張桂芹,周建宇,李國強,姚盛智
(黑龍江省帶嶺林業(yè)科學研究所,黑龍江 伊春 153106)
林木生物質能源作為可再生能源,是僅次于煤、石油、天然氣的第四大能源資源,大力開發(fā)和利用林木生物質能源,是應對我國經濟發(fā)展中面臨的能源危機和環(huán)境問題的重要舉措。我國林木生物質能源發(fā)展雖然起步晚,但進展較快,一部分科研成果已達到國際先進水平,在油料能源樹種上,如麻瘋樹、黃連木等,在良種選擇、培育及其轉化利用的工藝與設備等方面,都相繼開展了較為系統(tǒng)的研究,并取得了階段性成果。
帶嶺林科所2010年開始蒙古櫟生物質能源林良種選育研究工作。
蒙古櫟(Quercusmongolica)又稱柞樹,殼斗科櫟屬,果實橡子含有大量淀粉,其含量在50%~70%,經加工提煉可轉化燃料乙醇和生物化工產品,是東北發(fā)展林木生物質能源的優(yōu)勢鄉(xiāng)土樹種。
黑龍江省森工林區(qū)蒙古櫟資源比較豐富,櫟林面積59.8萬hm2,占森工有林總面積的9.5%。其中:中幼林面積44.312萬hm2,占櫟林總面積77.1%,近熟、過熟林面積15.49萬hm2,占櫟林面積22.9%。因此黑龍江省發(fā)展蒙古櫟生物質能源林具有資源優(yōu)勢。但長期以來,林業(yè)在我國主要被用作應采林、生態(tài)林、防護林,以此形成了一套經營管理技術,并未作為生物質能源林來經營管理,因此進一步開展能源樹種良種選育及定向培育研究,以便形成配套的技術體系,為我省能源林基地化、集約化、規(guī)?;ㄔO奠定基礎。
2.1 現有林資源調查
以伊春地區(qū)(12個林業(yè)局)為單位對全國森林資源二類清查櫟類資源數據進行收集和統(tǒng)計。掌握了伊春市12個林業(yè)局的櫟類資源現狀,其中櫟林較多的林業(yè)局有帶嶺、朗鄉(xiāng)、南岔、美溪、紅星、新青、金山屯等,有櫟林面積55.842hm2,其中中幼林面積44.244hm2,占櫟林總面積的79.3%。結實林面積約22.165萬hm2,是發(fā)展生物質能源林的潛在資源,發(fā)展?jié)摿薮螅熬皬V闊。
2.2 天然林物候觀測
在蒙古櫟天然林分內,選取3株代表性植株,由專人定時定株借助高倍望遠鏡進行物候觀測,從芽體萌動開始觀察,直至落葉結束。開花前和花期每2d觀測1次,其它時期每5d觀測1次。經過連續(xù)2年的觀測,掌握了當地蒙古櫟各物候期,特別是開花、結實物候期及雌雄花形態(tài)特征。
2.3 種源選擇
2010年分別在黑龍江省的方正、富錦、北安、美溪、嘉蔭、五常、帶嶺七個林業(yè)局,在比較有地區(qū)代表性的林分(或林業(yè)生產部門經驗認為生長表現好的林分)中各選定10株生長表現中等的采種母樹(不選擇優(yōu)樹、林緣木或孤立木),株間距離30~50m以上,種子按單株采集,單株包裝,統(tǒng)一編號,編號格式為“采種地名+數字”。
采種當年進行秋播育苗,分單株播種,播后及時匯制平面圖。秋季分單株起苗、假植,嚴防混亂。2012年春季分單株移栽。每年秋季調查不同種源不同單株的苗期生長量,進行統(tǒng)計分析,為優(yōu)良種源及優(yōu)良單株選擇奠定基礎。
2.4 優(yōu)樹選擇
2.4.1 選優(yōu)時期。蒙古櫟做為生物質能源林主要是利用果實淀粉含量高,結實性狀是優(yōu)樹的關鍵指標,因此選優(yōu)工作應于6月以后,蒙古櫟植株結實狀況可以充分表現出來時進行,初選在果實成熟前1~2月,復選在果實成熟落地時。
2.4.2 選優(yōu)林分。在處于盛果期的天然林分內選擇,林齡在30~80年。
2.4.3 優(yōu)樹標準。樹體健康、樹形完整;株型矮化(灌木或小喬木<8m);分枝低、側枝粗,枝條粗壯;樹冠內膛豐滿,結果部位多;果實蟲蛀率低。幼齡期結實或早熟,單果個大;優(yōu)樹之間距離相距30~50m。
2.4.4 優(yōu)樹管理。所選優(yōu)樹在樹高1.3m處油漆環(huán)1圈,記錄優(yōu)樹所在位置,編號,樹上寫號,拍照,存檔。單株采穗嫁接,異地永久保存。
2.5 苗木繁育
蒙古櫟種實有落地發(fā)芽的特點,難于長期保管,實施隨采隨播的秋季播種育苗,掌握了實生苗規(guī)?;嘤夹g,培育2年生苗1萬株;開展扦插、嫁接等無性繁殖試驗,蒙古櫟含大量單寧,嫁接不易成活,經過幾年的摸索,采用舌接法,嫁接成活率由原來的69%提高到80%;經過兩年的扦插試驗,再次證明蒙古櫟屬于極難生根樹種,有待進一步探討。
2.6 能源林定向改培
2.6.1 人工林定向培育。在10年生蒙古櫟人工林內,開展不同造林密度(0.75m×1m;1m×1.5m;1.5m×1.5m;1.5m×2m;1m×2m;2.5m×5m)的林木生長性狀(高、徑、側枝徑、枝長)調查,通過分析:當株行距超過2.5m時,密度對側枝生長影響十分顯著:密度越小,側枝生長越旺,但高、徑生長差異不明顯,這一結果為蒙古櫟能源林的造林密度提供了科學依據。
2.6.2 天然林定向培育。在天然中幼齡林內設置標準地,采取疏伐、透光撫育等措施,調整林木個體間距離,伐出生長不良、彎曲木、病枯木、雙杈木和不符合母樹條件的其它林木,為保留母樹創(chuàng)造良好的結實條件。對保留母樹取切根、使用植物激素調節(jié)劑,控制樹勢,促進母樹早成熟,提早進入結實期。
3.1 掌握了伊春地區(qū)櫟類資源分布及不同林齡的蓄積量。
3.2 收集了7個種源70個單株的種子,培育出2年生苗。
3.3 在天然林中選優(yōu)樹100株,為能源林發(fā)展儲備了優(yōu)良遺傳材料。
3.4 完善了實生苗和無性系苗培育技術,為規(guī)模化育苗提供技術保障。
3.5 設立了能源林改培試驗地1處5hm2。
4.1 營建種源試驗林
通過長期觀測、調查,找出果實性狀地理變異規(guī)律;選擇適合當地栽培的做為生物質能源林發(fā)展的優(yōu)良種源及優(yōu)良單株。
4.2 優(yōu)樹異地保存
采用無性繁殖方法,保存優(yōu)樹優(yōu)良性狀,異地永久保存。
4.3 改培效果調查
對建立的能源林改培試驗地,連年管理,通過結實量的變化(與對照相比)形成改培技術體系。
4.4 探索人工林豐產栽培技術
通過造林密度、土、肥、水管理、整形修剪、環(huán)剝等對結實量的影響試驗,形成能源林豐產栽培綜合管理技術。
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