文|屏风浊影深

编辑|屏风浊影深

介绍

北欧国家已宣布到2050年发展碳中性能源系统的目标，森林部门的木质生物质将成为未来社会可再生能源和产品的主要来源。瑞典和其他邻国有大片土地用于林业。瑞典近58%的土地面积被归类为生产性林地。

在上个世纪，该国的农业用地已转变为林地，但仍有大面积（300,000-500,000公顷）的废弃农业用地可用于生产生物质。由于木质生物质的使用预计会增加，因此一项重要任务是实现可持续生产。一项建议的选择是引入和使用新的树种。林地改用速生树种和废弃农田造林，可显著提高面积生产力。

到目前为止，在北欧寒带条件下产量最高的树种是杨树。杨树已被引入瑞典，在合适的地点显示了7-10吨干物质，并且正在选择速生和适应气候的杨树植物材料（无性系）。大多数杨树种植园位于经过改造的农业用地上，与林地相比，那里的成功率更高。

但是，建立阶段的问题依然存在。昂贵的植物和缺乏安全的建立方法已被认为是大规模引进速生落叶树种的障碍，因此需要继续在此类土地上制定有效的建立程序.

杨树需要肥沃、排水良好且持续供水的土壤才能充分发挥其生长能力。最适合的土壤较深（距地下水> 1 m）且质地中等。土壤酸度对于无限生长至关重要。研究表明，pH 值低于5通常会导致生长减少。由于这些需求，通常将pH值通常高于5的废弃农田用于种植杨树。

尽管通常种植效果良好，但也有一些随机发生的情况，这可能会破坏农田的耕作。竞争性植被的存在是对生存和生长产生负面影响的因素之一。因此，杂草控制是必要的，未能控制杂草也可能增加田鼠侵害的风险，这是对建立成功的严重威胁。

杨属内的物种通常对有蹄类动物有吸引力。这个问题可以通过花费大量成本在种植园区域围栏、狩猎野生动物或大面积种植从而降低动物侵袭强度来解决。

此外，关于哪种种植类型最能将安全设施与良好经济结合起来的信息仍然有限。例如：当使用插条时，大插条比小插条贵，但事实证明，增加插条的长度和厚度与植物发育呈正相关。

本研究的目的是测试覆盖作为一种杂草控制工具并将其与不同植物类型（即不同长度的插条和生根植物）相结合，以找到在农田上种植杨树的最佳方法。实验地块建立在较大的商业种植园中，以避免高浏览压力。

我们的假设是(a)覆盖物将减少杂草竞争的负面影响，(b)当使用覆盖物时，较小的植物类型，即短插条，与较大的植物材料相当，以及(c)如果大，则不需要围栏来减少浏览种植面积。

实验设计和植物材料

四个街区被放置在每个地点的商业杨树种植中。一个区块被分成六个地块，其中应用了两种覆盖处理（覆盖和不覆盖）和三种幼苗类型的组合。

在覆盖物处理中，土壤被一台拖拉机稍微抬高，该拖拉机具有发达的“马铃薯犁”，将棕色除草聚乙烯覆盖物（厚度45μm，宽度90厘米，以下称为覆盖物）完整地应用于六个中的三个地块。

当用犁施用时，大约一半的覆盖物被土壤覆盖。在其他三个地块上，耕作后留下了裸露的土壤（没有覆盖物）。

在每个覆盖物处理地块（覆盖物或无覆盖物）上，种植三种植物类型之一：（1）短杨树插条（18 厘米），（2）长杨树插条（50 厘米）和（3）来自生根杨树的容器化植物插条（平均高44厘米，以下简称植株）。

每种植物类型由12个可商购的克隆组成，随机种植在八行内（每个地块总共96株植物）。对于生根植物，无性系的平均株高在27至55厘米之间变化。试验共种植3点×4块×2地膜处理×3种植物×96株=6912株。

所有插条均来自 1 年生的枝条。生根的植物在种植前在苗圃的容器中生长了一个生长季，而插条则在冬季切割并直接入库。所有植物材料在冬季都储存在冰箱中（-2至-4°C），并在5月转移到冰箱中（4°C约2周）。在种植前1-2天将插条放入水中。

短插条是手工种植的，只有一个芽位于土壤表面之上。对于长插条，用棍子打一个预制的种植孔，将插条种植在土壤表面上方大约三分之一的插条长度（约15厘米）处。生根植物用常规种植工具（Pottiputki）种植。

测量

测量是在前两年的晚冬和第三年的秋季进行的。每次都记录从土壤表面到最高位置芽基部的活植物高度（厘米）。此外，评估了存活率和损坏程度（分为四类：1=轻度损坏，2=损坏，3=严重损坏，4=死亡或濒死）和损坏原因（例如浏览、摩擦等）。

最后一次测量是在2017年冬季进行的，当时植物已经生长了五年。记录树高 (cm)、存活率、活力和茎形态。活力分为三类进行评估：(a)活力，(b)活力下降，以及(c)垂死。茎的形状分为四类：(I)直的，(II)弯曲的，(III)多个前导顶部/枝条（≤3个），以及 (IV) “浓密”（≥4个前导顶部/枝条）或缺少领先的顶部。

生存和伤害

种植五年后，塑料覆盖物使杨树存活率提高了10%，从没有覆盖物的63%增加到有覆盖物的73%。植物类型也有显著影响，长插条的存活率(76%)高于生根植物(65%)和短插条(62%)。

尽管覆盖物和植物类型都有显著的主效应，但对生存的影响因地点而异。?ryd种植五年后的总体存活率相当高，并且没有任何处理组合低于78%。大多数死亡发生在种植后的第一个季节，此后只有少数植物死亡。

长插条的存活率最高，与覆盖物处理无关，存活率超过90%，而短插条的存活率低约10%。Dal和Hanestr?m的治疗组合之间的生存差异更大。

在达尔，覆盖物对生存有积极影响，与短插条相比，长插条和生根植物具有优势。在 Hanestr?m，植物死亡率很高，只有种植在覆盖物中的长插条才能达到50%(68%)以上的成活率。

有时存活率低的主要原因是实验中受损植物的频率很高。几乎所有种植的植物在种植后的头两年都受到了一定程度的破坏。在第三个生长季节，?ryd的植物受损较少，处理组合的频率在16%到28%之间变化。

Dal和Hanestr?m没有发现这种损害下降，即使在第三个生长季节，几乎所有的幼苗都受到了一些损害。在实验期间，几乎所有的植物都至少受到过某种伤害一次，导致受害植物总数接近100%。因此，不可能发现任何地点、覆盖处理或植物类型对损害的处理效果。

造成损害的原因在很大程度上是鹿或驼鹿的觅食。在?ryd的第一年，野兔浏览也很频繁，而在头两年，达尔经常出现霜冻。

在Hanestr?m，霜冻和田鼠造成的破坏造成了问题。在实验期间，几乎所有植物都被鹿或驼鹿吃过一次以上，但分析显示植物类型的显著影响 (p=0.0017)，其中85%的短插条被吃过，与长插条相比较低插条和植物，均为90%。

显著的场地×覆盖物相互作用（p=0.0001) 表明，在?ryd，塑料覆盖物将鹿和驼鹿造成的损害从没有覆盖物的90%减少到有覆盖物的80%。在另外两个站点，覆盖物对浏览没有显著影响。田鼠是Hanestr?m的重要破坏因素，因此在该地点比较了治疗对田鼠造成的破坏的影响。

在这里，塑料覆盖物对损害有减少作用，至少与生根植物和长插条结合使用时是这样 (p=0.0001)。

高度

种植五年后的树高受场地、覆盖物、植物类型及其相互作用的影响。?ryd的树木最高，平均 359厘米，是同时在Hanesstr?m（181厘米）测得的高度的两倍。

在达尔，平均身高为209厘米。塑料覆盖物对树高具有总体积极影响，覆盖物为284厘米，而无覆盖物为215厘米。与生根植物 (255厘米) 和短插条 (224厘米) 相比，长插条最高 (270厘米)。

然而，高度的响应因地点而异，在?ryd的治疗效果比在Dal和Hanestr?m的效果更好。在种植后的头几年，所有地点的高度发展都很低。

两年后，树木的高度仍低于1米。身高发育不佳的主要原因是浏览损害。在第三个生长季节，?ryd的高度增加得更快，而Dal和Hanestr?m的高度仍然很低。这部分是由于?ryd第三年的损坏频率较低，这使树木有可能恢复。

覆盖和土壤条件

这项研究表明，覆盖物通常对农业用地杨树的存活和生长都有积极影响。除了减少竞争外，还发现覆盖在某些情况下减少了浏览和啃咬的伤害。

通过减少竞争性植被的负面影响，大大改善了包括杨树在内的树木的建立，杂草控制的积极效果得到了改善随着场地肥力的增加而增加。 早期关于使用覆盖物的研究显示了积极和消极的影响。

不同的结果部分取决于覆盖物本身，因为不同的材料可以不同地使用和执行。有时会使用不同材料的薄片，有时会以完整的长条形式应用，就像在本研究中一样。

发现片状覆盖物对白杨幼苗的生长有积极影响，但也发现了负面影响，因为田鼠筑巢在覆盖物下方，破坏了覆盖物并损坏了植物。对于白蜡树和角树，不透明的覆盖物优于半透明的覆盖物，抵抗杂草入侵的能力比提高覆盖物下方的温度更重要。

因此，与可渗透的半透明覆盖物相比，不透水的树木生长更好，这可能是保留水分的结果。与除草剂相比，覆盖物对杂交杨树的存活和枝条生长具有积极影响，他们将此归因于平均降雨量或有限干旱期间覆盖物下方更好的水分条件。

然而，在长期干旱期间，地膜覆盖阻碍了土壤的再润湿。在我们的研究中，我们观察到覆盖物的初始存活率相对较低，最明显的是Hanestr?m的植物。

这很可能是由于覆盖物施用时的干燥土壤条件，而这些条件被覆盖物保留了下来。对土壤水分有快速需求的幼苗对干燥的土壤条件很敏感。

野生动物伤害

植树造林的一个普遍想法是，草料供应量高的大面积种植区应该减少采食压力，并允许良好的建立而损害有限。这种效应已在文献中显示。

然而，这项研究不支持这一发现，即使总种植面积高达 22 公顷，在所有地点都观察到鹿和驼鹿大量吃草。在规划杨树种植园时，更好地了解当地野生动物的情况显然是必要的物种。

我们可以看到处理组合对统计的影响很小，因为几乎所有植物都受到攻击，但一个有趣的结果是与其他植物类型相比，在短插条上发现的有蹄类动物的浏览量较低。人们可能怀疑较低的浏览高度是一个因素，但后来的高度测量无法支持较少浏览的任何影响。

一旦植物建立起来并发展出它们的根系，它们就会表现出超越浏览动物的能力。5年后的清查清楚地表明，植株高度增长加快，植株已达到鹿难以达到的高度。杨树在高浏览压力下长得超出鹿的能力。

在建立阶段减少浏览损害的另一种可能性是在浏览高度之上种植鞭子或大杆，但这必须进一步研究，因为需要相当高的高度才能至少减少由驼鹿带来的损害。

有蹄类动物的觅食是植物发育的障碍，但田鼠的攻击可能对植树造林农田上的植物生存更为严重。田鼠造成的损害可能是一个重要的经济因素，芬兰的估计就是例证。

可以通过去除杂草来减少损害，如农田上的土堆所示。在这项研究中，在Hanesstr?m发现了田鼠啃食的问题 ，那里来自草的竞争非常激烈。

结论

这项研究表明，根据以往的经验，没有杂草和去除杂草是杨树快速和无问题地生长的先决条件。

杂草的存在增加了植物的损失并延缓了它们的发育。它还栖息着田鼠，这可能是建立成功的严重障碍。虽然杂草不会直接影响浏览动物，但它们会增加浏览可能发生的时间，因为竞争会因此减缓植物的高度生长。

这项研究表明，通过使用大的平衡插条或选定无性系的植物，结合塑料覆盖物，可以减少杂草的影响并缩短草害严重的时间段。

参考文献：

【1】Blake TJ、Sperry JS、Tschaplinski TJ、Wang SS (1996) 水关系。In: Stettler RF, Bradshaw HD Jr, Heilman P, Hinckley T (eds)杨树生物学及其对管理和保护的影响。NRC 研究出版社，加拿大国家研究委员会，渥太华，第 401-422 页

【2】Bowersox TW, Ward WW (1970) 黑色聚乙烯覆盖物——建立杂交杨树的机械栽培替代方法。树植物注释 21:1-4

【3】Boysen B, Strobl S (1991) 杂交杨树种植者指南。安大略省自然资源部，第 148 页

【4】Davies RJ (1987) 树木和杂草——成功植树的杂草控制，手册 2。林业委员会，伦敦，第 39 页

【5】Dickmann DI, Phipps H, Netzer D (1980) 切割直径影响几个杨树无性系的早期存活和生长。美国农业部林务局，北中央森林实验站，研究说明 NC-261，圣保罗，第 4 页

#历史开讲#