不同土壤類型對白榆家系生長指標(biāo)影響的初探

吳春紅 ，趙帥鵬，朱建峰 ，任堅毅，張 軍 ，張慶國*

（1.東營市林業(yè)科學(xué)研究所，山東 東營 257091；2.山東省黃河三角洲可持續(xù)發(fā)展研究院管理中心；3.國家林業(yè)局鹽堿地研究中心)

白榆[1,2]（Ulmus pumila），又名榆樹、家榆，是榆科榆屬落葉喬木，是華北、東北地區(qū)的鄉(xiāng)土樹種，具有抗旱、抗寒、耐貧瘠等優(yōu)良特性，也是東營市的鄉(xiāng)土樹種之一，可用于濱海鹽堿地區(qū)造林綠化。東營市東、北部臨渤海，隸屬于黃河三角洲中心地帶，由于黃河在此攜帶大量泥沙入海，以及海水倒灌等原因，形成了土質(zhì)復(fù)雜的濱海鹽堿地，南北地質(zhì)差異較大。因此，在東營地區(qū)研究土壤類型對白榆家系的生長指標(biāo)的影響對于白榆的引進(jìn)、馴化具有一定的意義。

近年來，人們針對生態(tài)環(huán)境對白榆生長影響的研究也較多，有研究表明[2]，在煤矸石山地區(qū)，通過施用適量的磷肥改變白榆生長土質(zhì)，可顯著提高白榆家系的地徑和樹高，促進(jìn)白榆的生長。白榆家系是由2個個體雜交后代的匯集，對于種內(nèi)變異等研究具有重要的價值，近年來，學(xué)者們對白榆家系的研究報道[3,4,5]也較多。本研究以5個白榆家系為實驗材料，研究不同土壤類型上其生長指標(biāo)的差異，為白榆在東營地區(qū)適應(yīng)性研究和引種試驗提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種以4個優(yōu)良白榆家系（分別用家1、家2、家3、家4表示）和一個當(dāng)?shù)匕子芗蚁?家本地)為主，4個優(yōu)良白榆家系引自河南省林科院。

1.2 試驗方法

2014年春天，從河南省林科院引進(jìn)4個優(yōu)良白榆家系1年生苗木各200株，地徑約為10mm，株高約80~100cm，挑選長勢基本一致的單株備用。

在東營市4種不同土壤類型中進(jìn)行白榆家系適應(yīng)性對比試驗，采用隨機(jī)區(qū)組試驗設(shè)計，每個試驗基地3~4個區(qū)組，10株/（區(qū)·家系），株行距為1m×1.5m，種植穴 20×20×20cm3，以東營市本地白榆家系1年生苗木為對照。2015年10月調(diào)查每株苗木的株高、胸徑及每小區(qū)苗木的成活情況。

1.3 統(tǒng)計方法

運用SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和多重比較分析；用Microsoft Excel 2007制作圖標(biāo)。

材 積 量 計 算[6,7]：V=5.7468552 ×10-5×(0.1642+0.96678×D）1.915559×H0.9265972，其中，V:材積量（m3），H：株高（m），D：胸徑（cm）。

2 試驗地概況

4個試驗地均位于東營市境內(nèi)，多年平均氣溫為12.8℃，年平均降水量556mm，無霜期206天。

丁莊生態(tài)林場試驗基地位于東營市丁莊鎮(zhèn)，土質(zhì)為鹽土；龍居生態(tài)林場試驗基地位于黃河河道附近，土質(zhì)為沙土；黃河三角洲農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)試驗基地位于東營市中心城南近郊，土質(zhì)為黏土；勝大園林苗圃位于東營市中心城，土質(zhì)為壤土。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同試驗區(qū)各白榆家系胸徑的生長情況

由表1可知，同一白榆家系在不同生長環(huán)境下，胸徑的生長量存在明顯差異，5個白榆家系的胸徑在不同試驗區(qū)間的最大差異量分別達(dá)到64.5%、53.4%、67.9%、75.0%和55.0%。家系1號、家系2號和家系4號在龍居（沙土）和勝大（壤土）試驗區(qū)的胸徑生長量均顯著高于丁莊（鹽土）和廣北（黏土）試驗區(qū)的胸徑生長量，且廣北（黏土）試驗區(qū)的胸徑生長量顯著高于丁莊（鹽土）試驗區(qū)。家系3號和本地家系在丁莊（鹽土）、廣北（黏土）、龍居（沙土）和勝大（壤土）試驗區(qū)的胸徑生長量依次顯著升高。

3.2 不同試驗區(qū)各白榆家系株高的生長情況

由表2可知，同一白榆家系在不同生長環(huán)境下，株高的生長量存在明顯差異。家系1號、家系2號、家系3號和家系4號在勝大（壤土）、龍居（沙土）、廣北（黏土）和丁莊（鹽土）試驗區(qū)的株高生長量依次顯著降低，且各試驗區(qū)間的差異達(dá)到顯著水平，家系株高在各試驗區(qū)間的最大差異量達(dá)到35%-42%。本地白榆家系在勝大（壤土）試驗區(qū)的株高顯著高于其他試驗區(qū)，且在廣北（黏土）和龍居（沙土）試驗區(qū)的株高均顯著高于丁莊（鹽土）試驗區(qū)，而兩者之間無差異。

3.3 不同試驗區(qū)各白榆家系材積量的生長情況

由表3可知，不同試驗區(qū)白榆家系的材積量存在較大差異，勝大（壤土）試驗區(qū)各家系的材積量均最大，說明本試驗區(qū)更適宜白榆家系生長。家系1號在各試驗區(qū)的材積量介于 （12.27-121.45）×10-5m3，差異量達(dá)到90%，且在勝大（壤土）試驗區(qū)的材積量顯著高于其他試驗區(qū)。家系2號在勝大（壤土）、龍居（沙土）、廣北（黏土）和丁莊（鹽土）試驗區(qū)的材積量依次顯著降低，最大差異量達(dá)到81.20%。家系3號在勝大（壤土）試驗區(qū)的材積量顯著高于其他試驗區(qū)，并且龍居（沙土）試驗區(qū)的材積量顯著高于其他兩個試驗區(qū)。家系4號在勝大（壤土）試驗區(qū)的材積量最高，其次是龍居（沙土）試驗區(qū)，且顯著高于其他兩個試驗區(qū)。本地家系在勝大（壤土）試驗區(qū)的材積量顯著高于其他3個試驗區(qū)，且3個試驗區(qū)間無差異。

表1 不同生態(tài)環(huán)境對各白榆家系胸徑的影響Table 1 The influence of different ecological environment on diameter at breast height of Ulmus pumila families

表2 不同生態(tài)環(huán)境對各白榆家系株高的影響Table 2 The influence of different ecological environment on the plant height of Ulmus pumila families

3.4 同一試驗區(qū)各白榆家系胸徑的差異顯著性分析

由表4可知，同一試驗區(qū)各白榆家系胸徑的生長量存在差異。在丁莊（鹽土）試驗區(qū)，家系2號和本地家系的胸徑不同程度的高于其他家系，并且與家系4號間的差異達(dá)到顯著水平。在龍居（沙土）試驗區(qū)，家系1號、家系3號和家系4號的胸徑較大，均顯著高于本地家系胸徑，而三者間無差異。勝大（壤土）試驗區(qū)，家系3號的胸徑不同程度高于其他家系，且與家系2號和本地家系的差異均達(dá)顯著水平。在廣北（黏土）實驗區(qū)，家系2號和家系3號的胸徑生長量較大，顯著高于家系1號胸徑。

表3 不同生態(tài)環(huán)境對各白榆家系材積量的影響Table 3 The influence of different ecological environment on volume amount of Ulmus pumila families

表4 同一試驗區(qū)各白榆家系胸徑的差異顯著性分析Table4 The difference on the diameter at breast height of Ulmus pumila families in the same experimental area

3.5 同一試驗區(qū)各白榆家系株高的差異顯著性分析

由表5可知，同一試驗區(qū)各白榆家系株高的生長量存在差異。在丁莊（鹽土）試驗區(qū)，家系2號和本地家系的株高不同程度的高于其他家系，并且與家系4號間的差異達(dá)到顯著水平。在龍居（沙土）試驗區(qū)，家系3號的株高生長量最大，顯著高于家系2號和本地家系。勝大（壤土）試驗區(qū)，家系1號和家系3號的胸徑不同程度高于其他家系，且與家系2號和本地家系的差異均達(dá)顯著水平。在廣北（黏土）試驗區(qū)，家系3號的株高生長量最大，顯著高于家系1號和本地家系。

3.6 同一試驗區(qū)各白榆家系材積量的差異顯著性分析

由表6可知，同一試驗區(qū)各家系的材積量存在差異。丁莊（鹽土）試驗區(qū)各家系的材積量均不同程度低于其他試驗區(qū)，在丁莊（鹽土）試驗區(qū)家系2號的材積量最好，顯著高于家系4號，與其他家系的材積量無差異。龍居（沙土）試驗區(qū)，各家系的材積量介于（36.76-89.95）×10-5m3間，本地家系的材積量最低，其他家系的材積量無顯著差異。在勝大（壤土）試驗區(qū)，各家系的材積量均較較高，最高材積量為家系 3號，達(dá)到 150.71×10-5m3，家系 2號和本地家系的材積量顯著低于家系3號。在廣北（黏土）試驗區(qū)，家系3號材積量顯著高于家系1號，其他家系間無顯著差異。

3.7 方差分析

由表7方差分析表明，生態(tài)環(huán)境（土質(zhì)類型）對白榆家系胸徑、株高和材積量的影響均達(dá)到極顯著水平，且對株高和胸徑的影響程度明顯大于對材積量的影響。白榆家系的胸徑、株高和材積量存在品系間差異，胸徑差異達(dá)到顯著水平（F=3.791），株高和材積量的差異程度達(dá)極顯著水平。生態(tài)環(huán)境和品系交互作用對白榆家系株高的影響達(dá)極顯著水平（F=4.029），對胸徑和材積量的影響達(dá)顯著水平。

表5 同一試驗區(qū)各白榆家系株高的差異顯著性分析Table5 The difference on the plant height of Ulmus pumila families in the same experimental area

表6 同一試驗區(qū)各白榆家系材積量的差異顯著性分析Table6 The difference on volume amount of Ulmus pumila families in the same experimental area

表7 生態(tài)環(huán)境和品系對胸徑、株高和材積量影響的方差分析（F值）Table 7 Analysis of variance of the influence of environment and strain on the diameter at breast height,plant height and volume amount

3.8 不同試驗區(qū)各白榆家系成活率

圖1 不同生態(tài)環(huán)境下白榆家系成活率Fig 1 Survival rate of Ulmus pumila families in different ecological environment

由圖1可知，各試驗區(qū)家系的成活率存在差異，龍居（沙土）試驗區(qū)家系的成活率最高，家系1號、家系2號和家系4號的成活率均達(dá)到100%，其次，勝大（壤土）和丁莊（鹽土）試驗區(qū)家系的成活率也較高，各家系的成活率均達(dá)到90%以上，廣北（黏土）試驗區(qū)家系的成活率最低，各家系的成活率介于85%~92.5%之間。各家系間的成活率也存在不同差異，總體來說，引進(jìn)的4個家系的成活率均較本地家系的成活率高，說明本地白榆對試驗區(qū)的適應(yīng)性欠缺。

4 結(jié)論與討論

土壤是作物生長的物質(zhì)基礎(chǔ)，土壤的各項理化性質(zhì)對作物生長發(fā)育均有不同的影響[8]，因此，白榆家系在土壤類型復(fù)雜的東營地區(qū)表現(xiàn)出不同的生長狀態(tài)。通過對各試驗區(qū)白榆胸徑、株高和材積量數(shù)據(jù)的分析，勝大（壤土）試驗區(qū)白榆家系的各項生長指標(biāo)最高，丁莊（鹽土）試驗區(qū)各項指標(biāo)最低，兩個試驗區(qū)各項指標(biāo)的差值分別達(dá)到63.72%、41.28%和805.85%，龍居（沙土）和廣北（黏土）試驗區(qū)白榆家系的生長發(fā)育介于以上兩個試驗區(qū)之間，兩者間也存在一定差異。

土壤類型對白榆家系各生長指標(biāo)產(chǎn)生影響的同時，不同品種的白榆家系對土壤的適應(yīng)性也存在較大差異。相對來說，家系3號的適應(yīng)性最廣，其在勝大（壤土）、龍居（沙土）、廣北（黏土）試驗區(qū)的生長發(fā)育均較明顯優(yōu)于其他家系，甚至達(dá)到顯著水平。家系2號和本地家系對丁莊（鹽土）的適應(yīng)性較其他家系強(qiáng)，但對龍居（沙土）的適應(yīng)性最差。家系1號和家系4號分別對廣北（黏土）和丁莊（鹽土）試驗區(qū)的適應(yīng)性較差，直接表現(xiàn)為其胸徑、株高和材積量均顯著低于其他家系。

白榆各生長指標(biāo)受土壤類型和品種的雙重影響，土壤類型的影響程度要高于品種間差異。因此，為充分發(fā)揮各品種白榆的優(yōu)勢，引種時要綜合考慮生態(tài)環(huán)境對苗木的影響和不同品種間適應(yīng)的差異性，東營地區(qū)土壤類型復(fù)雜，更應(yīng)挑選適應(yīng)性強(qiáng)的苗木品種，本研究中家系3號的適應(yīng)性最廣，并且生長發(fā)育勢頭均超過其他家系。此外，針對極端性土壤要著重引進(jìn)適宜品種，比如，丁莊（鹽土）試驗區(qū)宜種植耐鹽性較強(qiáng)家系2號和本地家系。

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