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不同林农复合模式对造林1年后毛白杨幼林根系的影响

王长伟 刘勇 李国雷 孙明慧 赵蕊蕊 王苗苗 路兴良 宋怀山

王长伟, 刘勇, 李国雷, 孙明慧, 赵蕊蕊, 王苗苗, 路兴良, 宋怀山. 不同林农复合模式对造林1年后毛白杨幼林根系的影响[J]. 北京林业大学学报, 2019, 41(1): 32-41. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180290
引用本文: 王长伟, 刘勇, 李国雷, 孙明慧, 赵蕊蕊, 王苗苗, 路兴良, 宋怀山. 不同林农复合模式对造林1年后毛白杨幼林根系的影响[J]. 北京林业大学学报, 2019, 41(1): 32-41. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180290
Wang Changwei, Liu Yong, Li Guolei, Sun Minghui, Zhao Ruirui, Wang Miaomiao, Lu Xingliang, Song Huaishan. Effects of different agro-forestry models on seedling root system of Populus tomentosa after one year of afforestation[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2019, 41(1): 32-41. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180290
Citation: Wang Changwei, Liu Yong, Li Guolei, Sun Minghui, Zhao Ruirui, Wang Miaomiao, Lu Xingliang, Song Huaishan. Effects of different agro-forestry models on seedling root system of Populus tomentosa after one year of afforestation[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2019, 41(1): 32-41. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180290

不同林农复合模式对造林1年后毛白杨幼林根系的影响

doi: 10.13332/j.1000-1522.20180290
基金项目: 

国家重点研发专项“白杨工业资源材高效培育技术研究” 2016YFD0600403

详细信息
    作者简介:

    王长伟。主要研究方向:森林培育学。Email:1947978520@qq.com  地址:100083 北京市海淀区清华东路35号 北京林业大学林学院

    通讯作者:

    刘勇,教授,博士生导师。主要研究方向:森林培育学。Email: lyong@bjfu.edu.cn  地址:同上

  • 中图分类号: S753

Effects of different agro-forestry models on seedling root system of Populus tomentosa after one year of afforestation

  • 摘要: 目的林农复合经营是解决林农争地的有效途径,本文为探究新品种毛白杨幼林根系在造林1年后不同林农复合模式下的分布情况,研究了毛白杨幼林间作条件下细根根长密度(FRLD)和细根根质量密度(FRBD)在不同造林密度和间作模式下的空间分布,旨在筛选较佳的林农复合模式,为毛白杨幼林林下物种合理配置提供理论依据。方法本研究以1年生‘北林雄株1号’为试验材料,采用裂区试验设计,主区设置2个毛白杨常见造林密度:2 m×3 m和3 m×4 m,副区设置2个当地常见的林下间作模式:毛白杨+花生+菠菜(花生、菠菜轮作)、毛白杨+花生,以幼林常规抚育模式作为对照,共6个处理,每个处理设3次重复。造林1年后,每个处理及对照组选取3株标准木,沿树体行间水平方向每隔30 cm取根样,取到150 cm处;垂直方向从地表向下每20 cm取根样,取到80 cm处,共取根样1 080个。通过对毛白杨FRLD和FRBD的分析,研究不同林农复合模式对2年生毛白杨幼林根系的影响。结果造林1年后,不同造林密度对2年生毛白杨单株的FRLD和FRBD未表现出显著影响(P>0.05),后期还需继续观测;造林1年后的不同间作模式对2年生毛白杨FRLD和FRBD均有显著影响(P<0.05),两者的交互作用对毛白杨的FRLD和FRBD无显著影响。不同林农复合模式在水平和垂直方向的细根集中分布区相同。水平方向上,毛白杨+花生+菠菜、毛白杨+花生、常规抚育3种不同模式下有超过56.36%的FRLD和FRBD分布于0~30 cm土层范围内;垂直方向上,在0~20 cm和20~40 cm土层范围内FRLD和FRBD约占测量总体的78.95%以上。对3种模式在水平和垂直方向上的FRLD和FRBD进行多重比较,发现毛白杨+花生+菠菜和毛白杨+花生2种模式在水平和垂直方向的FRLD和FRBD均高于毛白杨幼林常规抚育模式。结论不同林农复合模式下,2年生毛白杨幼林根系水平方向主要分布于0~30 cm,垂直方向主要分布于0~20 cm和20~40 cm,毛白杨幼林间作农作物在造林1年后可以促进林木根系的生长。
  • 图  1  根系取样示意图

    图引自文献[11]。

    Figure  1.  Schematic of root sampling

    The graph was drawn from reference [11].

    图  2  细根根长密度同层比较

    不同小写字母表示相同土层不同复合模式之间差异显著(P<0.05),根据Duncan法检验。下同。

    Figure  2.  Comparison of fine root length density in the same layer

    Different letters in the figure indicate significant difference between different intercropping patterns of the same soil layer(P < 0.05), according to Duncan test. The same below.

    图  3  细根根质量密度同层比较

    Figure  3.  Comparison of fine root biomass density in the same layer

    表  1  试验设置

    Table  1.   Test setting

    处理编号 Treatment No.造林密度 Planting density间作模式 Intercropping pattern
    1毛白杨+花生+菠菜 P. tomentosa + Arachis hypogaea + Spinacia oleracea
    22 m×3 m毛白杨+花生 P. tomentosa+ Arachis hypogaea
    3毛白杨 P. tomentosa
    4毛白杨+花生+菠菜 P. tomentosa + Arachis hypogaea + Spinacia oleracea
    53 m×4 m毛白杨+花生 P. tomentosa+ Arachis hypogaea
    6毛白杨 P. tomentosa
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    表  2  造林密度和间作模式对毛白杨细根根长密度(FRLD)和细根根质量密度(FRBD)方差分析

    Table  2.   Analysis of variance of P. tomentosa fine root length density(FRLD) and fine root biomass density (FRBD) influenced by planting density and intercropping patterns

    主因子
    Main factor
    细根根长密度
    FRLD/(cm·dm-3)
    P细根根质量密度
    FRBD/(g·dm-3)
    P
    造林密度 Planting density0.1120.112 5
    2 m×3 m873.2430.884
    3 m×4 m701.7920.820
    间作模式 Intercropping pattern0.003**0.004**
    毛白杨+花生+菠菜
    P. tomentosa + Arachis hypogaea + Spinacia oleracea
    1 020.010a1.644a
    毛白杨+花生 P. tomentosa+Arachis hypogaea862.602a1.744a
    毛白杨 P. tomentosa494.429b0.860b
    造林密度×间作模式 Planting density×Intercropping pattern0.5850.881
    注:**表示差异极显著(P<0.01),同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
    Notes:** indicates extremely significant difference(P<0.01), different letters in the same column indicate significant difference(P<0.05).
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    表  3  不同密度下毛白杨细根的水平分布

    Table  3.   Horizontal distribution of fine roots of P. tomentosa under different densities

    径向距离
    Radial
    distance/cm
    造林密度 Planting density
    2 m×3 m3 m×4 m
    细根根长密度
    FRLD/
    (cm·dm-3)
    比例
    Proportion/
    %
    细根根质量密度
    FRBD/
    (g·dm-3)
    比例
    Proportion/
    %
    细根根长密度
    FRLD/
    (cm·dm-3)
    比例
    Proportion/
    %
    细根根质量密度
    FRBD/
    (g·dm-3)
    比例
    Proportion/
    %
    0~30565.900 a64.800.520 a58.67466.532 a66.480.444 a54.15
    30~60126.656 b14.500.156 b17.82105.300 b15.000.180 b21.95
    60~9056.404 bc6.460.064 b7.0462.360 bc8.890.100 bc12.20
    90~12071.240 bc8.160.080 b9.2341.696 bc5.940.068 c8.29
    120~15053.040 c6.070.064 b7.2325.904 c3.690.028 c3.41
    注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05),根据Kruskal-Wallis test法检验。下同。
    Notes:different letters in the same column indicate significant difference(P<0.05), according to Kruskal-Wallis test. The same below.
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    表  4  不同密度下毛白杨细根的垂直分布

    Table  4.   Vertical distribution of fine roots of P. tomentosa under different densities

    土层深度
    Soil depth/
    cm
    造林密度Planting density
    2 m×3 m3 m×4 m
    细根根长密度
    FRLD/
    (cm·dm-3)
    比例
    Proportion/
    %
    细根根质量密度
    FRBD/
    (g·dm-3)
    比例
    Proportion/
    %
    细根根长密度
    FRLD/
    (cm·dm-3)
    比例
    Proportion/
    %
    细根根质量密度
    FRBD/
    (g·dm-3)
    比例
    Proportion/
    %
    0~20385.972 a44.200.346 a39.16292.437 a41.670.352 a42.94
    20~40321.614 a36.830.345 a39.01291.174 a41.490.311 a37.97
    40~60115.533 b13.240.114 b12.9288.847 b12.660.120 b14.60
    60~8050.124 b5.730.079 b8.9029.335 b4.180.037 b4.49
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    表  5  不同种植模式下毛白杨细根的水平分布

    Table  5.   Horizontal distribution of fine roots of P. tomentosa under different cropping patterns

    径向距离
    Radial
    distance/cm
    间作模式 Intercropping pattern
    毛白杨+花生+菠菜
    P. tomentosa + Arachis hypogaea +
    Spinacia oleracea
    毛白杨+花生
    P. tomentosa + Arachis hypogaea
    毛白杨
    P. tomentosa
    细根根长密度
    FRLD/(cm·dm-3)
    细根根质量密度
    FRBD/(g·dm-3)
    细根根长密度
    FRLD/(cm·dm-3)
    细根根质量密度
    FRBD/(g·dm-3)
    细根根长密度
    FRLD/(cm·dm-3)
    细根根质量密度
    FRBD/(g·dm-3)
    0~30706.948 a1.007 a577.677 a0.983 a283.736 a0.525 a
    30~60127.882 b0.280 b102.732 b0.363 b109.116 b0.140 b
    60~9070.726 bc0.140 bc69.400 bc0.176 bc38.803 bc0.069 bc
    90~12069.823 bc0.141 bc66.779 bc0.146 bc32.391 c0.062 c
    120~15044.631 c0.077 c46.014 c0.076 c30.384 c0.064 c
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    表  6  不同种植模式下毛白杨细根的垂直分布

    Table  6.   Vertical distribution of fine roots in P. tomentosa under different cropping patterns

    土层深度
    Soil
    depth/cm
    间作模式 Intercropping pattern
    毛白杨+花生+菠菜
    P. tomentosa + Arachis hypogaea +
    Spinacia oleracea
    毛白杨+花生
    P. tomentosa + Arachis hypogaea
    毛白杨
    P. tomentosa
    细根根长密度
    FRLD/(cm·dm-3)
    细根根质量密度
    FRBD/(g·dm-3)
    细根根长密度
    FRLD/(cm·dm-3)
    细根根质量密度
    FRBD/(g·dm-3)
    细根根长密度
    FRLD/(cm·dm-3)
    细根根质量密度
    FRBD/(g·dm-3)
    0~20435.575 a0.694 a338.610 a0.628 ab229.332 a0.382 a
    20~40432.240 a0.616 a359.574 a0.781 a161.069 ab0.297 ab
    40~60104.072 b0.208 b125.285 b0.238 b72.210 bc0.121 bc
    60~8048.124 c0.126 c39.133 c0.097 c31.818 c0.060 c
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  • [1] 袁玉欣, 魏宏侠, 马荣泽, 等.杨粮间作系统农作物产量研究[J].河北林果研究, 2001, 16(1): 7-13. doi:  10.3969/j.issn.1007-4961.2001.01.002

    Yuan Y X, Wei H X, Ma R Z, et al. The study on crop yield of poplar-crop intercropping system[J]. Hebei Forestry Research, 2001, 16(1): 7-13. doi:  10.3969/j.issn.1007-4961.2001.01.002
    [2] 李勇美, 张金池, 郭小平, 等.不同林农复合经营模式对作物生长和产量的影响[J].西北农林科技大学学报(自然科学版), 2013, 41(2): 61-68. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/xbnydxxb201302011

    Li Y M, Zhang J C, Guo X P, et al. Effects of different agro-forestry models on crop growth and yield[J]. Journal of Northwest A & F University(Natural Science Edition), 2013, 41(2): 61-68. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/xbnydxxb201302011
    [3] 康向阳, 朱之悌.三倍体毛白杨在我国纸浆生产中的地位与作用[J].北京林业大学学报, 2002, 24(增刊1): 51-56. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10022-2009134695.htm

    Kang X Y, Zhu Z T. The position and function of triploid Populus tomentosa in pulp production in China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2002, 24(Suppl.1): 51-56. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10022-2009134695.htm
    [4] 张国君, 盛海波, 周梅, 等.杨树林地郁闭前林农间作研究[J].湖南林业科技, 2008, 35(2): 31-32, 35. doi:  10.3969/j.issn.1003-5710.2008.02.010

    Zhang G J, Sheng H B, Zhou M, et al. Reserch on forest and crops inteplanting on the front closing forest land of poplar tree[J]. Hunan Forestry Science and Technology, 2008, 35(2): 31-32, 35. doi:  10.3969/j.issn.1003-5710.2008.02.010
    [5] 吴殿鸣.杨农间作系统对土壤不同形态氮素损失效应的研究[D].南京: 南京林业大学, 2012. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10298-1012033446.htm

    Wu D M. Study on effects of poplar-crop intercropping system on the soil nitrogen loss[D]. Nanjing: Nanjing Forestry University, 2012. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10298-1012033446.htm
    [6] 史建伟, 王孟本, 于立忠, 等.土壤有效氮及其相关因素对植物细根的影响[J].生态学杂志, 2007, 26(10): 1634-1639. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxzz200710022

    Shi J W, Wang M B, Yu L Z, et al. Effects of soilavailable nitrogen and related factors on plant fine root[J]. Journal of Ecology, 2007, 26 (10): 1634-1639. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxzz200710022
    [7] 黄晶晶, 井家林, 曹德昌, 等.不同林龄胡杨克隆繁殖根系分布特征及其构型[J].生态学报, 2013, 33(14): 4331-4342. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxb201314013

    Huang J J, Jing J J, Cao D C, et al. Cloning root system distribution and architecture of different forest age in Populus euphratica Ejina Oasis[J]. Acta Ecologica Sinica, 2013, 33(14): 4331-4342. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxb201314013
    [8] 司建华, 冯起, 李建林, 等.荒漠河岸林胡杨吸水根系空间分布特征[J].生态学杂志, 2007, 26(1): 1-4. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxzz200701001

    Si J H, Feng Q, Li J L, et al. Spatial distribution pattern of Populus euphratica fane roots in desert riparian forests[J]. Journal of Ecology, 2007, 26(1): 1-4. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxzz200701001
    [9] 吴雪琼, 杨文斌, 李卫, 等.低覆盖度行带式间作模式下赤峰杨根系分布特征[J].林业科学研究, 2015, 28(2): 255-260. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-82201-1013378400.htm

    Wu X Q, Yang W B, Li W, et al. Root distribution of Populus×xiao zhuanica cv. 'Chifengensis' planted under low coverage belt-scheme[J]. Forest Research, 2015, 28(2): 255-260. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-82201-1013378400.htm
    [10] 马长明, 翟明普, 刘春鹏.单作与间作条件下核桃根系分布特征研究[J].北京林业大学学报, 2009, 31(6): 181-186. http://j.bjfu.edu.cn/article/id/8632

    Ma C M, Zhai M P, Liu C P. Root distribution characteristics of Juglans regia in monoculture and intercropping[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2009, 31(6): 181-186. http://j.bjfu.edu.cn/article/id/8632
    [11] 王宝驹.南疆地区枣麦农林复合系统根系互作研究[D].石河子: 石河子大学, 2014. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10759-1015510922.htm

    Wang B J. The study of the roots interaction in Jujube/wheat agroforestry systems at southern Xinjiang[D]. Shihezi: Shihezi University, 2014. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10759-1015510922.htm
    [12] 席本野, 王烨, 贾黎明, 等.宽窄行栽植模式下三倍体毛白杨根系分布特征及其与根系吸水的关系[J].生态学报, 2011, 31(1): 47-57. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxb201101006

    Xi B Y, Wang Y, Jia L M, et al. Property of root distribution of triploid Populus tomentosa and its relation to root water uptake under the wide-and-narrow row spacing scheme[J]. Acta Ecologica Sinica, 2011, 31(1): 47-57. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxb201101006
    [13] Block R M A, Van Rees K C J, Knight J D. A review of fine root dynamics in Populus plantations[J]. Agroforestry System, 2006, 67(1): 73-84. doi:  10.1007/s10457-005-2002-7
    [14] 龚学臣. SPSS18.0在裂区试验结果方差分析中的应用[J].河北北方学院学报(自然科版), 2014, 30(5): 52-54, 58. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hbbfxyxb-z201405013

    Gong X C. Application of SPSS18.0 in variance analysis of split-plot design[J]. Journal of Hebei North University (Natural Science Edition), 2014, 30 (5): 52-54, 58. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/hbbfxyxb-z201405013
    [15] 张久权, 黄一兰, 张瀛, 等.裂区试验资料均值的多重比较及错误辨析[J].中国烟草科学, 2015, 36(6): 105-111. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgyckx201506019

    Zhang J Q, Huang Y L, Zhang Y, et al. Multiple comparison of means and misuse of split plot design with quantitative data[J]. Chinese Tobacco Science, 2015, 36(6): 105-111. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgyckx201506019
    [16] 闫小莉, 戴腾飞, 邢长山, 等.水肥耦合对欧美108杨幼林表土层细根形态及分布的影响[J].生态学报, 2015, 35(11): 3692-3701. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxb201511022

    Yan X L, Dai T F, Xing C S, et al. Coupling effect of water and nitrogen on themorphology and distribution of fine root in surface soil layer of young Populus×euramericana plantation[J]. Acta Ecologica Sinica, 2015, 35(11): 3692-3701. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxb201511022
    [17] 薛建辉, 王智, 吕祥生.林木根系与土壤环境相互作用研究综述[J].南京林业大学学报(自然科学版), 2002, 26(3): 79-84. doi:  10.3969/j.issn.1000-2006.2002.03.021

    Xue J H, Wang Z, Lü X S. Progress on the interaction between tree roots and soil environment[J]. Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2002, 26(3): 79-84. doi:  10.3969/j.issn.1000-2006.2002.03.021
    [18] 孙志虎, 王庆成.采用地统计学方法对水曲柳人工纯林表层根量的估计[J].生态学报, 2005, 25(4): 923-930. doi:  10.3321/j.issn:1000-0933.2005.04.039

    Sun Z H, Wang Q C. The estimate of root biomass in upper soil layer of Fraxinus mandshurica plantation by geostatistics method[J]. Acta Ecologica Sinica, 2005, 25(4): 923-930. doi:  10.3321/j.issn:1000-0933.2005.04.039
    [19] 程云环, 韩有志, 王庆成, 等.落叶松人工林细根动态与土壤资源有效性关系研究[J].植物生态学报, 2005, 29(3): 303-310. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zwstxb200503009

    Cheng Y H, Han Y Z, Wang Q C, et al. Seasonal dynamics of fine root biomass, root length density, specific root length and soil resource availability in a Larix gmelini plantation[J]. Journal of Plant Ecology, 2005, 29(3): 303-310. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zwstxb200503009
    [20] 杨秀云, 韩有志, 张芸香, 等.采伐干扰对华北落叶松细根生物量空间异质性的影响[J].生态学报, 2012, 32(1): 64-73. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxb201201008

    Yang X Y, Han Y Z, Zhang Y X, et al. Effects of cutting disturbance on spatial heterogeneity of fine root biomass of Larix principis-rupprechtii[J]. Acta Ecologica Sinica, 2012, 32 (1): 64-73. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxb201201008
    [21] 田宇明.水曲柳人工幼龄林密度效应的研究[D].哈尔滨: 东北林业大学, 2009. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10225-2009134519.htm

    Tian Y M. Density effect of Juvenile Fraxinus mandshurica plantation[D]. Haerbin: Northeast Forestry University, 2009. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10225-2009134519.htm
    [22] 谷加存, 肖立娟, 马振东, 等.造林密度对水曲柳人工林地上生长和细根生物量的影响[J].生态学杂志, 2017, 36(11): 3008-3016. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxzz201711002

    Gu J C, Xiao L J, Ma Z D, et al. Effect of planting density on the aboveground growth and fine root biomass in Fraxinus mandschurica Rupr. plantation[J]. Chinese Journal of Ecology, 2017, 36 (11): 3008-3016. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/stxzz201711002
    [23] 朱宾良, 李志辉, 陈少雄.不同林分密度对尾巨桉生物产量及生产力的影响研究[J].湖南环境生物职业技术学院学报, 2007, 13(4): 11-14. doi:  10.3969/j.issn.1671-6361.2007.04.004

    Zhu B L, Li Z H, Chen S X. Effect of different stand density on biomass and productivity of Eucalyptus urophglla×grandis[J]. Journal of Hunan Environmental Biotechnology College, 2007, 13(4): 11-14. doi:  10.3969/j.issn.1671-6361.2007.04.004
    [24] 李盼盼.杨树人工林细根的空间分布特征及其季节动态[D].泰安: 山东农业大学, 2012. http://d.wanfangdata.com.cn/Thesis/Y2117259

    Li P P. Fine root distribution patterns and seasonal dynamics of poplar plantation[D].Taian: Shandong Agricultural University, 2012. http://d.wanfangdata.com.cn/Thesis/Y2117259
    [25] 郭从俭, 张新胜.楸树幼林根系调查研究[J].河南林业科技, 1996(1): 25-27. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199600235046

    Guo C J, Zhang X S. Investigation on root system of young tree of Catalpa bungei[J]. Henan Forestry Science and Technology, 1996 (1): 25-27. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199600235046
    [26] 李盼盼, 王延平, 王华田, 等.黄河冲积平原杨树人工林细根空间分布特征[J].山东农业大学学报(自然科学版), 2013, 44(1): 61-65. doi:  10.3969/j.issn.1000-2324.2013.01.012

    Li P P, Wang Y P, Wang H T, et al. Fine roots distribution patter of Populus deltoites plantations in Yellow River Fluvial Plain[J]. Journal of Shandong Agricultural University (Natural Science Edition), 2013, 44 (1): 61-65. doi:  10.3969/j.issn.1000-2324.2013.01.012
    [27] 姜岳忠, 刘盛芳, 马履一, 等.毛白杨幼林间作效应研究[J].北京林业大学学报, 2006, 28(3): 81-85. doi:  10.3321/j.issn:1000-1522.2006.03.015

    Jiang Y Z, Liu S F, Ma L Y, et al. Effects of intercropping on young Populus tomentosa[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2006, 28(3): 81-85. doi:  10.3321/j.issn:1000-1522.2006.03.015
    [28] 王来, 仲崇高, 蔡靖, 等.核桃-小麦复合系统中细根的分布及形态变异研究[J].西北农林科技大学学报(自然科学版), 2011, 39(7): 64-70. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=xbnydxxb201107010

    Wang L, Zhong C G, Cai J, et al. Spatial distribution and morphological variations of the fine roots in walnut-wheat intercropping agroforestry ecosystem[J]. Journal of Northwest University of Agriculture and Forestry Science and Technology (Natural Science Edition), 2011, 39(7): 64-70. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=xbnydxxb201107010
    [29] 何春霞, 孟平, 张劲松, 等.华北低丘山区核桃-决明子复合模式的根系分布[J].林业科学研究, 2013, 26(6): 715-721. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/lykxyj201306008

    He C X, Meng P, Zhang J S, et al. Root spatial distribution of walnut /cassia agroforestry systemin the rocky hilly area of north China[J]. Forestry Science Research, 2013, 26(6): 715-721. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/lykxyj201306008
  • [1] 王兵, 程子义, 张蕾, 赵芝婧, 陆海, 刘頔.  过表达毛白杨线粒体APX基因烟草提高抗逆能力的研究 . 北京林业大学学报, 2020, 42(7): 33-39. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190390
    [2] 毛秀红, 朱士利, 李善文, 华辉, 田书勇, 仲伟国, 董玉峰, 安新民.  基于荧光SSR标记的毛白杨核心种质构建 . 北京林业大学学报, 2020, 42(7): 40-47. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190413
    [3] 张晋岚, 张祥雪, 冉苒, 伍敏, 吴尚, 贾黎明.  基于植物分割理论的毛白杨干旱落叶研究 . 北京林业大学学报, 2020, 42(9): 19-27. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190411
    [4] 韩志强, 任勇谕, 夏宇飞, 耿喜宁, 杜康, 康向阳.  毛白杨多态SSR引物库和种质资源指纹图谱库构建 . 北京林业大学学报, 2019, 41(7): 10-18. doi: 10.13332/j.1000-1522.20190040
    [5] 尹玢, 陆海.  转录组分析氧化胁迫对毛白杨悬浮细胞生长发育的影响 . 北京林业大学学报, 2019, 41(9): 90-98. doi: 10.13332/j.1000-1522.20190157
    [6] 旻昱, 康宁, 索玉静, 田菊, 康向阳.  毛白杨杂种三倍体的2n雌配子形成途径鉴定 . 北京林业大学学报, 2017, 39(5): 17-24. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170001
    [7] 康向阳.  新一轮毛白杨遗传改良策略的思考和实践 . 北京林业大学学报, 2016, 38(7): 1-8. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160148
    [8] 康宁, 白凤莹, 张平冬, 康向阳.  高温诱导胚囊染色体加倍获得毛白杨杂种三倍体 . 北京林业大学学报, 2015, 37(2): 79-86. doi: 10.13332/j.cnki.jbfu.2015.02.021
    [9] 白凤莹, 曾青青, 康宁, 索玉静, 廖婷, 张平冬, 康向阳.  毛白杨基因库优树倍性检测及性状对比分析 . 北京林业大学学报, 2015, 37(4): 113-119. doi: DOI:10.13332/j.1000-1522.20140247
    [10] 龙萃, 庞晓明, 曹冠琳, 刘颖, 张志毅.  MdSPDS1基因导入毛白杨的遗传转化体系优化研究 . 北京林业大学学报, 2010, 32(5): 21-26.
    [11] 于来, 安新民, 曹冠琳, 陈仲, 张志毅.  PtAP3不育结构转化毛白杨的研究 . 北京林业大学学报, 2010, 32(5): 15-20.
    [12] 董雯怡, 聂立水, 李吉跃, 沈应柏, 张志毅, .  应用15N示踪研究毛白杨苗木对不同形态氮素的吸收及分配 . 北京林业大学学报, 2009, 31(4): 97-101.
    [13] 杨伯钢, 冯仲科, 张保钢, 韩光瞬, 全明玉, .  北京市朝阳区温榆河畔毛白杨胸径的生长模型研究 . 北京林业大学学报, 2008, 30(增刊1): 202-207.
    [14] 刘美芹, 贺窑青, 李在留, 张玲, 李艳华, 程堂仁, 孙青, 王丰俊, 曲红, 雷庆哲, 胡晓丹, 李莉, 金莹, 欧阳杰, 姚娜, 范丙友, 熊丹, 石娟, 乔海莉, 刘丽, 陈佳, 王莉, 周章义, 隋金玲, 孙月琴, 郝晨, 胡海英, 段旭良, 武彦文, 李云, 李凤兰, 陈晓阳, 阎伟, 冯秀兰, 陆海, 郑彩霞, 续九如, 尹伟伦, 尹伟伦, 张艳霞, 田呈明, 陈发菊, 王建中, 张志毅, 康向阳, 沈昕, 骆有庆, 周燕, 赵亚美, 孙爱东, 骆有庆, 张香, 冯菁, 张德权, 路端正, 郭锐, 孙爱东, 骆有庆, 沈繁宜, 阎晓磊, 王百田, 李忠秋, 梁华军, 史玲玲, 郝俊, 梁宏伟, 马钦彦, 王晓东, 卢存福, 安新民, 姜金仲, 胡德夫, 赵蕾, 武海卫, 高述民, 骆有庆, 蒋湘宁, 胡晓丹, 王华芳, 郑永唐, 吴晓成, 张志翔, 崔彬彬
    , 王晓楠, 刘玉军, 尹伟伦, 谢磊, 冯仲科, 严晓素, 高荣孚, 李凯, 郭晓萍, 冯晓峰, 温秀凤3, 于京民2, 吴坚, 赵兵, 王瑛, 王冬梅, 王玉兵, 邹坤, 骈瑞琪, 王华芳, 王建中, 李凤兰, 王民中, 丁霞, 陶凤杰, 张兴杰, 孙建华, 张庆, 刘玉军, 陈卫平, 杨伟光, 王玉春, 李镇宇, 刘艳, 林善枝, 呼晓姝, 沈应柏, 赵新丽, 付瑞海, 马建海, 蒋平, 汪植.  毛白杨叶片离体再生培养的基因型效应 . 北京林业大学学报, 2007, 29(5): 38-43.
    [15] 陆平, 刘足根, 雷妮娅, 张建军, 于文吉, 于海霞, 张春晓, 孙志蓉, 吴家兵, 李俊, 奚如春, 邵杰, 周睿, 郎璞玫, 李黎, 武林, 宋先亮, 焦雯珺, 周艳萍, 金则新, 张志山, 吕文华, 郑景明, 马玲, 许景伟, 高克昌, 索安宁, 毕华兴, 朱清科, 张小由, 郑红娟, 余养伦, 纳磊, 于志明, 李传荣, 李钧敏, 赵秀海, 盖颖, 习宝田, 韦方强, 马履一, 朱教君, 赵广杰, 陈少良, 翟明普, 蔡锡安, 关德新, 葛剑平, 赵文喆, 戴伟, 饶兴权, 陈勇, Kwei-NamLaw, 赵平, 王瑞刚, 曾小平, 谭会娟, 贾桂霞, 于波, 杨永福, 樊敏, 方家强, 张春雨, ClaudeDaneault, 王天明, 江泽慧, 马履一, 李笑吟, 李俊清, 李增鸿, 张宇清, 袁小兰, 王文全, 朱艳燕, 夏良放, 张弥, 崔鹏, 王贺新, 郭孟霞, 殷宁, 何明珠, 袁飞, 王卫东, 李庆卫, 刘丽娟, 张欣荣, 贺润平, 李丽萍, 唐晓军, 吴秀芹, 陈雪梅, 韩士杰, 邓宗付, 江杰, 熊颖, 毛志宏, 吴记贵, 王旭琴, 王月海, 于贵瑞, 蒋湘宁, 刘鑫, 孔俊杰, 王娜, 郑敬刚, 李新荣, 葛剑平, 王贵霞, 聂立水, 王瑞辉, 孙晓敏, 林靓靓, 郭超颖, 董治良.  双向启动子构建及在毛白杨中瞬时表达研究 . 北京林业大学学报, 2007, 29(1): 119-122.
    [16] 杨平, 高黎, 李瑞, 王芳, 黄荣凤, 郑小贤, 白岗栓, 胡胜华, 毛俊娟, 何亚平, 周永学, 张莉俊, 颜绍馗, 胡万良, 殷亚方, 袁怀文, 魏潇潇, 张璧光, 秦爱光, 王费新, 吴彩燕, 刘杏娥, 邓小文, 张洪江, 王兆印, 杜社妮, 张岩, 崔赛华, 王正, 王晓欢, 王胜华, 常旭, NagaoHirofumi, 李猛, 费世民, 刘燕, 赵天忠, 樊军锋, 王小青, 谭学仁, 张克斌, 罗晓芳, 戴思兰, 汪思龙, 孙向阳, 乔建平, 李昀, 张占雄, KatoHideo, 江泽慧, 徐嘉, 张旭, 陈放, 韩士杰, , 王海燕, 刘云芳, 江玉林, 高荣孚, 范冰, 龚月桦, 张双保, 孔祥文, 李华, 杨培华, 常亮, 李媛良, 陈秀明, 丁磊, 侯喜录, 陈宗伟, , 刘秀英, 任海青, 郭树花, IdoHirofumi, 李晓峰, 薛岩, , 徐庆祥, 高建社, 费本华, 李考学, , 蒋俊明, 张代贵, 陈学平, 张桂兰, 刘永红, 王晓东, 涂代伦, 续九如, 李雪峰, , 金鑫, , 张红丽, , 丁国权, .  毛白杨巯基蛋白酶抑制剂基因cDNA的克隆及序列分析 . 北京林业大学学报, 2007, 29(6): 23-28.
    [17] 颜容, 范丙友, 谭伟, 肖生春, 徐双民, 张宇清, 孙晓梅, 杨振德, 王玉杰, 南海龙, 高峻, 时尽书, 陈文汇, 张冰玉, 吕建雄, 金小娟, 翟明普, 李绍才, 朱教君, 潘存德, 窦军霞, 李发东, 胡晓丽, 李世东, 韩海荣, 三乃, 刘红霞, 朱清科, 田小青, 康宏樟, 师瑞峰, 肖洪浪, 孙海龙, 王云琦, 张守攻, 张一平, 胡诗宇, 周春江, 李建章, 刘俊昌, 冯仲科, 苏晓华, 孟平, 骆秀琴, 谢益民, 宋献方, 张雁, 杨志荣, 吴斌, 陆海, 赵博光, 姜伟, 赵双菊, 马钦彦, 蔡怀, 周文瑞, 蒋佳荔, 李智辉, 齐实, 李义良, 刘昌明, 王笑山, 齐实, 岳良松, 蒋湘宁, 于静洁, 葛颂, 张永安, 姚山, 蒲俊文, 张岩, 张德荣, 朱金兆, 伊力塔, 赵有科, 宋清海, 何磊, 张劲松, 齐力旺, 褚建民, 杨聪, 马超德, 曲良建, 石丽萍, 康峰峰, 崔保山, 吴庆利, 刘元, 吕守芳, 朱林峰, 刘鑫宇, 刘相超, 王建华, 王玉珠, 田颖川, 胡堃, 唐常源.  三倍体毛白杨无性系的AFLP分子标记鉴定 . 北京林业大学学报, 2006, 28(2): 9-14.
    [18] 刘常富, 王玉涛, 齐春辉, 邹大林, 张求慧, 张灿, 王云琦, 李贤军, 李吉跃, 吴斌, 谭炳香, 段爱国, 冯夏莲, 
    ZHAOGuang-jie, 李雪萍, 赵燕东, 李雪峰, 温俊宝, 常德龙, 鲁绍伟, 郑凌凌, 徐文铎, 刘金福, 匡文慧, 程占红, 王玉杰, 温俊宝, 张建国, 白陈祥, 张树文, 何正权, 赵广杰, 李增元, 洪伟, 余新晓, 何友均, 韩士杰, 李吉跃, 翟洪波, LUOWen-sheng, 宋湛谦, 朱天辉, 韩烈保, 吴庆利, 何承忠, 何兴元, 张路平, 吴斌, 骆有庆, 梁小红, 姜伟, 刘凤芹, 郭忠玲, 陈尔学, 骆有庆, 李俊清, 林秦文, 匡秋明, ]魏晓霞, FurunoTakeshi, 张志毅, ]陈玮, 黄文豪, 何静, 张养贞, 童书振, 陈发菊, 许志春, 胡伟华, 张璧光, 庞勇, 曾会明, 赵桂玲, 梁宏伟, 郑兴波, 崔国发, RENQian, 许志春, 张军, 安新民, 张振明, 李颖, PaulWolfgang, 杨凯, 侯伟, 雷渊才, 郑杰, 李福海, 赵广亮, 曹川健, 刘君, 李凤兰, 宋国正, 张有慧, 姚永刚, 董建生, 张全来, 李考学, 田桂芳, 李永波, 赫万成, 李长明, 张世玺.  毛白杨幼林间作效应研究 . 北京林业大学学报, 2006, 28(3): 81-85.
    [19] 程占红, 冯夏莲, 齐春辉, 张灿, 段爱国, 谭炳香, 匡文慧, 李贤军, 张求慧, 李雪峰, 吴斌, 王玉涛, 王云琦, 赵燕东, 
    ZHAOGuang-jie, 刘金福, 李吉跃, 刘常富, 邹大林, 常德龙, 郑凌凌, 鲁绍伟, 温俊宝, 徐文铎, 李雪萍, 白陈祥, 吴斌, 李增元, 李吉跃, 洪伟, 吴庆利, 韩烈保, 何兴元, 翟洪波, 赵广杰, 温俊宝, 何正权, 何友均, 王玉杰, 宋湛谦, 张树文, 余新晓, 何承忠, 韩士杰, 朱天辉, 张路平, 张建国, LUOWen-sheng, 刘凤芹, 李俊清, 骆有庆, 陈发菊, 骆有庆, 何静, 黄文豪, 匡秋明, 张养贞, 陈尔学, 张志毅, 姜伟, 郭忠玲, ]陈玮, FurunoTakeshi, 林秦文, ]魏晓霞, 童书振, 梁小红, 安新民, 庞勇, 张振明, 梁宏伟, 李颖, 许志春, 张军, 胡伟华, 崔国发, 张璧光, 郑兴波, 许志春, RENQian, 赵桂玲, 曾会明, PaulWolfgang, 刘君, 宋国正, 雷渊才, 曹川健, 侯伟, 李福海, 杨凯, 郑杰, 李凤兰, 赵广亮, 姚永刚, 董建生, 张全来, 张有慧, 李考学, 田桂芳, 李永波, 赫万成, 李长明, 张世玺.  毛白杨ISSR反应体系的建立及优化 . 北京林业大学学报, 2006, 28(3): 61-65.
    [20] 殷亚方, 张一平, 符韵林, 侯亚南, 宋小双, 马文辉, 杜华强, 龙玲, 饶良懿, 刘震, 黄国胜, 李景文, 
    王保平, 李全发, 王明枝, 杨晓晖, 张秋英, 李慧, 李景文, 熊瑾, 李梅, 杨海龙, 詹亚光, 李俊清, 张克斌, 韩海荣, 李吉跃, 范文义, 朱金兆, 朱金兆, 耿晓东, 赵敏, 徐峰, 梁机, 王洁瑛, 王雪军, 吕建雄, 窦军霞, 秦瑶, 刘文耀, 李发东, 李俊清, 李妮亚, 陆熙娴, 陈晓阳, 尹立辉, 秦素玲, 陈素文, 赵宪文, 倪春, 李凤兰, 孙玉军, 刘雪梅, 陈晓阳, 李云, 唐黎明, 毕华兴, 于贵瑞, 欧国强, 乔杰, 沈有信, 刘桂丰, 齐实, 康峰峰, 李黎, 慈龙骏, 赵双菊, 李伟, 魏建祥, 宋献方, 王玉成, 文瑞钧, 马钦彦, 张桂芹, 李伟, 韦广绥, 任海青, 王雪, 黎昌琼, 刘伦辉, 蒋建平, 朱国平, 张万军, 丁霞, 周海江, 杨谦, , 孙涛, 宋清海, 李慧, 孙晓敏, 刘莹, 孙志强, 李宗然, 
    , .  毛白杨转rolB基因植株生根能力的研究 . 北京林业大学学报, 2005, 27(5): 54-58.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-09-13
  • 修回日期:  2018-11-05
  • 刊出日期:  2019-01-01

不同林农复合模式对造林1年后毛白杨幼林根系的影响

doi: 10.13332/j.1000-1522.20180290
    基金项目:

    国家重点研发专项“白杨工业资源材高效培育技术研究” 2016YFD0600403

    作者简介:

    王长伟。主要研究方向:森林培育学。Email:1947978520@qq.com  地址:100083 北京市海淀区清华东路35号 北京林业大学林学院

    通讯作者: 刘勇,教授,博士生导师。主要研究方向:森林培育学。Email: lyong@bjfu.edu.cn  地址:同上
  • 中图分类号: S753

摘要: 目的林农复合经营是解决林农争地的有效途径,本文为探究新品种毛白杨幼林根系在造林1年后不同林农复合模式下的分布情况,研究了毛白杨幼林间作条件下细根根长密度(FRLD)和细根根质量密度(FRBD)在不同造林密度和间作模式下的空间分布,旨在筛选较佳的林农复合模式,为毛白杨幼林林下物种合理配置提供理论依据。方法本研究以1年生‘北林雄株1号’为试验材料,采用裂区试验设计,主区设置2个毛白杨常见造林密度:2 m×3 m和3 m×4 m,副区设置2个当地常见的林下间作模式:毛白杨+花生+菠菜(花生、菠菜轮作)、毛白杨+花生,以幼林常规抚育模式作为对照,共6个处理,每个处理设3次重复。造林1年后,每个处理及对照组选取3株标准木,沿树体行间水平方向每隔30 cm取根样,取到150 cm处;垂直方向从地表向下每20 cm取根样,取到80 cm处,共取根样1 080个。通过对毛白杨FRLD和FRBD的分析,研究不同林农复合模式对2年生毛白杨幼林根系的影响。结果造林1年后,不同造林密度对2年生毛白杨单株的FRLD和FRBD未表现出显著影响(P>0.05),后期还需继续观测;造林1年后的不同间作模式对2年生毛白杨FRLD和FRBD均有显著影响(P<0.05),两者的交互作用对毛白杨的FRLD和FRBD无显著影响。不同林农复合模式在水平和垂直方向的细根集中分布区相同。水平方向上,毛白杨+花生+菠菜、毛白杨+花生、常规抚育3种不同模式下有超过56.36%的FRLD和FRBD分布于0~30 cm土层范围内;垂直方向上,在0~20 cm和20~40 cm土层范围内FRLD和FRBD约占测量总体的78.95%以上。对3种模式在水平和垂直方向上的FRLD和FRBD进行多重比较,发现毛白杨+花生+菠菜和毛白杨+花生2种模式在水平和垂直方向的FRLD和FRBD均高于毛白杨幼林常规抚育模式。结论不同林农复合模式下,2年生毛白杨幼林根系水平方向主要分布于0~30 cm,垂直方向主要分布于0~20 cm和20~40 cm,毛白杨幼林间作农作物在造林1年后可以促进林木根系的生长。

English Abstract

王长伟, 刘勇, 李国雷, 孙明慧, 赵蕊蕊, 王苗苗, 路兴良, 宋怀山. 不同林农复合模式对造林1年后毛白杨幼林根系的影响[J]. 北京林业大学学报, 2019, 41(1): 32-41. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180290
引用本文: 王长伟, 刘勇, 李国雷, 孙明慧, 赵蕊蕊, 王苗苗, 路兴良, 宋怀山. 不同林农复合模式对造林1年后毛白杨幼林根系的影响[J]. 北京林业大学学报, 2019, 41(1): 32-41. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180290
Wang Changwei, Liu Yong, Li Guolei, Sun Minghui, Zhao Ruirui, Wang Miaomiao, Lu Xingliang, Song Huaishan. Effects of different agro-forestry models on seedling root system of Populus tomentosa after one year of afforestation[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2019, 41(1): 32-41. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180290
Citation: Wang Changwei, Liu Yong, Li Guolei, Sun Minghui, Zhao Ruirui, Wang Miaomiao, Lu Xingliang, Song Huaishan. Effects of different agro-forestry models on seedling root system of Populus tomentosa after one year of afforestation[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2019, 41(1): 32-41. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180290
  • 林农复合起源于20世纪70年代,是一种传统的土地利用方式和生产技术。从世界范围来看,我国林农复合模式发展较早,林农间作面积较大。随着全球环境、人口、资源问题的加重,林农复合系统的发展逐渐引起世界各国的普遍重视[1]。现代林农复合,是在同一土地经营单位上,根据各地的社会经济文化背景和自然条件,利用生态经理学原理将各种生物在时间序列和空间位置上合理组合安排,使其成为相互促进、循环利用、多级生产、连锁反应、稳产高效的人工复合系统[2]。由于林农复合系统可以有效提高土地、光能、生物资源的利用效率,因此对提高我国森林资源、解决林农争地问题具有重要的生态和社会意义。

    毛白杨(Populus tomentosa)是我国华北地区速生丰产纸浆林建设的主要树种,在辽宁、河北、山东、山西、河南、陕西等地区广泛种植[3],在其人工林下进行林农间作已成为培育毛白杨人工速生丰产林的一种重要栽培措施[4],尤其在毛白杨幼林下间作农作物,是各地区广泛应用的模式。林农间作中的植物通过对光、热、水、养等资源的吸收利用而使其存在着相互作用关系,而这种关系很大程度上离不开地下根系之间的相互作用[5]。根系,尤其是细根(直径 < 2 mm)是植物吸收水分和矿质元素的重要器官,研究根系的空间分布及其在土壤中的生长发育状况,具有十分重要的意义[6]。对于单一生态系统中根系分布特征的研究已有大量报道,例如,对不同林龄胡杨(P. euphratica)克隆繁殖根系分布特征的研究发现,在中龄林内,细根根长密度在0~10 cm垂直土层最大,显著高于其余各层[7]。对荒漠河岸25年生的胡杨根系空间分布特征研究发现,在水平方向上,胡杨根长密度分布呈先增大后减小的抛物线型;在垂直方向上,胡杨根长密度分布呈典型的逐渐减小的指数模型[8]。低覆盖度行带式栽植模式下,赤峰杨(P. × xiaozhuanica)垂直方向上的根长密度主要分布在0~40 cm土层,水平方向上根长密度出现了先增大后减少而后又略有增大的变化趋势[9]。但对于林农复合模式的根系,尤其是毛白杨幼林下不同林农复合模式的根系分布特征,则鲜见报道。毛白杨幼林根系的空间分布决定着其对地下资源(水肥)的利用效果,是保证初始造林成活率和评价造林质量的重要标准。林木活性根在土壤中的空间分布模式在决定最佳种植密度、最佳间作模式等方面具有重要意义[10]。本文通过在1年生毛白杨的2种造林密度下营建不同林农复合模式,研究不同间作模式下毛白杨幼林根系空间分布特征,旨在根据毛白杨幼林根系主要分布区筛选较佳的林农复合模式,揭示毛白杨幼林间作早期根系空间分布格局,为毛白杨幼林下物种合理配置提供理论依据。

    • 试验地位于山东省聊城市冠县毛白杨国有苗圃(115°22′10″ E,36°30′56″ N),属温带季风区域大陆性半干旱气候,光照充足,四季分明。年均气温13.3 ℃,年均降水量549.9 mm,年均空气相对湿度66%,年均蒸发量2 234 mm,年均干燥度1.8,年均气压101 200 Pa,年均风速3.4 m/s,年均日照时数4 432.9 h,年均无霜期日数198~227 d。试验地总面积为1 hm2,土壤为沙壤土。

    • 研究材料为长势一致的1年生‘北林毛白杨雄株1号’,所用花生(Arachis hypogaea)品种是“冀优四”,菠菜(Spinacia oleracea)品种是当地培育的“大叶菠菜”,种子当地购买。花生种植时的肥料是“普利浓”复合肥,全氮-磷-钾含量分别为18%、18%、8%,施肥方式是撒施,菠菜种植不施化肥;从播种到收获:花生灌溉2~3次,菠菜灌溉1~2次,灌溉方式是漫灌。

    • 于2017年3月在试验地进行造林,试验采用裂区设计,设置2个常见的毛白杨造林密度,株行距分别为2 m×3 m和3 m×4 m。每个造林密度下,间作农作物为花生单作以及花生与菠菜轮作(花生+菠菜),以幼林常规人工抚育作为对照,共6个处理(表 1),每个处理设3次重复,每个重复栽植苗木分别为65株(株行距2 m×3 m)和45株(株行距3 m×4 m)。常规抚育选用当地苗圃幼林抚育方式,即造林当年,松土除草4~8次,灌溉3~7次,可根据具体土壤情况和天气情况而定,当年不施肥不修枝,随林龄增加后适当施肥,肥料种类以氮肥为主,磷钾肥配合施用。

      表 1  试验设置

      Table 1.  Test setting

      处理编号 Treatment No.造林密度 Planting density间作模式 Intercropping pattern
      1毛白杨+花生+菠菜 P. tomentosa + Arachis hypogaea + Spinacia oleracea
      22 m×3 m毛白杨+花生 P. tomentosa+ Arachis hypogaea
      3毛白杨 P. tomentosa
      4毛白杨+花生+菠菜 P. tomentosa + Arachis hypogaea + Spinacia oleracea
      53 m×4 m毛白杨+花生 P. tomentosa+ Arachis hypogaea
      6毛白杨 P. tomentosa

      于2017年5月距树体50 cm左右栽种花生,花生点播密度为25 cm×18 cm,播种量为262.5 kg/hm2。菠菜播种时间是2017年9月,在花生收获完成后,进行整地、浇水、撒播菠菜种子,播种量为3.75 kg/hm2

    • 于2017年11月中旬采用根钻法取样根,根钻内径为10 cm。每个处理取3株标准木,沿树体行间水平方向每隔30 cm取样,2个造林密度的林分均取到150 cm处,垂直方向从地表向下每20 cm取根样,取到80 cm处(图 1), 共计1 080个根样。根样取回后用水浸泡、冲洗,过约0.8 mm的筛网使根与大部分土壤、杂质分离,然后在清水中仔细挑选出毛白杨根系和其他农作物根系,再利用镊子和网勺捡取毛白杨根系,将获得的根样装入自封袋中,标记后放于-18 ℃冰柜内保存[11]。扫描时先放于常温环境,解冻后用解剖针和镊子将毛白杨幼林根系在根盘展开,再放入Epson V19根系扫描仪扫描获取根系图像(系统中根系分析径阶范围设为0~0.2、0.2~0.5、0.5~1.0、1.0~2.0、>2.0 mm),并用Win-RHIZO-EC(Regent公司,加拿大)软件进行根系图像分析[12]。然后将根样在80 ℃烘箱内烘干至恒质量,冷却后,用精度为0.001 g的电子天平称质量。将扫描获得的细根根长和称质量获得的细根根系生物量除以所取样土体积即为细根根长密度(FRLD)和细根根质量密度(FRBD),单位分别为cm/dm3和g/dm3。此外,本研究采用传统的细根分类标准[13],将直径≤2 mm的根系归为细根。

      图  1  根系取样示意图

      Figure 1.  Schematic of root sampling

    • 用Excel 2016软件和SPSS 19.0软件对FRLD和FRBD进行数据统计与方差分析,将变异来源分为主区部分和副区部分。在进行F测验时,主区因素的F值是由主区误差均方作分母求得,副区因素和交互项的F值由副区误差均方作分母求得[14],如果交互作用显著(P < 0.05),进行同一主区处理中不同副区处理间的比较、同一副区处理中不同主区处理间的比较以及处理组合间的比较,如果交互作用不显著,则分别进行主、副区处理间的比较[15]。分析前,数据经Kolmogorov-Smirnov test和Levene test检验,若不满足正态分布和方差齐性等方差分析的前提条件,则对其进行数据转化。如转化后的数据仍不满足条件,采用非参数检验法(Kruskal-Wallis test)检验。若满足正态分布和方差齐性等方差分析前提条件,用Duncan法进行多重比较。

    • 表 2可知,造林1年后,不同造林密度对2年生毛白杨FRLD和FRBD的影响不显著(P>0.05)。2 m×3 m和3 m×4 m造林密度的毛白杨FRLD分别为873.243 cm/dm3和701.792 cm/dm3;FRBD分别为0.884 g/dm3和0.820 g/dm3。造林1年后的不同间作模式对2年生毛白杨FRLD和FRBD均有显著影响(P<0.05),其中毛白杨+花生+菠菜和毛白杨+花生2种间作模式中的毛白杨FRLD分别为1 020.01 cm/dm3和862.602 cm/dm3,显著高于常规抚育中毛白杨的FRLD(494.429 cm/dm3);毛白杨+花生+菠菜和毛白杨+花生2种间作模式FRBD分别为1.644 g/dm3和1.744 g/dm3,显著高于常规抚育下的FRBD(0.860 g/dm3),2种间作模式的毛白杨FRLD和FRBD未表现出显著性差异(P>0.05)。造林1年后的不同造林密度和不同间作模式的交互作用对2年生毛白杨FRLD和FRBD未表现出显著影响(P>0.05)。

      表 2  造林密度和间作模式对毛白杨细根根长密度(FRLD)和细根根质量密度(FRBD)方差分析

      Table 2.  Analysis of variance of P. tomentosa fine root length density(FRLD) and fine root biomass density (FRBD) influenced by planting density and intercropping patterns

      主因子
      Main factor
      细根根长密度
      FRLD/(cm·dm-3)
      P细根根质量密度
      FRBD/(g·dm-3)
      P
      造林密度 Planting density0.1120.112 5
      2 m×3 m873.2430.884
      3 m×4 m701.7920.820
      间作模式 Intercropping pattern0.003**0.004**
      毛白杨+花生+菠菜
      P. tomentosa + Arachis hypogaea + Spinacia oleracea
      1 020.010a1.644a
      毛白杨+花生 P. tomentosa+Arachis hypogaea862.602a1.744a
      毛白杨 P. tomentosa494.429b0.860b
      造林密度×间作模式 Planting density×Intercropping pattern0.5850.881
      注:**表示差异极显著(P<0.01),同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
      Notes:** indicates extremely significant difference(P<0.01), different letters in the same column indicate significant difference(P<0.05).
    • 2种造林密度下,2年生毛白杨FRLD和FRBD在不同的径向距离分布不同,在距树干0~150 cm区域内,2种密度的毛白杨FRLD和FRBD均随径向距离的增加而递减。2 m×3 m造林密度下,FRLD和FRBD在距树干0~30 cm径向范围内分布相对集中,分别为565.900 cm/dm3和0.520 g/dm3,约占径向分布总体的64.80%和58.67%,且与其他分布距离差异性显著(P<0.05);在距树干30~120 cm的径向范围内,FRLD和FRBD无显著变化(P>0.05),且两者均保持在相对较低的水平;距树干120~150 cm范围内的FRLD和FRBD分布最少,约占径向分布总体的6.07%和7.23%。3 m×4 m造林密度下,FRLD和FRBD的主要分布区也主要集中在距树干0~30 cm径向范围内,分别为466.532 cm/dm3和0.444 g/dm3,约占径向分布总体的66.48%和54.15%,且与其他距离差异显著(P<0.05);在距树干30~90 cm范围内,FRLD和FRBD无显著变化(P>0.05)且保持在相对较低水平;距树干120~150 cm范围内的细根根系分布最少,约占径向分布总体的3.69%和3.41%(表 3)。

      表 3  不同密度下毛白杨细根的水平分布

      Table 3.  Horizontal distribution of fine roots of P. tomentosa under different densities

      径向距离
      Radial
      distance/cm
      造林密度 Planting density
      2 m×3 m3 m×4 m
      细根根长密度
      FRLD/
      (cm·dm-3)
      比例
      Proportion/
      %
      细根根质量密度
      FRBD/
      (g·dm-3)
      比例
      Proportion/
      %
      细根根长密度
      FRLD/
      (cm·dm-3)
      比例
      Proportion/
      %
      细根根质量密度
      FRBD/
      (g·dm-3)
      比例
      Proportion/
      %
      0~30565.900 a64.800.520 a58.67466.532 a66.480.444 a54.15
      30~60126.656 b14.500.156 b17.82105.300 b15.000.180 b21.95
      60~9056.404 bc6.460.064 b7.0462.360 bc8.890.100 bc12.20
      90~12071.240 bc8.160.080 b9.2341.696 bc5.940.068 c8.29
      120~15053.040 c6.070.064 b7.2325.904 c3.690.028 c3.41
      注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05),根据Kruskal-Wallis test法检验。下同。
      Notes:different letters in the same column indicate significant difference(P<0.05), according to Kruskal-Wallis test. The same below.

      2种造林密度下,2年生毛白杨FRLD和FRBD在不同土层深度有相近的分布趋势。土层深度0~20 cm和20~40 cm的FRLD、FRBD差异不显著(P>0.05),但均显著高于40~60 cm和60~80 cm土层深度(P<0.05),但后两者之间差异不显著(P>0.05)。FRLD和FRBD集中分布在0~20 cm和20~40 cm,两个范围内FRLD和FRBD的总和在2 m×3 m造林密度下分别占总量的81.03%和78.17%,在3 m×4 m造林密度下分别占总量的83.16%和80.91%;细根在40~60 cm和60~80 cm的土层深度分布相对较少,两个分布范围内FRLD和FRBD的总和在2 m×3 m造林密度下分别占总体的18.97%和21.83%,在3 m×4 m造林密度下分别占总体的16.84%和19.09%(表 4)。综合表 3表 4可知,2种密度下,2年生毛白杨细根均主要分布于水平方向0~30 cm,垂直方向0~20 cm和20~40 cm的范围内。

      表 4  不同密度下毛白杨细根的垂直分布

      Table 4.  Vertical distribution of fine roots of P. tomentosa under different densities

      土层深度
      Soil depth/
      cm
      造林密度Planting density
      2 m×3 m3 m×4 m
      细根根长密度
      FRLD/
      (cm·dm-3)
      比例
      Proportion/
      %
      细根根质量密度
      FRBD/
      (g·dm-3)
      比例
      Proportion/
      %
      细根根长密度
      FRLD/
      (cm·dm-3)
      比例
      Proportion/
      %
      细根根质量密度
      FRBD/
      (g·dm-3)
      比例
      Proportion/
      %
      0~20385.972 a44.200.346 a39.16292.437 a41.670.352 a42.94
      20~40321.614 a36.830.345 a39.01291.174 a41.490.311 a37.97
      40~60115.533 b13.240.114 b12.9288.847 b12.660.120 b14.60
      60~8050.124 b5.730.079 b8.9029.335 b4.180.037 b4.49
    • 不同间作模式下,距树干0~150 cm区域内,2年生毛白杨的FRLD和FRBD随径向距离的增加而呈递减趋势。毛白杨+花生+菠菜、毛白杨+花生、常规抚育3种模式下细根在径向距离0~30 cm处分布均相对集中,FRLD分别为706.948 cm/dm3、577.677 cm/dm3和283.736 cm/dm3,占总体分布的69.31%、66.97%和57.39%;FRBD分别为1.007 g/dm3、0.983 g/dm3和0.525 g/dm3,约占总体分布的61.22%、56.36%和61.05%。不同模式下FRLD和FRBD在径向距离0~30 cm的分布显著高于30~60 cm、60~90 cm、90~120 cm和120~150 cm距离的分布(P<0.05)。3种模式的细根在120~150 cm分布最少(表 5)。

      表 5  不同种植模式下毛白杨细根的水平分布

      Table 5.  Horizontal distribution of fine roots of P. tomentosa under different cropping patterns

      径向距离
      Radial
      distance/cm
      间作模式 Intercropping pattern
      毛白杨+花生+菠菜
      P. tomentosa + Arachis hypogaea +
      Spinacia oleracea
      毛白杨+花生
      P. tomentosa + Arachis hypogaea
      毛白杨
      P. tomentosa
      细根根长密度
      FRLD/(cm·dm-3)
      细根根质量密度
      FRBD/(g·dm-3)
      细根根长密度
      FRLD/(cm·dm-3)
      细根根质量密度
      FRBD/(g·dm-3)
      细根根长密度
      FRLD/(cm·dm-3)
      细根根质量密度
      FRBD/(g·dm-3)
      0~30706.948 a1.007 a577.677 a0.983 a283.736 a0.525 a
      30~60127.882 b0.280 b102.732 b0.363 b109.116 b0.140 b
      60~9070.726 bc0.140 bc69.400 bc0.176 bc38.803 bc0.069 bc
      90~12069.823 bc0.141 bc66.779 bc0.146 bc32.391 c0.062 c
      120~15044.631 c0.077 c46.014 c0.076 c30.384 c0.064 c

      不同间作模式下,2年生毛白杨的FRLD和FRBD在不同的土层深度分布趋势相近,在0~20 cm和20~40 cm两层FRLD和FRBD分布最集中,两者差异不显著,但均明显高于60~80 cm土层(P<0.05)(表 6)。

      表 6  不同种植模式下毛白杨细根的垂直分布

      Table 6.  Vertical distribution of fine roots in P. tomentosa under different cropping patterns

      土层深度
      Soil
      depth/cm
      间作模式 Intercropping pattern
      毛白杨+花生+菠菜
      P. tomentosa + Arachis hypogaea +
      Spinacia oleracea
      毛白杨+花生
      P. tomentosa + Arachis hypogaea
      毛白杨
      P. tomentosa
      细根根长密度
      FRLD/(cm·dm-3)
      细根根质量密度
      FRBD/(g·dm-3)
      细根根长密度
      FRLD/(cm·dm-3)
      细根根质量密度
      FRBD/(g·dm-3)
      细根根长密度
      FRLD/(cm·dm-3)
      细根根质量密度
      FRBD/(g·dm-3)
      0~20435.575 a0.694 a338.610 a0.628 ab229.332 a0.382 a
      20~40432.240 a0.616 a359.574 a0.781 a161.069 ab0.297 ab
      40~60104.072 b0.208 b125.285 b0.238 b72.210 bc0.121 bc
      60~8048.124 c0.126 c39.133 c0.097 c31.818 c0.060 c
    • 毛白杨FRLD在水平方向和垂直方向不同复合模式之间同层比较结果如图 2所示,在水平方向FRLD集中分布区为0~30 cm,毛白杨+花生+菠菜和毛白杨+花生2种模式的FRLD显著高于常规抚育模式(P<0.05)。垂直方向FRLD集中分布区为0~20 cm和20~40 cm,毛白杨+花生+菠菜模式均显著高于常规抚育模式下的FRLD,毛白杨+花生模式在垂向20~40 cm范围内显著高于常规抚育(P<0.05),3种模式在水平和垂直方向上的FRLD非集中分布区差异均不显著。

      图  2  细根根长密度同层比较

      Figure 2.  Comparison of fine root length density in the same layer

      毛白杨FRBD在水平方向和垂直方向不同复合模式之间同层比较结果如图 3所示,水平方向0~30 cm内, 毛白杨+花生+菠菜和毛白杨+花生2种模式FRBD均显著高于常规抚育模式;在其他根系非集中分布区差异不显著。垂向细根集中分布区0~20 cm和20~40 cm内,毛白杨+花生+菠菜模式FRBD均显著高于常规抚育模式,毛白杨+花生模式在垂向20~40 cm显著高于常规抚育模式,3种模式在垂向的FRBD非集中分布区差异不显著。

      图  3  细根根质量密度同层比较

      Figure 3.  Comparison of fine root biomass density in the same layer

    • 林木细根的生长和分布与树龄、树种特性、土壤水分、土壤养分、土壤紧实度及地下水位等有关[16],土壤资源有效性在空间分布上的差异及其他外界环境条件影响着细根的生长与分布[17-20]。本研究发现,造林1年后的不同造林密度对2年生毛白杨单株细根的根长密度和根质量密度未表现出显著影响。造林密度对细根根系影响的研究存在争论[21],谷加存等[22]对4种造林密度下的5年生水曲柳(Fraxinus mandschurica)的细根现存量和生产量进行研究,发现水曲柳单株根系生物量随造林密度的减小而显著增加,林分根系总生物量随造林密度的减小而显著减小。朱宾良等[23]对3种造林密度下的6年生尾巨桉(Eucalyptus urophglla × E. grandis)的根系生物量进行研究,发现林分细根根系总生物量随密度的增加而减小。本研究中,造林1年后的不同造林密度对2年生毛白杨单株细根的根长密度和根质量密度均未表现出显著影响,可能是幼林尚未郁闭,细根系发育不完全,密度效应尚未表现,还需后期继续观察,研究造林密度对毛白杨幼龄林根系分布的最佳时期一般选择在3年生到5年生较好[12, 16, 24]。本研究中,造林1年后的不同间作模式对2年生毛白杨单株细根的根长密度和根质量密度有显著影响。通过分析细根根长密度和根质量密度水平和垂直方向的根系集中区,发现2年生毛白杨细根根长密度和根质量密度在不同造林密度和不同间作模式下水平方向均集中分布于距树干径向距离0~30 cm范围内,垂直方向均集中分布于0~20 cm和20~40 cm土层深度。水平方向上,郭从俭等[25]对楸树(Catalpa bungei)幼林根系调查研究发现,2年生林木单株根系水平方向主要分布范围为0~20 cm以内,与本研究结论基本一致。闫小莉等[16]采用根钻法对水肥耦合条件下5年生欧美108杨(Populus × euramericana cv. ‘Guariento’)幼林地表土层细根形态及分布进行了系统研究,发现水肥作用没有改变欧美杨幼林细根在0~30 cm土层范围内的垂直分布格局,与本研究2年生毛白杨林木根系在2种造林密度和不同间作模式下垂直方向均分布在0~20 cm和20~40 cm的结论基本一致。在水平和垂直方向上,单位体积的细根生物量和根长表现出相似的分布特征,这与李盼盼等[26]有关细根生物量和根长等分布特征的研究结果一致。

      本研究通过分析造林1年后不同间作模式下2年生毛白杨细根在相同土层的根系分布,发现毛白杨+花生+菠菜和毛白杨+花生2种间作模式的毛白杨单株细根的根长密度和根质量密度均显著高于常规抚育模式,2种间作模式之间细根根系差异性不大,说明造林1年后的2年生毛白杨幼龄林间作模式较常规抚育均有利于林木根系的生长。对不同模式在根系集中分布区同层比较也得出相同的结论,进一步证明了2年生毛白杨林下间作有利于林木根系的生长。姜岳忠等[27]对毛白杨幼林间作效应研究发现,经幼林间作处理的毛白杨幼林其胸径、树高、冠幅、全株叶面积、枝条数、平均枝长均比不间作处理有提高,有利于毛白杨林木的生长。王来等[28]对核桃(Juglans regia)-小麦(Triticum aestivuw)等复合系统的研究发现,在垂向0~30 cm土层深度,复合系统核桃的平均根长大于核桃单作,但马长明[10]和何春霞[29]认为间作条件下单株核桃根长密度小于核桃单作,与本研究结果不一致。原因可能是何春霞和马长明都是以7年生和8年生核桃根系为研究对象,在根系主要分布区与间作农作物的根系之间竞争激烈,核桃根系为避开强势竞争者在垂向上细根分布有下移现象[29],也可能是林下间作整地时有部分表层细根损失。而本研究以2年生毛白杨幼林为研究对象,林分尚未郁闭,细根根系发育不完全,农作物种植范围距毛白杨林木行间隔为50 cm左右,林木细根主要集中分布于水平0~30 cm,垂向0~20 cm和20~40 cm,与农作物根系竞争作用不强,林下整地不会影响毛白杨主要细根根系分布区,而栽植农作物期间进行的施肥、灌溉措施虽在0~50 cm以外的范围内进行,但通过漫灌、土壤渗透等方式可能会直接影响到林木主要根系的生长。另外,在非根系集中区进行的松土、除草、铺盖地膜、保墒等措施,可能会对林木周边起到保温、保湿、改善土壤状况的作用,从而间接地促进了林木根系的生长,具体的原因需进一步研究证实。

      本研究在1年生的毛白杨幼林下间作不同模式的农作物, 与常规抚育模式下对幼林进行施肥、灌溉、松土、除草等抚育措施相比较,认为毛白杨幼林间作农作物在造林1年后可以促进林木根系的生长,是基于间作了豆科植物并有明显的水、肥投入,但如果间作不同的农作物品种或者在间作时没有水、肥投入,尚需进一步探讨。就当地情况而言,在造林1年的毛白杨幼林下间作农作物的同时对毛白杨林分进行一定程度的水、肥投入,并在对农作物进行田间管理时改善林分的土壤状况,从而促进林木根系的发展,是值得推崇的一种林农复合模式。

参考文献 (29)

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