地膜覆盖对幼龄福建柏生物量及杂草发生的影响

李渊顺，周宗哲，汪国彬

(福建省安溪丰田国有林场，福建 泉州 362400)

福建柏(Fokieniahodginsii)为我国柏科(Cupressaceae)福建柏属(FokieniaHenry)特有树种，也是我国二级重点保护珍稀树种、珍贵速生树种和南方特有的重要用材树种[1]。福建柏树干通直、树形优美、生长快、观赏价值高，为优良的园林绿化和造林树种，主要分布在海拔350～700 m的山上[2-3]。虽然福建柏抗性强，且能够耐瘠薄干旱，符合优良园林树种的基本条件[3]，但是福建柏在幼龄期对生长环境的要求比较高，尤其对土壤水分有一定的需求量。在造林前期，由于造林地裸露和植苗后苗木周围土壤疏松易导致水分流失，且杂草易生，福建柏生长会受到一定影响。福建柏属于浅根系植物，主要吸收浅层土壤的水分和养分，易与杂草形成竞争关系。已有研究表明，福建柏在幼龄期对水分变化比较敏感，易受到干旱环境胁迫，尤其是生理变化比较明显[4]，因此采取覆盖地膜措施来达到保水目的，促进林木有机物积累和分配格局的优化，还可以减少杂草生长。目前在福建柏培育过程中，采取林地保水及除草措施的相关研究较少，已有的研究也主要是覆盖地膜对福建柏林地土壤养分的影响研究[5]，本试验研究地膜覆盖对福建柏生物量及杂草生长的影响，旨在为福建柏幼龄林培育管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区地处福建省安溪丰田国有林场白濑工区，位于北纬25°16′、东经118°1′。该研究区多为低山、丘陵，坡度约25°，海拔250 m，中坡位，属于典型的亚热带季风气候，雨量充沛，极端高温可达39.3 ℃，极端低温可达-5 ℃，年均降水量1 500～2 000 mm，全年冰霜日较少。造林地前茬为杉木采伐迹地，草本植物以芒萁、薹草等为主，土壤理化性质良好。

1.2 试验设计

2018年2月试验在2017年2月营造的福建柏人工幼龄林中开展。福建柏株行距2 m×2 m，造林用苗木均采用一级苗。试验处理前清除试验地的所有杂草。以福建柏苗木主干为中心，在地表覆盖一块1 m×1 m的黑色塑料膜，主干周围半径10 cm范围裸露，以保证土壤透气性，同时以不覆盖地膜的裸露地表为对照。两种处理均在试验地的上位、中位、下位分别随机设置3个标准地，共6个标准地，每个标准地均为20 m×20 m，四角埋桩并拉线标记。

1.3 指标测定

2019年11月对标准地内所有福建柏进行每木调查。采用围径尺测定地表处地径；用钢卷尺测定东西、南北冠幅，求其平均值；采用钢卷尺测定树高。计算每块标准地内平均地径、平均树高，以此选取3株标准木，沿地径处伐倒，分别称量带皮树干重、枝重、叶重、根重。再按随机原则抽取各标准木枝、叶、干、根各部分样品约500 g，带回室内将样品置于105 ℃杀青15 min，然后80 ℃恒温下烘干至恒重，按所测的含水率求算单株各器官的干重，计算单株生物量。再将标准木下以主干为中心，地表1 m×1 m范围内的杂草全部收集并进行杂草鉴定，烘干至恒重并称其干质量。

2 结果与分析

2.1 地膜覆盖对福建柏生物量的影响

相比于裸露地表，覆盖地膜后的福建柏林木根、干、枝条和叶等各器官生物量发生了明显增长，且各器官生物量在不同处理间存在显著或极显著差异(表1)。覆盖地膜与不覆盖地膜的相比，根生物量增加了0.08 kg，干生物量增加了0.19 kg，枝条生物量增加了0.05 kg，叶生物量增加了0.18 kg，单株生物量增加了0.48 kg。有无覆盖地膜处理的干生物量分配比存在极显著差异，而根、枝条和叶生物量分配比则不存在显著差异(表2)。由此可见，覆盖地膜对福建柏各器官生物量分配的影响较小，而对各器官有机物积累的影响较大，能够显著促进福建柏树体各器官及植株整体有机物的产生和积累。两种处理的福建柏各器官生物量分配均为叶生物量分配比最大，其次是干生物量分配比，最小的是根生物量分配比和枝条生物量分配比，且叶生物量分配量显著大于根、干和枝条生物量分配量，这使福建柏树体能够充分的利用光照，进而提高其光合效率，对促进其生长发育具有重要意义。

表1 地膜覆盖对福建柏有机物积累的影响

表2 地膜覆盖对福建柏生物量分配的影响

2.2 地膜覆盖对杂草发生的影响

林间杂草调查结果显示，供试试验地杂草共有8种(表3)。相比于裸露地表，覆盖地膜处理的杂草生长情况存在显著差异，其中覆盖地膜处理的杂草有芒萁等4种蕨类植物，而不覆盖地膜处理有8种杂草。芒萁、金星蕨、乌毛蕨和鳞毛蕨4种杂草为两种处理均会出现的杂草，其中，芒萁出现频率最高，密度最大。对于4种共有杂草，覆盖地膜处理的密度相比于裸露地表分别降低了2.45株/m2、1.00株/m2、0.78株/m2、0.77株/m2，单位面积生物量分别降低了1.981 0 g/m2、0.761 5 g/m2、0.837 1 g/m2、0.625 9 g/m2，单株生物量分别降低了0.363 5 g/株、0.268 1 g/株、0.437 5 g/株、0.334 5 g/株。在覆盖地膜处理下蕨类植物仍然能够生长，这可能与蕨类植物的生长特性有关。蕨类植物大多具有耐酸、耐旱、耐瘠薄、耐阴湿等特点，常生长规范荒坡或林缘，在森林砍伐后或抛荒后的坡地上常形成优势群落，也易顽强地生长在山区及水土流失地区，同时大多存在地下茎，易形成萌动的叶芽长出地表[6-7]。在覆盖条件下，蕨类植物生长受到很大程度的抑制。铁线莲、卷柏、沿阶草和薹草在地膜覆盖处理下不易生长，这可能与它们的草质茎叶在覆盖地膜营造的黑暗条件下不易生长有关。

表3 覆膜处理对杂草生长情况的影响

3 讨论与结论

福建省地处山地丘陵地带，部分地区土地贫瘠，土壤水分涵养量较少。福建柏的生长对立地选择的差异表现出不同的适应性，因此影响福建柏生长发育的一个重要因子就是水分[8]，采取一定的保水措施就有着重要的实践和现实意义。研究覆盖条件对植物生物量的影响，有助于对植物进行优化管理，使植物有效地利用太阳能，获取更大的产出、更多的产品[9]。地膜覆盖主要通过隔绝膜内外土壤和空气的水分交换，抑制潜热交换和显热交换，再通过膜内附着的水层削弱土壤夜间长波辐射，从而达到保水和保温的效果[10]。本研究结果显示，相比于裸露地表，覆盖地膜能显著增加福建柏各器官生物量，其根、干、枝条、叶、单株生物量分别增加了18.18%、25.68 %、13.16 %、11.76 %、15.48 %。植株生物量的变化可以通过其高生长和胸径(地径)生长情况来反映。覆盖地膜后能够明显改善土壤理化性质，使生长期提前，形成发达的根系，各同化器官生物量分配比扩大，生长量增加，茎干粗壮，全面提高林木质量，培养出优良林木[11-12]。本研究结果显示，覆盖地膜能显著抑制杂草的生长，尤其对草质茎叶类杂草的抑制效果最为明显。因此，对于易生长草质茎叶类杂草的林间和田间，可考虑通过覆盖地膜的措施控制杂草发生，同时防病防虫害；对于易生长硬茎叶草本的林间和田间，可以增加覆盖物的重量，防止萌动叶和芽生长。地膜覆盖不仅能促进福建柏有机物产生和积累，提高各器官生物量，而且能防止杂草发生，减少除草清杂等人工投入，提高福建柏造林的效益，覆盖地膜还能减少或避免除杂草农药的施用，减少农药污染，创造更加良好的森林生态环境。