摘 要 為滿足人們對(duì)杉木材種的多樣化需求,恩施市國(guó)有銅盆水林場(chǎng)重視杉木人工林培育,尤其是杉木大徑材的培育。通過采取實(shí)生苗培育(采種、消毒催芽、苗圃地選擇、苗圃整地、播種、苗期管理)、科學(xué)造林(造林地選擇、整地、混交造林、植苗、補(bǔ)苗、精細(xì)化撫育管理)、病蟲害防治等關(guān)鍵技術(shù)措施,調(diào)查發(fā)現(xiàn)10 hm2試驗(yàn)林28 a生杉木林分平均樹高為23.6 m,平均胸徑為30.8 cm,活立木蓄積量達(dá)731 m3·hm-2,生產(chǎn)商品材475 m3·hm-2,每公頃凈收益可達(dá)32萬元,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。表明杉木在鄂西南高海拔山區(qū)也可良好生長(zhǎng),從公頃蓄積量指標(biāo)來看,其杉木大徑材培育關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)成熟,可以復(fù)制推廣。
關(guān)鍵詞 杉木大徑材;培育技術(shù);投資效益;湖北省恩施土家族苗族自治州恩施市
中圖分類號(hào):S727.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.01.055
杉木(Cunninghamia lanceolata)是我國(guó)特有用材樹種,因材質(zhì)好、用途廣[1]在我國(guó)南方地區(qū)廣泛栽植。1995年以前,恩施市國(guó)有銅盆水林場(chǎng)杉木人工林培育以中、小徑材為主,基本上不涉及大徑材的培育。后為滿足人們對(duì)杉木材種的多樣化需求,高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的杉木大徑材的培育得到高度重視,并于1995年開始營(yíng)造杉木大徑材試驗(yàn)林,從實(shí)生苗培育、科學(xué)造林、精細(xì)化撫育管理、病蟲害防治等方面開展關(guān)鍵技術(shù)研究,取得良好效果。本研究對(duì)恩施市國(guó)有銅盆水林場(chǎng)10 hm2試驗(yàn)林28 a生杉木大徑材進(jìn)行調(diào)查,林分平均樹高23.6 m,平均胸徑30.8 cm,活立木蓄積量達(dá)731 m3·hm-2,在生態(tài)效益持續(xù)提升的同時(shí),經(jīng)濟(jì)效益也極為顯著。
1 "杉木大徑材培育關(guān)鍵技術(shù)
1.1 "實(shí)生苗培育
1.1.1 "采種
采用良種是培育大徑材的重要保障,因?yàn)榱挤N造林形成的人工林才具有速生、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆性強(qiáng)的特點(diǎn)。銅盆水林場(chǎng)杉木種子園建于1990年,園址選在銅盆水林場(chǎng)場(chǎng)部的野雞峽(海拔1 050~1 280 m),從湖北、重慶、四川、湖南、貴州、江西等10?。ㄊ校┎杉?58個(gè)優(yōu)樹建園(面積600 hm2),采用隨機(jī)排列和錯(cuò)位排列的種植方式。
1.1.2 "消毒、催芽
為預(yù)防病蟲害,播種前要對(duì)種子進(jìn)行消毒。選擇種子凈度≥95%、發(fā)芽率≥50%、含水量<10%的Ⅰ級(jí)種子,用濃度為0.5%高錳酸鉀溶液浸泡種子2 h消毒后用清水沖洗干凈。杉木種子的休眠類型為強(qiáng)迫休眠,通過催芽可以解除休眠,使幼芽適時(shí)出土,出苗整齊,以增強(qiáng)苗木抗性,提高苗木產(chǎn)量和質(zhì)量,因此,播種前對(duì)種子進(jìn)行催芽處理,在育苗、造林工作中具有非常重要的意義。用40~60 ℃溫水浸種催芽,用水量為種子體積的2倍。當(dāng)“裂嘴露白”的種子數(shù)達(dá)30%時(shí)即可播種。需要注意的是,催芽時(shí),將溫水倒入盛種子的容器時(shí)需邊倒水邊攪拌;若浸種時(shí)間超過12 h,應(yīng)換水(冷水)。
1.1.3 "苗圃地選擇
杉木喜溫暖濕潤(rùn),要求土壤肥沃、排水良好。苗圃地選擇在林場(chǎng)場(chǎng)部的六池,靠近道路、水源,自然坡度10°、光照充足的東南坡新開荒地,土壤為黃棕壤,土層深度60 cm,團(tuán)粒結(jié)構(gòu),有機(jī)質(zhì)含量為4.6%,質(zhì)地肥沃,pH值6.5。
1.1.4 "苗圃整地
整地是育苗的重要環(huán)節(jié),也是保證壯苗豐產(chǎn)的基礎(chǔ)。整地能改善土壤水、肥、氣、熱條件,提高土壤肥力。林場(chǎng)7—9月晴天多雨天少,苗圃整地有利于土壤熟化,減少病蟲害,通常在8月進(jìn)行整地。整地步驟:1)平地。清除圃地上的雜灌、雜草,推平高處,填平低洼,同時(shí)撿出石塊,使耕作區(qū)達(dá)到基本平整。2)淺耕。采用圓盤耙、釘齒耙清除雜灌、雜草殘根,切碎盤結(jié)緊密的生草層和翻埋雜草種子,深度為10~15 cm。3)耕地。用小型挖掘機(jī)翻耕,深度20~30 cm,確保耕后土壤不板結(jié)和形成硬土塊。4)耙地。耙平地面,粉碎土塊,清除雜草,保蓄土壤水分等。質(zhì)量要求為耙透、耙實(shí)、耙細(xì)、耙平,達(dá)到平、勻、細(xì)。
1.1.5 "播種
林場(chǎng)面積小,氣候明顯,冬暖夏涼。冬季無凍害,冬播的幼苗出土早,苗木抗性強(qiáng),一般在12月15—16日播種,用種量在150 kg·hm-2左右為宜。播種前用生石灰900 kg·hm-2和3%呋喃丹顆粒劑2.5 kg混合細(xì)土25~50 kg拌勻,均勻撒于土表進(jìn)行土壤消毒,施腐熟餅肥1 500 kg·hm-2和鈣鎂磷肥1 500 kg·hm-2作基肥,隨耕翻土壤進(jìn)入耕作層。采用高床育苗,床面寬1.2 m、高30 cm,步道寬30 cm,床面呈瓦背形。將催芽的種子均勻撒在床面上,蓋1.0 cm厚黃心土,淋足水分。清溝后,覆蓋稻草保濕,厚度以不見地面為宜。
1.1.6 "苗期管理
1)出苗期管理(4月)。約有80%種子長(zhǎng)出子葉時(shí),于陰天或傍晚時(shí)分3次將覆蓋稻草揭除,每次揭除覆蓋稻草的1/3。保持土壤濕潤(rùn)、疏松和適宜溫度,保證幼苗生長(zhǎng)所需水分和環(huán)境條件。
2)幼苗期管理(5—6月)。幼苗生長(zhǎng)緩慢,苗高一般在8 cm以內(nèi),但地下側(cè)根生長(zhǎng)較快,主根長(zhǎng)達(dá)5 cm。此階段要勤松土勤除草,防止表面土壤板結(jié),松土深度約5 cm,以不傷害苗木根系為準(zhǔn)。幼苗期對(duì)氮、磷敏感,齊苗后10~15 d噴施1次0.5%尿素溶液。同時(shí),選擇陰天對(duì)苗木進(jìn)行間苗,密度為3 000~3 750 株·hm-2。間苗時(shí)要將有病蟲害、發(fā)育不正?;蛏L(zhǎng)弱小、過密的苗木拔出,較稀區(qū)域采取補(bǔ)苗措施。間苗和補(bǔ)苗前后都需澆水,保證苗木成活并正常生長(zhǎng)。
3)速生期管理(7—8月)。速生期是苗木生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期,此階段雜草除早、除小、除了。同時(shí)苗木對(duì)水肥的需求量增加,每隔15~20 d結(jié)合陰雨天氣使用復(fù)合肥[m(N)∶m(P)∶m(K)=15∶15∶15]45~75 kg·hm-2施肥3~4次,施肥量根據(jù)苗木生長(zhǎng)情況逐漸增加。適當(dāng)灌水,保持土壤濕潤(rùn)。
4)木質(zhì)化期管理(9月以后)。此階段除了可以施1次鉀肥外,應(yīng)停止一切促進(jìn)苗木生長(zhǎng)的措施,保證苗木完全木質(zhì)化,進(jìn)入休眠期。
1.2 "科學(xué)造林
1.2.1 "造林地選擇
造林地選擇在林場(chǎng)的慶坪分場(chǎng),地理坐標(biāo)為東經(jīng)109°21′,北緯30°19′,海拔1 460~1 510 m,坡度20°。慶坪分場(chǎng)氣候溫和,陽光充足,雨量充沛,屬典型的北亞熱帶氣候。年平均氣溫12.9~14.5 ℃,最冷月為1月,平均氣溫為5.5~7.5 ℃,最低氣溫0.3~3.3 ℃;最熱月為7月,平均氣溫為21~24.1 ℃,最高氣溫33.6 ℃;全年無霜期180~245 d,年均日照時(shí)數(shù)1 200~1 400 h,年太陽輻射86~93 kcal·cm-2,≥10 ℃年積溫4 516 ℃;相對(duì)濕度80%~88%;年均降水量1 200~1 800 mm,主要集中在2—7月,月均降水量在200 mm以上。冬無嚴(yán)寒,夏無酷暑。其氣候的垂直變化十分明顯,具有區(qū)域小氣候特色。屬采伐跡地,前茬為柳杉純林。土壤為黃棕壤,pH值4.5~6.5,有機(jī)質(zhì)含量為4.3%~4.5%,土層深度≥100 cm,腐殖質(zhì)層厚度≥40 cm,疏松、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、排水良好,立地指數(shù)22的山地中下部,坡度約20°,面積10.0 hm2。與鄂西南山區(qū)最適杉木生長(zhǎng)海拔800~1 200 m的二高山相比,試驗(yàn)地屬于高海拔地塊。
1.2.2 "造林整地
7月下旬造林整地。整地經(jīng)過伏天高溫,土壤熟化快,同時(shí)草木殘?bào)w翻入土中易腐爛。整地前將造林地采伐剩余物或雜草、灌木等天然植被清理干凈。使用帶狀整地的方法,帶的方向沿等高線保持水平。因?yàn)樵炝值貕K坡度較大,加上杉木屬于喜光樹種,要求充足的營(yíng)養(yǎng)空間和光照條件,因此整地帶寬為3 m,變化幅度0.5~1 m。使用挖掘機(jī)深翻土壤,等土壤充分風(fēng)化,并清理干凈石塊、樹根之后,人工挖穴。杉木隨著造林密度的增大,能使樹干飽滿、干形通直,減少木材中節(jié)疤的數(shù)量和大小,對(duì)培育大徑材是有益的。但造林密度過大,會(huì)抑制樹高和直徑的生長(zhǎng),綜合考慮杉木生長(zhǎng)的特點(diǎn),最終栽植密度確定為2 500株·hm-2(株行距2 m×2 m)。挖穴時(shí)將心土和表土分開放在穴旁??紤]到造林地塊海拔高,適當(dāng)加大整地深度以增加土壤溫度,明穴規(guī)格設(shè)計(jì)為60 cm×60 cm×60 cm,正方形配置。植苗前30 d左右將充分腐熟的廄肥按10 kg/穴施入穴底部,回填表土充分?jǐn)嚢?,再回填心土成瓦背形,高于地? cm,待自然沉降后植苗。
1.2.3 "混交造林
為充分利用地力,保持林間生物多樣性,增強(qiáng)林木抵御自然災(zāi)害及抗病抗蟲能力,杉木造林時(shí)應(yīng)當(dāng)重視混交林的營(yíng)造?;旖活愋蜑橹饕獦浞N混交,混交樹種為杉木和馬褂木,兩者的比例為2∶1。營(yíng)造混交林時(shí),采用帶狀混交。
1.2.4 "植苗
選擇國(guó)標(biāo)Ⅰ級(jí)苗進(jìn)行栽植,即當(dāng)年生苗木為地徑>0.4 cm、苗高>24 cm,頂芽飽滿、無損傷、無病蟲害的杉木苗。造林地冬季土壤凍土,冬季植苗易發(fā)生凍害,因此植苗時(shí)間選在3月中旬為宜。盡量做到起苗后立即栽植,防止苗木失水過多,確保成活率。植苗時(shí)采用“三埋兩踩一提苗”的方法,做到苗正、根舒、栽緊、不窩根,即在穴中豎直放苗后,讓根系充分伸展,填濕細(xì)土埋苗根;當(dāng)填到1/2左右時(shí),將苗木向上輕提,使根系與土壤緊密接觸,再填細(xì)土,分層壓實(shí);當(dāng)填到穴滿,再踩實(shí),最后覆上虛土至苗木根頸處原土印以上3~5 cm。
1.2.5 "補(bǔ)植
栽植后30 d左右開始調(diào)查,及時(shí)對(duì)沒有成活的苗木進(jìn)行補(bǔ)植,使成活率達(dá)到98%以上[2]。栽植后3 a再進(jìn)行調(diào)查,如果保存率達(dá)不到95%,用備用苗木進(jìn)行補(bǔ)栽。
1.2.6 "撫育管理
1)松土除草。為使杉木盡快郁閉成林,需人工松土除草連續(xù)撫育3年,每年2次,第1次是在杉木生長(zhǎng)高峰期之前的6月,防止雜灌、雜草與杉木競(jìng)爭(zhēng)水肥;第2次在雜草種子成熟前的9—10月,避免來年雜草野蠻生長(zhǎng)。松土除草應(yīng)選擇晴好天氣,做到里淺外深,不傷害苗木根系,深度為10~15 cm[3]。
2)合理施肥。1995年,在恩施市農(nóng)業(yè)局的支持下,林場(chǎng)對(duì)造林地塊測(cè)土配方,制定了幼齡林、中齡林、近熟林的施肥方法。幼齡林對(duì)氮元素非常敏感,氮肥能使杉木迅速生長(zhǎng),幼齡林施肥以氮肥為主,測(cè)土配方氮、磷、鉀質(zhì)量比為5∶1∶1;中齡林對(duì)氮、鉀元素敏感,施肥以氮肥和鉀肥配合施用為主,測(cè)土配方氮、磷、鉀質(zhì)量比為5∶1∶3;近熟林對(duì)養(yǎng)分需求全面,施肥以氮、磷、鉀各占15%的復(fù)合肥為主。杉木造林后初3 a每年結(jié)合第一次松土除草施肥1次,視植株生長(zhǎng)情況施肥,用量0.15~0.30 kg/株。首次間伐后第一個(gè)夏季的6月上旬,沿樹冠中外圍下方開環(huán)狀溝每株施復(fù)合肥750~1 000 g后覆土。
3)林下種植。幼林郁閉前林間空隙較大,為充分利用土地,可間種農(nóng)作物,如紅薯、豆類、花生等,以耕代撫,縮短杉木林分郁閉時(shí)間;可種植綠肥植物,如苕子、紫云英、三葉草等,增強(qiáng)土壤肥力,改良土壤,改善杉木林內(nèi)生態(tài)條件;可種植中藥材,如黃連、黃精、何首烏等,既增加收益,又充分利用中藥材在生長(zhǎng)過程中所釋放的CO2補(bǔ)充杉木光合作用所需的CO2,促進(jìn)杉木光合生產(chǎn),促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育。
4)修枝。修枝不僅提高木材材質(zhì),增加樹干圓滿度,還能改善林內(nèi)通風(fēng)透光條件,從而減少杉木病蟲害發(fā)生[4]。2002年,當(dāng)杉木林冠下出現(xiàn)20%的枯枝時(shí),進(jìn)行第1次修枝,之后每隔2 a修枝1次,每次修枝高度不超過2 m,連續(xù)修枝3次。修枝時(shí)間為每年3月上旬,此時(shí)杉木樹液尚未流動(dòng),不影響生長(zhǎng)。
5)撫育間伐。2002年,在林分生長(zhǎng)7 a后,林分郁閉度達(dá)到0.8以上[2],自然整枝高度達(dá)樹高的1/3時(shí),林場(chǎng)實(shí)施第1次間伐,間伐強(qiáng)度為30%,保留密度約1 750株·hm-2;2010年,在林分生長(zhǎng)15 a后,林分郁閉度再達(dá)到0.8以上,自然整枝高度達(dá)樹高的1/2時(shí),林場(chǎng)實(shí)施第2次間伐,間伐強(qiáng)度為30%,保留密度約1 220株·hm-2;2018年,林場(chǎng)實(shí)施第3次間伐,間伐強(qiáng)度為30%,保留密度約850株·hm-2[5]。一般采用下層疏伐法,采伐生長(zhǎng)落后、樹冠受擠壓、完全處于林冠下分枝稀疏或枯萎瀕死的杉木。同時(shí)兼顧疏密度,可以適當(dāng)伐除生長(zhǎng)發(fā)育正常的杉木,保證林分郁閉度0.6以上。
1.3 "病蟲害防治
1.3.1 "主要病害
1.3.1.1 " "細(xì)菌性葉枯病
癥狀:主要為害杉木針葉和嫩梢。發(fā)病初期,在當(dāng)年生新葉上出現(xiàn)針頭大小的褐色斑點(diǎn),淡黃色暈圈分布四周。隨著病害加重,病斑逐漸擴(kuò)大成不規(guī)則形狀,外圍淡黃色暈圈變成淡紅褐色或淡黃色水漬狀。病斑進(jìn)一步擴(kuò)大,針葉成段變成黃褐色,最后葉片枯死;嫩梢發(fā)病初期為害癥狀與針葉相似,病害向頂芽蔓延,嫩梢變褐枯死。
防治:避免重茬,盡量使用無病原菌的新土,做好土壤和種子的消毒工作。發(fā)病時(shí),噴施70%代森錳鋅500倍液、70%百菌清600倍液,隔7~10 d噴1次,連續(xù)2~3次。
1.3.1.2 " "杉木苗猝倒病
癥狀:猝倒病在播種育苗的全過程都可能發(fā)生,有種子剛發(fā)芽被感染的種腐型;有幼苗出土前被感染的猝倒型;有苗木木質(zhì)化后,由于根部受感染,苗木枯死的立枯型。
防治:在幼苗出土15 d開始,每7~10 d噴1次1∶1∶200波爾多液或0.1%敵克松稀釋液,到6月苗木長(zhǎng)大后,每30 d噴1次。
1.3.2 "主要蟲害
1.3.2.1 " "金龜子
癥狀:幼蟲為害苗木根部和地下莖,成蟲咬食葉片,植株失去光合作用而死亡。
防治:50%辛硫磷顆粒劑與黃心土按1∶10的比例拌勻撒施于地塊表面后,用釘耙疏松表土,讓藥物與土壤充分接觸毒殺土中金龜子;發(fā)生嚴(yán)重時(shí),在晴天的傍晚時(shí)分,用2.5%敵殺死乳油3 000~4 000倍液直接噴施;或保護(hù)斑鳩、青蛙、喜鵲、杜鵑等天敵進(jìn)行生物防治。
1.3.2.2 " "杉梢小卷蛾
癥狀:幼蟲蛀入杉樹嫩梢頂部或頂芽為害,造成枯梢。
防治:保護(hù)林間天敵種群的繁衍;一旦發(fā)現(xiàn)蟲害枝時(shí),及時(shí)剪除;利用成蟲趨光性,設(shè)置40 W黑光燈誘殺;在低齡幼蟲期,用50%殺螟松200~400倍液或20%甲氰菊酯2 000~4 000倍液等噴殺幼蟲1~2次,間隔期7~10 d。
2 "投資效益分析
2.1 "生態(tài)效益
森林涵養(yǎng)水源,保持水土,防風(fēng)固沙,保障農(nóng)業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn);凈化空氣,降低噪音,保護(hù)美好環(huán)境。恩施市國(guó)有銅盆水林場(chǎng)10 hm2試驗(yàn)林蓄積量,相當(dāng)于常規(guī)3倍造林面積的蓄積量。研究調(diào)查發(fā)現(xiàn),1 hm2森林每年大約能減少水土流失19 t,保護(hù)100 hm2農(nóng)田免受風(fēng)災(zāi);40 m寬林帶能降低噪音10~15分貝。1 hm2森林每天可吸附灰塵60 kg,吸附SO2 2 kg、有毒氣體2 kg,吸收CO2 1 000 kg,釋放O2 700 kg,相當(dāng)于800人1 d的吸氧量。培育杉木大徑材,提高單位面積蓄積量,有利于更好地發(fā)揮森林生態(tài)效益。
2.2 "社會(huì)效益
1)項(xiàng)目試驗(yàn)具有示范帶動(dòng)作用,能進(jìn)一步掀起植樹造林熱潮,增加森林面積,提高森林覆蓋率,建設(shè)好綠水青山;2)項(xiàng)目試驗(yàn)可以提高勞動(dòng)者生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)水平,豐富管理經(jīng)驗(yàn),為集約化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化技術(shù)推廣奠定人才基礎(chǔ);3)可為當(dāng)?shù)厝罕娞峁┮欢ǖ木蜆I(yè)機(jī)會(huì),實(shí)現(xiàn)家門口就業(yè),增加農(nóng)民收入,維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定。
2.3 "經(jīng)濟(jì)效益
培育杉木大徑材,能顯著提高林地生產(chǎn)力。據(jù)2023年12月測(cè)定結(jié)果,林分平均樹高23.6 m,平均胸徑30.8 cm,蓄積量為731 m3·hm-2,生產(chǎn)商品材475 m3·hm-2。按恩施市當(dāng)?shù)厣寄敬髲讲膯蝺r(jià)1 200元·m-3計(jì)算[2],除去人工培育成本、管理成本和財(cái)務(wù)成本25 萬元·hm-2,不計(jì)撫育間伐收入,林場(chǎng)培育的28 a生杉木大徑材主伐期木材產(chǎn)值為57萬元·hm-2,凈收益達(dá)32萬元·hm-2,經(jīng)濟(jì)效益好。
3 "結(jié)語
大徑級(jí)用材林的培育,既是國(guó)家木材戰(zhàn)略儲(chǔ)備的要求,也是提高森林質(zhì)量和林地生產(chǎn)力的重要途徑,更是森林三大效益充分發(fā)揮作用的策略選擇。有研究表明鄂西南杉木生長(zhǎng)最適海拔為800~1 200 m的二高山,通過本研究對(duì)杉木大徑材培育全過程關(guān)鍵技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),發(fā)現(xiàn)杉木在鄂西南高海拔山區(qū)也可良好生長(zhǎng)。從公頃蓄積量指標(biāo)來看,在鄂西南高海拔山區(qū)杉木大徑材培育關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)成熟,可以復(fù)制推廣。
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(責(zé)任編輯:易 "婧)