一种以保护性整地方式栽培瑞典能源柳的方法

专利名称：一种以保护性整地方式栽培瑞典能源柳的方法
一种以保护性整地方式栽培瑞典能源柳的方法
技术领域：
本发明属于整地造林技术领域。更具体地，本发明涉及一种以保护性整地方式栽 培瑞典能源柳的方法。
背景技术：
我国北方干旱、少雨地区，林木的成活率低下，不仅仅是天然降水不足，更重要的 是土质疏松，水土流失严重，蒸发强烈，土壤深层蓄水有限，林木水分利用效率低。缺水己成 为影响干旱地区林业可持续发展和生态环境建设的重要因素。造林地的整理是在造林前改善环境条件的一道主要工序，是人工林培育技术措施 的重要组成部分，在当前的技术经济条件下，也是唯一被广泛应用、效果长远的措施。但是 传统的整地方式(水平阶、反坡梯田、鱼鳞坑整地等)，尽管能提高造林成活率，但造林成本 高，而且对地表的扰动大且坡面易形成径流，造成水分流失，土壤水分状况尤其恶劣。面对日益严重的缺水，专家提出以留茬免耕为主要内容的保护性耕作，作为治理 缺水的重要途径之一。目前，局部整地的持续效应是人们十分关注的问题，已有这方面的一 些研究报道，但国内在这方面的研究较少。局部整地的持续效应要受到气候、土壤、种植制 度、栽培管理等综合影响，不同条件组合趋势不一。以少耕和免耕为主要内容的保护性耕作 在国外发展很早。早在欧洲移民开发北美西部过程中，由于盲目开垦破坏了大片森林和草 原，破坏了生态平衡，过频耕作又使土壤结构受到破坏，土粒过细导致了黑风暴的危害。20 世纪30-40年代，美国发生两场“大尘暴” ；50年代中期，原苏联在中亚地区开垦荒地，破坏 草原植被，引起“黑风暴”，逐渐使人们对传统的深耕及裸地休闲产生更大的怀疑，这些都为 近代保护性耕作法的形成奠定了基础。近30年来，随着农业机械及多种除草剂的发展，以 免耕法为代表的保护性耕作方法在美国、加拿大及澳大利亚等发达国家得到大面积试验和 推广。而保护性耕作技术基本上适用于世界各个地区。前苏联、加拿大、澳大利亚等国家已 经在半干旱地区广泛推广应用；在西非，尼日利亚国际热带农业研究所对免耕技术所适宜 的土壤和作物进行了广泛的研究；1992年在拉丁美洲成立了旨在推广保护性耕作的组织， 使免耕得到迅速发展，到目前已有HOhm2的土地实行了免耕种植。据FAO最近的研究表明， 世界上约有5800万hm2的耕地已经实施保护性耕作技术，约占全球旱地的1/3，主要分布在 北美洲和南美洲，巴拉圭有52%的开垦土地实施了免耕，阿根廷32%，巴西32%。英国、法 国、德国、意大利、葡萄牙和西班牙成立了欧洲保护性耕作联盟，对保护性耕作的发展起到 了促进作用。从减少对土壤的扰动，免耕或少耕是保护性耕作的重要思想，那么用地膜等覆盖 物覆盖农作物进行覆膜栽培，无疑是农作物的生长提供了良好的小生境，这种保护性的措 施已在农业上被广泛使用，尤其在我国北方气候寒冷地区，覆膜的增温效果比较明显，同时 覆膜还能抑制杂草的生长。据报道(王留明；王家宝；杨中旭等，地膜覆盖栽培对鲁棉研28 号生长发育的影响，山东农业科学，2008,9:39-41)，地膜覆盖棉花明显缩短了该品种的生 育期，增强了苗期生长势，加快了中前期的生长发育速度。王小东等(王小东王小东；李振华；许自成；焦敬华，烟草覆盖栽培技术研究进展中国农学通报2008(1) 199-202)对烟草、 黄瓜进行覆膜栽培试验，覆膜能增温保湿、改善土壤理化性状、提高土壤肥力、促进早发快 长和提高产量；杜社妮等(杜社妮和白岗栓，玉米地膜覆盖的土壤环境效应，干旱地区农业 研究，2007，25(5) 56-59)研究覆膜栽培玉米，结果表明，地膜覆盖增强了土壤蔗糖酶和碱 性磷酸酶的活性，增加了土壤微生物的数量、C02浓度、土壤呼吸和土壤N03-中N的含量，减 少了土壤氮素的损失，提高了玉米的生物量和经济产量。那么，能否将农业上的保护性耕作理念作引入到林业，我们以瑞典能源柳为试验 材料，通过研究传统整地方式和保护性整地方式对瑞典能源柳的生长及其土壤环境影响， 提出保护性整地技术。保护性整地在国际上尚无此概念，是相对于传统整地的一种新型整 地技术，对林地实行免耕、少耕，尽可能减少对土壤结构的破坏，用作物秸秆、残茬、塑料薄 膜覆盖地表，减少风蚀、水蚀，提高土壤肥力和抗旱能力的先进林业整地技术。通过实施此 项技术，旨在为我国干旱、半干旱地区栽培瑞典能源柳的整地方法选择提供科学的依据。柳属植物作为能源植物是开发利用的最广泛、经济效益、生态效益最充分发挥的 植物。瑞典能源柳是瑞典农业大学和Salof Weibull种子集团公司通过杂交培育的速生 品种，先后在欧洲和北美引种栽种，每公顷干物质年均生产12-16吨(美国纽约州)，相 当于5000升石油，比早期培育的最好品种高50-60%，成本只有当地种植其他能源植物的 1/19-1/15之一；木材价格、热值与其他阔叶材相似，经济价值高；碳氮比高，热值高，硫和 灰分的含量低，是理想的气化、液化原料。但是这种瑞典能源柳在我国还没有栽种。为此，本 发明人经过大量试验，将瑞典能源柳栽培与保护性整地两者结合起来，终于完成了本发明

发明内容[要解决的技术问题]本发明的目的是提供一种以保护性整地方式栽培瑞典能源柳的方法。[技术方案]本发明涉及一种以保护性整地方式栽培瑞典能源柳的方法。该方法包括以下步 骤1、一种以保护性整地方式栽培瑞典能源柳的方法，其特征在于该方法包括以下步 骤(1)整地根据栽植苗木根冠幅大小15-20cm，整理出栽植树苗用的平地，保护自 然生长地表草本和灌木，株距60-80cm与行距90-100cm ；(2)挖坑在所述的圆形面积中挖掘树坑，将地表至地表下10cm之间的表层土堆 放在所述树坑的一方，而将在所述表层土下面的底层土堆放在树坑的另一方；(3)栽植将能源柳栽植于在步骤⑵挖掘的树坑中；(4)回填土 先往所述树坑中回填所述的表层土，接着回填所述的底层土，然后压 实；(5)制作树坑集水圈以栽植点为圆心，以30-40cm为半径，修制土楞，形成树坑 集水圈，在平地造林时，集水圈为圆形；在坡地造林时，在所述的树坑下方垫土，上方不需垫 土，所形成的集水圈在侧视时与树坑上方的地面平齐，从而形成半月形或敞口马蹄形树坑 集水圈；
(6)覆盖保墒在上述步骤(5)完成后，往所述的树坑浇水或不浇水，但应立即用 防止水分蒸发的材料覆盖树坑集水区，以达到保墒；(7)管理措施苗木生长过程中，林地内一般不除草，只对影响能源柳苗光照的杂 灌木修剪，以便让所述的能源柳能够充分接收充分光照。根据一种优选实施方式，所述树坑的直径是根系冠幅的110-120%。根据另一种优选实施方式，所述挖掘树坑的深度是树根长度的110-120%。根据另一种优选实施方式，所述树坑集水圈土楞最高垫土高度18-22cm，基部宽度 20-30cm，而在坡地造林时其高度随着上坡而逐渐减小，其基部宽度不变。根据另一种优选实施方式，所述覆盖材料是一种或多种选自农用塑料薄膜、干枯 杂草或农作物秸秆的材料。根据另一种优选实施方式，所述的农用塑料薄膜选自聚乙烯或聚氯乙烯塑料薄膜。根据另一种优选实施方式，所述覆盖材料的直径比所述树坑直径大20-30cm。根据另一种优选实施方式，所述的能源柳树苗是植株健康的苗木，其规格为1年 生，高度1. 3m以上，基径1. 2cm以上。下面将更详细地描述本发明。本发明涉及一种以保护性整地方式栽培瑞典能源柳的方法。该方法包括以下步 骤(1)整地清理地表覆盖物，将造林地整理成斜坡地，再整理出能容纳单株树的圆 形面积，同时达到株距60-70cm与行距90-100cm。在本发明中，所述的整地应该理解是一种将待栽种瑞典能源柳的土地整理成适合 瑞典能源柳生长，同时尽可能减少对土壤结构破坏的技术。首先，将地表的砖块、沙石等杂物清理，但对不影响能源柳生长的草本和灌木保
&3 甶o然后，使用铁锨、镐等简单工具，清理面积为能源柳根系宽幅的100% -110%，避 免使用大型机械，降低整地对造林地的破坏。再将整理的土地整理成能容纳单株树的圆形水平坑，每个圆形可以栽种一株瑞典 能源柳。栽种瑞典能源柳应该达到株距60-80cm与行距90-100cm。当然，所述的株距与行 距不是很关键的，本技术领域技术人员可以根据栽种瑞典能源柳的要求增加或减小所述的 株距与行距，即所述的株距与行距可以更大些，也可以更小些。(2)挖坑在所述的圆形面积中挖掘树坑，将地表至地表以下10cm的表层土堆放 在所述树坑的一方，而将在所述表层土下面的底层土堆放在所述树坑的另一方。挖掘树坑的设备可以是本技术领域技术人员熟知的铁锨等工具，避免使用大型设 备破坏造林地。所述挖掘树坑的深度是树根长度的110-120%。所述挖掘树坑的直径是根系冠幅的110-120%。(3)栽植将能源柳栽植于在所挖掘的树坑中。(4)回填土 先往所述树坑中回填所述的表层土，接着回填所述的底层土，然后压实。
先回填所述的表层土，接着回填所述的底层土，其目的在于将疏松的表层土填放 在下面，便于苗木的细根和根毛生长；将较湿润的深层土放在上方，便于根系吸水和土壤保 墒。填完土后踩踏压实。(5)制作集水圈以栽植点为圆心，以30-40cm为半径，修制土楞，形成树坑集水 圈，在平地造林时，集水圈为圆形；在坡地造林时，在所述的树坑下方垫土，上方不需垫土， 所形成的集水圈在侧视时与树坑上方的地面平齐，从而形成半月形或敞口马蹄形树坑集水 圈；所述树坑集水圈土楞最高垫土高度18-22cm，基部宽度20-30cm，而在坡地造林时 其高度可随着坡度增加而增加，其基部宽度不变。所述垫土的上表面与所述树坑上方的地面平齐，这样形成了能够存水的集水圈。制作集水圈的目的在于阻止雨水流失，集存雨水，减缓地表径流，减少土壤冲刷， 抑制林地草本植物生长，从而有利于能源柳生长。所述的集水圈可以根据栽植点的地形、植株大小等进行调整，例如集水圈的形状 可以是圆形、椭圆形或其它类似形状，集水圈的半径也可大些，也可小些。(6)覆盖保墒往所述的树坑浇水，再用防止水分蒸发的材料覆盖树坑，以达到保墒。在本发明中，所述覆盖材料应该理解是一种能够覆盖树坑，阻止水分蒸发与保温， 又不会对环境产生不利影响、价格便宜的材料。所述覆盖材料使土壤水分垂直蒸发受到阻碍，切断了水分与大气交换通道，使大 部分水分在覆盖物下循环，因而土壤水能较长时间内储存于土壤中，起到保墒作用。在覆 盖条件下的土壤水分蒸发包括两个过程首先是覆盖层的失水，其次是覆盖物下的土壤蒸 发，在第一个过程占主导地位阶段由于覆盖物的水气压较高，大气与覆盖物的水气压梯度 较大，土壤失水过程相对较弱，随着第一过程的逐渐减弱与完结，土壤蒸发过程逐渐强烈， 只有第二过程进行到土壤导水率失去控制阶段，土壤失水过程才会显著降低。另外，土壤水 分在以气态通过对流、乱流、扩散等方式进入大气的过程中，受到覆盖物的阻碍作用，使得 在相同时间内，覆盖物下的土壤水分积累蒸发量处于较低的水平，并且直接阻隔造林地土 壤水分进入大气而增加土壤水分含量。覆盖塑料薄膜或杂草后也能够显著缩小全天的土壤日极温差。未覆盖情况下，地 表日极温差为18. 8-27. 0°C，覆膜下地表日极温差为17. 6-20. 9°C，覆草地表日极温差为 6.6-10. 1°C，未覆盖的日极温差明显大于覆盖的。塑料薄膜覆盖对表层土壤具有一定的增 温作用，而在太阳辐射低的情况时，覆盖材料具有一定的保温作用，可见覆盖材料具有增温 和保温的双重作用。覆盖塑料薄膜或杂草能够有效地控制抑制林地杂草的生长。在本发明中，所述覆盖材料是一种或多种选自农用塑料薄膜、干枯杂草或农作物 秸秆的材料。优选地，所述的农用塑料薄膜选自聚乙烯或聚氯乙烯塑料薄膜。在本发明中，所述覆盖材料的直径比所述树坑直径大20-30cm。(7)管理措施苗木生长过程中，林地内一般不除草，只对影响瑞典能源柳苗光照 的杂灌木修剪，以便让所述的能源柳能够充分接收无分光照。
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所述的能源柳树苗是植株健康的苗木，其规格为1年生，高度1. 3m以上，基径 1. 2cm以上。本发明是一种将整地、植苗造林、造林后保护相结合的综合性技术。针对黄土高原 地区干旱缺水的现实，本发明改变了普通造林，全面整地、阶梯整地和鱼鳞整地方式，采用 保护性整地方式，尽量减少地面干扰，坑的直径大小与根系宽幅基本一致，深度可超出根系 长度20%，挖出的土壤尽量减少压埋林地表面，全部土壤回填，制成半圆形集水圈，向坡面 上方留梯型开口，以蓄上方径流水分。在栽植以后，用塑料薄膜或者农作物秸杆覆盖林地地 面，增加坡面粗糙度和降雨入渗，减少地面蒸发，从而达到拦截降水，减缓地表径流，减少土 壤冲刷，抑制林地草本植物生长和提高林地生产力的目的。这样可使造林存活率达到90 % 以上，林木生长率提高30%以上。在保护性整地中覆盖技术为根系生长提供了稳定的土温环境，刺激了苗木根系的 生理活动，根系发育好，主根增粗明显，根条数多，总根长增加从而缩短缓苗期、保证根系的 生命活力，利于林木对高温期的适应，从成活率而言，保护性整地当年苗木成活率高出传统 整地38.9%，在新梢生长量方面，采用本发明覆盖材料整地的新梢生长量比同期全面整地、 鱼鳞坑整地和水平阶整地分别提高37. 1%U22.8%,39. 1 %，说明保护性整地-覆盖材料 技术有利于促进新梢生长；采用本发明覆盖材料的瑞典能源柳净光合作用速率比对照增 长206. 0 %，蒸腾速率值比对照增长160. 5 %，气孔导度比对照增长473. 4 %，覆草下净光 合作用速率增长率138.0%，气孔导度值比对照增长112.0%，覆草下气孔导度比对照增长 244. 2%。总之，保护性整地是尽量减少地面干扰、采用杂草或塑料薄膜覆盖是增加天然降 水入渗、节水改土、控制杂草生长、保护生态环境的非工程性的高效生态节水措施，既有很 好的抑蒸保墒作用，又具有明显的降温作用；促进植物的生长发育，提高造林存活率和植物 叶片的C02同化能力，增加植物干物质的积累。本发明是一种整地、植苗造林、造林后保护的综合性技术。针对黄土高原地区干 旱缺水的现实，本技术改变了普通造林，全面整地、阶梯整地和鱼鳞整地方式，采用保护性 整地方式，尽量减少地面干扰，坑的直径大小与根系宽幅基本一致，深度可超过根幅深度 20 %，挖出的土壤尽量减少压埋林地表面，全部土壤回填，制成半圆形集水圈，向坡面上方 留梯型开口，以蓄上方径流水份。在栽植以后，用塑料薄膜或者农作物秸杆覆盖林地地面， 增加坡面粗糙度和降雨入渗，减少地面蒸发，从而达到拦截降水，减缓地表径流，减少土壤 冲刷，抑制林地草本植物生长和提高林地生产力的目的。这样可使造林存活率达到90%以 上，林木生长率提高30%以上。在实施本发明过程中，检测下述项目(1) 土壤水分使用土壤水分仪测定测定土壤5-lOcm的水分。(2) 土壤温度使用地温计测定土壤5cm处的地温。(3)生物多样性测定调查各试验小区杂草植物种类、多度和高度。(4)生长动态观察记录瑞典能源柳C新枝条的生长长度直到生长结束为止。(5)植株成活率与生物量干重的测定当年生长季结束后，对不同处理的造林成 活率和生物量进行测定。生物量测定时，在每个小区内选择3株标准株，测定地上、地下部 分干物质。干物质测定采用烘干法。(6)叶片光合参数测定采用LI-6400光合仪方法测定叶片光合参数。
(7)气孔导度测定采用LI-6400光合仪测定气孔导度。(8)光合作用速率测定采用LI-6400光合仪测定光合作用速率。(9)蒸腾速率测定采用LI-6400光合仪测定蒸腾速率[有益效果]本发明涉及一种以保护性整地方式栽培瑞典能源柳的方法。本发明的方法可以达 到拦截降水，减缓地表径流，减少土壤冲刷，抑制林地草本植物生长和提高林地生产力的目 的。采用本发明的方法在对林地生境和物种多样性、能源柳造林成活率及个体生长发育、林 地土壤环境、光合参数、瑞典能能源柳新生枝条生长等方面达到的效果明显优于现有技术 所达到的效果，这样可使造林存活率达到90%以上，高出传统整地38.9%，林木生长率提 高30%以上。

图1 不同整地方式下土壤含水率日变化(10cm)图2 不同整地方式下土壤含水率日变化(20cm)图3 不同整地方式下土壤含水率日变化(40cm)图4 不同整地方式下地温日变化(2008年月16日)图5 不同整地方式下地温日变化(2008年5月13日)图6 不同整地方式下地温日变化(2008年6月13日)图7 不同整地方式对造林成活率的影响图8 不同整地方式下瑞能C的高生长动态图9 在本发明的覆盖材料下不同土壤层次的土壤含水率图10 瑞典能源柳光合速率(Pn)日变化(7月17日)图11 瑞典能源柳气孔导度(Gs)日变化(7月17日)图12 瑞典能源柳蒸腾速率(Tr)日变化(7月17日)图13 不同覆盖物对瑞典能源柳新枝累积生长动态的影响
具体实施方式下面通过实施例更具体地说明本发明。实施例1本发明试验方案如下试验地点选设在西北农林科技大学林学院教学试验苗圃。供试材料为一年生瑞典 能源柳无性系C (简称瑞能C)。栽培前，对参试苗木进行泥浆蘸根处理，采取现有技术水平 阶整地、全面整地、鱼鳞坑整地、本发明的保护性整地地膜覆盖、保护性整地杂草覆盖5种 处理措施，其中本发明覆膜与覆草试验以3种现有技术整地方式不加覆盖为对照，同时设 立3次重复，每个处理为1个小区，每个小区栽植30株，株行距为60cmX 100cm,随机区组排 列；本发明使用的覆膜是厚度为0. 08mm的白色聚乙烯膜，覆膜尺寸为33cmX 33cm，使用寿 命为1年。保护性整地按照下述方式进行实施步骤如下
(1)选树选择1年生瑞典能源柳C号为栽植树种，根系长35m，宽幅20m(1)整地保留林下灌草，整理出能容纳单株树的圆形面积，其直径为26cm，同时 达到行距100cm与株距60cm ；(2)挖坑在所述的圆形面积中挖掘树坑，所述挖掘树坑的深度是39cm，将地表至 地表以下10cm的表层土堆放在所述树坑的一方，而将在所述表层土下面的底层土堆放在 所述树坑的另一方；(3)栽植将所述瑞典能源柳C号树种栽植于在步骤(2)挖掘的树坑中；(4)回填土 先往所述树坑中回填所述的表层土，接着回填所述的底层土，然后用 石锤将回填土夯实；(5)制作集水圈以栽植点为圆心，以40cm为半径，修制土楞，形成树坑集水圈；所 述集水圈最高垫土上表面距地面的高度18-22cm，并且其高度随着上坡而逐渐减小，所述集 水圈的上棱呈敞口梯形。(6)覆盖保墒往所述的树坑浇水，再用覆盖材料农用聚乙烯薄膜覆盖树坑，以达 到保墒。所述农用聚乙烯薄膜的直径比所述树坑直径大5cm。(7)管理措施苗木生长过程中，林地内一般不除草，只对影响瑞典能源柳苗光照 的杂灌木修剪，以便让所述的能源柳能够充分接收充分光照。同时，为了比较起见，还进行了水平阶整地、全面整地与鱼鳞坑整地现有技术整地方法。在实施本发明过程中，检测下述项目(1) 土壤水分使用土壤水分仪测定测定土壤5-lOcm的水分。(2) 土壤温度使用地温计测定一次土壤5cm处的地温。(3)生物多样性测定调查各试验小区杂草植物种类、多度和高度。(4)生长动态观察记录瑞典能源柳C新枝条的生长长度直到生长结束为止。(5)植株成活率与生物量干重的测定当年生长季结束后，对不同处理的造林成 活率和生物量进行测定。生物量测定时，在每个小区内选择3株标准株，测定地上、地下部 分干物质。干物质测定采用烘干法。(6)叶片光合参数测定采用Li-6400光合仪测定叶片光合参数。试验例1 不同整地方式对林地生境和物种多样性的影响按照与实施例1同样的方式实施。一、整地方式对林地土壤含水量的影响试验结果列于附图1、2、3，由这些图可以看出，本发明保护性整地2种覆盖方式的 土壤含水率均比其它三种传统整地方式高。其中10cm、40cm土层土壤含水率受覆盖物的影响较明显。在本发明的覆盖物下深 度10cm处的土壤，在上午8-10时土壤含水率高出对照14. 0% -43. 1% (相对百分比)，中 午12-14时含水率仍高于对照5. 7% -17. 4% (相对百分比)，下午16-18时二者差异不大。 在本发明的覆盖物下深度10cm处的土壤含水率日均值为3. 56%，比对照高15. 5%。在20cm土层，上午8-10时有本发明覆盖物与对照的土壤含水率差异不大，在中午 12时，在本发明覆盖物下土壤含水率比对照高1. 55% (相对百分比34. )；在14时，在 本发明覆盖物下土壤含水率略低于对照0.1% (相对百分比1.5%)；在16时，土壤含水率有所下降，但有本发明覆盖物时含水率下降较缓慢，在16-18时，二者含水率均略有上升， 有本发明覆盖物时土壤含水率高于对照0. 19% -0. 85% (相对百分比3. 0% -18. 6% ) 在40cm 土层，在覆盖物下土壤含水率均略高于对照0. 74% -2. 61% (相对百分比 6.7% -25.6% )，其主要原因是覆盖物覆盖切断了与大气的交换，阻隔土壤水分蒸发，使水 汽凝结在覆盖物从而再归还到土壤形成内部水分循环，而未铺垫的土壤在高温下水分大量 蒸发，土壤深层水分通过毛管力的作用被运输到了表层，因此在0-20cm处覆盖与对照下土 壤水分差异不明显，而在40cm处的土壤含水率覆盖高于对照。因此覆盖有效减少了土壤水 分的蒸发，起到了含蓄土壤水分的作用。二、整地方式对林地表层土壤温度的影响试验结果列于图4、图5、图6，由这些图可见，未铺设覆盖物的土壤温度在上午9时 开始迅速上升，其中水平阶整地最高地温达到36. 4°C (4月16日)、全面整地最高地温达到 34. 5°C (5月13日)、55. 1°C (2008年6月13日)，而铺设塑料薄膜下的土壤温度上升较缓， 最高温为34.4°C (4月16日)、34.7°C (5月13日)、46. 9°C (6月13日)，铺设杂草下的土 壤温度上升更加缓慢，最高温达到20. 6°C (4月16日)、20. 3°C (5月13日)、32. 6°C (6月 13日)。与对照相比，在5cm处地温在强烈的太阳辐射下，塑料薄膜覆盖对表层土壤具有一 定的增温作用，而在太阳辐射低的情况时，覆膜具有一定的保温作用，可见覆膜具有增温和 保温的双重作用。杂草覆盖与对照相比，具有明显的降温作用，日均温降低9-22°C。三、整地方式对林地草本多样性的影响试验结果列于表1中，由该表可以看出，杂草种类集中在禾本科和菊科中的一些 常见农田杂草，主要有香附子，蒲公英和一些篙类的杂草，与对照相比，土壤在覆盖塑料薄 膜或杂草后，生长的杂草种类分别为5种和6种，而全面整地、水平阶整地和鱼鳞坑整地的 杂草种类分别为13种、10种和12种，与此同时还看到，尽管薄膜在调查时已经被杂草穿透 而烂掉，但对部分草的生长在高度上起到了抑制作用，这说明覆盖塑料薄膜或杂草能够有 效地控制抑制林地杂草的生长。表1 不同整地方式下林地草本多样性样方调查处理种名多度 (林)高 (cm)处理种名多度 (林)高 (cm)野燕麦5113香附子41045艾蒿160125艾蒿2840狗尾草234蒲公英238灰绿藜193牧蒿419牧蒿1813荩草2222紫菀1123毛叶苕子535全面整地乌敛莓5311水平阶整地刺儿菜444白酒草1010茜草5822刺儿菜4017野燕麦14028毛叶苕子1227升马塘515防风529羊茅2127拉拉秧1134鱼鳞坑整地香附子9855保护性整地 香附子9840艾蒿2636覆膜紫菀2145蒲公英3925羊茅780狗尾草1143乌效莓512
刺儿菜1035蒲公英819毛叶苕子6419香附子20044牧蒿1116蒲公英1522苦苣菜 野燕麦53 3732 16保护性整地-覆草牧蒿 紫菀21 3332 42乌敛莓4819野燕麦810羊茅3414艾蒿239
牛筋草2134试验例2 整地方式对能源柳造林成活率及个体生长发育的影响按照与实施例1同样的方式实施。一、整地方式对造林成活率的影响试验结果列于图7，由该图可以看出，3种现有技术的整地中，全面整地成活率最 低，仅有47. 2 %，鱼鳞坑整地为51.5%，水平阶整地居中，为49. %，而2种本发明的保护性 整地当年成活率，覆膜为89. 8%，而覆草为88. 6%，就平均而言，保护性整地当年苗木成活 率高出传统整地38. 9%。二、整地方式对新枝生长的响应试验结果列于图8，由该图可以看出，本发明的保护性整地-覆膜技术的新梢生长 量在7月17日高达144. 4cm，而同期全面整地、鱼鳞坑整地和水平阶整地新梢生长量分别为 105. 3cm、64. 8cm和103. 8cm，说明本发明的保护性整地-覆膜技术有利于促进新梢生长，本 发明的保护性整地-覆草技术在7月17日新梢生长量为95. 7cm，仅次于全面整地和水平阶 整地，高于鱼鳞坑整地。三、整地方式对植株根系的影响不同整地方式对造林1年后的瑞典能源柳根系的影响见表2。可以看出本发明
11的保护性整地膜覆盖、杂草覆盖处理根系发育好，主根增粗明显，根条数多，总根长增加，其 中本发明的保护性整地覆膜与水平阶整地、全面整地、鱼鳞坑整地比较，主根粗度分别增 加 123. 1%、128.5%、138.6%，根条数分别增力口 123. 1 %、222. 2%、163. 6%，总根长分别增 加70. 7%U51. 3%,80.6% ；本发明的保护性整地覆草与水平阶整地、全面整地、鱼鳞坑整 地比较，主根粗度分别增加26. 7%、29.8%、35. 5%，根条数分别增力口 100. 0 %,188. 9%, 136. 4%，总根长分别增加42. 4%U09. 7%,50. 7% ；保护性整地覆膜和保护性整地覆草处 理的平均地下干重比水平阶整地、全面整地和鱼鳞坑整地处理的平均地下干重高出22. Og/ 株(相当于高出138.6% )。表2不同处理对瑞能根系的影响
ZZ 主根基径 JS S mi 总根数 总根长 ^ _(cm/林)_(g/林) (g/林)_(g/林)(条 /林)_(cm/林)
水平阶整地0.11c16.7c2.3c2.1c13c46.1c
全面整地0.12d9.5e0.9e0.8e9e31.3e
鱼鳞坑整地O.lOe12.7d1.3d1.3dlid43.6d
保护性整地-覆膜0.25a27.9a7.8a10.8a29a78.7a
保护性整地-覆草0.14b22.1b2.4b4.7b26b65.7b注邓肯氏新复极差比较，不同字母表示差异显著(P <0.05)。试验例3 本发明的覆盖对林地土壤环境的影响按照与实施例1同样的方式实施。一、覆盖对土壤水分的影响对两种覆盖物(塑料薄膜、杂草)与对照在5Cm、10Cm、15Cm、20Cm、30Cm五个层次
的土壤含水率进行了测定。由图9可以看出在本发明的覆盖物下测定的土壤含水量均明显高于3个对照地 的平均值，在覆盖塑料薄膜的五个土壤层次的土壤含水率比对照依次增加57. 8%,34. 3%, 33. 0 %、19. 2 %、62. 2 % ；在本发明的覆盖杂草的土壤含水率比对照依次增加13. 8 %、 4. 4%,49. 8%U6. 5%U8. 1%。二、覆盖对土壤温度的影响从表3可以看出，在未覆盖的情况下，日极温差为18.8°C -27.0°C，在本发明的覆 膜下地表日极温差为17. 6°C -20. 9°C，覆草时，地表日极温差为6. 6°C -10. 1°C，未覆盖时日 极温差明显大于本发明覆盖时的日极温差，且本发明覆盖塑料薄膜的温差值大于本发明覆 盖杂草的温差值，晴天温差值大于阴天。可见，气温变化差异越大，本发明的覆盖物所表现 的缓和变温作用就越明显。
表3覆盖与对照下表层土壤日极温变化, 最高温 最低温 温差 日均温 处理 天气状况 _CC}_(V)_OC)_(O)_
对照35.616.818.828.3
龟洽2008-04-10
覆旱20.613.47.218.0
^多云
覆膜34.416.817.628.3
对照34.514.420.128.5
^^2008-05-13
覆軍20.313.76.618.4
晴天
覆膜34.716.218.529.2
对照55.128.127.042.8
吻智2008-06-13
覆旱32.622.510.128.5
晴天
覆膜__46.926.020.938.3试验例4 覆盖对光合参数的影响按照与实施例1同样的方式实施。一、覆盖对能源柳净光合速率变化的影响光合速率是采用红外线吸收方法测定的。测定仪器Li_6400光合仪。测定条件天气晴朗，无风，植物能充分获得光照。由图10可以看出，瑞典能源柳叶片净光合速率(Pn)日变化在本发明的覆膜与覆 草下均呈单峰曲线，对照虽然有效辐射不断增强，但净光合速率(Pn)则呈递减趋势。上午 7时和8时本发明覆盖的Pn与对照的相差不大(分别高出对照2. 1 μ mol/m2s, 2. 2 μ mol/ m2s)；上午10时本发明覆盖的Pn先缓慢上升后缓慢下降，对照的Pn则剧减，至下午16时 Pn 为 2. 39ymol/m2s。在本发明覆膜下的瑞典能源柳叶片净光合速率日平均Pn比对照高 11. 03 μ mol .m-2 · s—1 (相对增长率206.0% )，在本发明覆草下的能源柳叶片日平均Pn比 对照高7. 39 μ mol · m_2 · s—1相对增长率138. 0% )；本发明覆膜、覆草与对照的光合速率日 变幅依次为 9. 70 μ mol · πΓ2 · s人 10. 83 μ mol/m2s、12. 61 μ mol · πΓ2 · s"1 ；本发明覆盖塑料 薄膜或杂草可以提高瑞典能源柳对CO2的日同化量，且覆膜的效果更显著。二、本发明覆盖对瑞典能源柳的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)的影响气孔导度是采用非扩散红外分析方法测定的，测定仪器Li6400光合仪；测定条 件天气晴朗，无风，植物叶片能充分接受光照；蒸腾速率是采用非扩散红外分析方法测定的，测定仪器Li6400光合仪；测定条 件天气晴朗，无风，植物叶片能充分接受光照。如图11和图12所示，在本发明覆盖下的Gs和Tr均比对照的大。在7时-10 时在本发明覆盖下瑞典能能源柳的Gs和Tr随着光强的不断增强有不同程度增加，明 显高于对照，在不同程度上提高了叶片Tr值和Gs值，其中本发明覆膜Tr值高出对照5. 35mmol ·πΓ2 .s—1 (相对增长率160. 5% )，本发明覆草Tr值高出对照3. 74mmol ·πΓ2…1(相 对增长率112. 0% )，本发明覆膜Gs值高出对照0. 6 Immol ·πΓ2 μ—1 (相对增长率473. 4%), 本发明覆草Gs值高出对照0. 32mmol ·πΓ2 · s—1 (相对增长率244. 2% )0在12时，在本发明 覆盖下的Tr升至最大，此时光强也接近最强。对照的Gs和Tr全天呈现缓慢下降趋势，因 此，本发明的覆盖有利于增加叶片气孔导度Gs，从而提高叶片蒸腾速率Tr，且本发明覆膜 的效果较覆草的更为明显。试验例5 覆盖对瑞典能能源柳新生枝条生长的影响按照与实施例1同样的方式实施。由图13可知，不同覆盖物对瑞典能能源柳无性系新枝条的生长有明显差异。在本发明覆膜下瑞典能能源柳无性系新枝条长达109. lcm、比对照高56. 5% (相对百分比)；在 本发明的覆草下为96. 6cm,比对照高38. 6% (相对百分比)。
权利要求
一种以保护性整地方式栽培瑞典能源柳的方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)整地根据栽植苗木根系冠幅大小15-20cm，整理出栽植树苗用的平地，保护自然生长地表草本和灌木，株距60-80cm与行距90-100cm；(2)挖坑在所述的圆形面积中挖掘树坑，将地表至地表下10cm之间的表层土堆放在所述树坑的一方，而将在所述表层土下面的底层土堆放在树坑的另一方；(3)栽植将瑞典能源柳栽植于在步骤(2)挖掘的树坑中；(4)回填土先往所述树坑中回填所述的表层土，接着回填所述的底层土，然后压实；(5)制作树坑集水圈以栽植点为圆心，以30-40cm为半径，修制土楞，形成树坑集水圈，在平地造林时，集水圈为圆形；在坡地造林时，在所述的树坑下方垫土，上方不需垫土，所形成的集水圈在侧视时与树坑上方的地面平齐，从而形成半月形或敞口马蹄形树坑集水圈；(6)覆盖保墒在上述步骤(5)完成后，视土壤水分状况浇水，或不浇水，但应立即用防止水分蒸发的材料覆盖树坑集水区，以达到保墒；(7)管理措施苗木生长过程中，林地内一般不除草，只对影响瑞典能源柳苗光照的杂灌木修剪，以便让所述的能源柳能够充分接受光照。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述树坑的直径是根系冠幅的110-120%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述挖掘树坑的深度是树根长度的 110-120%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述树坑集水圈土楞最高垫土高度 18-22cm,基部宽度20-30cm，而在坡地造林时其高度根据坡度增加而增高，其基部宽度不变。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述覆盖材料是一种或多种选自农用塑料 薄膜、干枯杂草或农作物秸秆的材料。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述的农用塑料薄膜选自聚乙烯塑料薄膜 或聚氯乙烯塑料薄膜。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述覆盖材料的直径比所述树坑直径大 20-30cmo
8.根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的方法，其特征在于所述的能源柳树苗是 植株健康的苗木，其规格为1年生，高度1. 3m以上，基径1. 2cm以上。
全文摘要
本发明涉及一种以保护性整地方式栽培瑞典能源柳的方法。该方法包括整地、挖坑、栽植、回填土、集水圈和覆盖保墒等步骤。本发明的方法可以达到拦截降水，减缓地表径流，减少土壤冲刷，抑制林地草本植物生长和提高林地生产力的目的。采用本发明的方法在对林地生境和物种多样性、能源柳造林成活率及个体生长发育、林地土壤环境、光合参数、瑞典能源柳新生枝条生长等方面达到的效果明显优于现有技术所达到的效果，可使造林存活率达到90％以上，林木生长率提高30％以上。
文档编号A01G23/04GK101803551SQ20101014970
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月19日 优先权日2010年4月19日
发明者何景峰, 宋晓珍, 张文辉, 马闯 申请人:西北农林科技大学