李静 李正华 李春明 卓泳杉 王洪梅
摘 要 为增加东北林区红松果实增产,对红松果林丰产技术中的经营措施、高产改造技术进行了论述。主要经营措施包括土壤管理、树体管理、激素处理、病虫害防治等,并对红松果林高产改造技术,主要包括接穗选择、嫁接、改造方式、后期管理等进行了探讨。
关键词 红松果林;人工林;改造;丰产技术
中图分类号:S791.247 文献标识码:A doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2021.06.022
红松( Pinus koraiensis Sieb. et Zucc.)为松科松属常绿乔木,主要分布于我国东北部、俄罗斯远东南部、朝鲜北部及日本中部地区,其中我国东北部主要分布于长白山和小兴安岭地区[1]。红松树干高大通直,冠形饱满,材质优良,寿命可达300~400年,果实有较高的食用和药用价值,是珍贵的用材和经济树种,也是东北地区重要的生态防护树种和园林绿化树种。随着我国森林资源的变化和林业政策的调整,红松已成为东北林区最具发展前途的果用经济林乡土树种之一,对加快东北林区经济林发展有着重要意义。
红松生长速度较慢,生殖迟缓,结实周期比较长。天然红松林资源破坏严重,保存量较少,分布范围较窄。现阶段早期红松人工林已开花结实,但多是以用材林进行培育,尽管面积很大,可林分密度高,导致结实量和质量差异大,总体上果实质量低下;新植的红松果林又尚未结实,这些都是导致我国红松籽产量低的主要原因。为满足人们对红松籽的需要,增加东北林区居民收入,红松培育必须由早期用材林向果材兼用林和纯红松果林等方向转变。为实现红松果实增产,现阶段一是要对已有红松人工林实施科学经营,促进红松开花结实;二是利用嫁接技术改造红松果林,达到提早结实和多结实的目的。这是短期实现红松籽增产的两个主要途径。从长远看,红松人工杂交选育新品种是红松籽增产和提高质量的根本途径,但这一过程耗时较长而任重道远。
1 现有红松人工林经营措施
现有红松人工林是目前红松籽产量的主力军,因此有条件的地方可以采取适宜的培育经营措施,通过施肥、透光伐、修枝、病虫害防治等达到红松果林增产目的。
1.1 土壤管理
土壤管理一般指施肥、灌溉、松土及除草等经营措施,灌溉、松土和除草常用在树木幼苗管理上。土壤中的养分是植物生长的物质基础,常采用施肥措施来保证作物的高产稳产。许多试验证实,施肥可以促进母树早开花和多开花,达到红松籽增产的目的。针对红松成林,施肥也是增产的重要方式。隋立龙等[2]对不同红松林分研究表明,每公顷红松果实产量与有机质、碱解氮、速效磷、全氮等极显著正相关,且与碱解氮和速效磷的相关性最大,钾肥效果不明显。在红松不同林龄林地营养状况上,张新华[3]研究表明,随着红松林年龄增长,土壤中的有机质、全氮和速效磷养分逐渐减少。因此若要获得更多的红松籽,针对不同年龄红松林地的营养状况、施肥时间和方式、施肥种类和数量等都需要重点研究。王冬梅[4]对2年生红松苗进行了施肥试验,发现苗高、地径均随施肥量的增加而增加,追肥对幼苗的生长起到决定性的作用,得出了2年生苗的最佳施肥方案。孙文生等[5]对20年生红松无性系幼龄种子园施不同量氮磷钾肥试验,结果表明,施肥增加了结实数量,从成本角度提出了适宜的施肥量,可提高产量46%。姚博[6]对31、43、52和61年生红松林施肥研究中发现,随林龄增加,土壤中有机质、全氮和速效磷的含量降低,这一结果与张新华[3]研究一致,磷酸二铵对促进红松结实作用较明显,尤其对大龄单株结实提高较多,施肥量为600 g
适量施肥是促进红松结实的重要技术措施,不同肥料所起作用不同,氮肥对增加红松果实、雌球花数量和促进胸径生长的作用明显,磷肥能增加红松雌球花数量。施肥需配合树木生长发育规律,一般是离树1.5 m开环状沟,15 cm深掩埋。施肥种类和数量需要根据林龄、林分、立地条件等具体分析,做到科学合理。近些年来,人们开始重视大量元素肥料的使用,也开展了微量元素肥料的研究和应用,红松果林也应用了这方面的研究成果。
1.2 树体管理
树体管理可以使红松母树形成合理的树形,改善树体内部通风和透光,保持最大的结实面积,促进和保证结实。经营管理中最常采用的技术有截顶、疏枝和切根等方式。
红松有顶端结实优势,侧枝不结实或很少结实。人们发现天然红松林早期杈干有利于提高材积和结实,因此對红松采取人为截去主干,促进侧枝发育从而形成多头结构,进而增加红松的结实量。康迎昆等[7]按树高比例和轮枝层对10年生红松林春季截干,一年后发现1/3处和3轮截干对侧枝生长影响显著,相比较而言,1/3处截干效果更好。王玉光等[8]对3个林龄红松人工林进行1~4层轮枝截干试验,结果发现3轮截枝效果最明显,结实量提高67%,林木结实率提高34%。刘宏伟等[9]对6个红松无性系果林进行主枝和侧枝修剪试验,2年后调查发现:主枝修剪后可培养出多个主枝,其中4个无性系增加了产量;修剪侧枝对增产也有作用,但这一试验样本偏少,结实调查仅1次,结论尚不明确。
有研究表明,枝长、枝基径、枝密度和叶等显著影响植物结实,生殖枝基径和结实量呈正相关关系,枝长与之相反。殷东生[10]以红松生殖枝和营养枝为对象研究结实状况,发现当年枝的基径16~19 mm和长度30 ~40 cm时球果数最多,可以采取一定的经营措施提高这部分枝的比例,增加果实产量。此外,还有孙文生等对红松母树分别进行修剪树冠和切根试验,结果表明,树冠修剪和切根都可以增加红松雌雄球花开花数量。
因此,对红松树体进行合理的修剪,有利于实现果实高产和稳产,成为红松果林经营的重要技术手段之一。修剪要根据轮枝层和林分密度为主来实施,红松林龄和高度也要具体考虑,有研究指出,处于生殖年龄或高度达到13 m的红松才适合截干。
1.3 激素处理
研究表明,植物开花与激素积累有直接关系,针叶树种一般需要10年或更长时间才能开花结果。激素对红松结实的作用效果与树龄、激素类型、施用时间和数量等直接相关,以赤霉素应用试验开展的研究较多。1958年Kato首先发现GA3能够诱导柳杉幼树提前开花结实,此后GA3被应用到多个树种的开花诱导上,均效果显著,而且研究的激素种类也有增加,如GA4、GA7、IAA、NAA、IBA和多效唑等。
杨凯等[11]对3个林龄的红松幼林研究发现,低剂量GA3对雌球花形成有促进作用,20 mg
激素施用方式有喷施、注射、灌根、浸泡、涂抹等,赤霉素茎干注射更适合大树和野外研究。目前人们对激素的种类、浓度、施用时间及处理方式等还在进行探索。
1.4 主要病虫鼠害防治措施
病虫害的发生会严重影响红松的生长发育,降低红松果实产量和质量。现代无人机和影像技术的出现,可以更快捷、更方便对红松林进行检测,可及时发现问题,从源头上杜绝病虫害发生。对病害应采取预防为主,综合治理的措施;对虫害一般采取化学杀虫剂进行防治,但建议尽可能采用生物防治或人工诱杀手段进行防治,如松梢螟可以采用释放天敌赤眼蜂或黑光灯诱杀防治。在春季积雪融化后和冬季落雪前采用生物防治和物理防治结合进行鼠害防治,物理防治可用鼠铗,也可用溴敌隆诱饵或驱兽剂进行防治。
1.5 其他措施
红松结实受很多方面因素的影响,例如,不可控制的气候因子和遗传因素。除上述4项主要经营措施外还有一些人类可以参与的因素,如林分密度调节、人工辅助授粉、果实采摘时间和方式等。红松不同生长时期对光照的需求量不同,提倡按林龄和实际郁闭度逐步疏伐。人工辅助授粉是在红松雌球花期,借助风力灭火机、无人机等助风设备在红松林内助风,使花粉飘浮到树冠上部利于授粉,程化文等[15]连续3年授粉试验,结果表明可以提高坐果率20%以上,也能确保稳产、增产。红松上年5、6月开花坐果,第2年9月球果成熟,有研究表明采摘时间早与晚对种子千粒质量和出仁率等均有明显影响。9月中旬比10月上旬采摘千粒质量差11%,采摘过晚千粒质量又下降,所以要根据地缘和气候特点确定采摘时间。由于红松球果不能等到正常成熟脱落,只能通过断枝的方式采摘,如“扫雷式”采摘必然损伤树干,影响当年坐果率,进而导致第2年产量降低;如此循环势必影响红松果实产量。因此,需要对人工可控的因素进行科学合理的探索,为红松增产提供有力保障。
2 高产红松果林改造
为增加红松籽产量,除对现有红松树林采取增产经营措施外,还必须高质量改造新红松果林。由于红松实生木生殖周期长,可以借助嫁接技术实现红松早结实,增加红松籽产量。将优良的结实型红松穗条嫁接到砧木上,培育的红松果林可以提早结实,进而增加红松籽产量。嫁接能使红松提前7 ~8年结实(个别情况下有2~3年开花结实),产量可提高1.3~5.0倍。
2.1 接穗选择
红松果林的建立一定要保持良好的遗传品质,使其早结实、多结实。穗条的优良程度是利用嫁接技术改造红松果林成败的重要条件。采集接穗时首先要在经过选优的林分中采集,选优的林分林龄必须在中龄林以上,人工林应在25 a以上,以结实性状为决定因素选择优树[16]。王行轩等[15]经8年定位调查,发现红松初级种子园各无性系结实量差异极显著,而且差异受遗传因素控制,筛选出的高产无性系增益达51.38%,因此有必要对营建红松果林的材料进行选优。优树是指某一或某些性状在同种程度上优于周围同等立地条件下同种、同龄树的树,红松果林选优可采用显现概率法,郑世昌等[17]在红松林良种基地采用此法进行结实量选优,得到200株优树,结实量增益达到55.11%~114.17%,最高達393.52%。优树选择可以为红松果林培育提供高产品种,也可以为红松果林的营建提供优良品质的接穗。
接穗宜选择优树树冠中上部的正常结实部位的健壮、顶芽饱满的当年生枝条,一般在树液流动前,大约3月份,每株母树采集15~20个枝(80~100穗),每株采集的枝条控制40个以内,标记好后储存在0 ℃以下地窖或冷库中,堆放时要每层覆盖冰雪10~20 cm。
2.2 嫁接
嫁接技术十分关键,它决定着红松嫁接苗木的成活率。袁庆[18]用红松为砧木对3种嫁接方法进行试验,结果表明,苗圃地和山地造林都以髓心形成层贴接成活率最高,劈接次之,舌接最差。因此,红松果林嫁接多采用髓心形成层贴接法,嫁接时间宜在4月末至6月初。砧木以红松最佳,樟子松和赤松也能满足生产要求。
2.3 改造方式
优质高产红松果林改造,目前主要有4种方式: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年后现地嫁接;三是利用现有的红松或樟子松人工幼林作砧木,按照一定的株行距选留砧木,现地嫁接改造为红松果林(高度1.5 m以下可以嫁接);四是在3~4年生的红松营养钵苗上嫁接,成活后移栽定植,这种方式成活率高。前2种方式成本低、方法简便易行,比较常用,第4种更适合营建红松果林种子园。
在营建新的红松果林时,本砧嫁接苗必须定植在适合红松生长的立地环境中,要求土壤肥力较好,地势较平坦;异砧嫁接苗只要适合樟子松生长的立地环境就可以定植。
2.4 后期管理
红松嫁接苗成活后,需要剪掉砧木、解绑;定植的嫁接苗未成活,可直接用红松嫁接苗补植。苗期注意病虫害和鼠害防治,如松大蚜,一般可用高效氯氟氰菊酯、氧化乐果等进行喷施防治。幼林期可以参照1.1、1.2和1.4中的经营措施进行管理。
3 结论和建议
对现有密度较大、质量不高、生长结实不佳的红松纯林,可依据红松母树林培育标准进行改造,通过缩短抚育周期及适度增大抚育强度等措施,促进红松生长和结实,保留株数500~1 000株
吸纳社会资本参与国有林经营抚育。鼓励国有林业局、国有林场与社会资本合作,由社会资本出资,对国有红松林共同开展抚育或改造,共同经营管理,建立“分工合作,收益共享”的机制,加快红松林高品质改造步伐;积极营建红松果林基地。经依法履行审批手续,可以将人工红松用材幼龄林调整为经济林,培育成以产出果实为主要目的红松经济林,并按经济林相关规程抚育管理;鼓励利用红松经济林发展林下经济。允许经营主体在实施红松果林营造中,与刺五加、刺老芽、榛子等经济树种实施混交造林,也可以间作中草药、山野菜、食药用菌等林草特色经济植物,提高红松林地资源利用率。
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