不同修枝强度对桦树生长的影响_李艳.pdf

http:/2023年4月 第14卷 第8期不同修枝强度对桦树生长的影响李艳甘肃省白龙江林业生态监测和调查规划院，甘肃兰州730030摘要：为探究不同修枝强度对桦树生长的影响，以 4 年生白桦幼树为试验对象，设置 4 个不同处理，比较不同处理对桦树生长、光合作用及生理特性的影响。结果表明：适度修枝有利于桦树的生长，可增加总叶绿素含量，提升桦树光合特性；在剪去活枝冠层 1/4的下层枝条时，桦树生长效果最佳。关键词：修枝强度；桦树；生长；光合作用；生理特性中图分类号：S753.51文献标志码：B文章编号：1674-7909（2023）08-115-30引言白桦为桦木科桦木属植物，主要分布于北半球，是甘肃省林区优良的原料树种之一1。白桦生命力顽强，生长速度快，品质优良，形态优美，是园林绿化的重要树种2-3；白桦干形良好、材质坚硬、纹理致密、色泽洁白，是制造胶合板、人造纤维和造纸的良好原材料，处理后可制成精美家具、工艺品等2。此外，白桦树汁可入药，具有很好的药用及保健价值3-5。修枝是指人为去除树冠下部濒死枝、已死枝及部分无价值枝叶等，以帮助植株健康生长6。目前，合理修枝已经受到人们的高度重视，在杨树7、福建柏8、红松9等人工林经营管理中得到了广泛应用。研究表明，适度修枝可提高林间通风透光率，利于林下植被生长；可减少树体不必要的养分消耗，提高光合效率10-11。为探究不同修枝强度对桦树生长的影响，笔者以白桦幼树为试验对象，分析不同修枝强度对白桦生长、生理特性及光合特性的影响，希望能够为白桦人工林培育提供理论依据。1试验材料与方法1.1试验地概况试验地位于甘肃省兰州市白龙江林区，属温带大陆性气候区，年平均气温为10.3，年平均日照时间为2 446 h，无霜期为180 d，年平均降水量为327 mm。1.2试验方法试验林为2017年营造的白桦人工林，栽植密度为2 250株/hm2。2021年 3月，选择苗木规格一致、长势基本一致的白桦幼树进行修枝试验。此试验共设置4个处理，分别为CK处理（对照处理，不修枝）、T1处理（轻度修枝，剪去活枝冠层1/4的下层枝条）、T2处理（中度修枝，剪去活枝冠层1/3的下层枝条）、T3处理（重度修枝，剪去活枝冠层 1/2的下层枝条），每个处理重复 3次。共12个试验小区，各试验小区采取完全区组设计，每个试验小区面积均为400 m2。修枝6个月后，于各个试验小区随机选择10株代表性植株，测量白桦胸径、树高等指标。其中，胸径采用钢卷尺测量，树高采用测高器测量，并按照公式（1）计算单株积材12。V=f h D240 000（1）式（1）中：f为树干形数（取0.5），为圆周率，h为树高，D为胸径。选择晴朗天气，用Li-6800型光合作用测定仪测量不同处理白桦（上述10株代表性植株）成熟叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）等光合指标。其中，白桦水分利用效率（WUE）、瞬时羧化效率（CE）的计算公式分别为WUE=PnTr（2）CE=PnCi（3）收集不同处理白桦幼树相同方位叶片各50片，测量各处理白桦的生理指标：采用Solarbio检测试剂盒测定超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物歧化酶作者简介：李艳（1990），女，大专，助理工程师，研究方向：森林资源管理。115DOI:10.19345/ki.1674-7909.2023.08.018http:/2023年4月 第14卷 第8期（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）含量，采用蒽酮比色法测量可溶性糖含量，采用分光光度法测量总叶绿素含量13。1.3数据处理采用 Excel 2019 软件整理调查数据，采用 SPSS25.0软件对试验数据进行差异显著性分析。2试验结果与分析2.1不同修枝强度对白桦生长的影响由表 1 可知，不同修枝强度对白桦胸径、树高及单株积材均存在显著影响。白桦胸径以 T1处理为最高（3.21 cm），其次为 CK 处理、T2处理、T3处理，其中 CK 处理与 T1处理的白桦胸径差异不显著。随着修枝强度的增加，白桦树高呈先升高、后降低趋势。不同处理白桦单株积材由高到低排序依次为T1处理、CK 处理、T2处理、T3处理，其中 T1处理、T2处理、T3处理白桦单株积材分别较 CK 处理增加了23.08%、-7.69%、-23.08%。表1不同修枝强度对白桦生长的影响处理CKT1T2T3胸径/cm3.06 a3.21 a2.81 b2.60 c树高/m3.44 d3.97 a3.74 b3.57 c单株积材/m30.001 3 ab0.001 6 a0.001 2 b0.001 0 c注：同列不同小写字母表示处理间在0.05水平上差异显著，下同。2.2不同修枝强度对白桦光合特性的影响由表2可知，T1处理白桦净光合速率Pn最高，达到了 7.24 mol/（m2g），其中 T1处理与 CK 处理、T2处理净光合速率差异不显著，T1处理白桦净光合速率显著高于T3处理；随着修枝强度的增加，白桦蒸腾速率 Tr呈现出先升高、后降低的趋势，由 CK 处理的0.32 mol/（m2 g）增长至T1处理的0.45 mol/（m2 g），后降低至T3处理的0.25 mol/（m2 g）；T1处理白桦气孔导度 Gs 最大 0.57 mol/（m2g），显著高于其余 3 个处理（CK处理、T2处理、T3处理白桦气孔导度差异不显著）；随着修枝强度的增加，白桦胞间 CO2浓度 Ci整体呈降低趋势，由 CK 处理的 499.35 mol/（m2g）降低至 T3处理的 430.55 mol/（m2g），其中 CK 处理与 T1处理白桦胞间 CO2浓度差异不显著，T1处理与T2处理白桦胞间 CO2浓度差异不显著；不同处理白桦水分利用效率 WUE 在 16.0320.08；T1处理白桦瞬时羧化效率 CE 显著高于其余 3 个处理，但 CK 处理、T2处理、T3处理白桦瞬时羧化效率差异不显著。2.3不同修枝强度对白桦生理变化的影响由表 3可知，随着修枝强度的增加，白桦 SOD活性逐渐升高，由 CK 处理的 1 513.24 U/g 逐渐升高至T3处理的 4 767.65 U/g；T1处理白桦 POD 活性最高，达到了128.44 U/g（与T2处理差异不显著），显著高于T3处理和 CK 处理；白桦 CAT 活性变化趋势与 SOD活性变化趋势基本一致，随着修枝强度的增加，白桦CAT 活性由 CK 处理的 400.02 U/g 逐渐增加至 T3处理的999.65 U/g；白桦总叶绿素含量由高到低排序依次为 T1处理、T2处理、T3处理、CK 处理，其中 T2处理与T3处理白桦总叶绿素含量差异不显著；CK处理白桦可溶性糖含量最高（20.04 mg/g），T1处理、T2处理、T3处理白桦可溶性糖含量差异不显著；随着修枝强度的增加，桦树MDA含量呈降低趋势，由CK处理的23.98 mol/g降低至T3处理的16.35 mol/g。3结论与讨论此次研究比较了不同修枝强度对白桦生长的影响，发现修枝后白桦树高显著高于不修枝处理，这与尚富华等14的研究结果一致。这可能是因为将活冠层部分下部枝条疏除后，林木树干基部及根系可获取足够的养分，直接影响树干的生长。光合作用决定着植表2不同修枝强度对白桦光合特性的影响处理CKT1T2T3Pn/mol/（m2 g）5.13 ab7.24 a5.25 ab5.02 bTr/mol/（m2 g）0.32 b0.45 a0.27 c0.25 cGs/mol/（m2 g）0.44 b0.57 a0.43 b0.42 bCi/mol/（m2 g）499.35 a483.24 ab476.17 b430.55 cWUE16.03 a16.09 a19.44 a20.08 aCE0.010 b0.015 a0.011 b0.012 b表3不同修枝强度对白桦生理特性的影响处理CKT1T2T3SOD活性/（U/g）1 513.24 d2 985.65 c3 821.03 b4 767.65 aPOD活性/（U/g）40.23 c128.44 a117.65 a85.94 bCAT活性/（U/g）400.02 d426.93 c638.74 b999.65 a总叶绿素含量/（mg/g）0.92 c1.54 a1.16 b1.15 b可溶性糖含量/（mg/g）20.04 a14.97 b13.15 b14.36 bMDA含量/（mol/g）23.98 a20.84 b18.17 c16.35 d116http:/物的生产力，影响着植物的生长及发育。此次研究发现，适当修枝可显著增加白桦叶绿素含量，增强白桦的光合作用。另外，修枝可优化林间光照环境，有助于白桦进行光合作用15。在植物处于正常生长状态时，其细胞内活性氧的产生和保护酶等的清除作用处于动态平衡状态。在植物遭受外界胁迫后，其细胞内会迅速积累大量的活性氧，导致稳定状态失衡，产生膜脂过氧化物，从而破坏细胞的完整性，同时植物会利用体内储存的非结构性碳转化成抵抗损伤的应急产物16。此研究发现，在修枝后，白桦保护性酶活性、总叶绿素含量明显提升，但是丙二醛、可溶性糖这两种渗透调节物质含量有所降低，表明修枝作为一种机械损伤会对白桦产生胁迫效果。为应对胁迫，白桦会迅速提升体内保护酶活性，利用这些保护酶清除多余的活性氧以适应环境胁迫。这样有助于减少膜脂过氧化产物的积累，同时消耗白桦体内所储存非结构性碳用于细胞组织重建，增加白桦体内叶绿素含量以提高光合效率，从而逐步减弱机械损伤对白桦造成的影响17-18。综上所述，适度修枝有利于白桦的生长，可增加总叶绿素含量，提升白桦光合特性。轻度修枝，即剪去活枝冠层1/4的下层枝条时，白桦生长效果最佳，是最适宜兰州市的白桦修枝强度。参考文献：1 刘忠玲，姚颖，邓贵春，等.抚育间伐对白桦天然次生林生长及林下植物多样性的影响 J.西北林学院学报，2022（4）：216-222.2 刘晓华，施利伟.施肥种类对白桦幼林生长的影响 J.林业勘察设计，2018（3）：94-96.3 张继武.子午岭白桦树育苗及造林技术分析J.种子科技，2021（24）：110-111.4周以良，董世林，聂绍荃.黑龙江树木志M.哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1986：76-78.5 代嵩华，黄印冉，冯树香，等.不同遮阴强度对白桦幼苗生长情况的影响J.河北林业科技，2022（2）：25-27.6 王春胜，曾杰.林木修枝研究进展 J.世界林业研究，2016（3）：65-70.7 刘西军，黄庆丰，徐小牛，等.修枝对滩地杨树生长和养分的短期影响 J.水土保持学报，2009（5）：195-199.8 肖祥希.修枝对福建柏林分生长及无节材形成的影响 J.林业科学研究，2005（1）：22-26.9 郭明辉.森林培育措施对红松人工林径向生长性质的影响 J.林业科学，2003（5）：100-104.10 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