長白山區(qū)核桃楸在干旱林地的抗性響應(yīng)

杜秀娟， 王剛獅， 楊雨春， 盧愛英， 王 君

(1. 山西林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 山西 太原 030009； 2. 吉林省林業(yè)科學(xué)研究院， 吉林 長春 130033)

核桃楸(JuglansmandshuricaMaxim)又名胡桃楸、東北核桃，俗稱山核桃，是長白山天然林中的優(yōu)勢樹種，原產(chǎn)于黑龍江、吉林、遼寧、河北、山西。在朝鮮北部和俄羅斯遠東地區(qū)也有分布[1-3]，北京有種植[4]。其幼苗、幼樹及成株呈聚集分布[5]。核桃楸的種質(zhì)資源結(jié)實性狀存在差異，干果的單株產(chǎn)量、干果質(zhì)量、干果寬度等差異顯著[6]。長白山核桃楸樹體抗寒、速生，產(chǎn)品用途廣，經(jīng)濟價值高[7]。

山西省位于華北地區(qū)黃土高原，丘陵山地較多，光照充足，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，種植核桃的自然條件優(yōu)越[8]。核桃的栽植地主要為孝義、汾陽、交城、婁煩、孟縣、太谷、左權(quán)、平順、屯留等90余個縣[9，10]?？偯娣e34萬hm2，實生核桃苗栽植面積10.67萬hm2，良種面積達23.33萬hm2[10]。核桃的栽培技術(shù)比較成熟，主要進行核桃優(yōu)良苗木的培育和核桃園的建立[11-14]。品種主要是山西鄉(xiāng)土樹種，從遼寧和山東等地引進的樹種，常年栽植，部分樹種抗性較差。

山西省的太行山國有林管理局東山實驗林場山地的特征與長白山特征極其相似，莊子上村的海拔也較高，生境特征相似，與長白山的地形較為相似，但山西省的光照充足，雨水較少[10]。將長白山區(qū)3個種源地(輝南縣、紅石鎮(zhèn)、露水河鎮(zhèn))的核桃楸栽植在干旱林地，進行抗寒樹種的干旱林地栽植技術(shù)探討，以得出適宜的栽植、澆水、灌溉技術(shù)。

1 試驗地與方法

1.1 試驗地概況

太行山國有林管理局東山實驗林場(以下簡稱東山實驗林場)，地理位置37°54′47″N、112°45′27″E，海拔1 548.0 m，位于太原市東部。森林類型以灌木為主，主要為沙棘(HippophaerhamnoidesLinn.)、刺槐(RobiniapseudoacaciaLinn.)等。

莊子上村，地理位置37°56′48″N、112° 40′47″E，海拔1 241.1 m，位于太原市東部，地處丘陵山區(qū)，土壤為黃色土。林地以經(jīng)濟林為主，樹種有蘋果(MaluspumilaMill.)、杏(ArmeniacavulgarisLam.)、雪花梨(Pyrussorotina)。

1.2 樣地設(shè)置與栽植

2021年，在全面踏查的基礎(chǔ)上，根據(jù)海拔與林分概況，在東山實驗林場選擇優(yōu)良地塊，塊狀栽植；坡度大于20°、小于35°，穴狀整地，定植穴采用魚鱗坑。在莊子上村山頂平地進行全面整地，深耕45～60 cm。栽植密度為2 m×2 m(圖1)。在東山實驗林場栽植輝南縣的3年生核桃楸苗，在莊子上村栽植紅石鎮(zhèn)和露水河鎮(zhèn)的3年生核桃楸苗。

圖1 核桃楸造林作業(yè)設(shè)計

1.3 抗旱栽植方法

苗木處理：苗木采用質(zhì)量分數(shù)為31 %保水劑處理后進行運輸，保水劑為天津三農(nóng)金科技有限公司生產(chǎn)的地津牌“高效抗旱保水劑”，將保水劑噴灑到苗木上，每株噴灑1.1～1.3 mL。運輸包裝材料采用長紙箱。在中轉(zhuǎn)地進行噴水保持苗木水分，每株噴水2 mL。

栽植后處理：栽植新苗后，立即澆水1 000～2 500 mL。干旱時第1遍澆水量，東山實驗林場為1 500～2 500 mL，莊子上村為1 000～2 500 mL，直至水不下滲。以后干旱時，采取干旱時第1遍澆水方式澆水。

1.4 核桃楸對干旱林地的響應(yīng)

成活率的統(tǒng)計方法：在隨機取樣法的基礎(chǔ)上，采用“平行線”取樣法，調(diào)查樣地中的核桃楸苗的成活率。每個種源地調(diào)查3個樣地，每個樣地調(diào)查24株苗，逐一統(tǒng)計每塊地核桃楸苗的成活數(shù)量，計算出成活率，取平均值，得出每個海拔處核桃楸栽植成活率?？偟脑灾渤苫盥适歉吆０闻c低海拔處的平均值。

樹形指數(shù)對干旱林地的響應(yīng)：采用地徑，第一枝下樹高，帶葉樹高，最大葉片的葉寬、葉長衡量核桃楸對干旱地的響應(yīng)。隨機取樣法與“平行線”取樣法相結(jié)合，調(diào)查每個種源栽植地。3個種源的栽植地，共計測量了15株樣樹(每個種源5株)。

1.5 數(shù)據(jù)的分析

采用SPSS 23.0和Excel 2010對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。采用Turkey進行方差分析，分析0.05水平的差異顯著性。采用主成分分析法分析樹形指數(shù)的響應(yīng)程度。

2 結(jié)果與分析

2.1 長白山核桃楸成活率對干旱的響應(yīng)

核桃楸在東山實驗林場和莊子上村的成活率見表1。可以看出，東山實驗林場栽植的輝南種源平均成活率最高，為98.61 %。其次是莊子上村栽植的露水河種源，平均成活率是95.83 %。最低的是莊子上村栽植的紅石種源，平均成活率為90.28 %。來自長白山區(qū)3個種源地核桃楸的平均成活率是94.91 %，其中，較高海拔的東山實驗林場是98.61 %，較低海拔的莊子上村是93.06 %。

表1 核桃楸在東山實驗林場和莊子上村的成活率

表1(續(xù))

2.2 長白山核桃楸樹形指數(shù)對干旱的響應(yīng)

輝南、紅石、露水河3個種源地的5月核桃楸，單株樹形指數(shù)在干旱林地響應(yīng)是不同的(見表2)。地徑：輝南種源的最大，為0.96 cm；其次也是輝南種源，為0.86 cm；最小的是紅石種源，為0.28 cm。第一枝下樹高：紅石種源最高，為70.00 cm；其次也是紅石種源，為69.00 cm；最小是輝南種源，為40.00 cm。葉寬：最寬是14 cm，輝南、紅石、露水河種源最寬值相同。葉長：最長是17 cm，為紅石種源。

表2 核桃楸5月在東山實驗林場和莊子上村的樹形指數(shù)

5月地徑的響應(yīng)(見表3)，輝南種源最大，為0.67 cm；其次是紅石種源，為0.50 cm；最小的是露水河種源，為0.40 cm。地徑、葉寬、葉長指數(shù)在輝南、紅石、露水河種源間沒有差異，第一枝下樹高、帶葉樹高指數(shù)，紅石與露水河種源差異顯著(P=0.003，P≤0.05；P=0.008，P≤0.05)。

表3 樹形指數(shù)5月差異顯著性方差分析

輝南、紅石、露水河3個種源地的6月核桃楸，單株樹形指數(shù)在干旱林地響應(yīng)是不同的(見表4)。地徑：輝南種源最大，為0.780 cm；其次也是輝南種源，為0.726 cm；最小的是紅石種源，為0.372 cm。第一枝下樹高：紅石種源最高，為75.00 cm；其次是輝南種源，為71.50 cm；最矮的也是輝南種源，為40.00 cm。葉寬和葉長：最大值是輝南種源，分別為19.00 cm、27.00 cm；其次是露水河種源，分別為18.50 cm、24.00 cm；最窄和最短的也是輝南種源，分別為10.00 cm、10.00 cm。

表4 核桃楸6月在東山實驗林場和莊子上村的樹形指數(shù)

6月地徑的響應(yīng)(見表5)，輝南種源最大，為0.612 cm；其次是紅石種源，為0.607 cm；最小的是露水河種源，為0.486 cm。地徑、葉寬、葉長在輝南、紅石、露水河種源間沒有差異。第一枝下樹高紅石種源顯著高于輝南和露水河種源(P=0.012，P≤0.05；P=0.05，P≤0.05)。

表5 樹形指數(shù)6月差異顯著性方差分析

2.3 樹形指數(shù)對干旱林地響應(yīng)的主成分分析

將5月地徑、5月第一枝下樹高、5月帶葉樹高、5月葉寬、5月葉長、6月地徑、6月第一枝下樹高、6月葉寬、6月葉長構(gòu)成矩陣，采用SPSS 23.0進行統(tǒng)計，方差結(jié)果見表6，前4個主成分的累積貢獻率達到85.291 %，且特征值大于1，選取4個主成分表現(xiàn)樹形指數(shù)對干旱林地的響應(yīng)。

表6 解釋的樹形指數(shù)總方差

樹形指數(shù)主成分得分見表7，可以看出，第一主成分，5月地徑、5月第一枝下樹高、5月帶葉樹高、5月葉長、6月第一枝下樹高有較大載荷；第二主成分，5月第一枝下樹高、5月帶葉樹高、6月葉寬、6月葉長有較大載荷；第三主成分，5月葉寬、5月葉長、6月葉寬有較大載荷；第四主成分，5月地徑、6月葉寬有較大載荷。

表7 樹形指數(shù)主成分得分

3 結(jié)論與討論

長白山區(qū)核桃楸以較高的成活率94.91 %響應(yīng)山西省干旱的丘陵山地和經(jīng)濟林地，東山實驗林場的成活率98.61 %，莊子上村是93.06 %，成活率與采用天津三農(nóng)金科技有限公司的地津牌“高效抗旱保水劑”有很大關(guān)系，每株苗木施用1.1～1.3 mL。苗木采用保水劑處理后進行運輸，可以延長苗木的保水率和保水時間，進而提高栽植苗的成活率。另外，在中轉(zhuǎn)地噴水保持苗木濕潤，也提高了苗木在運輸過程中對水分的保持能力。栽植新苗后，立即澆水1 000～2 500 mL。干旱時第1遍澆水量，東山實驗林場為1 500～2 500 mL；莊子上村為1 000～2 500 mL，直至水不下滲。以后干旱時，采取干旱時第1遍澆水方式澆水。這樣提高了干旱林地水分的供給，進而促進了苗木的成活。

核桃楸的樹形指數(shù)，5月、6月地徑，東山實驗林場栽植的輝南種源最大，其次也是輝南種源，最小的是栽植在莊子上村的紅石種源；第一枝下樹高是紅石種源最高，最小是輝南種源。5月葉寬最大值與葉長最大值不是同一樣樹，葉寬最寬是14 cm，輝南、紅石、露水河種源的最寬值相同。葉長最長是17 cm，為紅石種源；6月葉寬和葉長最大值是輝南的種源，最窄和最短的也是輝南種源。樹形指數(shù)的這些響應(yīng)與種源地的生境特征和氣候有關(guān)[15-17]。地徑的響應(yīng)，東山實驗林場栽植的輝南種源最大，其次是莊子上村栽植的紅石種源，最小的是栽植在莊子上村的露水河種源。這與在長白山區(qū)購買的種苗特征有關(guān)，輝南地區(qū)的海拔低，相同苗齡種苗的地徑較大；而露水河的海拔較高，氣溫較低，相同苗齡的種苗地徑較小。栽植后的苗木地徑，即使在干旱林地，地徑大的生長也自然快[15-17]。

單株葉片的生長，5月的輝南、紅石、露水河種源最寬值都是14 cm，葉長最長是17 cm，為紅石種源。到6月時，葉寬和葉長最大值是輝南的種源，分別為19.00 cm、27.00 cm，其次是露水河種源，分別為18.50 cm、24.00 cm，最窄和最短的是輝南種源，分別為10.00 cm、10.00 cm。栽植在干旱地輝南的苗木，地徑較大，苗高其次，水分和營養(yǎng)可以很快輸送到葉片；而地徑小，樹高較高的露水河苗木，水分和養(yǎng)分也很快能供給到葉芽和葉片[18，19]。因此，較小苗木葉長和葉寬生長較快，能夠很好地在干旱林地生長，適應(yīng)干旱的立地條件[15，19，20]。5月，紅石種源的葉寬和葉長平均值最大，分別為11.70 cm、15.80 cm，輝南種源葉寬和葉長的平均值最??；6月，露水河種源的葉寬和葉長平均值最大，分別為13.70 cm、19.10 cm，輝南種源的葉寬和葉長平均值最小。莊子上村海拔較東山實驗林場低些，因此，莊子上村的露水河、紅石種源的葉片較大，而栽植在實驗林場的輝南種源葉片較小。

地徑、葉寬、葉長指數(shù)在輝南、紅石、露水河種源間沒有差異。樹高是紅石種源最高，其次是輝南種源，露水河的最矮。5月，第一枝下樹高、帶葉樹高指數(shù)，紅石種源與露水河種源差異顯著(P=0.003，P≤0.05；P=0.008，P≤0.05)。6月，第一枝下樹高紅石種源顯著高于輝南和露水河種源(P=0.012，P≤0.05；P=0.05，P≤0.05)。這也與購買的種苗特征有關(guān)，紅石種苗較高，輝南種苗其次，露水河的種苗最小。因此，栽植后，較高種苗生長較快些[21，22]。

樹形指數(shù)的主成分分析，5月地徑、5月第一枝下樹高、5月帶葉樹高、5月葉長、6月第一枝下樹高有較大載荷，對樹木的影響較大。5月樹苗的地徑、第一枝下樹高、帶葉樹高值較大；6月第一枝下樹高值較大，葉片的生長較為旺盛。