謝庭生,謝樹春,趙 玲
(1.湖南省經(jīng)濟(jì)地理研究所,湖南 長沙 410004;2.長沙理工大學(xué) 交通運輸工程學(xué)院,湖南 長沙 410076;3.中南大學(xué) 地球與信息物理學(xué)院,湖南 長沙 410083)
日本野漆樹Rhus succedaned,又稱日本黃櫨[1],是漆樹科漆樹屬落葉小喬木,其葉和莖皮可提制烤膠;樹干可割取漆;果實含蠟質(zhì),可提取漆蠟;種子油可制肥皂;根、葉和果可入藥[2-3]。日本野漆樹原產(chǎn)地在中國。16世紀(jì)中葉,日本從中國引進(jìn)了野漆樹到九州島栽培,然后擴(kuò)大到四國島及山口縣等地方。經(jīng)過400多年栽培利用和品種改良,培育出一系列以生產(chǎn)漆蠟(又稱“日本木蠟”)為主的優(yōu)良品系。這些優(yōu)良品系生產(chǎn)的漆蠟(日本木蠟)與其它漆樹生產(chǎn)的漆蠟相比,具有獨特而突出的優(yōu)點:它含有二堿價酸——通常被稱為“日本酸”,這種日本酸結(jié)晶很小,且富于粘彈性;此外它還具有融點高,酸值低的特點,被廣泛應(yīng)用于軍工、化工、醫(yī)藥、電子計算機(jī)等諸多領(lǐng)域,在國際上具有巨大的市場需求。
我國紅壤有259.2萬km2,占全國土地面積的27%;紫色土主要分布在四川盆地和南方各省區(qū),面積0.2億km2。紅壤和紫色土分布區(qū)域自然條件優(yōu)越、氣候溫暖、雨量充沛、無霜期長,為日本野漆樹適生區(qū);并且,紅壤土層深厚,有利于深根性樹種生長;花崗巖、板頁巖紅壤含磷、鉀多,有利于提高漆籽產(chǎn)量。紅壤和紫色土水土流失嚴(yán)重,而日本野漆樹生產(chǎn)期長,樹冠郁閉度高,根系發(fā)達(dá),落葉量大,有利于攔截雨水,減少和攔蓄地表徑流,保土固土,防止水土流失[4-5]。日本野漆樹秋季樹葉通紅,是一種極好的紅葉風(fēng)景觀賞樹種,尤其是,日本野漆樹及其木蠟產(chǎn)品具有廣闊的國際市場和很高的利潤,經(jīng)濟(jì)效益大,盛產(chǎn)期產(chǎn)值可達(dá)15~45萬元/hm2。因此,引進(jìn)日本野漆樹在衡南、寧鄉(xiāng)、沅江等地試種,以期為湖南乃至我國南方紅壤、紫色土區(qū)提供一種新的高效物種資源。
試驗地選在衡南縣柞市鎮(zhèn)大元村、寧鄉(xiāng)縣楓木橋鄉(xiāng)新風(fēng)村和回龍鋪鎮(zhèn)段家橋村、沅江市三眼壙鄉(xiāng)三眼壙村。
衡南試驗區(qū)處于北緯 26°56′,東經(jīng) 112°20′,年平均氣溫17.8 ℃,冬秋晝夜溫差大,≥10 ℃(保證率80%)的活動積溫530~5 500 ℃,霜或霜凍每年均有出現(xiàn)。年降水量1 268.8 mm,4~6月降水量占全年45%,7~9月降水量占19%。地貌類型為丘陵,土壤為中性紫色土、酸性紫色土和砂巖紅壤。中性紫色土碳酸鈣含量在0.16%~0.80%,pH 6.5~7.5,表土有機(jī)質(zhì)含量15.0 g/kg,全氮含量在1 g/kg以下,土層60~80 cm;酸性紫色土碳酸鈣含量在0.2%左右,pH 6.0~6.3,磷素含量低,全磷含量0.5 g/kg,全鉀含量19 g/kg以上,土層30~50 cm。這2個土壤類型植被為疏林灌叢,有稀疏馬尾松和少量中國野漆樹及鐵芒箕、野古草等。砂巖紅壤土層80~100 cm,pH值5.6,土壤有機(jī)質(zhì)12~15 g/kg,磷鉀含量很少,植被稀疏,有馬尾松及柃木、檵木,白茅。
寧鄉(xiāng)試驗區(qū),地處東經(jīng) 110°35′~ 112°46′,北緯 27°55′~ 28°29′,地貌類型為崗地和低丘,坡度在25°以下。多年平均氣溫16.8 ℃,日平均氣溫高于10 ℃天數(shù)達(dá)250 d,年降雨量1 358.3 mm。土壤類型有四紀(jì)紅土紅壤、板頁巖土壤、花崗巖紅壤及紅壤性土。四紀(jì)紅土紅壤pH 5.0,有機(jī)質(zhì)含量7.7 g/kg,土層1 m以上,植被為馬尾松、箭竹、映山紅、金茅組成的疏林灌叢。板頁巖紅壤pH 4.5,有機(jī)質(zhì)含量12.6 g/kg,含鉀較多,全鉀含量27.8 g/kg,土層70 cm以上,植被為映山紅、柃木、胡枝子、金茅組成的灌叢草叢?;◢弾r紅壤性土pH 5.3,缺乏有機(jī)質(zhì)和氮素,表土有機(jī)質(zhì)含量6.8 g/kg,全氮含量0.4~1.0 g/kg,含鉀較多,全鉀含量33.8 g/kg;土層薄,約20 cm厚,但風(fēng)化殼厚達(dá)30~50 cm;植被以杉木、馬尾松為主,30 a樹齡不足3 m高,經(jīng)濟(jì)效益低下。
沅江試驗區(qū)在寧鄉(xiāng)縣西北面的洞庭湖環(huán)湖崗地區(qū),年平均溫度17.8 ℃,年降雨量1 230 mm。地貌類型為低崗,坡度5°~8°,土壤類型以第四紀(jì)紅土紅壤為主,土層1 m以上,土壤pH5.5,有機(jī)質(zhì)14.5 g/kg;植被為箭竹、柃木、金茅組成的灌叢草叢。其次是潮土,土壤中性,肥沃,土層達(dá)數(shù)米。
3個試驗區(qū)氣候均屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候,自然條件在湖南雪峰山東麓以東丘陵區(qū)具有代表性。
分別于2005、2008、2009、2010年從江西省寧都縣引進(jìn)日本野漆樹最好的5個品種,昭和福、伊吉等1年生實生苗各2 400株至衡南、沅江、寧鄉(xiāng)3個試驗區(qū)。昭和福、伊吉等品種是于1994年從日本國產(chǎn)區(qū)引進(jìn)江西的,漆籽含蠟率高,達(dá)35%~40%,木蠟品質(zhì)優(yōu)良[6]。
2.2.1 生長情況觀測
各試驗區(qū)均采用3 m×3 m株行距等高打穴整地,穴深、穴長、穴寬均為80 cm,土層厚度不足80 cm的,則采用聚土方法使其達(dá)到80 cm。每穴埋稻草5 kg,菜枯或茶枯3 kg,雞糞3 kg或豬糞類6 kg,復(fù)合肥1.5 kg,于第2年1月栽樹。苗木出土后樹根打黃泥漿,在80 cm處截干,切口沾黃泥或凡土林,防止切口水分蒸發(fā)。均在苗木出土后半月內(nèi)栽完。
(1)物候期觀測。選擇具有代表性的典型植株2株作為固定觀測對象,由植株向南方向進(jìn)行觀測。植株上有1~2根枝條有某種現(xiàn)象時為該物候的初期,植株有50%枝條出現(xiàn)此現(xiàn)象時為該物候的盛期,植被上只留有個別此現(xiàn)象時為該物候的末期。
(2)成活率與保存率調(diào)查。造林當(dāng)年秋季調(diào)查造林成活率,每年5月調(diào)查保存率,連續(xù)調(diào)查3 a。
(3)樹木生長速度監(jiān)測。選擇固定植株進(jìn)行定株觀測,測定樹高、地徑、樹冠。
(4)結(jié)實情況調(diào)查。調(diào)查林木始果年限,初期各年的單株產(chǎn)量,測試漆籽含蠟率與木蠟融點。
(5)病蟲害情況調(diào)查。實地調(diào)查林木病蟲害的種類,植株或根系發(fā)病特征,發(fā)生時期、危害部位及受害程度。
2.2.2 施肥試驗
湖南省衡南試驗區(qū)中性紫色土、酸性紫色土、砂巖紅壤各小區(qū)設(shè)置高、中高、中、低4個施肥水平試驗(見表1)。各處理均采取撩壕整地,每年追施雞糞0.5 kg,樹齡為7年生。
表1 衡南試驗區(qū)施肥試驗各處理的水平Table 1 Levels of each treatment in fertilization test at test region of Hengnan kg/穴
2.2.3 病蟲害發(fā)生情況評價
湖南各引種栽培試驗區(qū)日本野漆樹病蟲害的發(fā)生程度和危害程度,采用5級分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)查評價。這5級是:0級,無病蟲害;1級,輕度受害;2級,中度受害;3級,嚴(yán)重受害;4級,植株大多死亡。根據(jù)下列公式計算病蟲害發(fā)生率和受害指數(shù)。
病蟲害發(fā)生率Y=(Σ各級病蟲害株數(shù)/調(diào)查總株數(shù))×100%;
受害指數(shù)T=[Σ(各級株數(shù)×代表級值)/(調(diào)查總株數(shù)×受害最重一級的代表值)]×100%。
日本野漆樹在3個試驗區(qū)各個參試土壤類型上造林成活率和保存率調(diào)查結(jié)果顯示:成活率較高,達(dá)93%~100%;衡南、寧鄉(xiāng)、沅江試驗區(qū)連續(xù)3 a保存率分別為91%~98%、86%~95%、84%~95%。衡南是湖南最早栽植日本野漆樹的,因經(jīng)驗不足,成活率、保存率略低;寧鄉(xiāng)最后試種,配套措施較全面,特別是挖苗后用黃泥漿沾根,在泥漿中加入了生根粉,因而成活率達(dá)100%。日本野漆樹在3個試驗區(qū)各類土壤上造林成活率達(dá)93%以上,達(dá)到造林成林的標(biāo)準(zhǔn),表明日本野漆樹在湖南紅壤、紫色土丘陵區(qū)引種成功,具有較強(qiáng)的適應(yīng)性(見表2)。
物候反映了樹種生理機(jī)能和形態(tài)發(fā)生的規(guī)律性和周期性及其與氣象因素的關(guān)系。通過物候分析,可以了解樹種的生長發(fā)育規(guī)律,科學(xué)制訂各項栽培與管理措施。由于寧鄉(xiāng)、沅江栽植日本野漆樹時間較衡南晚1~2 a,故物候觀測只在衡南進(jìn)行。觀測結(jié)果(見表3)表明:日本野漆樹在衡陽盆地紅壤紫色土丘陵區(qū)能完成各生長期,物候正常,無變異現(xiàn)象,能適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?、土壤條件。
表2 日本野漆樹在湖南丘陵區(qū)各類土壤上的成活率與保存率Table 2 Survival rate and preservation rate of Rhus succedaned in the various types of soil of hilly regions of Hunan %
表3 衡陽盆地日本野漆樹物候觀測結(jié)果Table 3 Observation result of phenophase of Rhus succedaned at Hengyang Basin
樹高、地徑、冠徑是樹木生長的重要組成部分。衡南、沅江、寧鄉(xiāng)3個試驗區(qū)紅壤上日本野漆樹前3 a生長速度如表4所示。
由表3可見,3個試驗區(qū)日本野漆樹生長正常,4年生樹高、地徑、冠徑分別達(dá)260.8~267.6 cm、3.2~3.3 cm、260.3~269.5 cm。各試驗區(qū)生長速度基本一致。衡南和寧鄉(xiāng)日本野漆樹生長比沅江略快,是因為日本野漆樹喜沙性土壤,沙土不積水,土溫易升高,衡南、寧鄉(xiāng)試驗區(qū)紅壤為砂巖紅壤、花崗巖紅壤性土,土壤含砂粒較多;紫色土為紫色砂巖風(fēng)化形成,質(zhì)地偏沙或偏壤。而沅江試驗區(qū)土壤為第四紀(jì)紅土紅壤,粘性重,土壤通透性較差,洞庭湖平原上的潮土局部地段地下水位高。各試驗區(qū)前3 a中,日本野漆樹第1年生長最快,第3年生長趨緩,這是因為第1、2年樹冠小,陽光充足,有利于樹木生長;隨著樹木生長,第3年林內(nèi)郁閉度增大,并且開始結(jié)果,生殖生長與營養(yǎng)生長競爭營養(yǎng),從而使?fàn)I養(yǎng)生長速度減慢。
表4 日本野漆樹前3年生長速度Table 4 Growth rate of Rhus succedaned at the first three years cm
日本野漆樹是一種高效特用經(jīng)濟(jì)林樹種,它的主要經(jīng)濟(jì)用途是生產(chǎn)漆籽,提取木蠟,故漆籽的產(chǎn)量與品質(zhì)決定日本野漆樹引種栽培的利用價值。
試驗觀測結(jié)果表明,日本野漆樹實生苗在湖南紅壤、紫色土區(qū)引種成功后,第3年開始有少量結(jié)果,第4年進(jìn)入始果期,大多結(jié)實率在30%左右,單株漆籽產(chǎn)量平均為1.5 kg,與江西寧都、興國等地同齡實生苗單株平均漆籽產(chǎn)量相當(dāng)。7年生實生苗單株漆籽產(chǎn)量最高可達(dá)12.8 kg,一般為6.0 kg,比江西產(chǎn)區(qū)略高。這可能是因為湖南肥料投入略高,并且紫色土含磷、鉀、鈣等礦質(zhì)養(yǎng)分較多;而江西多在花崗巖紅壤上種植,這種土壤較為貧瘠,除含鉀較多外,土壤有機(jī)質(zhì)、氮、磷極缺。
施肥試驗結(jié)果(見表5)表明:漆籽產(chǎn)量與施肥水平成正相關(guān),施基肥最多者單產(chǎn)最高,施基肥最少者單產(chǎn)最低,二者相差2 910.20 kg/hm2。各類土壤不同施肥水平的漆籽平均產(chǎn)量以酸性紫色土最高,達(dá)4 470.9 kg/hm2;中性紫色土次之,為4 425 kg/hm2;砂巖紅壤最低,僅為4 337.25 kg/hm2。這是因為中性紫色土、酸性紫色土含磷、鉀較多,有利于結(jié)籽;而酸性紫色土的pH值5.0~6.0,比中性紫色土、砂巖紅壤更適宜日本野漆樹的生長和漆籽的形成。江西產(chǎn)區(qū)8年生嫁接的日本野漆樹,漆籽單產(chǎn)為3 000 kg/hm2[1],雖然比湖南衡南試驗區(qū)提前2 a進(jìn)入盛果期,但單產(chǎn)仍比后者平均單產(chǎn)3 396.7 kg/hm2低396.7 kg/hm2,這是因為江西產(chǎn)區(qū)日本野漆樹主要栽植在花崗巖紅壤上,土壤雖含鉀較多,有利于漆籽生長,但土壤有機(jī)質(zhì)和磷的含量很低,限制了日本野漆樹的生長和結(jié)籽??梢?,衡陽盆地紫色土分布比較集中,是種植日本野漆樹的一個有利條件。
表5 衡陽盆地不同施肥水平漆籽產(chǎn)量Table 5 Production of lacquer seeds at Hengyang Basin under different fertilization levels kg/hm2
衡南試驗區(qū)日本野漆樹漆籽的含蠟率與所產(chǎn)木蠟融點分析測定結(jié)果表明:衡南試驗區(qū)紫色土和砂巖紅壤日本野漆樹漆籽的含蠟率為31%~53%,融點為53.0 ℃,與日本國產(chǎn)區(qū)相比,漆籽質(zhì)量有所提高,與江西省產(chǎn)區(qū)相比,質(zhì)量基本相當(dāng)(見表6)。
8年來湖南引種試驗觀測結(jié)果表明,衡南、寧鄉(xiāng)、沅江栽培的日本野漆樹發(fā)生的病害主要有黑痘病、白粉病、根腐病、霉病。黑痘病在日本產(chǎn)區(qū)較常見;在江西種植區(qū)和湖南種植區(qū)均是主要病害。黑痘病一般在4月中下旬開始侵入新葉、新梢等幼嫩部位,出現(xiàn)褐色斑點狀病斑,但對其葉部危害不大,而幼枝一旦發(fā)病,幼樹樹皮即出現(xiàn)龜甲狀裂縫,嚴(yán)重時病枝枯死,甚至整株死亡。而且,在6~7月果實膨大時,若病侵入果實,會使果實含蠟率明顯下降,從而使果實的商品價值降低[1]。
白粉病,又稱毛氈病,由四足螨引起,發(fā)生在梅雨季節(jié),危害樹葉、頂芽與腋芽,使之成毛氈狀、棒狀、雞冠狀。至9月時,果實表面出現(xiàn)小麥粉似的一層白粉,隨風(fēng)飄落,受到病害的果實逐漸萎縮,導(dǎo)致漆籽減產(chǎn)。
根腐病,由于苗圃地下水位較高,或陰雨連綿,排水不良,土壤過濕,易引起日本野漆樹根系發(fā)黑,嚴(yán)重時爛根死苗。寧鄉(xiāng)縣四紀(jì)紅土紅壤崗間谷地的苗圃,沅江市洞庭湖平原的潮泥田苗圃多次出現(xiàn)過根腐病。
霉病,春天陰雨連綿天氣,空氣濕度和土壤濕度大,漆樹幼樹莖桿樹皮發(fā)黑,嚴(yán)重時樹尖新葉死去,天晴數(shù)日即恢復(fù)正常,樹尖重新發(fā)出新葉。衡南紫色土丘陵和寧鄉(xiāng)四紀(jì)紅土紅壤崗地的日本野漆樹幼樹易發(fā)這種病。
湖南日本野漆樹試種地區(qū)的蟲害主要有四足螨蟲、白點金花蟲、簡天牛、大葉黃岬、綴葉叢螟,1年發(fā)生1次,幼蟲7~8月結(jié)繭成巢,幼蟲藏在里面。它體長35~40 mm,頭部呈黑色,體中有橙色和黑褐色帶斑,食日本野漆樹葉肉,剩下葉脈,9月落地鉆進(jìn)表土,作繭越冬。樟蟲1年發(fā)生1次,4月中旬孵化,6月大量繁殖,7月份在樹干、樹枝或葉片做黑色眼狀繭。地老虎,又名“土狗子”,在樹蔸下咬樹根。白點金花蟲與大葉黃岬均屬鞘翅目葉岬科,幼蟲與成蟲食樹葉和新芽而影響日本野漆樹生長。
統(tǒng)計湖南3個引種試驗區(qū)調(diào)查株數(shù),計算病蟲害發(fā)生率和受害指數(shù),結(jié)果見表7。從表7可以看出,湖南的衡南、寧鄉(xiāng)、沅江等3個引種試驗區(qū)病蟲害發(fā)生率為25.0%~34.0%,屬中等水平,但受害程度較輕,3個試驗區(qū)在受害植株中1級受害程度的樹木株數(shù)占受害樹木總株數(shù)的比例分別為88%(衡南)、88.5%(寧鄉(xiāng))、81.3%(沅江),說明日本野漆樹在湖南紅壤、紫色土丘陵區(qū)引種不會發(fā)生嚴(yán)重病蟲害,只需采取常規(guī)防治方法,就可以正常生長。沅江試驗區(qū)日本野漆樹病蟲害的發(fā)生率和受害指數(shù)略高于衡南、寧鄉(xiāng)試驗區(qū),主要原因是衡南、寧鄉(xiāng)試驗地均在丘崗地,地下水位低,排水暢通,不易受漬;而沅江試驗地有1/2在洞庭湖平原,局部地段地下水位較高或排水不良,易發(fā)根腐病和霉病。
(1)幾年的引種試驗結(jié)果表明,日本野漆樹在湖南紅壤丘崗區(qū)、紫色土丘崗區(qū)土壤上栽培易成活,物候正常,生長較快,結(jié)果較早,投產(chǎn)早,漆籽產(chǎn)量高,且品質(zhì)優(yōu),病蟲害較輕且防治方法簡單,具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。
表7 湖南日本野漆樹病蟲害發(fā)生和受害程度Table 7 Occurrence and damage degrees of pests and diseases in Rhus succedaned in Hunan
(2)供試的土地類型均為紫色土丘陵、紅壤丘陵疏林灌叢草地,即疏林地和宜農(nóng)宜林荒地,還有一部分利用效率較低的林地。這些土地類型引種栽培日本野漆樹獲得成功,從而為高效利用這些土地類型提供了一個成功的范例。
(3)中性紫色土、酸性紫色土、板頁巖紅壤丘崗地土壤含磷、鉀較多;花崗巖紅壤崗地土壤含鉀較多。日本野漆樹在這些土地類型上漆籽產(chǎn)量較高。今后日本野漆樹的推廣,可優(yōu)先選擇這些土地類型作為栽培基地。
(4)本次引種日本野漆樹品種有5個,而進(jìn)行對比試驗的只有昭和福和伊吉。建議今后引進(jìn)較多的日本野漆樹品種進(jìn)行篩選改良,建立良種繁育基地,并在我國南方同類地區(qū)推廣。
(5)我國南方適宜栽培日本野漆樹的土地類型很多,但各個土地類型對日本野漆樹適宜程度存在差異,有最適宜、很適宜、一般適宜、臨界適宜之分。為了能夠投入少,產(chǎn)出多,效益高,必須優(yōu)先選擇最適宜、很適宜的土地類型栽培[7-8]。這樣,就要在選地時進(jìn)行土地適宜性評價。
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