除草方式对云杉苗圃微环境及苗木生长的影响

杨新鹏

(甘肃祁连山国家级自然保护区管理局乌鞘岭自然保护站，甘肃 天祝 733203)

青海云杉(PiceacrassifoliaKom)为松科云杉属常绿乔木，其耐阴湿、耐高寒、材质优良、树姿优美，是甘肃地区用材、水源涵养、森林更新、荒山造林和园林绿化的重要乡土树种[1]。近年来随着生态建设力度的加强，青海云杉苗木需求旺盛，育苗产业持续升温。除草是青海云杉苗木培育的重要环节之一，杂草消耗大量水肥，影响苗木采光，并为病虫害发生和蔓延提供便利条件[2-3]。因此，杂草需定期清除，否则影响苗木的生长和发育。传统的除草方式是人工拔除苗木行间杂草，费时、费力，且成本较高，随着科技的进步，人们开始应用除草剂、割草机和塑料薄膜覆盖等方法达到省时、省工的除草目的，但也出现了不少问题。本试验在青海云杉育苗中对比研究不同除草方式对苗圃地微环境、苗木生长量、除草效率和成本的影响，以期筛选出苗木生长快、成本低廉的除草方式。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在甘肃省天祝藏族自治县乌鞘岭林场黑沟苗圃，位于祁连山东段北麓浅山区，地理坐标102°48′E、36°52′N，海拔2433 m，属于大陆高原季风气候，年均气温2.8 ℃，1月平均气温-5 ℃，7月平均气温24 ℃，年日照时间2500 h，≥10 ℃的年积温2400 ℃，早霜8月下旬，晚霜4月下旬，年无霜期135 d，年均降水量365 mm。土壤类型为栗钙土。试验地苗木为5年生青海云杉，定植株行距50 cm×50 cm，平均株高60 cm，行间主要杂草为马齿苋(Portulacaoleracea.L.)、荠菜(Capsellabursa-pastoris(L.) Medic.)、狗尾草(SetariaViridis(L.) Beauv.)、牛筋草(Eleusineindica(L.) Gaertn.)、冰草(Agropyroncristatum(Linn.) Gaertn.)、刺儿菜(CephalanoplosSegtum(Bge.) Kitam.)、苦菜(Lxerischinensis(Thunb.) Nakai.)、节节草(EquisetumramosissimumDesf.)、芦苇(PhragmitascommunisTrin.)。

1.2 处理方法

试验共设4个除草方式，①化学除草：行间每间隔30 d喷洒1次20%百草枯水剂1000倍液(周口市先达化工有限公司生产)；②机械除草：行间每间隔30 d用背负式四冲程割草机(永康市三卓园林工具厂生产)沿地表割除杂草；③地膜除草：行间覆盖厚0.12 mm聚乙烯黑色地膜(云南雷马塑料制品有限公司生产)阻止杂草生长；④人工除草：行间每间隔30 d人工拔除杂草，此处理设为对照(CK)。每个试验小区面积667 m2，随机区组，重复3次。所有处理从2018年5月上旬开始实施，11月上旬完成最后一次化学、机械、人工除草。

1.3 测定内容与方法

试验开始后每天12∶00测定行间的地表温度、空气温度、相对湿度；每间隔5 d取地表土样测定土壤相对含水量；12月底每小区随机抽取30株苗木测定树高、冠幅、地径，肉眼观察叶色进行直观描述，同时核算除草效率和全年成本。

每小区沿东西方向等距离悬挂3支酒精温度计和干湿球湿度计，悬挂高度距地面50 cm进行行间空气温度、相对湿度测定；地表土壤相对含水量测定采用S形5点取样法采集土样，烘干法测定[4]，土壤相对含水量(%)=[(原土重-烘干土重)÷烘干土重]×100；冠幅=(南北冠幅+东西冠幅)/2；地径为地表树干直径，用电子游标卡尺测定；全年成本=雇工费+材料费，雇工费为全年单位除草面积(667 m2)雇用青壮年劳动力支出的工资，在试验地1个青壮年劳动力每天工作10 h的平均工资是100元，材料费=(购买材料数量×市场单价)。测定完成后所有数据求平均值，利用Excel 2003和DPS 9.05软件对试验数据进行新复极差Duncan多重比较显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同除草方式对苗木生长微环境的影响

由图1～图4可以看出，不同方式除草后，不同月份青海云杉苗木行间气温呈先升高后降低趋势，8月达到最高值，不同月份行间气温由高到低的排序均为地膜除草>化学除草>人工除草(CK)>机械除草；行间空气相对湿度变化也呈先升高后降低趋势，8月达到最高值，不同月份行间空气相对湿度由高到低的排序均为机械除草>人工除草(CK)>化学除草>地膜除草；地表温度变化呈近似直线变化，不同月份地表温度由高到低的排序均为地膜除草>化学除草>人工除草(CK)>机械除草；地表土壤相对含水量除地膜除草呈近似直线变化外，其它除草方式呈先升高后降低趋势，不同月份地表土壤相对含水量由高到低的排序均为地膜除草>化学除草>机械除草>人工除草(CK)。不同除草方式中，机械除草的苗木行间空气温度、地表温度最低，平均值分别为23.16 ℃、18.52 ℃，较人工除草(CK)分别降低4.77%、19.20%；行间空气相对湿度最高，平均值为55.07%，较人工除草(CK)提高17.02%。

图1 青海云杉苗木行间气温变化图2 青海云杉苗木行间空气相对湿度变化图3 苗圃地表温度变化图4 苗圃地表土壤相对含水量变化

2.2 不同除草方式对苗木生长的影响

由表1可以看出，不同方式除草后青海云杉苗木树高、冠幅和地径间差异均达到极显著水平(P<0.01)，除地膜除草处理的青海云杉叶色为黄绿色外，其余3种除草方式下青海云杉的叶色均为深绿色。不同除草方式中，机械除草的树高、冠幅、地径最高，分别为94.72 cm、34.34 cm、7.46 cm，较人工除草(CK)分别提高17.87%、29.83%、14.59%；其次是化学除草，树高、冠幅、地径分别为84.31 cm、30.44 cm、7.04 cm，较人工除草(CK)分别提高4.92%、15.09%、8.14%；地膜除草的树高、冠幅、地径最低，分别为76.08 cm、23.70 cm、6.13 cm，较人工除草(CK)分别降低5.33%、10.40%、5.84%。不同方式除草后青海云杉苗木树高、冠幅和地径由高到低的排序均为机械除草>化学除草>人工除草(CK)>地膜除草。

表1 不同除草方式的苗木生长变化

2.3 不同除草方式对除草效率和成本的影响

由表2可以看出，采用化学除草、机械除草和地膜除草时均提高除草效率，降低除草成本。1个青壮年劳动力采用化学除草、机械除草、地膜除草时除草效率分别为650.12、186.58、243.66 m2·h-1·人-1，较人工除草(CK)分别提高864.86%、176.91%、261.62%，不同方式除草效率由高到低的排序为化学除草>地膜除草>机械除草>人工除草(CK)。除草成本=雇工费+材料费，按此计算，化学除草、机械除草、地膜除草的全年除草成本分别2705.40、4503.60、1951.35元·hm-2，较人工除草(CK)分别降低73.97%、56.67%、81.23%，不同方式除草成本由高到低的排序为人工除草(CK)>机械除草>化学除草>地膜除草。

表2 不同除草方式的除草效率和成本

3 结论与建议

试验结果表明，不同除草方式除草后，青海云杉行间气温、空气相对湿度，地表土壤温度和相对含水量动态变化和高低不同，机械除草和化学除草均提高了苗木生长量，提高了除草效率和降低了除草成本，地膜除草虽提高了除草效率和降低了除草成本，但降低了苗木生长量。综合考虑不同除草方式对苗木生长、除草效率和除草成本的影响，认为青海云杉行间化学除草效果最佳。

植物生长的最适环境因子与地理起源相关，是植物在长期进化中形成的[5]。青海云杉天然林多分布在高海拔冷凉山区的阴坡和半阴坡，阴湿的生长环境有助于其快速生长[6]。本试验中机械除草后地表残留草茬，草茬蒸发后提高了青海云杉苗木行间空气湿度，降低了行间空气温度，为青海云杉生长创造了一个潮湿的生长环境，同时草茬覆盖地表，降低地表温度，减少地表水分蒸发，提高土壤相对含水量，在一定程度促进苗木生长。化学除草后地表杂草枯黄变干，蒸发量减少，苗木行间空气湿度略有降低，但在枯黄杂草的覆盖下地表温度较低，蒸发量降低，土壤相对含水量较高，在一定程度也促进了苗木生长。地膜除草后在黑色地膜的覆盖下，地表水分无法透过地膜蒸发，水分蒸发几乎为零，空气湿度降低，但土壤相对含水量较高，且在黑色地膜吸热下，行间空气温度和地表温度较高；青海云杉受土壤不透气、温度较高和行间干燥的影响，叶色表现出黄绿，生长受到一定影响。人工除草后杂草被拔除，地表覆盖物短时减少，土壤蒸发一定的水分，苗木行间保持一定的湿度和温度，土壤温度和相对含水量较低；青海云杉易受干旱等因素的影响，生长量较小。植物生长受光照、温度、湿度和土壤肥力等因素的影响，光照充足、温暖湿润和土壤肥沃的生境有助于植物生长。植物根系在缺氧和高温条件下，根系生长受阻，衰老加速，更新变慢，对水分和矿质离子的吸收和转运能力降低，从而影响地上部分生长[7]。

增加苗木生长量、缩短育苗周期和降低育苗成本是苗圃地技术创新和管理改革的主要目的。在综合考虑不同除草方式对青海云杉苗木生长量、除草效率和成本的影响后，认为化学除草效率最高，苗木生长量较大，建议在青海云杉育苗中优先应用。