田间试验分三个年度在山西省汾河灌区有代表性的中心灌溉试验站、汾河灌区汾东分灌区和汾河三坝灌区进行。三个试验点均位于太原盆地中部,属冲洪积平原堆积地貌。地形平坦,土壤母质为汾河冲洪积物,土壤类型为潮土和草甸土。试验地长期耕种,土壤耕层深度为15~22 cm,犁底层较为明显。三个试验点的土壤条件分述如下。
(一)山西省中心灌溉试验站试区土壤
山西省中心灌溉试验站地处山西省文水县刘胡兰镇刘胡兰村,位于汾河干流以西5km处,属汾河灌区汾西分灌区的灌溉范围。土壤母质为汾河冲洪积物,土壤类型为潮土。地下水位埋深变化在1.0~3.0 m之间。按“美国质地分类法”分类,耕层为20 cm厚的壤土层,其下为厚20 cm的粘壤土层,犁底层之下是干密度为 1.41 g/cm3、厚度为 40~60 cm的心土层,质地为砂质壤土和粘壤土,其下为 15~25 cm厚的粉、细砂夹层。表层土壤(0~20 cm)有机质含量1.38%。分层土壤颗粒大小分配曲线见图2-10。试验区其他土壤物理参数见表2-6。
图2-7 1995~1996越冬期冻土深度曲线
图2-8 1998~1999越冬期冻结深度曲线
图2-9 1999~2000越冬期冻土深度曲线
图2-10 文水试验站土壤颗粒大小分配曲线
表2-6 不同耕作条件下的土壤物理参数表
(二)平遥宁固试验区土壤
平遥宁固试验区地处山西省平遥县宁固镇宁固村,位于汾河干流以西汾河一级阶地,属汾河灌区三坝分灌区的灌溉范围。土壤母质也为汾河冲洪堆积物,土壤类型草甸土,亚类为浅色草甸土,土属耕种浅色草甸土。地下水位埋深变化在1.0~3.5 m之间。耕层为20 cm厚的壤土层,其下为厚14 cm的壤质砂土层,犁底层之下是粘粒含量较高的砂质壤土层,其下是厚度为45 cm左右的壤质砂土层,再下层为砂质壤土和壤质砂土互层。表层土壤(0~20 cm)有机质含量1.15%。分层土壤颗粒大小分配曲线见图2-11。试验区其他土壤物理参数见表2-7。
(三)平遥北长寿试验区土壤
平遥北长寿试验区地处山西省平遥县洪善镇北长寿村,位于汾河干流以东2 km处,属汾河灌区汾东分灌区九支所的灌溉范围。土壤母质也为汾河冲洪堆积物,土壤类型草甸土,亚类为盐化浅色草甸土,土属为耕种盐化浅色草甸土。地下水位埋深变化在1.0~5 m之间。土壤剖面0~100 cm均为砂质壤土,耕层、犁底层、心土层及底土层各层次的粘粒含量都在15%以下,粉粒含量变化较大,变化在5%~30%之间。表层土壤(0~20 cm)有机质含量1.05%~1.18%之间。分层土壤颗粒大小分配曲线见图2-12。试验区其他土壤物理参数见表2-8。
图2-11 平遥宁固村土壤颗粒大小分配曲线
(The third-dam irrigation area of Fenhe river,Ninggu,Pingyao county)
表2-7 不同耕作条件下的土壤物理参数表
表2-8 不同耕作条件下的土壤物理参数表
图2-12 平遥北长寿土壤颗粒大小分配曲线
(四)中心试验站测坑(蒸散仪)土壤条件
中心试验站有测坑28个,单测坑面积为4 m2,分封闭式和非封闭式两种。封闭式测坑地下水埋深分别为0.5 m、1.0 m、1.5 m、2.0 m、2.5 m、3.0 m。非封闭式坑地下水位为自然水位(试验期间埋深为2.8 m左右)。测坑土壤按当地土壤剖面结构分层填注,到试验年份已耕作5年。耕层土壤秋后人工翻松20 cm,地表土壤干容重1.0 g/cm3,经秋后较长时间的休闲后,形成自上而下递增的含水率分布,可近似认为处于相对稳定潜水蒸发状态。测坑分层土壤理化参数及冻结前地表以下80 cm深度范围内剖面含水率分布分别见表2-9和表2-10。
表2-9 测坑分层土壤理化参数表
1、实验地区概况 实验地观测场地设在兴隆林业局太平林场46林班内,地理位置为北纬46°21′42",东经128°24'10",平均海拔356米,无霜期115天年平均气温-0.6℃,年降水量600毫米―750毫米。而降雨量少,春季干旱风大,雨量集中在七、八月份,年平均温度-37℃,年平均降水量660mm,年蒸发量为1500mm。无霜期为120-130d。
2、实验方法及措施
2.1 选择造林地
造林地选择了地势平坦的熟地,土质比较肥沃,排水良好,水源充足,有灌溉条件。实验地面积为0.66hm2。
2.2 选择苗木
要求良种壮苗,选择了我林区生长最快,搞寒、搞旱、抗病虫害能力最强的欧美杨。苗木平均高为3.26m,胸径1.56cm。在苗木选择上又选用了生长键壮、干形通直、根系发达、木质化良好、顶芽饱满、无病虫害和机械损伤,生长率高的优良苗木造林。
2.3 整地方式
造林前,在熟地基础上,对造林地又进行了全面整地,然后区划、定点、挖坑,穴的规格为60cm×60cm×50cm。
2.4 造林方法
采用了“三大一深”的栽植方法,4a生大苗,密度为6m×6m、6m×4m的株行距。
2.5 集约经营
2008年4月20日造林,在栽苗前每穴一平方米的穴面上铺撒20cm的草炭土,造林时每穴内施猪粪25kg,过磷酸钙0.5kg,除草松土及烧水各4次,防治病虫害1次。
2009年除草松土各4次,浇水4次,防治病虫害1次,在六月份每株施尿素0.01kg.
2010年除草松土7次,施肥5次,5月台票5日每株施尿互及油渣各0.5kg;6月1日每株施尿素0.5kg,施油渣1kg;6月15日每株施尿素0.5kg,施猪粪15kg;6月30日每株施尿素0.5kg;7月15日每株施过磷酸钾0.5kg。防治病虫害1次。在每次施肥之前都进行松土除草,施肥后马上浇水。三月份进行1次修枝,剪去了竞争枝和卡脖子枝。
3、试验结果
通过三年的丰产技术措施,集约经营,科学管理,杨树生长速度很快。2008年造林当年,平均高生长为14cm,径生长0.22cm,生长缓慢,主要原因是缓苗期,大苗造林当年是生理机能恢复阶段。2009年生长就有了明显的上升,平均高纯生长为56cm,径生长1.86cm。2010年生长更为显著,平均高纯生长为1.55m,径纯生长为4.29cm。个别单株生长更为可观,最大单株2009年纯高生长为88cm,径为4.9cm。2010年纯高生长2.1m,径6.1cm。
此外,除丰产林实验外,我们又进行了施肥与不施肥的对比试验。在立地条件及除草松土、浇水等管理措施相同的情况下,施肥与不施肥的苗木生长也有较明显差异。2010年施肥的平均高纯生长为1.55m,未施肥的为3.33cm,当年径生长相差0.96cm,施肥的为未施肥的1.29倍。三年累积纯生长,施肥的高生长为未施肥的1.16倍径生长,施肥的为未施肥的1.23倍。
我们在丰产林实验中的标准是:“保2争3突破4”(指年平均胸径纯生长量)。我们对175株杨树逐棵进行了调查,2010年当年胸径纯生长4cm以上的42株,占24%;3-3.9cm的71株,占41%;2-2.9cm的40株,占23%;1-1.9cm的22株,占12%;当年径平均纯生长为3.29cm。在大旱之年实现了“保2争取”的标准。
在实验过程中,我们对杨树进行了物候期和胸径生长情况的观测:树液流动为4月5日,当时气温为8.9℃。芽膨胀为4月21日,气温为7.6℃,芽展开为4月24日,气温为7.1℃,展叶初期为4月27日,气温为15.5℃,展叶盛期为5月4日,气温为10.5℃。初秋叶变色为9月8日,气温为14.4℃,叶开始脱落为9月13日,气温8.2℃。叶落完为10月15日,气温5.1℃。
径生长情况:5月1日―5月15日径生长平均生长为0.05cm左右,5月15日―6月1日径生长平均生长为0.15cm左右,6月1日―6月15日径生长0.5cm左右,6月15日―7月1日径生长0.8cm左右,7月1日―7月15日径生长0.9cm左右,7月15日―8月1日径生长0.7cm左右,8月1日―8月15日径生长0.6cm左右,8月15日―9月1日径生长0.5cm左右,9月1日―9月15日径生长0.09cm左右。速生期为6月15日―8月15日,生长最快为6月15日―7月15日,这个时期个别单株有时一天就可生长0.1cm。
4、初步讨论和体会
要达到速生丰产,必须做到以下几点:
1、造林苗木必须是良种壮苗;
2、适地适树,全面整地,熟化后造林;
3、采取适当的“三大一深”造护方法,但从造林密度上看6m×6m的比6m×4m的株行距好,因为6m×4m的株行距,三年已郁闭,只有“平面”受光,生长已受到了抑制。面6m×6m的株行距,三年还没郁闭,能得到“立体受光”,所以生长要比6m×4m的株行距要快。
4、集约经营,科学管理,象管理农业那样去管理杨树。必须适时除草松土,施肥灌水,做好排水工作,通过实验看出,在我区水比肥更重要。
5、合理修枝,及时防治病虫害。