吳茂隆,羅亨龍,黃逢龍,龔 偉,彭招蘭,戎洪東
(吉安市林業(yè)科學(xué)研究所,江西吉安343010)
馬尾松(Pinus massoniana)是我國特有的鄉(xiāng)土樹種,在我國南方有大面積的栽種。據(jù)統(tǒng)計,南方17 個省(市、區(qū))馬尾松的分布面積占各?。ㄊ?、區(qū))森林總面積的45%以上[1]。江西省吉安市馬尾松林面積達(dá)46萬hm2,是該市濕地松(P. elliottii)林面積的1.8 倍。馬尾松作為我國主要的采脂樹種之一[2],其松脂產(chǎn)量曾占全國松脂總量的90%[3]。但由于馬尾松流脂持續(xù)時間短、產(chǎn)脂量偏低等特性,采割量逐年下降。普通成熟馬尾松單株采割1 刀的流脂量約為15~17 g[4],通過選優(yōu)的馬尾松高產(chǎn)脂子代產(chǎn)脂量平均單株單刀約為50 g 左右[3],流脂時間通常不超過2 d;采脂效益與其他采脂樹種相比存在較大差距,到2019 年,馬尾松松脂產(chǎn)量占比已從全國松脂總產(chǎn)量的90%下降至37.7%。而在濕地松的主產(chǎn)區(qū),馬尾松的采割量更是日漸衰微。雖然吉安市馬尾松林面積是濕地松林面積的1.8 倍,但馬尾松的松脂產(chǎn)量僅為濕地松松脂產(chǎn)量的15%。從全國看,至2016 年,我國的松脂產(chǎn)量已從全球松脂產(chǎn)量的65%降至35%[5]。因此,提高馬尾松采割產(chǎn)量是生產(chǎn)上亟需解決的一個問題。
采脂刺激劑是化學(xué)采脂中使用的化學(xué)藥劑,根據(jù)其作用機(jī)理,可分成干擾型和促進(jìn)型兩類[6]。我國于1970—1980 年代便開始了化學(xué)采脂劑研究[7],使用的化學(xué)藥劑多以干擾型的硫酸軟膏、稀硫酸造紙廢液等為主。由于這類藥劑具有很強(qiáng)的刺激性和腐蝕性,如使用不當(dāng),容易造成人員和樹木的傷害。為此,國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,干擾型化學(xué)藥劑采脂只適用于短期采脂或強(qiáng)度采脂[1]。而不少地方政府,為了保護(hù)資源,避免人員和樹木受損的風(fēng)險,一度全面禁止化學(xué)采脂。但到目前為止,除濕地松外,我國其它的采脂樹種基本上還是采用常規(guī)化學(xué)采脂技術(shù)。21 世紀(jì)以來,隨著濕地松促進(jìn)型化學(xué)采脂技術(shù)的研發(fā)完善和生產(chǎn)上的大面積推廣應(yīng)用,目前每個采脂工的年采割松樹數(shù)量已從1 000 ~1 200 株增加至4 500~5 000 株,年產(chǎn)松脂從3.5 t·人-1增至10 t·人-1以上[8-10],極大地提高了勞動生產(chǎn)效率和采脂工的收入,為我國其它樹種的采脂技術(shù)提供了很好的技術(shù)示范作用。
為充分發(fā)揮馬尾松應(yīng)有經(jīng)濟(jì)效益,幫助山區(qū)農(nóng)民實現(xiàn)增收致富,吉安市林業(yè)科學(xué)研究所于2013-2018 年開展了馬尾松采脂刺激劑的篩選及增益效果的研究,并取得了較好的效果,可為今后生產(chǎn)上增加松脂產(chǎn)量、減輕采脂工勞動負(fù)荷提供技術(shù)支撐。
試驗地位于江西省吉安市,地理位置25°58′32″-27°57′50″ N,113°46′-115°56′ E,地處江西省中部,屬亞熱帶季風(fēng)濕潤性氣候,四季分明,無霜期長。全市年平均氣溫17.1℃~18.6℃,極端最高溫度38℃左右(7 月),極端最低溫度-1℃左右(1 月),年均降水量為1 500 mm 左右,降水集中在4-6 月。
本試驗選取了4 塊符合采脂技術(shù)規(guī)程要求的試驗標(biāo)準(zhǔn)地,分屬于吉安市1 區(qū)2 縣,分別在吉安市的青原區(qū)青原山、吉安縣澧田鎮(zhèn)、泰和縣灌溪鎮(zhèn)、吉安縣梅塘鎮(zhèn)。試驗所選取的馬尾松林均為飛籽成林,林齡在20 a 以上,生長正常,樹體健壯,樹冠輪枝接近,無病蟲害。試驗林內(nèi)林分分布均勻,立地條件中等,地勢平緩,便于進(jìn)行試驗觀察和數(shù)據(jù)記錄。將4 塊試驗地進(jìn)行編號管理,基本情況見表1。
表1 馬尾松采脂試驗林基本情況Tab. 1 Basic information of P. massoniana resin tapping experimental forest
本文設(shè)置了馬尾松采脂刺激劑篩選試驗及馬尾松采脂刺激劑施用下采收效益檢驗試驗兩部分。由于馬尾松單株產(chǎn)脂量所受影響因子較多,為減小誤差提高試驗精度,試驗均采取本底產(chǎn)量對比法[8]。
馬尾松采脂刺激劑篩選試驗在1 號試驗林進(jìn)行,于2013-2014 年間采脂季(4-11 月)設(shè)置4 個處理(表2),選取供試馬尾松120 株,每30 株為1 個處理。試驗前,各組按照常規(guī)采脂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)每天采割1次割1 刀,采割一個月,以測定各組的本底產(chǎn)脂量。試驗開始后,各試驗組每12 天噴施刺激劑1 次,每2天割溝1 次,并于每次割溝采脂后進(jìn)行松脂質(zhì)量稱量。采脂季結(jié)束后,統(tǒng)計分析并篩選出效果最佳的刺激劑于第2 年進(jìn)行重復(fù)試驗。
表2 馬尾松采脂刺激劑篩選試驗情況Tab. 2 Screening test of P. massoniana resin tapping stimulants
檢驗試驗采用2 種檢驗方式(表3),2 種檢驗方式均以試驗樣地內(nèi)隨機(jī)選取的30 株為1 個處理,重復(fù)3 次。檢驗試驗于當(dāng)年采脂季季中開始,試驗前于季中進(jìn)行1 次采脂工作,以測定各試驗組本底產(chǎn)脂量,采脂季結(jié)束時再按組進(jìn)行樹脂收集的稱量并統(tǒng)計分析。
表3 采脂刺激劑效果檢驗試驗Tab. 3 Test of stimulation effect of resin tapping stimulants
馬尾松采脂刺激劑篩選試驗表明,不同類型采脂刺激劑對樹木的產(chǎn)脂量影響非常明顯(表4),其中采脂刺激劑b、c 對松脂的增產(chǎn)率分別為43.06%和56.22%;而強(qiáng)刺激型采脂刺激劑a(pH 值1 以下)對馬尾松松脂產(chǎn)量卻有明顯的抑制作用,與對照組產(chǎn)脂量相比,減產(chǎn)率為33.47%。弱刺激型采脂刺激劑b 和c 對松脂的增產(chǎn)效果明顯優(yōu)于1990 年代生產(chǎn)上小面積推廣應(yīng)用的“豐脂靈”和“增產(chǎn)靈-2 號”[9-10]。
表4 不同采脂刺激劑對馬尾松的增脂效果Tab. 4 Resin tapping increasing effects of different resin tapping stimulants on P. massoniana
對馬尾松林施用弱刺激型刺激劑后,將松脂從1天采割1 次的采割頻率降為2 天采割1 次,每12 天噴施經(jīng)篩選試驗選擇出的弱刺激劑1 次,平均單株產(chǎn)脂量仍然可比對照組增加8.9% ~9.4%(表5)。通過檢驗試驗,驗證了弱刺激型采脂刺激劑對馬尾松單株的增脂效果是可靠的,且在單株本底產(chǎn)脂量差別較大的馬尾松林間具有相近的促進(jìn)效果。在該產(chǎn)脂刺激劑施用條件下,松脂采割頻率減半后仍可達(dá)到1 天1刀的常規(guī)采脂法所取得的采脂量。且割溝頻率降低后,不僅可以減少采脂用工量從而降低人工成本,還可降低松樹受損度,并有利于松樹的松脂合成,從而達(dá)到更佳的增產(chǎn)效果,同時使松樹的采脂期延長1倍,從而增加生產(chǎn)效率及采脂收益。
表5 不同采割頻率下弱刺激型采脂刺激劑對馬尾松增脂效果Tab. 5 The resin yield increasing effect of weak stimulant on P. massoniana under different cutting frequencies
在勞動量相同(采割頻率統(tǒng)一為3 天1 刀)的情況下,施用弱刺激型采脂刺激劑后,馬尾松單株產(chǎn)脂量顯著增加(表6),平均單株單刀試驗產(chǎn)脂量為81.4 g,組間試驗產(chǎn)脂量比率為161.8%,增產(chǎn)率達(dá)到60.6%;與2013-2014 年的試驗結(jié)果(表4)增產(chǎn)率56.22%比較,兩者之間無明顯差別,說明該刺激劑的促脂作用是穩(wěn)定可靠的。在將割溝頻率由1 天1 刀降至3 天1 刀后,單刀產(chǎn)脂量也隨之增加,證明無論是否施用刺激劑,馬尾松的采割頻率均以2~3 天1刀為宜,綜合效益以3 天1 刀為最佳。
表6 相同采割頻率下弱刺激型采脂刺激劑對馬尾松增脂效果Tab. 6 The resin yield effect of weak stimulant on P. massoniana under the same cutting frequency
馬尾松弱刺激型采脂刺激劑在低頻采割頻率下的采脂技術(shù)減小了采脂下降幅度,減少了割面消耗,降低了采脂木風(fēng)折等危害,從而有力地保證了林地馬尾松林木的覆蓋,尤其是在土壤裸露的丘陵地帶,減少水土流失;另一方面,延長了采脂木的采割年限,從而延長了采脂木的生長期,不但增加了采脂收入,增加了林木蓄積量,而且延長了馬尾松采脂林的經(jīng)營周期,降低了更新成本,保護(hù)了森林資源。
同時,相比于馬尾松常規(guī)采脂方法,采用弱刺激型采脂刺激劑在低頻采脂頻率下松脂產(chǎn)量可提高60%左右,采脂年限可延長1 倍,相當(dāng)于增加松脂工業(yè)原料林1 倍面積,使松脂加工業(yè)的松脂原料獲得持續(xù)供應(yīng)。另一方面,采脂工在付出相同勞動量的情況下,可采脂的株數(shù)增加1 倍,以單株增產(chǎn)50%計算,采脂工年采脂量可增加2 倍,扣除每株的藥劑、噴壺等費(fèi)用,凈收入可提高1.5 倍左右。由此可見,馬尾松弱刺激型采脂刺激劑結(jié)合低頻采脂的技術(shù)不僅可以改變目前因收入低無人采割的局面,而且與常規(guī)采脂相比,生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益均十分顯著。
不同類型的采脂刺激劑對馬尾松松脂產(chǎn)量的影響顯著,過度刺激不僅不能增加產(chǎn)量,反而抑制松脂的產(chǎn)量,造成松脂產(chǎn)量明顯下降。無論是馬尾松還是濕地松,選擇適宜的采脂刺激劑均是增產(chǎn)增效的關(guān)鍵因素之一[9]。pH 值為3~4 的弱刺激型刺激劑能很好的適應(yīng)馬尾松產(chǎn)脂特性,增產(chǎn)效果顯著,增產(chǎn)率可達(dá)50%~60%。同時,采用低頻割溝,施用適宜的采脂刺激劑(弱刺激型),不僅可提高松脂的產(chǎn)量,而且可極大降低采脂工的勞動量,顯著提高資源的利用率。
割溝頻率是影響馬尾松松脂產(chǎn)量、林木生長的重要因素[10],割溝頻率過高(1 天1 刀)易加大樹木的傷害,不利于松脂的合成,普通馬尾松每采割1 刀單株產(chǎn)脂量只有15.0~29.4 g 的平均水平[5,11]。采割頻率過高,不僅無法保證松脂的產(chǎn)量,而且還極大增加勞動強(qiáng)度,減少采脂工收益。陳祖洪等在采脂間隔期對馬尾松產(chǎn)脂量影響的實驗中,發(fā)現(xiàn)采割間隔期1 天可增產(chǎn)41.3%,間隔期2 天增產(chǎn)55.3%,間隔期3 天增產(chǎn)64.0%[11]。結(jié)合本試驗結(jié)果可見,將割溝頻率降低至2~3 天1 刀后,不僅可降低采割勞動強(qiáng)度,產(chǎn)脂量顯著增加,無論是平均單株單刀產(chǎn)脂量,還是單株年產(chǎn)脂量都可與濕地松持平。以本試驗為例,3 天1 刀的割溝頻率比1 天1 刀的割溝頻率節(jié)約資源,采割年限延長2 倍,采脂工在不增加勞動量的情況下,每人采割的樹木數(shù)量可達(dá)3 600 株,每人年采割松脂量可達(dá)10 t 以上,與采割濕地松的松脂產(chǎn)量相似。本研究歷時6 年,期間已在生產(chǎn)中進(jìn)行了小規(guī)模的推廣應(yīng)用,應(yīng)用者反饋的結(jié)果與本研究結(jié)果基本一致,可在生產(chǎn)上進(jìn)行推廣應(yīng)用。