柴春燕,徐绍清,冯林国,陈晓强,华建荣,倪 穗
(1.浙江省慈溪市林特技术推广中心,浙江 慈溪 315300;2.慈溪市林场,浙江 慈溪 315315;3.慈溪市横河镇农办,浙江 慈溪 315318;4.慈溪市匡堰镇农办,浙江 慈溪 315333;5.宁波大学 海洋学院,浙江 宁波 315211)
杨梅[Myricarubra(Lour.)Sieb. et Zucc.]为杨梅科常绿乔木[1],我国珍果,是一种“保健食品”。杨梅果实内含有黄体酮,富含纤维素、矿质元素、维生素和一定量的蛋白质、脂肪、果胶以及18种对人体有益的氨基酸[2-4],味美,人们喜食。杨梅在我国南方诸省份常见栽培[5-9],而且是一些传统产区如浙江、江苏、福建、湖南、湖北、广东、云南的重要产业。近年来,由于杨梅产销两旺,杨梅园实行精耕细作便成为一些地方的主要生产模式[10~14],由此造成了不良的生态后果。对杨梅产业发展中遇到的园区植被结构破坏、水土流失严重、生态环境恶化等突出问题,重点从林分培育和林分管理两个环节,解决林地土壤表面侵蚀问题,降低水土流失;根据杨梅不同生长时期和立地条件,对杨梅林下植被群落采取“育、控”两种方式,构建生态化、省力化的杨梅优化群落模式,应用生态修复技术,促进实现杨梅“栽培效益提高+生态安全状况改善”的双赢目标,推动生态林业、民生林业的发展;对环境友好型杨梅园进行高效栽培模式与抚育方式的综合效益评价,可为技术体系的推广应用提供科学依据和示范支撑。
杨梅园是一个复杂的生态系统,包括地上植物、动物、土壤动物和与之紧密联系的母岩、土壤、空气、矿物质及水等。植物多样性为其重要的组成部分。掌握杨梅园植物多样性,可以从一个侧面揭示其内在本质,为杨梅园的科学经营提供直观依据,既获得较高的经济效益,又对环境造成很小的破坏,维持乃至促进生态系统的健康发展,达到“永续利用”的理想状态。
在浙江慈溪横河镇大山村,选典型的盛果期杨梅机械割草园和杨梅药剂除草园各一块,树龄分别为32 a和35 a,株行距6 m×6 m,树高3.5~4 m。土壤为黄泥沙土种,土层厚度中等,肥力中等。杨梅机械割草园和药剂除草园,分别在每年5月底和11月进行2次割草或除草,其它管理措施基本一致。
两种类型的杨梅园,在园地上坡、中坡和下坡,各随机抽取2个样方(每个类型共6个样方),样方面积3 m×3 m(根据坡度已折算成水平尺度)。2015年10月16日(多云),调查统计样方内的维管束植物种类。
杨梅机械割草园,由于人为割灌除草的次数少,不采取拔除或斩草除根的措施,对园中植物多样性的影响小,因此,样地有78种维管束植物,其中木本有白栎(QuercusfabricHance)、檵木[Loropetalumchinense(R. Br.)Oiv.]、山莓(RubuscorchorifoliusLinn. f.)、枸骨(IlexcornutaLindl. et Paxt.)、紫金牛[Ardisiajaponica(Thunb.)Bl.]、水竹(PhyllostachysheterocladaOliv.)等34种,占总数的43.59%;草本有蕨[Pteridiumaquilinum(Linn.)Kuhn var.latiusculum(Desv.)Underw. ex Heller]、马蓼(PolygonumlongisetumDe Br.)、乌蔹莓[Cayratiajaponica(Thunb.)Gagnep.]、苏州荠苧(MoslasoochowensisMatsuda)、一点红[Emiliasonchifolia(Linn.)DC.]、糠稷(PanicumbisulcatumThunb.)、三穗薹草(CarextristachyaThunb.)等44种,占总数的56.41%。而杨梅药剂除草园,由于所用药剂为草甘膦等广谱性除草剂,药效持久,且一年中使用2次,显著影响了植物的生存,因此,样地仅有11种维管束植物,仅为机械割草园的14.11%。其中木本有白檀[Symplocospaniculata(Thunb.)Miq.]、络石[Trachelospermumjasminoides(Lindl.)Lem.]、菝葜(SmilaxchinaLinn.)等5种,为机械割草园的14.71%;草本有金毛耳草[Hedyotischrysotricha(Palib.)Merr.]、野茼蒿[Crassocephalumcrepidioides(Benth.)S. Moore]、升马唐[Digitariaciliaris(Retz.)Koel.]等6种,为机械割草园的13.64%。另外,在药剂除草园中发现,而机械割草园中未发现的有紫花地丁(ViolaphilippicaCav.)和鼠曲草(GnaphaliumaffineD. Don)2种。
可见,在药剂除草园中,维管束植物种类显著减少,无论草本还是木本植物,种类减少均极为显著。所以,药剂除草对杨梅园植物多样性的负面影响很大。为维持杨梅园生态系统的稳定性,生产中应杜绝除草剂的使用,强化生草和割灌除草的栽培模式。
对三种较有代表性的杨梅栽培与抚育类型的病虫害开展了调查研究。
第一类,“杨梅针、阔、竹混交林+自然生草+机械割草”,以慈溪市紫来山庄杨梅开发有限公司杨梅基地(横河镇大山村)为样地,基地总面积73.3 hm2,其中杨梅总面积35.0 hm2,此类型杨梅面积21.7 hm2,竹林面积8.7 hm2,枫香(LiquidambarformosanaHance)、桂花[Osmantusfragrans(Thunb.)Lour.]、松树(马尾松PinusmassonianaLamb.)等29.7 hm2,郁闭度75%。通过块状混交,林下自然生草,病虫害基数较纯林减少,除后期杨梅亦有果蝇(DrosophilamelanogasterMeigen)发生外,其它病虫害都在自然可控范围内,不用人为防治。
第二类,“杨梅纯林+自然生草+机械割草”,每年只在杨梅采前割草1次。亦以紫来山庄杨梅基地为样地,此类型杨梅面积13.3 hm2,郁闭度70%。
第三类,“杨梅纯林+清耕(除草剂除草)”,以慈溪市横河镇柘岙村杨梅园为样地,基地总面积16.7 hm2,郁闭度70%。由于连年用除草剂除草,全年几无杂草,但地面有较多的杨梅叶凋落物覆盖。
于2015年9月10—12日,对每种类型的杨梅病害、虫害,每块样地随机抽取3个小班,每个小班调查30株杨梅树,即每种模式调查90株杨梅树。杨梅病害,根据严重度分级标准,4级和3级定为发病严重株,1级和2级为发病较轻株,同时计算发病率。调查虫害发生的杨梅株数,并计算虫害发生率。
2.2.1 不同栽培模式杨梅病害
几种较有代表性的杨梅栽培与抚育类型所发现的病害主要有2种,即杨梅癌肿病[Pseudomonassyringaepv.myricae(Choei)Zhang et He]、褐斑病(MycosphaerellamyricaeSaw.),其中危害较严重的为杨梅癌肿病,另1种病害仅危害极少数植株,属于零星发病,对杨梅园的危害不重,无需药剂防治。但以“杨梅针、阔、竹混交”栽培模式发病最轻,且发病种类最少。见表1。
表1 不同栽培与除草模式杨梅病害种类(2015,浙江慈溪)
杨梅癌肿病俗称“杨梅疮”,为害杨梅枝干。第一类混交栽培模式“杨梅针、阔、竹混交+自然生草+机械割草”,癌肿病株发病率为16.6%;第二类“杨梅纯林+自然生草+机械割草”,癌肿病株发病率为20.0%;第三类“杨梅纯林+除草剂除草”,癌肿病株发病率23.3%。发病严重的植株多为老龄树,病斑多发于树干基部,但也有向上部分枝扩展的现象。
2.2.2 不同栽培模式杨梅虫害
三种杨梅栽培模式发现的虫害主要有7种(类),分别是白蚁类(Termitidae)、天牛类(Cerambycidae)、袋蛾类(Psychidae)、栗黄枯叶蛾(TrabalavishnouLefebure)、卷叶蛾类(Tortricidae)、杨梅小细蛾(Phyllonoryctersp.)及油桐尺蠖(BuzurasuppressariaGuenee),其中危害较严重的为白蚁类,对树势及产量均产生一定影响,其他几种害虫仅危害极少数树,且虫口基数较低,对杨梅园的危害不大,无需药剂防治。三种杨梅栽培模式以“杨梅针、阔、竹混交林+自然生草+机械割草”虫害发生最轻,且种类最少。见表2。
表2 不同栽培与除草模式杨梅虫害种类(2015,浙江慈溪)
危害杨梅的白蚁主要是黑翅大白蚁(OdontotermesformosanusShiraki)和黄翅土白蚁(MacrotermesbarneyiLight)。白蚁蛀蚀根颈及树干木质部,并修筑孔道,使树体严重受伤,阻碍养分、水分输送,造成树势衰弱或树体死亡,老树树干被害尤为严重。
第一类“杨梅针、阔、竹混交林+自然生草+机械割草”模式,白蚁发生率为4.9%;第二类“杨梅纯林+自然生草+机械割草”模式,白蚁发生率为8.9%;第三类“杨梅纯林+除草剂除草”,白蚁发生率13.3%。可见,杨梅园林分结构越简单,耕作越精细,其白蚁危害越严重。
以一些杨梅栽培区采取的林下清耕(除草剂除草)为对照,对杨梅自然生草模式、生态经济模式如“杨梅+蓝莓”、“杨梅+蕨类(种植)”及生态景观模式等三种环境友好型杨梅高效栽培方式,采用机械割灌(草)抚育及传统的人工割草模式,进行综合效益评价。
3.1.1 经济效益
杨梅是经济效益显著的水果。如‘荸荠种’杨梅的主产地慈溪市,2016年杨梅鲜果市场平均售价30元·kg-1,最高价达300元·kg-1。该市横河镇梅园村农民孙成华35株杨梅树,2016年收入近12万元,平均每株收入3 000余元,经济效益十分显著。在当前农村产业结构调整中,江南许多地方政府已把发展杨梅作为实现山区农民增收的一项重要举措。
3.1.2 社会效益
杨梅营养丰富,多食也不伤身。祖国医学研究成果显示,杨梅果实除了有消食、御寒、消暑、止泻、利尿、治痢疾以及生津止渴、清肠胃、除烦愦恶气等多种药用价值外[15],所含功能性成分花色苷、酚酸、黄酮醇等,可以预防和降低冠心病等心血管疾病的发生,改善夜视能力,具有抗溃疡、抗发炎、抗突变、保护血管和胃肠道等作用,还是生产治疗糖尿病和高血压性视网膜疾病的药物成分。因此,杨梅的深度加工与开发,对弘扬传统中医药文化、丰富保健食品类型、增加就业、改善人们生活水平、提高生活质量具有积极作用,前景光明。
3.1.3 生态效益
‘荸荠种’杨梅树性强健,病虫害少,寿命长,极少使用农药,有“天然绿色水果”之美誉。杨梅四季常绿,树冠圆整,枝叶繁茂,生长旺盛,寿命长,适应性强。幼苗定植时不用全垦荒山,是保护山地生态环境,营造经济林的先锋树种。杨梅树根系与放线菌共生形成根瘤,能利用天然氮素,耐贫瘠,有“肥料木”之称,是开发贫瘠荒山的理想树种。杨梅的新鲜枝叶不易燃烧,可选用为生物防火隔离带树种。杨梅绿化荒山,有效地抑制地表径流,提高水土保持能力。近年来,浙东等地受松材线虫(BursaphelenchusxylophilusSteiner et Buhrer)危害的马尾松林成片死亡,选用杨梅绿化荒山,也是利用杨梅卓越的生态功能。
杨梅同化CO2的能力较强。同时,杨梅能吸收SO2等有毒气体,是理想的空气净化器。
经对慈溪杨梅产区的调查,不少岩石裸露、表土石砾含量达60%以上的石质山地上,大多阔叶树种生长很差,马尾松也生长不良且常遭松材线虫危害,但杨梅树生长良好。在一定面积比例的条件下,这种杨梅纯林能发挥良好的生态效益。
杨梅是慈溪的传统特色珍果,蓝莓(Vicciniumspp.)是新兴的健康水果,两者均适宜种植在酸性土壤中,杨梅为高大乔木,蓝莓为灌木,前者童期长,后者结果早,两者混交可起到较好的互补作用。在比较平坦且有机质含量较高的山地,“杨梅+蓝莓”生态经济栽培类型,是发展环境友好型林业经济的一种较好模式。
对杨梅林下植被群落采取“育、控”两种方式,构建生态化、省力化的“杨梅+蓝莓”生态经济模式。以杨梅栽培株行距8 m×8 m,蓝莓种植株行距1 m×1.5 m进行混交,2株杨梅树之间种4或5株蓝莓,杨梅与旁边一株蓝莓距离2 m,即杨梅密度150株·hm-2,蓝莓1 500株·hm-2,这样第3年就有一定产量的蓝莓,第4年投产,“投入产出比”高。
‘荸荠种’杨梅成熟期在6月中下旬,蓝莓成熟期在5月上中旬至8月上旬,因此,应选用与当地主栽品种‘荸荠种’杨梅的成熟期错开的蓝莓品种,如早熟的奥尼尔、米斯梯、雷格西、灿烂,迟熟的圆蓝、粉蓝等[16-18]。
3.2.1 经济效益
杨梅园混栽蓝莓,一般需蓝莓种苗1 500株·hm-2,按平均10元/株,种苗费15 000元·hm-2;管理费用每年45 000元·hm-2;10年生产期总投入46.5万元·hm-2。定植后第4年投产。如果以10年为核算周期,投产期按保守的平均收获蓝莓6 000 kg·hm-2,批发价40元·kg-1计算,则后7年收入可达168万元·hm-2。因此,10年实际纯收入共121.5万元·hm-2,年平均纯收入12.15万元·hm-2。而一般的杨梅园(纯林)栽后6年开始有少量产出,至第10年才收回成本,投资期长。
3.2.2 社会效益
蓝莓营养丰富,果实富含抗衰老、明目及抗癌等物质,具有独特的营养保健功能。随着人们生活水平的提高和面临健康警钟,水果的保健作用更被人们重视,近来颇受年轻人喜欢的“紫色护眼蓝莓饮料”也风靡全国。蓝莓栽培在我市尚处起步阶段,市场前景广阔。
3.2.3 生态效益
杨梅和蓝莓混交林,乔灌结合,病虫害少,还可美化环境,对减少水土流失、改善生态环境有良好作用,生态效益显著。在比较平坦的山地,“杨梅+蓝莓”生态经济栽培类型,日渐增多,特别是新开发地或适合观光旅游的基地发展更快。以株行距8m×8m栽培的杨梅林光照充足,混交蓝莓成活后,可减少杂草的生长,节省除草劳动力和成本,还可减少水土流失,是一种环境友好型混交果园。
3.3.1 经济效益与社会效益
在杨梅混交林中,一般是块状或团状混交,因此,这类杨梅林依然是面积相对较小的纯林,具有常规杨梅纯林一样的经济与社会效益。但由于混交林的生态优势,具有比纯林更稳定的群落结构,病虫害少,产量更稳定,经济效益更好。
3.3.2 生态效益
利用杨梅幼年的耐阴性,在马尾松或杉木[Cunninghamialanceolata(Lamb.)Hook.]等针叶林下先挖穴造林,等杨梅投产后逐步伐除间种的马尾松或杉木,逐渐形成杨梅与针叶林块状或带状混交的格局,杨梅树普遍生长良好,增加了物种的多样性和天敌的引入,对马尾松病虫害的发生与蔓延起到了一定的隔离作用,经济效益和生态效益都非常显著。由于一系列山地造林优惠政策的引导,“杨梅+红豆杉[南方红豆杉Taxusmairei(Leme. et Levl.)S. Y. Hu ex Liu]”这一生态栽培模式迅速发展,至2016年,慈溪共保留这种混交林近100 hm2。
“杨梅+阔叶树”混交模式主要集中在高山或陡山边上,经自然演变而来,树种主要有枫香、白栎、檫树[Sassafrastsumu(Hemsl.)Hemsl.]、木荷(SchimasuperbaGardn. et Champ.)等。目前新发展杨梅林中,以人工混交闽楠[Phoebebournei(Hemsl.)Yang]、薄壳山核桃[Caryaillinoensis(Wangenh.)K. Koch]等珍贵树种。
对紫来山庄杨梅基地“杨梅+竹”块状混交林的调查显示,通过块状混交,林下自然生草,病虫害基数较纯林减少,其发生程度都在自然可控范围内,不用人为防治。
“杨梅+针叶树”、“杨梅+阔叶树”以及“杨梅+竹”三种混交类型,是以杨梅为主的混交林,其伴生树种的比例不宜过大,杨梅与其它针阔叶树或毛竹(PhyllostachyspubescensMazel ex H. de Lehaie)的混交比例以10∶1为宜,这样,能获得较高的经济效益和生态效益。混交改变了林分结构,改善了生态条件,利于保水保肥,增加土壤有机质;有利于杨梅生长及杨梅病害虫天敌的繁殖。伴生树对杨梅病虫害有隔离作用,可减轻病虫15%~25%,综合生态效益提高30%以上。
机械割草具有省力(可以站着操作,不用人工弯腰割草)、省工(割草速度快,一般1工可抵常规人工除草4工)、高效(背负式割草割灌机旋转速度快,对果园杂草的切割效果好,特别对嫩度高的杂草的切割效果更佳,一般每年割草1~2次,基本能达到除草要求)等优点,而且因仅切割掉杂草的地上部分,对土壤表面几乎没有影响,加上草根的固土作用,对保持水土极为有利,因所割下的大量杂草可覆盖果园而增加土壤肥力,作用良好。
3.4.1 经济效益
对目前常用的3种杨梅林下不同抚育方式,即机械除草、人工割草、除草剂除草(清耕)等抚育类型杨梅林的管护成本进行了比较(表3)。结果表明,用除草剂除草速度最快,成本最低,所以最近几年被部分梅农首选,导致杨梅园植被减少,土壤疏松,病虫害增多,生态破坏,使得施肥与病虫害防治成本增加,合计管护成本每年7 950元·hm-2。机械割草的综合成本最低,只有每年6 000元·hm-2,比对照减少了每年1 950元·hm-2;人工割草方式的割草成本最高,每年4 500元·hm-2,割草后烧草木灰可补充钾肥,但有机质含量较少,需增施有机肥,施肥劳动力成本比机械增加每年750元·hm-2,合计成本每年9 750元·hm-2,比对照增加每年1 800元·hm-2。因此,机械割草的经济效益十分显著。
表3 不同抚育类型杨梅林每年管护成本比较 元·hm-2
注:割除草成本=人工+折旧(药剂费);肥料成本=肥料+施肥成本;防病虫成本=人工+药剂费
3.4.2 社会效益
杨梅园机械割草改善了杨梅树生长的微生态环境,土壤有机质含量增加,促进了果实生长,改善了果实品质。实验测定结果显示:杨梅机械割草园比药剂除草单果重增加0.8g,增幅达7.5%,果实可食率略有提高,可溶性固形物略有增加,肉柱变得圆钝,品质显著提升,商品性大大提高,极有利于销售。杨梅人工割草园单果重最小,但可溶性固形物含量最高,口感好,富光泽,品质极上。
3.4.3 生态效益
杨梅林地土壤有机质含量以机械割草最高,人工割草次之,药剂除草最低,它们之间的差异较为明显,相互间均达显著差异水平。机械割草杨梅园的土壤碱解氮含量最高,钾含量相对较高,其碱解氮、速效钾均大于80 mg·kg-1,能很好地供应杨梅生长。人工割草杨梅园的土壤氮含量和碱解氮含量均较低,速效钾与有效磷含量最高,生产中应适当增施氮肥。药剂除草林地的碱解氮、速效钾含量均为最低。
环境友好型杨梅栽培及林下抚育方式,使园地土壤抗侵蚀能力提高33.8%,土壤表面侵蚀下降25.2%,水土流失得到有效治理。而在郁闭度70%左右的杨梅园,“生草栽培+割草”的林地,比药剂除草的林地地表径流减少26.7%。
杨梅林地的pH普遍偏低,已接近pH<4.5强酸性的临界值[19]。人工割草抚育的土壤pH相对较高,是草木灰微碱性的中和所致。生态效益以机械割草与人工割草为佳。