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覆膜滴灌对青杨扦插苗生长的影响

范文

张云龙李博扬卫星

摘要：为了提高青杨扦插苗质量，缩短育苗周期，针对5个青杨优良品种（A：A5、B：1344、C：甜X小黑、D：黑小二、E：马X美黑），采用6种不同颜色地膜（内黑外银、内黑外白、黑色、无色、绿色、红色）覆膜并结合滴灌技术进行苗木栽培试验。研究结果表明：覆膜滴灌技术可以显著提高土壤温度和含水量，抑制杂草生长，提高苗木质量。不同颜色地膜对苗木生长的影响差异显著，其中红色地膜的效果最优。与无地膜滴灌相比，覆红色地膜结合滴灌处理下的苗木高度、地径、叶面积和根系生物量均显著提升（分别高出96.21%、72.15%、135.99%、263.44%）。不同品种青杨一年生扦插苗对不同颜色地膜覆盖响应不同，其中A品种在无色和绿色地膜覆盖下生长最好，其余品种均在红色地膜覆盖下生长最好。

关键词：青杨;扦插苗;覆膜;滴灌;苗木培育苗

中图分类号：S792.113 ? ?文献标识码：A ? 文章编号：1006-8023（2019）05-0001-08

Abstract：In order to improve the quality of cuttings of Populus cathayanaand shorten the seedling cycle， we applied six different color mulch films to cover the drip irrigation experiment for 5 varieties of P. cathayana. The results showed that the film drip irrigation technology could significantly improve soil temperature and water content， could inhibit weed growth and improve seedling quality. The effect of different color mulches on seedling growth was significant， and the effect of red mulch was the best. The seedling height， ground diameter， leaf area and root biomass of the seedlings under red mulching drip irrigation were significantly higher than 96.21%， 72.15%， 135.99% and 263.44% the mulching drip irrigation free， respectively. Different P. cathayana varieties had different responses under different mulch patterns. Among them， ‘A variety grew better under transparent and green mulch， and the others all grew best under red mulch.

Keywords：Populus cathayana; rooted cuttings; mulching; film drip irrigation; stock growth

0 引言

“覆膜滴灌”是把地膜栽培与滴灌技术相结合的一种新型灌溉技术，它能抑制杂草、增加土壤温度、减少土壤水分蒸发和深层渗漏，具有节约用水、提高作物产量和品质等优点[1-2]。目前此技术主要用于玉米[3-6]、棉花[7]等一年生经济作物栽培上，在林业苗木生产中还少有应用。

地膜颜色是影响此项技术实施效应的主要因素之一。现有的研究表明膜色对不同种类农作物产量和品质有不同的影响，黑色地膜覆盖下的玉米（Zea mays）的产量显著高于无色地膜覆盖[8]，而辣椒（Capsicum annuum）在无色地膜下的产量显著高于黑色地膜覆盖[9]，即使是同一种作物对不同颜色地膜也有不同响应，王艳军等[10]（2016）对马铃薯（Solanum tuberosum）进行不同颜色覆膜处理，发现马铃薯的产量在不同颜色地膜下差异显著，依次为：黑色>绿色>红色>无色;棉花（Gossypium spp）在不同颜色地膜下产量也差异显著，依次为：无色>红色>银灰色>黑色>蓝色>乳白色[11]。因此，为了更好达到栽培目的，应选择最适宜颜色的地膜。

青杨（Populus cathayana）为杨柳科杨属落叶乔木，是我国北方重要速生用材树种之一，也是重要的工业原料材，市场需求量巨大[12]。青杨品种不同，干材形质及生长环境要求也不同[13]。近些年我国已经筛选出许多树干形态和木材质量优良的青杨品种，例如A5[14]、马X美黑[15]、1344等[16]，开发优良品系的培育技术、提高青杨苗木质量、加速优良品系的推广，已经成为现阶段青杨培育的主要任务。现阶段我国北方青杨育苗方式主要为扦插育苗，造林采用“两根一干”扦插苗。现有的育苗模式造成了圃地利用率低、成本高、效益低等问题。因此，本研究采用覆膜滴灌技术针对5个青杨优良品种在不同膜色下的生长效应，分析覆膜滴灌技术对青杨苗木生长的影响，并分析每个优良品种生长的最适膜色，为进一步推广青杨优良品种，提高青楊培育效果提供理论依据。

1 试验地点及材料

1.1 试验地点

研究地点位于东北林业大学帽儿山实验林场苗圃（127°30′- 127°34′E，45°21′- 45°25′N），海拔高度500 m左右，坡度为0 ～ 10°，属寒温带大陆性季风气候。该地区年均气温2.8 ℃，1月平均温度-19.6 ℃，7月平均温度20.9 ℃。年平均降水量723 mm，年平均蒸发量109 mm。无霜期120 ～ 140 d，≥10 ℃的积温2 526 ℃。主要地带性土壤类型为暗棕壤。

1.2 试验材料

青杨品种：A5（A）、1344（B）、甜X小黑（C）、黑小二（D）、马X美黑（E）。

地膜种类：内黑外银地膜、内黑外白地膜、黑色地膜、无色地膜、绿色地膜、红色地膜。（地膜厚度均为0.02 mm，由浙江家乐蜜园艺科技有限公司提供）

2 研究方法

2.1 试验设计及安排

试验设计：采用裂区试验设计，6种膜色为主区，随机安排，5个品种为副区，在主区内随机安排，以无滴灌无地膜为对照，共7个主区，每个主区3个重复。每个主区均为长50 m，宽0.5 m垄带，主区内分为5个小区，每个小区内以20 cm间距扦插插穗40支。

滴灌带设置：在每个主区的垄台上安放厚度0.3 mm，滴头间距离10 cm的PVC塑料管（由山东莱芜乐农节水灌溉有限公司提供）。每天早晚滴灌1 h。

2.2 指标的测量

杂草密度：分别在苗木生长初期（5月，扦插后30 d）和生长旺盛期（7月，扦插后90 d）在每个处理中选取1 m2，统计杂草种类和数量。

土壤温湿度：在苗木生长旺盛期使用便携式土壤水分测定仪TDR300进行土壤湿度测定，便携式温度计测量5 cm和10 cm深度土层温度。

苗高、地径、叶面积：在苗木生长旺盛期用手持激光叶面积仪（美国CID公司， CI-203）测量叶面积，在苗木生长旺盛期和苗木停止生长时用游标卡尺测量地径，常规直尺、米尺测量苗高。

生物量：在苗木生长旺盛期从每个处理中选取10株平均苗，将取样后的苗木分成根、茎、叶3部分，装入封口袋中，用冷藏箱带回实验室。根用蒸馏水将其表面泥垢洗净，用滤纸吸干表面水分。然后把根、茎、叶分别装入信封中，用70 ℃烘箱烘至恒重，用电子天平（±0.01 g）测其干重。

根系：在苗木生长旺盛期从每个处理中选取10株平均苗，取样后将根系清洗干净用FAA固定，放入冷藏箱带回实验室，用Epson数字化扫描仪（Expressionl0000XL1.0）扫描，根系图像采用win RHIZO（pro2004b）软件（Regent Instruments Canada.）进行直径和长度等指标测量与分析。

2.3 数据分析

采用Execel2003和SPSS 13.0（SPSS Ine.， Standard Version）统计分析软件对数据进行描述统计和正态检验，然后进行方差分析。并用LSD法进行多重比较分析。用Sigma Plot 10.0（SYSTAT公司）作图。

3 结果与分析

3.1 覆膜滴灌对杂草生长的影响

覆膜滴灌显著抑制了杂草的生长（P<0.05）（表1）。扦插后30 d观察发现，覆膜显著降低了膜下杂草的种类和数量，不同颜色地膜下杂草数量和种类差异显著（P<0.05），其中无色地膜的杂草数量和种类最多，黑色地膜下无杂草。扦插后90 d观察发现，所有膜下均无杂草，已生长的杂草在顶端遇到膜后均发生灼伤分解。

3.2 覆膜滴灌对土壤溫湿度的影响

覆膜滴灌对土壤湿度及土壤温度产生了一定的影响。覆膜后土壤湿度均高于对照，其中红色地膜处理下土壤湿度较对照提高了46.84%（P<0.05）。无色膜处理下土壤湿度虽与对照差异不显著，也比无滴灌无地膜高了3.91%，但无色地膜下土壤湿度仅为红色地膜下的70.7%。覆膜后5 cm和10 cm处土壤温度发生不同程度的增加。红色、绿色、无色和黑色地膜滴灌处理下5cm土壤温度显著高于无滴灌无地膜（P<0.05），分别较无滴灌无地膜高出110.63%、106.42%、85.16%、36.91%，在10 cm土层下，红色、绿色、无色和黑色覆膜滴灌处理的土壤温度分别比无滴灌无地膜高出109.92%、103.90%、83.09%、22.93%（P<0.05）（表2）。

3.3 覆膜滴灌对苗高、地径、叶面积的影响

覆膜滴灌可显著提高青杨扦插苗地径和苗高，其中红色地膜滴灌处理效果最优，分别较无滴灌无地膜高出72.15%、96.21%（P<0.05）（表3）。覆膜滴灌对苗木叶面积的影响没有对地径苗高的影响效果大，只有内黑外银、无色、红色地膜滴灌处理下的苗木叶面积显著高于无滴灌无地膜（P<0.05），分别高出93.69%、93.49%、135.99%。

不同品种的青杨扦插苗苗高在不同颜色的地膜下差异显著（P<0.05）（图1）。A品种苗高在无色地膜下最大，且显著高于内黑外银、内黑外白、黑色、红色地膜（P<0.05），分别高出28.30%、42.26%、26.13%、7.09、47.14;B品种在内黑外白色地膜下苗高最大，显著高于内黑外银和绿色地膜（P<0.05），分别高出54.23%、20.36%;C、D品种在红色地膜下苗高显著高于其他颜色地膜（P<0.05），分较其它颜色地膜高出20.52%～34.68%、16.32%～30%;E品种在红色地膜下的苗高显著高于内黑外银、内黑外白、无色、绿色地膜（P<0.05），分别高出22.71%、37.44%、26.53%、26.48%。

不同品种青杨扦插苗地径在不同颜色地膜下差异显著（P<0.05）（图2）。A品种地径在无色地膜下最大，且显著高于内黑外银、内黑外白、黑色、红色地膜（P<0.05），分别高出16.61%、32.93%、19.89%、31.29%;B品种在红色地膜下地径最大，且显著高于内黑外银和绿色地膜（P<0.05），分别高出34.25%、30.30%;C、D、E 3个品种地径均在红色地膜下最大，且显著高于其它颜色地膜（P<0.05），分别高出33.78%～47.92%、19.90～34.59%、11.32%～28.44%。

不同品种青杨扦插苗叶面积在不同颜色地膜下有不同的表现（图3）。A、D、E 3个品种在6种颜色地膜下的叶面积差异不显著（P>0.05）;B品种在内黑外白、黑色、红色下的叶面积显著高于绿色地膜（P<0.05），分别高出64.6%、81.98%、84.93%，其余间差异不显著（P>0.05）;C品种的叶面积在红色地膜下最大，且显著高于内黑外白、黑色、绿色地膜（P<0.05），分别高出86.22%、162.91%、126.3%，其余间差异不显著（P>0.05）。

3.4 覆膜滴灌对苗木生物量的影响

覆膜滴灌可显著提高苗木生物量（表4）（P<0.05）。在6种覆膜滴灌处理中，红色覆膜滴灌处理下的径、叶生物量显著高于其他处理（P<0.05），分别为无滴灌无地膜的4.26倍和2.50倍。红色覆膜滴灌处理下的根生物量显著高于内黑外银覆膜滴灌处理，其余处理间的根生物量没有显著差异（P>0.05），红色覆膜滴灌处理下的苗木根生物量是内黑外银覆膜滴灌处理下的1.78倍，是无滴灌无地膜的3.63倍。

不同品种青杨扦插苗的根生物量在不同颜色地膜覆盖处理下变化不大，只有D品种在无色地膜覆盖情况下的根生物量显著高于内黑外银、内黑外白、黑色、绿色地膜（P<0.05），分别高出75.34%、104.68%、79.19%、72.25%，其余4个品种的根生物量在6种颜色地膜覆盖处理下差异不显著（P>0.05）（图4）。

不同品种青杨扦插苗茎生物量对不同颜色地膜覆盖处理的响应不同（图5）。A、D、E ?3个品种在6种颜色地膜下的茎生物量差异不显著（P>0.05）;B品种在红色地膜下的茎生物量显著高于绿色地膜下（P<0.05），是绿色地膜的2.45倍，其余处理之间差异不显著（P>0.05）;C品种在红色地膜下的茎生物量显著高于内黑外银、黑色、绿色地膜（P<0.05），分别是他们的2.48、2.51、3.54倍。

不同品种青杨扦插苗的叶生物量在不同颜色地膜覆盖处理下变化较大，只有A品种的叶生物量在6种颜色地膜覆盖处理下差异不显著（P>0.05）（图6）。B品种在内黑外白和红色地膜下的叶生物量显著高于内黑外银和绿色地膜（P<0.05），分别高出65.52%、70.66%和57.43%、61.35%;C品种在红色地膜下的叶生物量显著高于内黑外银、黑色、绿色地膜（P<0.05），分别高出64.85%、81.39%、88.79%;D品种在红色地膜下的叶生物量显著高于内黑外银和内黑外白颜色地膜（P<0.05），分别高出56.04%、45.74%;E品种在红色地膜下的叶生物量显著高于内黑外银、内黑外白、黑色、无色地膜（P<0.05），分别高出51.08%、47.49%、108.45%、37.02%。

3.5 覆膜滴灌对根系发育的影响

覆膜滴灌技术可促进苗木的根系发育，其中红色覆膜滴灌处理下的苗木根系发育最优，在根系直径、根系表面积、根系体积、根间数量方面显著高于无滴灌无地膜，分别为无滴灌无地膜的1.63、3.94、3.04、6.19倍（表5）。

4 结论与讨论

覆膜滴灌技术可以显著促进一年生青杨扦插苗生长和根系发育，从而提高苗木的质量，使其达到国家青杨苗木造林标准，可使我国东北原有的两年育苗期缩短为一年，实现一年生青杨扦插苗造林。这是因为覆膜滴灌技术为青杨扦插苗提供了更适宜的生长条件，并抑制杂草生长，减少杂草与青杨扦插苗养分与水分的竞争。

不同颜色的地膜对一年生扦插苗地上生长状况的影响有所不同。红色地膜下一年生青杨扦插苗苗高、地径和叶面积均优于其它颜色地膜。在其它植物的覆膜试验中也发现不同颜色的地膜对植物苗高、地径和叶面积有着重要影响，例如郑耀武等[17]对小黑杨（ Populus X）扦插苗使用黑色和无色地膜覆盖，发现覆膜可以显著提高小黑杨扦插苗的苗高和地径，且无色地膜的效果好于黑色地膜，而张学超等[18]研究发现橡胶草（ Taraxacum kok-saghyz Rodin）品种 K445的植株的株幅、叶长和叶宽在不同颜色的地膜下有所不同，表现为黑色>无色。可能不同种类的植物对土壤温度和湿度需求不同导致不同植物在不同颜色地膜下有不同的地上生长表现。不同颜色的地膜对一年生青杨扦插苗根系生长状况的影响也有所不同。其中红色和无色地膜下根系生长状况显著优于其他颜色地膜。这与王艳军等[10]对马铃薯、王安等[19]对芋头（Colocasia esculenta（L.）Schoot）的研究结果不同，他们研究认为由于无色和红色地膜透射率显著高于黑色地膜，在夏季时导致土壤温度过高，土壤水分蒸发过快，对植物产生水分和高温胁迫，从而使植物地下部分生长受到抑制，所以黑色地膜下马铃薯和芋头的地下生长状况显著优于无色和红色地膜。可能笔者的试验在覆膜技術中加入滴灌技术，解决了夏季可能出现的水分和高温胁迫对苗木的危害，从而使红色和无色地膜下一年生青杨扦插苗地下生长状况显著优于其他颜色地膜。

不同品种的苗木对覆膜颜色均表现出一定的选择性。综合来看A品种在无色和绿色地膜下生长较好，其余 4个品种均在红色地膜下生长最好。可能是不同青杨品种的光合速率存在差异[16]，红色地膜还可以反射太阳光谱中的红光，红光是植物体内叶绿素吸收最多的光谱，对植物的光合作用效果最佳[20]。这也有可能是红色地膜下一年生青杨扦插苗多个品种质量最好的一个原因。

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