地徑最大,是總體平均水平的112.1%,是8桕2柏的107.2%,是10桕的108.7%,是8桕2欒的119.4%;5桕5欒的平均地徑生長(zhǎng)量最小,僅為參試群體平均水平的86.2%,是5桕5柏的76.9%。從表1方差分析結(jié)果可以看出,不同混交比例林分中,烏桕在地徑生長(zhǎng)上存在極顯著的差異,竹柏、黃山欒樹在不同林分中的地徑生長(zhǎng)差異不明顯。竹柏生長(zhǎng)較慢,與烏桕混交,常處于下林層,對(duì)烏桕的光照條件沒有影響;黃山欒樹生長(zhǎng)較烏桕快,與烏桕混交,常處于林分上層,且樹冠寬大濃密,影響了烏桕的正常生長(zhǎng)。2.2不同林分間種子產(chǎn)量差異以同種林分標(biāo)準(zhǔn)木種子產(chǎn)量的平均值作為該種林分的單株種子產(chǎn)量;根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)木冠幅大小、單株種子產(chǎn)量測(cè)算出的各樹種單位面積種子產(chǎn)量;以各林分各樹種單株種子產(chǎn)量和株數(shù)估算單位面積種子總產(chǎn)量,統(tǒng)計(jì)及方差分析結(jié)果見表2。5桕5柏林分中烏桕的單株種子產(chǎn)量最高,達(dá)到16.90kg/株,是參試總體平均水平的127.1%,分別是8桕2柏、10桕、8桕2欒、5桕5欒的110.9%、127.2%、140.7%、186.6%。5桕5欒林分中烏桕單株產(chǎn)量最低,僅為總體平均水平的68.1%。5桕5柏林分中竹柏的單株產(chǎn)量較高,為8桕2柏林分的115.3%。5桕5欒、8桕2欒林分的黃山欒樹的單株種子產(chǎn)量相差很小。方差分析結(jié)果表明,不同林分間單株種子產(chǎn)量烏桕、竹柏均存在極顯著差異,黃山欒樹無(wú)顯著差異。5種林分間各單位面積種子產(chǎn)量變動(dòng)幅度為4562.40~19296.00kg·hm-2,差異極大,其中5桕5柏最高,分別是總體平均水平、8桕2柏、10桕、8桕2欒、5桕5欒的150.9%、110.5%、149.4%、198.4%、424.3%,方差分析結(jié)果表明,5種林分間在單位面積種子產(chǎn)量上存在極顯著差異(見表3)。從以上統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可知,烏桕與竹柏種間關(guān)系密切,烏桕與竹柏混交,有利于提高烏桕單株種子產(chǎn)量、單位面積種子產(chǎn)量,以及林分單位面積種子總產(chǎn)量。烏桕與黃山欒樹混交,對(duì)烏桕結(jié)實(shí)能力、林分的單位面積種子總產(chǎn)量均有較大的不利影響。隨著黃山欒樹比例增加,烏桕的結(jié)實(shí)密度、單株種子產(chǎn)量、單位面積種子產(chǎn)量,以及林分單位面積種子總產(chǎn)量大幅度降低。烏桕屬陽(yáng)性樹種,且生長(zhǎng)較快,較大的營(yíng)養(yǎng)空間有利于種子產(chǎn)量的提高;竹柏屬陰性樹種,特別是幼齡時(shí)期,喜陰涼濕潤(rùn)環(huán)境,烏桕濃密寬大的樹冠,可以滿足竹柏早期的生長(zhǎng)需求。同時(shí),烏桕大量的落葉,為竹柏創(chuàng)造了良好的營(yíng)養(yǎng)條件。在同樣的造林密度下,烏桕純林種內(nèi)個(gè)體間營(yíng)養(yǎng)空間的爭(zhēng)奪激烈,樹冠伸長(zhǎng)受到抑制,單位面積結(jié)實(shí)母樹保留株數(shù)減少。烏桕與竹柏混交,由于竹柏較耐陰,且生長(zhǎng)慢,可以與烏桕形成復(fù)層林,為烏桕提供較多的營(yíng)養(yǎng)空間和生長(zhǎng)空間。較充足的散射光有利于竹柏樹體內(nèi)養(yǎng)分的積累,促進(jìn)花芽分化、種實(shí)發(fā)育,過(guò)分隱蔽環(huán)境不利于竹柏開花結(jié)實(shí)。因此,8桕2柏混交比例林分結(jié)實(shí)狀況表現(xiàn)比5桕5柏差。黃山欒樹生長(zhǎng)較烏桕快,且同樣為陽(yáng)性樹種,彼此間營(yíng)養(yǎng)空間爭(zhēng)奪激烈,對(duì)烏桕生長(zhǎng)、開花結(jié)實(shí)不利。同時(shí),黃山欒樹種子小,種子產(chǎn)量低,影響了林分單位面積種子總產(chǎn)量。2.3烏、山鹽酸、混交林樹種種子含油率及單位面積產(chǎn)油量根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)木種子含油率、單株種子產(chǎn)量和株數(shù),估算各林分單位面積總產(chǎn)油量,結(jié)果見表4。不同混交樹種、混交比例下的烏桕種子含油率變動(dòng)范圍為48.2%~48.6%,黃山欒樹種子含油率為37.0%~37.1%,差異很小;竹柏種子含油率變動(dòng)范圍為40.4%~41.3%,對(duì)各樹種種子含油率經(jīng)反正弦轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明,不同處理林分的烏桕、黃山欒樹種子含油率間無(wú)顯著差異,不同處理林分的竹柏種子含油率之間的差異達(dá)到極顯著水平,不同處理林分單位面積產(chǎn)油量存在著極顯著差異(見表3)。分析結(jié)果表明,烏桕、黃山欒樹的種子含油率比較穩(wěn)定,不因混交樹種、混交比例的改變而有較大幅度的變化;竹柏種子含油率受混交比例影響較大。5桕5柏林分由于烏桕比重降低,竹柏的光照條件較適宜,體內(nèi)積累的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富,種實(shí)發(fā)育飽滿,因此較8桕2柏的種子含油率高一些。林分單位面積總產(chǎn)油量變動(dòng)范圍為2127.84~8973.28kg·hm-2,其中5桕5柏林分單位面積產(chǎn)油量最高,分別是參試群體平均水平、8桕2柏、10桕、8桕2欒、5桕5欒的148.2%、108.9%、143.1%、148.2%、192.2%、421.7%。對(duì)各試驗(yàn)小區(qū)單位面積產(chǎn)油量方差分析,結(jié)果表明,不同處理林分的單位面積油脂產(chǎn)量存在極顯著差異。5桕5柏由于單位面積種子產(chǎn)量最高,烏桕、竹柏的種子含油率都較高,所以單位面積總產(chǎn)油量最多。烏桕、竹柏混交,對(duì)提高林分單位面積種子產(chǎn)量、單位面積產(chǎn)油量等均有較大的促進(jìn)作用。2.4土壤各化學(xué)成分對(duì)各土樣進(jìn)行主要營(yíng)養(yǎng)元素測(cè)定,測(cè)定結(jié)果按不同混交比例統(tǒng)計(jì)其平均值;以不同處理林分為A因素對(duì)各項(xiàng)土壤肥力進(jìn)行單因素方差分析和多重比較,多重比較采用Duncan法,結(jié)果見表4。不同混交比例下,林地土壤中有機(jī)質(zhì)含量存在極顯著差異,其中5桕5欒有機(jī)質(zhì)含量最高,分別是10桕、8桕2欒、8桕2柏、5桕5柏的126.5%、119.2%、114.0%、109.9%,不同處理林分間均達(dá)到極顯著水平;全N含量存在極顯著差異,其中5桕5欒全N含量最高,分別較8桕2欒、8桕2柏、10桕純林和5桕5柏高出3.8%、11.6%、17.0%和20.6%,8桕2欒全N含量次之,5桕5柏全N含量最低;全K含量無(wú)顯著差異。水解性N、速效P、速K含量均存在極顯著差異,其中,5桕5柏土壤水解性N含量最高,較8桕2柏、5桕5欒、10桕、8桕2欒分別高出3.5%、10.0%、12.8%、18.9%,8桕2柏水解性N含量次之,與5桕5柏?zé)o顯著差異,但與5桕5欒、10桕、8桕2欒等均達(dá)到極顯著水平;土壤速效P含量5桕5柏最高,與其它處理林分比較,均達(dá)到極顯著差異水平,8桕2柏次之,但也與5桕5欒、8桕2欒、10桕純林差異極顯著。土壤速效K含量,5桕5柏與8桕2柏之間無(wú)顯著差異,但與其它處理林分間差異極顯著。烏桕與黃山欒樹混交林的速效P、速效K含量都較低。烏桕、黃山欒樹都是落葉樹種,大量的落葉有利于提高土壤有機(jī)質(zhì)、全N含量,竹柏落葉量極少,因此竹柏與烏桕混交林的土壤有機(jī)質(zhì)、全N含量較烏桕純林、烏桕與黃山欒樹混交林低。但是,竹柏常綠的樹冠,在冬季、春季對(duì)減少地表徑流,防止土壤營(yíng)養(yǎng)元素流失,減少地表水分蒸發(fā),保持林分的空氣濕度和土壤的水分,促進(jìn)有機(jī)質(zhì)降解和礦物P釋放,導(dǎo)致烏桕×竹柏混交林的土壤水解性N、速效P、速效K的含量反而較其它林分高。3烏與竹柏、烏和黃油的混交試驗(yàn)研究是探索烏造林模式的前提條件烏桕、竹柏種間關(guān)系密切,兩樹種間混交,可以提高能源林單位面積種子產(chǎn)量、單位面積產(chǎn)油量,改善林分結(jié)構(gòu),構(gòu)建復(fù)層林,提高林地肥力;在混交比例上,5桕5柏較8桕2柏為好。竹柏屬耐陰樹種,怕強(qiáng)強(qiáng)光直射,與烏桕混交,烏桕濃密樹冠可為其提供必要的遮蔭。烏桕在冬季落葉,春季3月中下旬始發(fā)葉,這段時(shí)間因無(wú)烏桕樹冠遮擋,竹柏可以得到較充足的光照,通過(guò)光合作用積累碳水化合物,同時(shí),也有利于2~3月份花芽分化、4月份開花、花粉傳播。黃山欒樹與烏桕種間競(jìng)爭(zhēng)激烈,不宜作為烏桕能源林的伴生樹種。根據(jù)地徑、種子含油率、單位面積種子產(chǎn)量、單位面積產(chǎn)油量、土壤肥力等多個(gè)因子綜合評(píng)價(jià),在10桕、8桕2柏、8桕2欒、5桕5柏、5桕5欒等5種現(xiàn)有造林模式中,以5桕5柏最為適宜。本文所研究的林分經(jīng)過(guò)一次間伐作業(yè),使混交林中樹種組成有所變化,對(duì)試驗(yàn)分析結(jié)果可能產(chǎn)生一些影響。植物油脂可以通過(guò)酯化制備生物柴油,替代