賈晨, 張時(shí)林, 靳偉, 余天宇, 樊建東
1. 四川省林業(yè)科學(xué)研究院,四川 成都 610081;
2. 資陽(yáng)市自然資源和規(guī)劃局,四川 資陽(yáng) 641300;
3. 宜賓縣林業(yè)局,四川 宜賓 644600
油樟(Cinnamomum longepaniculatum)是樟科樟屬的珍貴樹種,也是國(guó)家Ⅱ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生植物,主要分布在我國(guó)的宜賓市敘州區(qū)和臺(tái)灣省。油樟具有生長(zhǎng)快、干形通直、材質(zhì)好、萌芽力強(qiáng)等特點(diǎn),其鮮葉含油量達(dá)3.8%~4.5%,主要成分桉葉油素高達(dá)55%,為材、葉兩用的優(yōu)良速生樹種。油樟的提取物是香料合成、防腐劑制作的原料。油樟作為速生樹種,在生態(tài)環(huán)境改善和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有重要的作用。近年來,對(duì)油樟開展了空間分布特征及地形對(duì)油樟栽植的影響[1-2]、光照強(qiáng)度對(duì)苗木生長(zhǎng)的影響[3]、油樟營(yíng)養(yǎng)器官中的內(nèi)含物測(cè)定[4]、油樟精油含量與時(shí)空分布關(guān)系[5]等方面的研究,但對(duì)油樟矮化栽培的效果研究尚未見報(bào)道。矮化栽培的目的是減少樹木不必要的養(yǎng)分消耗,以便充分利用光能、地力,促進(jìn)樹木提早結(jié)果、提高產(chǎn)量或增加觀賞效果。在實(shí)際生產(chǎn)中,矮化栽培技術(shù)較多應(yīng)用在果樹、經(jīng)濟(jì)樹種、農(nóng)作物等方面,如蘋果、板栗、核桃、銀杏、辣木、玉米等[6-11]。諸多學(xué)者在多個(gè)樹種的矮化栽培方面獲得了較多的實(shí)用技術(shù),為各樹種生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供了科技指導(dǎo)。本研究以敘州區(qū)油樟矮化試驗(yàn)林為研究對(duì)象,探索油樟矮化栽培對(duì)產(chǎn)葉量、葉含油率和林下土壤養(yǎng)分的影響,以期為油樟矮化豐產(chǎn)栽培提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
研究地位于敘州區(qū)李場(chǎng)鎮(zhèn)。敘州區(qū)地貌多樣,以丘陵為主,屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,低丘、河谷地帶有南亞熱帶的氣候?qū)傩?。具有氣候溫和、熱量豐足、雨量充沛、光照適宜、無霜期長(zhǎng)、冬暖春早、四季分明的特點(diǎn)。年平均氣溫為18.4 ℃,年降雨量1 011.5 mm,5—10月為雨季,降水量占全年的81.7%。年日照時(shí)數(shù)1 069.9 h,無霜期平均350 d左右。試驗(yàn)林位于東經(jīng)10.432171°,北緯28.870365°,海拔376 m,東南坡向,土壤為酸性紫色土。林分面積0.8 hm2,林分年齡13年生,林分的株行距2×3 m 至 3 m×3 m,林分密度約 1 290~1 620株·hm-2,平均胸徑為8.5 cm,矮化前林分平均高為10.5 m,枝下高7.5 m。
油樟矮化試驗(yàn)林的處理方式設(shè)置4種處理和1個(gè)對(duì)照,分別為樹高2.5 m、4.5 m、6.0 m、8.0 m截干和10.5 m不截干(CK)。每個(gè)處理試驗(yàn)林面積0.13 hm2,在各處理中建立3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地,大小20 m×20 m,即各個(gè)處理重復(fù)3次。試驗(yàn)林截干后,對(duì)橫斷面噴涂油漆,避免感染(見表1)。
在各處理的標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi),隨機(jī)調(diào)查10植株的胸徑、分枝數(shù)、分枝長(zhǎng)、分枝基徑、葉片生物量等指標(biāo)。采集10株選定木的葉片,在每株選取100片以上,要求葉片成熟度基本一致,將同一處理方式的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地的葉片充分混勻,按照按四分法取樣,晾干測(cè)定含油率和精油分析。
表1 油樟矮化試驗(yàn)林類型Tab.1 Types of dwarfing experimental forest of Cinnamomum longepaniculatum
在各矮化強(qiáng)度的樣地內(nèi)按S型用土鉆取5個(gè)位置土壤,分別按 0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm、40~60 cm土層采集1 kg土樣,相同土層混合均勻后,去除石礫和植物根系,按四分法取混合樣品1 kg,風(fēng)干后過篩,按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分析方法測(cè)定土壤養(yǎng)分和pH值。
數(shù)據(jù)處理運(yùn)用Excel2010和SPSS19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用單因素方差分析法對(duì)不同矮化強(qiáng)度產(chǎn)葉量差異、土壤養(yǎng)分差異進(jìn)行方差分析。
由表2可知,各矮化強(qiáng)度的林分胸徑差異不大,主要該林分林齡是一致的,矮化時(shí)間短,尚未對(duì)胸徑生長(zhǎng)有明顯影響。不同矮化強(qiáng)度的樹干上分枝數(shù)量在38~131個(gè)之間,樹干上分枝數(shù)量與矮化強(qiáng)度成反比,即矮化強(qiáng)度越大,則其分枝數(shù)量越少,且各矮化強(qiáng)度間的差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。樹高2.5 m的分枝粗度均值為2.4 cm,分枝長(zhǎng)均值為164 cm,樹高4.5 m的分枝粗度均值為3.1 cm,分枝長(zhǎng)均值為168 cm;樹高6.0 m的分枝均值為3.4 cm,分枝長(zhǎng)變186 cm;樹高8.0 m的分枝粗度均值為3.5 cm,分枝長(zhǎng)均值為194 cm,分枝粗和分枝長(zhǎng)在不同矮化度間差異不明顯,即矮化強(qiáng)度對(duì)萌生枝條的生長(zhǎng)量影響不明顯。油樟矮化后,單株產(chǎn)枝葉量在8.6 kg~2.88 kg之間,樹干高度保留越大,單株產(chǎn)葉量越大,單株產(chǎn)枝葉量在不同矮化強(qiáng)度間的差異達(dá)到顯著水平(P<0.05),樹干4.5 m時(shí)單株枝葉產(chǎn)量(15.4 kg)低于對(duì)照組(21.6 kg),而當(dāng)樹干6.0 m時(shí),其葉產(chǎn)量已超過對(duì)照組,但差異不顯著(P>0.05),樹干8.0 m時(shí),其葉產(chǎn)量明顯高于對(duì)照組(P<0.05)。
表2 油樟矮化試驗(yàn)林產(chǎn)葉量及分枝生長(zhǎng)影響Tab.2 Effects of leaf yield and branch growth of Cinnamomum longepaniculatum dwarfing test experimental forest
根據(jù)單株產(chǎn)枝葉量和林分密度(1 350株·hm-2)推算單位面積油樟產(chǎn)葉量,結(jié)果表明,樹干高度保留2.5 m時(shí),單位面積葉產(chǎn)量13.93 t·hm-2,樹干高度保留4.5 m時(shí),單位面積葉產(chǎn)量22.64 t·hm-2,樹干高度保留6.0 m時(shí),單位面積葉產(chǎn)量33.06 t·hm-2,樹干高度保留8.0 m時(shí),單位面積葉產(chǎn)量37.15 t·hm-2,而未截桿林分單位面積葉產(chǎn)量為28.51 t·hm-2。單位面積葉產(chǎn)量在不同矮化強(qiáng)度間的差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。樹干高度保留6 m和8 m時(shí),單位面積葉產(chǎn)量差異不顯著,但明顯高于未截桿林分和保留高度4.5 m林分的產(chǎn)量。因此,在對(duì)油樟矮化的時(shí)候應(yīng)根據(jù)林分林齡、密度、樹高等情況確定保留樹干高度,對(duì)于林齡大于10年生,樹高大于10 m的林分,樹干保留高度應(yīng)控制5~8 m,林分密度保留在1 290~1 425 株·hm-2。
測(cè)定分析含油率和精油成分,結(jié)果見表3。由表3可知,油樟葉片含油率在6.76%~8.12%,其值在不同矮化強(qiáng)度間差異不顯著(P>0.05),未截桿林分葉片含油率最高(8.12%),僅樹干高度保留2.5 m的含油率最低(6.76%);樹干高度保留4.5 m和8.0 m的含油率相接近,分別為7.82%和7.88%。樟葉的桉葉油醇含量在50.99%~52.87%之間,不同矮化強(qiáng)度間的差異不顯著(P>0.05),與含油率一樣,未截桿林分的桉葉油醇含量最高,其次是樹干高度保留8.0 m(52.66%)和樹干高度保留4.5 m(52.01%)。油樟最主要的價(jià)值體現(xiàn)在葉內(nèi)含有的桉葉油醇,其含量越高,價(jià)值越高。對(duì)油樟矮化栽培,其樟葉的桉葉油醇的含量沒有明顯下降,平均含量仍高于50%。
表3 油樟矮化栽培對(duì)樟葉含油率和內(nèi)含物的影響Tab.3 Effects of dwarfing cultivation on leaf oil content and leaf contents of Cinnamomum longepaniculatum
同時(shí),在分析精油成分時(shí),樟油中還含有檜烯、4-松油醇、α-松油醇和1-石竹烯等成分。其中檜烯的含量在119.95%~20.41%之間,4-松油醇的含量在 1.36~1.66%之間,α-松油醇的含量在 12.71%~13.07%之間,1-石竹烯的含量在0.99%~1.34%之間。這些成分的利用價(jià)值有待進(jìn)一步探索。
對(duì)各樣地的土壤營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)行測(cè)定分析,具體結(jié)果見表4。由表4可知,各樣地的土壤均呈現(xiàn)酸性特征,不同矮化強(qiáng)度間,pH值的差異不顯著。各矮化強(qiáng)度的林分中土壤的速效鉀含量在77.815~106.7916 mg·kg-1之間,且對(duì)照組的含量顯著高于矮化試驗(yàn)組。有效磷的含量在4.6706~5.1168 mg·kg-1之間,且各矮化強(qiáng)度間的差異不顯著。堿解氮的含量在 37.4262~48.3011 mg·kg-1之間,不同矮化強(qiáng)度間的差異不顯著。有機(jī)質(zhì)的含量在8.8595~15.3577 g·kg-1之間,各矮化強(qiáng)度間的差異不顯著。全氮的含量在0.4302~0.5782 g·kg-1之間,各矮化強(qiáng)度的差異不顯著。全磷含量在0.0912~0.1668 g·kg-1之間,各矮化強(qiáng)度間存在顯著差異。全鉀含量在13.8791~19.3259 g·kg-1之間,對(duì)照組的含量明顯高于矮化處理的含量。
綜上所述,油樟矮化栽培后,土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素僅有速效鉀含量、全磷含量和全鉀含量等3個(gè)指標(biāo)在不同矮化強(qiáng)度間存在顯著差異。其中未截桿的油樟林的速效鉀和全鉀的含量均高于矮化試驗(yàn)林,說明矮化栽培可明顯影響土壤鉀含量的變化,這可能是由于截桿后林分的郁閉度降低,導(dǎo)致土壤的鉀含量減少速率明顯增加。因此,在油樟矮化栽培時(shí),應(yīng)適時(shí)適量補(bǔ)充鉀肥,保證土壤養(yǎng)分平衡。
油樟矮化栽培后,不同矮化強(qiáng)度的栽培能顯著影響單位面積的產(chǎn)葉量(P<0.05),樹干高度保留在 5~8 m,林分密度可保留在 1 290~1 425 株·hm-2,此時(shí)油樟矮化栽培單位面積的產(chǎn)葉量均在較高水平,能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)效果。
表4 油樟矮化試驗(yàn)林中土壤營(yíng)養(yǎng)元素含量Tab.4 Soil nutrient contents in Cinnamomum longepaniculatum dwarfing experimental forest
油樟矮化栽培后,其樟葉的含油率和桉葉油醇的含量均未明下降,其含量分別高于6.5%和50%,仍達(dá)到市場(chǎng)要求。油樟矮化栽培后,土壤中的養(yǎng)分僅有速效鉀含量、全磷含量和全鉀含量等3個(gè)指標(biāo)在不同矮化強(qiáng)度間存在顯著差異。其中未截桿的油樟林的速效鉀和全鉀的含量均高于矮化試驗(yàn)林,說明矮化栽培可明顯影響土壤鉀含量的變化,這可能是由于截桿后林分的郁閉度降低,導(dǎo)致土壤的鉀含量減少速率明顯增加。因此,在油樟矮化栽培時(shí),應(yīng)適時(shí)適量補(bǔ)充鉀肥,保證土壤養(yǎng)分平衡。