国外苗木质量与造林效果的关系

国外苗木质量与造林效果的关系

幼苗的质量是在一定的布局条件下能够满足它们的存活和生长状态的一种状态。1形态指标形态指标易于测定,在苗木质量评价中应用较为广泛1.1苗高由于受立地条件的影响,苗木高度与造林效果的关系较为复杂。相对一致的观点认为,较好立地条件下初始苗高与造林效果的关系并不密切1.2红栎造林后初始地径变化火炬松(P.taeda)、黑胡桃(Juglansnigra)、红栎等苗木造林10年,成活率和高生长与初始地径均呈正相关地径能否反映苗木综合质量,采用地径单一指标能否精准预测造林效果至今仍有争议。红栎造林后,地上部分和根系与初始地径相关性均较强,地径能反映苗木的综合质量地径对造林效果的影响还受苗木类型和立地的影响。在造林地控制杂草条件下,辐射松插条粗度应为8~10mm1.3高径比高径比是苗高与地径之比。在计算苗木高径比时,苗高和地径的单位需相同1.4三级侧根这是一个值得关注的指标。非木质化的根系末端很脆弱,苗木在分级、包装、贮藏、运输过程中根尖易损失,二、三级侧根更是“短命”比较通用的是直径大于1mm的一级侧根数,通常简写为FOLR(D>1mm)。Ruehle等1.5纤维根数须根数用以反映侧根数目,是一个人为评价出来的相对值1.6苗木质量评价标准为不破坏根系的完整性,一般用排水法来测定根体积。该方法的缺点是不能分辨细跟和粗根的差别,也就不能表明根系的结构。上世纪80年代将其作为评价苗木质量的标准开始多起来。很多研究发现,根体积与造林成活率或生长呈正相关由于排水法测定根体积速度相对较慢,最近研究重点在于根体积是否比其他指标更能预测造林效果。美国黑果稠李侧根数最能预测造林效果,但红栎和白栎苗木的根体积比侧根数能更好预测造林效果1.7直尺度的测量利用根系扫描系统可以同时获得根系表面积和不同径级侧根的长度,根系长度也可根据人为划定的标准如直径大于0.5mm或1mm等标准用直尺进行测量。一些研究也表明,根系表面积或长度与造林效果相关,如科西嘉黑松(P.nigra)的造林效果与初始根系总长度的相关性高于与根尖数的相关性1.8生物量排水法测定生物量不需破坏苗木,干重法可测定根、茎、叶各组织的重量,Haase1.9茎和根的比例茎/根比是地上部分生物量(体积)与地下部分生物量(体积)的比值。茎/根比反映了地上部分蒸腾面积和地下部分水分吸收面积的关系2叶绿素荧光、酶苗木生理指标包括苗木矿质营养、碳水化合物含量、苗木水分、芽休眠、植物生长调节物质、叶绿素荧光、酶等。本文主要从前4个方面尤其是矿质营养对苗木生理指标进行综述。2.1造林立地条件与苗木生长苗木移栽后,新根生长缓慢,根系从土壤中获取养分能力较差,苗木生长主要依赖于体内贮存养分的内转移和再分配养分内循环提高造林效果的原因一方面在于苗木造林后旧器官向新生组织转移大量养分,且养分内转移量与体内养分含量呈正相关矿质营养对造林效果的影响与造林立地条件有关。在瘠薄的造林地上,土壤本身提供的养分较少,造林效果主要取决于苗木初始养分状况及内转移效率从光合产物方面也能解释矿质营养如何促进造林效果。叶片含氮量高的苗木造林后,光合作用较强,有利于碳水化合物的合成,进而诱导生根、促进茎的生长一些研究则认为,体内高养分浓度不利于苗木的存活苗木氮水平对苗木质量的作用大于磷和钾,施氮对苗木氮浓度以及造林效果的影响研究较多。用氮含量和浓度来预测造林效果主要是在湿润和温带森林中进行的2.2废水由于淀粉是木本植物中最多的碳水化合物贮存形式2.3苗木生理水压苗木含水量表征指标通常有绝对含水量、相对含水量、水分亏缺等。在贮藏过程中,根系生理缺水可能损伤细胞壁,进而影响造林成活率用水势反映苗木质量,一般是通过对苗木不同时间的晾晒后,测定苗木失水过程中的水势和造林成活率,找出与造林成功、苗木濒危致死等有关的临界水势值。Cleary等2.4顶芽开放天数由于苗木从夏末至第2年春天在形态上变化不大,要准确判断苗木的休眠阶段不太容易,目前最可靠的方法为芽开放天数(DBB),其他方法还有有丝分裂指数法、导电能力法、植物激素分析法、干重比法等。芽开放天数是将苗木置于类似春天的标准测定环境中(如光照12~14h,空气温度20℃),每天观察苗木,当顶芽开放长出新叶时记录日期,在所有苗木的顶芽都开放后,计算顶芽开放所需的平均天数。芽的萌动是苗木从休眠状态到生长时期的转折点,需要消耗大量的能源物质。苗木体内较多的矿质养分不仅增加了顶芽叶原基数量3表现指标苗木表现指标包括抗寒性、根系生长潜力、造林效果等,人们常用表现指标印证形态或生理指标衡量苗木质量的准确性。3.1细胞外液流浓度Bigras等苗木如果积累大量可溶性糖、氨基酸、甘氨酸、无机盐等溶质,细胞外液流浓度增大,渗透压增大,细胞脱水风险下降;苗木体内矿质养分含量多,合成的质外体蛋白也增多,细胞膜的脂质/蛋白比值下降,细胞膜受损程度下降,苗木抗寒性增大苗木抗寒性高底与体内营养元素浓度有关3.2苗木生长状况根生长潜力(RGP)的标准测定方法是,先将苗木的所有白根尖去掉,栽植在装有泥炭和蛭石混合基质的容器中,一般将容器置于气温20℃、光照16h的环境中,每隔2~4天浇水1次,培养28天后将苗木小心取出,统计新根生长点(颜色发白)数量。RGP的表达方式至今仍未统一,常用的有新根生长点数量(TNR)、大于1cm长新根数量(TNR>1)、大于1cm长新根总长度(TLR>1)、新根表面积指数(SAI=TNR>1×TLR>1)、新根鲜重和新根干重等。不同指标反映的是苗木生根过程中不同的生理过程,TNR反映苗木发根状况,而TNR>1、TLR>1、SAI、新根鲜重和新根干重则主要反映根伸长情况。Ritchie等对38篇文献的统计表明,RGP与造林成活率和初期生长量关系不紧密或无关的只占15%3.3造林效果3.3.1立地条件的要求一般在好的立地条件下,大苗的生长速度高于小苗,因为大苗的叶生物量多、光合面积大差的立地条件,如高寒地区、高海拔地区、干旱半干旱地区以及植被和杂草竞争激烈的造林地,需要采取特殊处理才能保证植苗造林成功。水分缺乏是干旱半干旱地区造林不易成活、林木生长缓慢的最主要原因。对于裸根苗,根系必须发达,茎根比小,才能使苗木吸收充足的水分,满足地上部分的消耗,保持水分平衡,以适应干旱条件。大规格裸根苗茎/根比大杂草和造林苗木存在光照、水分和养分竞争,对造林效果有一定影响由于松树象鼻虫的危害,小苗造林效果往往逊于大规格苗木3.3.2整地、苗木、苗木与小规格苗木相比,大规格苗木造林后较长一段时间内能保持其规格优势Renou-Wilson等除整地方式外,土壤质地对造林效果也有一定的影响。在砂土和壤土上分别进行深耕、翻土、去除表面土和轮作整地,栽植欧洲白桦苗木。结果发现,在砂土上去除表土或深耕的整地方式成活率最高,而在壤土上则翻土或轮作的整地方式成活率最高4关于研究4.1造林季节土壤温度低选择适宜困难立地造林的苗木类型仍然是今后研究的热点,尤其是在杂草北欧或北美的一些高纬度国家和地区造林季节土壤温度较低,冻土供给水分能力较差,从而使苗木成活和生长受到影响。生产中常用的提高根际土壤温度的措施是在造林前清除土壤表面有机质露出表土,被称为“剥皮”技术堆土、翻土、带状整地、盘状整地等整地方式在改善立地的同时,也会加大造林成本4.2苗木质量综合评价体系的建立苗木是一个复杂的生物体,仅凭单个指标很难全面反映苗木质量,加之苗木栽植后的成活与生长状况受环境条件的影响很大,因此,人们一直强调以综合指标来评价苗木质量,这方面的研究一直很活跃苗木是活的生物体,其形态、生理、活力等都处于不断变化中,苗木质量具有动态性。其中从起苗到造林阶段的苗木质量在20世纪末开始受到人们的重视将年际间的天气变化纳入造林效果的动态评价是动态评价苗木质量较为新颖之处。刺叶栎造林后,第1年(干旱年份)的成活率与苗木初始高度、水分含量和钾浓度相关,而在第2年(湿润年份)苗木生长与初始养分浓度、水分含量和苗木规格相关国外已将苗木质量置于造林目标、苗木类型、遗传基因、起苗因素与造林地特征、造林时间、造林工具与技术等体系中,从苗圃水肥管理、起苗与包装、贮藏、运输、造林等环节调控苗木质量,并针对每一