李靜 李正華 李春明 卓泳杉 王洪梅
摘 要 為增加東北林區紅松果實增產,對紅松果林豐產技術中的經營措施、高產改造技術進行了論述。主要經營措施包括土壤管理、樹體管理、激素處理、病蟲害防治等,并對紅松果林高產改造技術,主要包括接穗選擇、嫁接、改造方式、后期管理等進行了探討。
關鍵詞 紅松果林;人工林;改造;豐產技術
中圖分類號:S791.247 ? ? ? 文獻標識碼:A ? doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2021.06.022
紅松( Pinus koraiensis ?Sieb. et Zucc.)為松科松屬常綠喬木,主要分布于我國東北部、俄羅斯遠東南部、朝鮮北部及日本中部地區,其中我國東北部主要分布于長白山和小興安嶺地區[1]。紅松樹干高大通直,冠形飽滿,材質優良,壽命可達300~400年,果實有較高的食用和藥用價值,是珍貴的用材和經濟樹種,也是東北地區重要的生態防護樹種和園林綠化樹種。隨著我國森林資源的變化和林業政策的調整,紅松已成為東北林區最具發展前途的果用經濟林鄉土樹種之一,對加快東北林區經濟林發展有著重要意義。
紅松生長速度較慢,生殖遲緩,結實周期比較長。天然紅松林資源破壞嚴重,保存量較少,分布范圍較窄。現階段早期紅松人工林已開花結實,但多是以用材林進行培育,盡管面積很大,可林分密度高,導致結實量和質量差異大,總體上果實質量低下;新植的紅松果林又尚未結實,這些都是導致我國紅松籽產量低的主要原因。為滿足人們對紅松籽的需要,增加東北林區居民收入,紅松培育必須由早期用材林向果材兼用林和純紅松果林等方向轉變。為實現紅松果實增產,現階段一是要對已有紅松人工林實施科學經營,促進紅松開花結實;二是利用嫁接技術改造紅松果林,達到提早結實和多結實的目的。這是短期實現紅松籽增產的兩個主要途徑。從長遠看,紅松人工雜交選育新品種是紅松籽增產和提高質量的根本途徑,但這一過程耗時較長而任重道遠。
1 現有紅松人工林經營措施
現有紅松人工林是目前紅松籽產量的主力軍,因此有條件的地方可以采取適宜的培育經營措施,通過施肥、透光伐、修枝、病蟲害防治等達到紅松果林增產目的。
1.1 土壤管理
土壤管理一般指施肥、灌溉、松土及除草等經營措施,灌溉、松土和除草常用在樹木幼苗管理上。土壤中的養分是植物生長的物質基礎,常采用施肥措施來保證作物的高產穩產。許多試驗證實,施肥可以促進母樹早開花和多開花,達到紅松籽增產的目的。針對紅松成林,施肥也是增產的重要方式。隋立龍等[2]對不同紅松林分研究表明,每公頃紅松果實產量與有機質、堿解氮、速效磷、全氮等極顯著正相關,且與堿解氮和速效磷的相關性最大,鉀肥效果不明顯。在紅松不同林齡林地營養狀況上,張新華[3]研究表明,隨著紅松林年齡增長,土壤中的有機質、全氮和速效磷養分逐漸減少。因此若要獲得更多的紅松籽,針對不同年齡紅松林地的營養狀況、施肥時間和方式、施肥種類和數量等都需要重點研究。王冬梅[4]對2年生紅松苗進行了施肥試驗,發現苗高、地徑均隨施肥量的增加而增加,追肥對幼苗的生長起到決定性的作用,得出了2年生苗的最佳施肥方案。孫文生等[5]對20年生紅松無性系幼齡種子園施不同量氮磷鉀肥試驗,結果表明,施肥增加了結實數量,從成本角度提出了適宜的施肥量,可提高產量46%。姚博[6]對31、43、52和61年生紅松林施肥研究中發現,隨林齡增加,土壤中有機質、全氮和速效磷的含量降低,這一結果與張新華[3]研究一致,磷酸二銨對促進紅松結實作用較明顯,尤其對大齡單株結實提高較多,施肥量為600 g?
適量施肥是促進紅松結實的重要技術措施,不同肥料所起作用不同,氮肥對增加紅松果實、雌球花數量和促進胸徑生長的作用明顯,磷肥能增加紅松雌球花數量。施肥需配合樹木生長發育規律,一般是離樹1.5 m開環狀溝,15 cm深掩埋。施肥種類和數量需要根據林齡、林分、立地條件等具體分析,做到科學合理。近些年來,人們開始重視大量元素肥料的使用,也開展了微量元素肥料的研究和應用,紅松果林也應用了這方面的研究成果。
1.2 樹體管理
樹體管理可以使紅松母樹形成合理的樹形,改善樹體內部通風和透光,保持最大的結實面積,促進和保證結實。經營管理中最常采用的技術有截頂、疏枝和切根等方式。
紅松有頂端結實優勢,側枝不結實或很少結實。人們發現天然紅松林早期杈干有利于提高材積和結實,因此對紅松采取人為截去主干,促進側枝發育從而形成多頭結構,進而增加紅松的結實量。康迎昆等[7]按樹高比例和輪枝層對10年生紅松林春季截干,一年后發現1/3處和3輪截干對側枝生長影響顯著,相比較而言,1/3處截干效果更好。王玉光等[8]對3個林齡紅松人工林進行1~4層輪枝截干試驗,結果發現3輪截枝效果最明顯,結實量提高67%,林木結實率提高34%。劉宏偉等[9]對6個紅松無性系果林進行主枝和側枝修剪試驗,2年后調查發現:主枝修剪后可培養出多個主枝,其中4個無性系增加了產量;修剪側枝對增產也有作用,但這一試驗樣本偏少,結實調查僅1次,結論尚不明確。
有研究表明,枝長、枝基徑、枝密度和葉等顯著影響植物結實,生殖枝基徑和結實量呈正相關關系,枝長與之相反。殷東生[10]以紅松生殖枝和營養枝為對象研究結實狀況,發現當年枝的基徑16~19 mm和長度30 ~40 cm時球果數最多,可以采取一定的經營措施提高這部分枝的比例,增加果實產量。此外,還有孫文生等對紅松母樹分別進行修剪樹冠和切根試驗,結果表明,樹冠修剪和切根都可以增加紅松雌雄球花開花數量。
因此,對紅松樹體進行合理的修剪,有利于實現果實高產和穩產,成為紅松果林經營的重要技術手段之一。修剪要根據輪枝層和林分密度為主來實施,紅松林齡和高度也要具體考慮,有研究指出,處于生殖年齡或高度達到13 m的紅松才適合截干。
1.3 激素處理
研究表明,植物開花與激素積累有直接關系,針葉樹種一般需要10年或更長時間才能開花結果。激素對紅松結實的作用效果與樹齡、激素類型、施用時間和數量等直接相關,以赤霉素應用試驗開展的研究較多。1958年Kato首先發現GA3能夠誘導柳杉幼樹提前開花結實,此后GA3被應用到多個樹種的開花誘導上,均效果顯著,而且研究的激素種類也有增加,如GA4、GA7、IAA、NAA、IBA和多效唑等。
楊凱等[11]對3個林齡的紅松幼林研究發現,低劑量GA3對雌球花形成有促進作用,20 mg?
激素施用方式有噴施、注射、灌根、浸泡、涂抹等,赤霉素莖干注射更適合大樹和野外研究。目前人們對激素的種類、濃度、施用時間及處理方式等還在進行探索。
1.4 主要病蟲鼠害防治措施
病蟲害的發生會嚴重影響紅松的生長發育,降低紅松果實產量和質量。現代無人機和影像技術的出現,可以更快捷、更方便對紅松林進行檢測,可及時發現問題,從源頭上杜絕病蟲害發生。對病害應采取預防為主,綜合治理的措施;對蟲害一般采取化學殺蟲劑進行防治,但建議盡可能采用生物防治或人工誘殺手段進行防治,如松梢螟可以采用釋放天敵赤眼蜂或黑光燈誘殺防治。在春季積雪融化后和冬季落雪前采用生物防治和物理防治結合進行鼠害防治,物理防治可用鼠鋏,也可用溴敵隆誘餌或驅獸劑進行防治。
1.5 其他措施
紅松結實受很多方面因素的影響,例如,不可控制的氣候因子和遺傳因素。除上述4項主要經營措施外還有一些人類可以參與的因素,如林分密度調節、人工輔助授粉、果實采摘時間和方式等。紅松不同生長時期對光照的需求量不同,提倡按林齡和實際郁閉度逐步疏伐。人工輔助授粉是在紅松雌球花期,借助風力滅火機、無人機等助風設備在紅松林內助風,使花粉飄浮到樹冠上部利于授粉,程化文等[15]連續3年授粉試驗,結果表明可以提高坐果率20%以上,也能確保穩產、增產。紅松上年5、6月開花坐果,第2年9月球果成熟,有研究表明采摘時間早與晚對種子千粒質量和出仁率等均有明顯影響。9月中旬比10月上旬采摘千粒質量差11%,采摘過晚千粒質量又下降,所以要根據地緣和氣候特點確定采摘時間。由于紅松球果不能等到正常成熟脫落,只能通過斷枝的方式采摘,如“掃雷式”采摘必然損傷樹干,影響當年坐果率,進而導致第2年產量降低;如此循環勢必影響紅松果實產量。因此,需要對人工可控的因素進行科學合理的探索,為紅松增產提供有力保障。
2 高產紅松果林改造
為增加紅松籽產量,除對現有紅松樹林采取增產經營措施外,還必須高質量改造新紅松果林。由于紅松實生木生殖周期長,可以借助嫁接技術實現紅松早結實,增加紅松籽產量。將優良的結實型紅松穗條嫁接到砧木上,培育的紅松果林可以提早結實,進而增加紅松籽產量。嫁接能使紅松提前7 ~8年結實(個別情況下有2~3年開花結實),產量可提高1.3~5.0倍。
2.1 接穗選擇
紅松果林的建立一定要保持良好的遺傳品質,使其早結實、多結實。穗條的優良程度是利用嫁接技術改造紅松果林成敗的重要條件。采集接穗時首先要在經過選優的林分中采集,選優的林分林齡必須在中齡林以上,人工林應在25 a以上,以結實性狀為決定因素選擇優樹[16]。王行軒等[15]經8年定位調查,發現紅松初級種子園各無性系結實量差異極顯著,而且差異受遺傳因素控制,篩選出的高產無性系增益達51.38%,因此有必要對營建紅松果林的材料進行選優。優樹是指某一或某些性狀在同種程度上優于周圍同等立地條件下同種、同齡樹的樹,紅松果林選優可采用顯現概率法,鄭世昌等[17]在紅松林良種基地采用此法進行結實量選優,得到200株優樹,結實量增益達到55.11%~114.17%,最高達393.52%。優樹選擇可以為紅松果林培育提供高產品種,也可以為紅松果林的營建提供優良品質的接穗。
接穗宜選擇優樹樹冠中上部的正常結實部位的健壯、頂芽飽滿的當年生枝條,一般在樹液流動前,大約3月份,每株母樹采集15~20個枝(80~100穗),每株采集的枝條控制40個以內,標記好后儲存在0 ℃以下地窖或冷庫中,堆放時要每層覆蓋冰雪10~20 cm。
2.2 嫁接
嫁接技術十分關鍵,它決定著紅松嫁接苗木的成活率。袁慶[18]用紅松為砧木對3種嫁接方法進行試驗,結果表明,苗圃地和山地造林都以髓心形成層貼接成活率最高,劈接次之,舌接最差。因此,紅松果林嫁接多采用髓心形成層貼接法,嫁接時間宜在4月末至6月初。砧木以紅松最佳,樟子松和赤松也能滿足生產要求。
2.3 改造方式
優質高產紅松果林改造,目前主要有4種方式:一是苗圃地培育砧木,嫁接1年后裸根上山栽植;二是在造林地按2.5 m × 5 m或5 m × 5 m定植4~ 5年生的砧木苗,2年后現地嫁接;三是利用現有的紅松或樟子松人工幼林作砧木,按照一定的株行距選留砧木,現地嫁接改造為紅松果林(高度1.5 m以下可以嫁接);四是在3~4年生的紅松營養缽苗上嫁接,成活后移栽定植,這種方式成活率高。前2種方式成本低、方法簡便易行,比較常用,第4種更適合營建紅松果林種子園。
在營建新的紅松果林時,本砧嫁接苗必須定植在適合紅松生長的立地環境中,要求土壤肥力較好,地勢較平坦;異砧嫁接苗只要適合樟子松生長的立地環境就可以定植。
2.4 后期管理
紅松嫁接苗成活后,需要剪掉砧木、解綁;定植的嫁接苗未成活,可直接用紅松嫁接苗補植。苗期注意病蟲害和鼠害防治,如松大蚜,一般可用高效氯氟氰菊酯、氧化樂果等進行噴施防治。幼林期可以參照1.1、1.2和1.4中的經營措施進行管理。
3 結論和建議
對現有密度較大、質量不高、生長結實不佳的紅松純林,可依據紅松母樹林培育標準進行改造,通過縮短撫育周期及適度增大撫育強度等措施,促進紅松生長和結實,保留株數500~1 000株?
吸納社會資本參與國有林經營撫育。鼓勵國有林業局、國有林場與社會資本合作,由社會資本出資,對國有紅松林共同開展撫育或改造,共同經營管理,建立“分工合作,收益共享”的機制,加快紅松林高品質改造步伐;積極營建紅松果林基地。經依法履行審批手續,可以將人工紅松用材幼齡林調整為經濟林,培育成以產出果實為主要目的紅松經濟林,并按經濟林相關規程撫育管理;鼓勵利用紅松經濟林發展林下經濟。允許經營主體在實施紅松果林營造中,與刺五加、刺老芽、榛子等經濟樹種實施混交造林,也可以間作中草藥、山野菜、食藥用菌等林草特色經濟植物,提高紅松林地資源利用率。
參考文獻:
[1] 周以良.黑龍江樹木志[M].哈爾濱:黑龍江科學技術出版社,1986
[2] 隋立龍,王芳,趙泉湖,等.不同林分紅松生長與結實性狀比較研究[J].植物研究,2018,38(6):886-893
[3] 張新華.紅松人工林土壤肥力指標的研究[J].遼寧林業科技,1989(3):44-45
[4] 王冬梅.不同施肥處理對紅松苗期生長的影響[J].林業科技,2020,45(4):13-15
[5] 孫文生,陳曉陽,高瓊,等.施肥對紅松無性系種子園母樹結實效應研究[J].吉林林業科技,2005,34(2):10-14
[6] 姚博.施肥對不同林齡紅松生長及結實的影響[J].防護林科技,2019(5):26-28
[7] 康迎昆,聶維良,鄧貴春,等.截干對紅松人工幼齡林側枝生長的影響[J].林業科技,2020,45(1):9-11
[8] 王玉光,袁玉明,焦宏,等.截干修剪對紅松人工林樹木結實的影響[J].遼寧林業科技,2015(2):46-47
[9] 劉宏偉,劉冰.紅松無性系果林樹木修剪試驗[J].中國林副特產,2016(5):30-31
[10] 殷東生,張建瑛,魏曉慧.紅松當年生枝條的性狀特征與結實的相關性[J].東北林業大學學報,2019,47(9):6-9
[11] 楊凱,谷會巖.紅松果林從幼齡到開花階段植株體內激素動態變化[J].林業科學,2005,41(5):33-37
[12] 孫文生,李鳳鳴,王元興.紅松果材林培育新技術——赤霉素GA3+GA4/7誘導紅松無性系母樹花芽分化研究[J].林業實用技術,2014(9):15-17
[13] 郭景瑞,周鑫.赤霉素誘導對紅松幼樹開花結實的影響[J].林業勘查設計,2013(2):82-83
[14] 王清君,劉立波,王洪學,等.紅松松籽經濟林培育技術[J].中國林副特產,2011(5):60-62
[15] 程化文.紅松果林營建技術淺析[J].防護林科技,2019(7):82-83
[16] 王行軒,張利民,龐志慧.紅松結實性狀的選擇效果[J].東北林業大學學報,2001,29(3):31-36
[17] 鄭世昌,賈斌英,王林鶴,等.遼寧省紅松結實量優樹選擇研究[J].遼寧林業科技,2014(3):53-54
[18] 袁慶.紅松嫁接技術研究[J].內蒙古林業調查設計,2013(6):34-36