留萌數量對芳樟矮林生長和精油產量的影響

徐藝鳳，陳中則，魏希，李鳳，肖祖飛

（南昌工程學院 江西省樟樹繁育與開發利用工程研究中心，江西南昌 330099）

樟樹（Cinnamomumcamphora）是重要的香料樹種，其枝葉富含精油，主要包括芳樟醇、檸檬醛、龍腦、桉葉油素等[1-2]，其中枝葉富含芳樟醇的樟樹稱為芳樟（Cinnamomumcamphoract. linalool）[3]．天然芳樟醇有“香料之王”的美稱，廣泛應用于日用化工、食品添加劑、醫藥等方面. 目前，芳樟矮林種植在江西、廣西、云南等地蓬勃發展，芳樟矮林高效栽培技術研究有助于香精香料產業的發展．林業生產過程中，利用伐樁萌芽條早期速生特性，能夠有效地降低造林成本，而伐樁留萌數量是影響林木樹種伐樁后生長和生物產量的重要因素[4-5]．有研究表明，米老排（Mytilarialaosensis）伐樁上萌芽條的高度和和胸徑生長隨留萌數量的增加減小，萌芽條的生物量隨留萌數量的增加呈先升后降趨勢[6]．萌苗保留量對栓皮櫟（Quercusvariabilis）伐樁萌苗生長和生物量累積有顯著影響，伐樁保留1 個萌苗有利于萌苗生長；伐樁萌苗生物量隨萌苗保留量的增多呈現先增后減的趨勢，保留3 個萌苗的伐樁，萌苗生物量最大[7]．桉樹（Eucalyptusrobusta）伐樁留萌的平均胸徑和樹高隨留萌數的增加而減小，留萌3 株/樁時，單位面積材積量最高[8]．芳樟實行矮林作業，即一年一伐、萌芽更新、短輪伐期的作業模式，可極大提高精油產量．芳樟矮林萌芽更新研究主要集中在留樁高度，當留樁高度20～30 cm 時，萌芽數、萌條長度、單株生物量等指標生長較好[9-10]．在生產過程中芳樟矮林伐樁后任其自然萌芽更新，芳樟留樁上萌條較多，伐樁時有較多細小萌條，這些萌條枝葉量少，含油量低．目前，芳樟留樁上的萌條數量對芳樟矮林生長和精油產量的影響未見報道．因此，以芳樟矮林為研究對象，設置不同留萌數，通過測定萌條長度、粗度、生物量、出油率等指標，探討留萌數對芳樟矮林生長和精油產量的影響，以期為芳樟矮林高產栽培提供理論依據．

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于江西省樟樹繁育與開發利用工程研究中心基地，地理坐標為116°1'19.37''E、28°41'33''N，屬亞熱帶季風氣候；光照充足，年平均日照時數1 772～1 845 h；年平均氣溫17.1～17.8 ℃，極端最高氣溫達40 ℃以上，極端最低氣溫低于-10 ℃；年降雨量1 567.7～1 654.7 mm，年平均相對濕度為78.5%．

1.2 試驗材料

供試的芳樟矮林于2016 年3 月份用1 年生扦插苗種植，為同一無性系，株距1.0 m、行距1.5 m．之后每年10月份進行伐樁，伐樁高度為20 cm．每年3月份每株穴施100 g 復合肥和200 g 尿素，正常養護管理．

1.3 試驗設計

試驗于2020 年4 月15 日進行留萌處理，設置6個處理，即留萌1 個/樁（T1）、2 個/樁（T2）、3 個/樁（T3）、4 個/樁（T4）、5 個/樁（T5），以不抹萌為對照（T6），所留萌條均為生長健壯萌條，并在留樁的不同方位選取．之后觀察留樁萌芽情況，及時抹去各處理新萌芽．每個處理30 株，重復3 次．10 月15-18 日，各處理隨機選取15 株，將萌條伐下帶回實驗室，測定萌條的長度、粗度、單樁鮮重，之后將其分成葉、主枝（留萌枝）、小枝（留萌枝上的側枝）三部分，分別測定單樁葉鮮重、小枝鮮重、主枝鮮重，再從葉、主枝和小枝中各稱取一部分（350～400 g），采用水蒸氣蒸餾法，提取精油，計算出鮮重出油率．另外，稱取一部分葉、主枝和小枝測定其含水率，進而計算出葉、主枝和小枝干重出油率，干重出油率為鮮重出油率/含水率．

1.4 數據統計和方法

數據利用Excel 2019 整理、計算，出油率先進行數據轉換，再用SPSS 20.0 進行方差分析，顯著性水平為0.05．

2 結果與分析

2.1 留萌數量對芳樟矮林萌條長度和粗度的影響

由圖1 可知，萌條長度隨著留萌數量的增多而增長．留萌5個/樁（T5）和對照組（T6），萌條長度較長，分別為173.83 cm 和170.45 cm，二者之間差異不顯著，顯著長于留萌1 個/樁（T1）和留萌2 個/樁（T2），稍長于留萌3個/樁（T3）和留萌4個/樁（T4）．與對照組（T6）相比較，T1、T2、T3、T4處理萌條長度分別低了7.76%、7.48%、3.29%和2.45%．因此，留萌5 個/樁達到萌條長度生長最大值，留萌更多不利于萌條長度生長．

圖1 留萌數量對芳樟矮林萌條長度的影響

由圖2 可知，萌條粗度隨著留萌數量的增多而減小．留萌1 個/樁（T1），萌條粗度最大，為26.73 mm，大于留萌2 個/樁（24.75 mm），二者之間差異不顯著．留萌1 個/樁（T1）和留萌2 個/樁（T2）萌條粗度顯著大于留萌3 個/樁（T3）、留萌4 個/樁（T4）和留萌5 個/樁（T5），顯著大于對照組（T6）．留萌3個/樁（T3）、留萌4 個/樁（T4）和留萌5 個/樁（T5）萌條粗度差異不顯著，與對照組差異也不顯著．與對照組（T6）相比較，T5、T4、T3、T2、T1 處理萌條粗度分別增大了3.31%、1.96%、7.80%、31.37%和41.88%．因此，留萌超過5個/樁萌條粗度將減小．

圖2 留萌數量對芳樟矮林萌條粗度的影響

2.2 留萌數量對芳樟矮林生物量的影響

2.2.1 留萌數量對芳樟矮林單樁鮮重的影響

由圖3 可知，單樁鮮重隨留萌數量的增多而先增大后減小．留萌5 個/樁（T5）單樁鮮重最大，為2 201.71 g，顯著大于其它處理；其次是留萌4 個/樁（T4）和對照組（T6），分別為1 865.52 g、1 740.98 g，二者之間差異不顯著，顯著大于留萌1 個/樁（T1）、留萌2 個/樁（T2）和留萌3 個/樁（T3）．單樁鮮重最小的是留萌1個/樁（T1），為1 425.59 g，與留萌2個/樁（T2）和留萌3 個/樁（T3）差異不顯著．與對照組（T6）相比較，T5 和T4 處理單樁鮮重分別增加了26.46%和7.15%，T1、T2 和T3 處理單樁鮮重分別減少了18.12%、14.42%和13.75%．因此，留萌4～5 個/樁（T4、T5）有利于芳樟矮林生物量的積累．

圖3 留萌數量對芳樟矮林單樁鮮重的影響

2.2.2 留萌數量對芳樟矮林生物量的分配影響

由圖4 可知，留萌數量對芳樟矮林的生物量的分配有顯著影響，單樁葉、小枝和主枝鮮重均隨留萌數量的增多而先增后降．留萌5 個/樁（T5）單樁葉鮮重最大，為924.30 g，顯著高于留萌1 個/樁（T1）、留萌2個/樁（T2）、留萌3個/樁（T3）和對照組（T6）；其次是留萌4個/樁（T4），單樁葉鮮重為788.26 g，與對照組（T6）差異不顯著，顯著高于留萌1 個/樁（T1）、留萌2 個/樁（T2）和留萌3 個/樁（T3）；留萌1個/樁（T1）、留萌2 個/樁（T2）和留萌3 個/樁（T3）單樁葉鮮重較小，之間差異不顯著，均顯著低于對照組（T6）．與對照組（T6）相比較，留萌5 個/樁（T5）和留萌4 個/樁（T4）單樁葉鮮重分別提高了24.81%和6.44%，留萌1 個/樁（T1）、留萌2 個/樁（T2）和留萌3個/樁（T3）單樁葉鮮重分別降低了9.79%、11.76%和10.95%．留萌5 個/樁（T5）單樁小枝和主枝鮮重最大，分別為621.85 g 和655.55 g，顯著高于其他處理，其次是留萌4個/樁（T4），單樁小枝和主枝鮮重最小的是留萌1 個/樁（T1），分別為372.78 g 和384.75 g．此外，各處理單樁葉鮮重大于小枝鮮重、主枝鮮重，主枝鮮重稍大于小枝鮮重．

圖4 留萌數量對芳樟矮林生物量分配的影響

2.3 留萌數量對芳樟矮林出油率和精油產量的影響

2.3.1 留萌數量對芳樟矮林出油率的影響

由圖5 可知，各處理葉干重出油率最高，其次是小枝，主枝干重出油率最低，且葉干重出油率顯著高于小枝和主枝干重出油率．留萌3 個/樁（T3）葉干重出油率最高，為2.53%，其次是留萌5 個/樁（2.45%），葉干重出油率最低的是對照組（1.96%）．留萌3 個/樁（T3）葉干重出油率與留萌1 個/樁（T1）、留萌2 個/樁（T2）、留萌4 個/樁（T4）和留萌5個/樁（T5）差異不顯著，顯著高于對照組（T6）．因此，適當除萌能夠促進葉干重出油率．各處理小枝出油率差異不顯著，小枝干重出油率在0.30%～0.32%之間．留萌1 個/樁（T1）和留萌2 個/樁（T2）主枝干重出油率較高，分別為0.14%和0.15%，二者之間差異不顯著，顯著高于留萌3個/樁（T3）、留萌4個/樁（T4）、留萌5個/樁（T5）和對照組（T6）．

圖5 留萌數量對芳樟矮林葉、小枝和主枝干重出油率的影響

2.3.2 留萌數量對芳樟矮林精油產量的影響

由圖6 可知，留萌數量對芳樟矮林的單株精油產量有顯著影響，單樁精油產量隨留萌數量的增加而先增后降．留萌5個/樁（T5）單樁精油產量最高，為24.66g/樁，顯著高于其它處理和對照（T6）．留萌1個/樁（T1）、留萌2個/樁（T2）、留萌3個/樁（T3）和留萌4個/樁（T4）單樁精油產量差異不顯著，均高于對照（T6），但與對照（T6）差異不顯著．與對照（T6）比較，留萌1 個/樁、留萌2 個/樁、留萌3 個/樁、留萌4 個/樁和留萌5 個/樁單樁精油產量分別提高了9.65%、6.25%、15.72%、18.20%和49.64%．

圖6 留萌數量對芳樟矮林單樁精油產量的影響

3 討論與結論

（1）留萌數量對芳樟矮林萌條生長的影響．樟樹屬于萌芽能力較強樹種．有研究表明，不同種源樟樹伐樁高度20 cm 時，留樁萌芽數最多，平均萌芽數達到13 個/樁，最終成枝數為6.08 個/樁，因此萌條過多可能不利于其生長[9]．桉樹低位伐樁后，每樁保留1～2 個萌條有利于萌條的生長，萌條在留萌第一年生長高度達1.5 ～ 2 m[11]．對白櫟（Quercus fabri）次生幼齡林除萌留壯處理，結果表明，留萌2個/樁、3 個/樁、4 個/樁處理在除萌留壯第1 年地徑和株高生長影響不明顯，平均地徑生長量為1.5 cm、樹高生長量為40 cm，可能除萌留壯第1 年留萌數量對地徑和株高的生長差異性還沒有表現出來[12]．研究除萌方式對杉木（Cunninghamialanceolata）萌芽更新的影響，發現2次除萌、留萌1個/樁對杉木萌條的生長有顯著促進作用，地徑和樹高分別比不除萌大2.2 cm、80.59 cm[13]．在本試驗中，芳樟萌條粗度隨留萌數量的增多而減小，這與前人研究一致，萌條長度隨留萌數量的增多而增大，這與有關研究相反[14]．究其原因可能留萌少，萌條密度小，萌條得到的水肥充足、生長空間也大，有利于萌條增粗生長；而留萌多，萌條密度大，萌條之間生長產生競爭，為了爭取更多光照進行光合作用，增高生長較快，增粗生長較慢．因此，留萌5 個/樁達到萌條株高生長最大值，留萌超過5個/樁萌條粗度將減小．

（2）留萌數量對芳樟矮林萌條生物量的影響．以生產精油為目標的芳樟采用矮林密植，割取枝葉提取精油的栽培模式，一般一年采伐1 次或兩年采伐3 次．因此，生物量是衡量芳樟矮林生長的重要指標．有研究表明，留萌數量與生物量累積密切相關，留萌數量對尾葉桉（Eucalyptusurophylla）材積量有顯著影響，材積量隨留萌數量的增多先增后減，留萌3個/樁材積量最大，達到45.49 m3/hm2，留萌2個/樁和4個/樁材積量大于對照組（不除萌），留萌5個/樁材積量與對照組材積量相近，留萌1 個/樁材積量低于對照組，因此尾葉桉萌芽林保留萌條數2～4 個/樁[14]．除萌留壯能夠顯著促進白櫟次生林單株材積的生長，培育大徑級木材，保留萌條數1 個/樁為宜，培育薪炭林保留萌條數2～3 個/樁為宜[15]．杉木萌芽更新過程采用二次除萌措施能顯著提高其生物量，4 年生杉木萌條生物量達到8.62 kg/樁，顯著高于不除萌（6.33 kg/樁）[16]．本試驗研究表明，留萌數量對芳樟矮林生物量有顯著影響，芳樟矮林留萌4～5個/樁生物量累積大于對照組（不除萌），其中留萌5個/樁生物量顯著大于對照組，而留萌小于4個/樁生物量累積顯著小于對照組．造成這一結果的原因可能是留萌數過多（對照組），萌條獲得的水分和養分不足，萌條的營養生長空間也受限制，因而生物量低；而留萌數過少，萌條雖不受養分、生長空間的限制，但芳樟矮林采用短輪伐期作業，在一個輪伐周期內每個萌條本身生長量有限，留萌基數少導致生物量也低．此外，本試驗中各處理葉、小枝和主枝鮮重隨留萌數的增多而增大，其中留萌5 個/樁葉和小枝鮮重均大于其他處理．因此，留萌4～5 個/樁，有利于芳樟矮林總生物量、葉片鮮重和小枝鮮重的累積．

（3）留萌數量對芳樟矮林出油率及其產量的影響．樟樹精油為油細胞產生的次生代謝產物，樟樹根、莖、枝、葉均含有精油．有研究表明，芳樟矮林葉片精油含量最高，其次是小枝，主枝含量極少，葉片精油顯著高于小枝和主枝[17-18]，本試驗結果與之一致．本試驗研究還表明，除萌處理能夠提高芳樟矮林葉片干重出油率，留萌3 個/樁葉片干重出油率最高，而除萌處理對小枝和主枝干重出油率影響較小．這可能是因為留萌過多，弱小的萌條太多，占據了生長空間、消耗較大養分、影響光合作用等，造成出油率低．

出油率和生物量是芳樟矮林單位面積精油產量的重要指標．本試驗結果表明，除萌能夠提高精油產量，留萌5 個/樁單樁精油產量最高，顯著高于其他處理．這主要是除萌能夠提高芳樟矮林生物量，其次提高葉片干重出油率．