康金林,丁智紅,黃賢斌,李春花,魏本柱,王蘭英
(贛州市林業(yè)科學研究所,江西贛州 341000)
油茶(Camellia oleifera)為山茶科山茶屬常綠闊葉樹種,是我國南方主要的木本油料特有經(jīng)濟樹種,栽培面積達453.3萬hm2[1],由于經(jīng)營管理粗放、投資不足、林分結構不合理等多種原因,導致大面積油茶林處于低產(chǎn)低效的狀況,低產(chǎn)林面積至少133.3萬hm2亟待改造升級。油茶低產(chǎn)林改造有諸多措施,高接換冠[2-4]、加強水肥[5-8]、密度調整[9-10]、整形修剪[11-16]和截枝復壯[17]。針對樹體衰老,管護不到位的品種優(yōu)良油茶林分,截枝復壯是不二選擇。曹永慶[18]指出,截干更新是改造油茶低產(chǎn)林,提高產(chǎn)量的重要技術手段,并明確了合適的截干高度和修剪方式。王蘭英[19]研究發(fā)現(xiàn)油茶截干復壯能顯著提高單株產(chǎn)量。
低產(chǎn)林改造升級是好事,但很多農戶對截枝技術仍持懷疑態(tài)度,尤其是截枝后要多少年才能再次結果,是否會提高產(chǎn)量?基于這些問題,本研究開展了老齡化低產(chǎn)林截枝改造和未截枝改造產(chǎn)量及投入產(chǎn)出的連續(xù)跟蹤觀測,對比分析了截枝和未截枝油茶的單果特征,旨在為截枝復壯產(chǎn)量和效益評價提供理論參考,為推廣截枝復壯改造升級油茶低產(chǎn)林做決策支撐。
試驗地位于贛州市林科所國家油茶良種基地沙石工區(qū)(25°47′19″N,114°58′16″E),屬亞熱帶季風濕潤氣候,日照充足,雨量充沛,四季分明。年均氣溫18.8℃,年均降水量為1 587 mm,年均蒸發(fā)量1 268 mm,年均日照時數(shù)1 926.5 h,年均有效積溫5 654℃,年均無霜期287 d。
試驗林為1967年種植,栽植密度87株·667m-2,1984年高接換冠改建為兼用采穗圃,當時嫁接了23個‘贛州油’系列優(yōu)良無性系。經(jīng)過50多年的栽培和連年采穗,林分優(yōu)良性狀明顯下降,原因是:①樹齡大了,樹勢衰減明顯。林分環(huán)境與個體競爭共同作用的原因,導致很多個體生長勢下降,抗性弱,易感病,有的甚至枯萎,呈現(xiàn)出明顯的老化特征;②病蟲害發(fā)生嚴重。林內每年都有大量植株發(fā)生炭疽病、軟腐病和半邊瘋病,林分健康狀況逐年惡化;③茶果產(chǎn)量大幅下降。改造前平均茶果產(chǎn)量僅229.44 kg·667m-2,折合茶油產(chǎn)量僅14.91 kg·667m-2,比原產(chǎn)量下降50%以上。
分別于2012、2015年早春對‘贛州油’系列品種(‘;LS贛州油1號’,以下簡稱S1;‘贛州油1號’,以下簡稱R1;‘贛州油7號’,以下簡稱S7)采用隨機區(qū)組設計,將樹體主干保留100~120 cm的長度進行截枝處理,同時設置對照組CK,每個處理30株。截口進行保水、防病蟲處理。待截枝樹萌發(fā)新枝后,從中選留2~3根健壯的萌芽條作為主枝(方向均勻),將其余的均除去。每年5-6月進行一次人工除草,將長勢過旺的雜灌、草本砍割覆蓋于油茶四周保水;秋季采果后適當修剪,剪除交叉枝和重疊枝,讓樹冠通透;冬季墾復下肥,用大板鋤或微耕機將油茶四周土坯深翻20 cm,滴水線環(huán)半圈(下一年另半圈)挖寬30 cm、深40 cm施肥溝,每株施有機肥5 kg、復合肥1 kg,用適量土拌勻后覆土回填。
產(chǎn)量測定:為對比截枝和未截枝的產(chǎn)量差別,2016年系統(tǒng)地對油茶低產(chǎn)林截枝和未截枝處理的掛果情況進行連續(xù)跟蹤調查,每個處理隨機設置上、中、下坡位各1個固定樣方,每個樣方12株,茶果成熟期將每個樣方內每株油茶樹上所有鮮果采下稱重,3個樣方的單株鮮果產(chǎn)量平均值作為該處理油茶單株鮮果產(chǎn)量。
效益評價:2012年截枝組產(chǎn)量數(shù)據(jù)中,2014年、2015年產(chǎn)量為該處理測定年全部產(chǎn)量的平均值;2012-2015年未截枝產(chǎn)量為對照區(qū)域測定年全部產(chǎn)量的平均值;2016年起對各處理采用樣地法測定產(chǎn)量,取樣地平均值。其他數(shù)據(jù)為生產(chǎn)實際折算數(shù)據(jù)。
單果測定:采用處理內混合樣隨機取樣的方式,從各處理混合樣中隨機抽取30個鮮果,3個重復,作單果特征測定,取平均值。用百分之一天平測量單個鮮果重量(g)、單個鮮果全部籽重量(g)、干籽重量(g)、干仁重量(g);每個茶果果皮縱切,用數(shù)顯游標卡尺測量果殼中間厚度;茶果橫徑(mm)、縱徑(mm)用數(shù)顯游標卡尺測量。
鮮出籽率(%)=鮮籽質量/鮮果質量×100%;
干出籽率(%)=干籽質量/鮮果質量×100%;
干籽出仁率(%)=干仁質量/干籽質量×100%;
干仁出油率(%)=油的質量/干仁質量×100%;
干籽出油率(%)=油的質量/干籽質量×100%;
鮮果出油率(%)=油的質量/鮮果質量×100%。
油脂含量測定:索氏提取,采用上海力辰邦西儀器科技有限公司SZF-06C脂肪測定儀,將備好的樣品5 g放入加有濾紙筒的抽提筒內,注入無水乙醚約50 ml,提取6 h,回收乙醚,抽提筒105℃烘干至恒重,記下質量,計算含油量。
病蟲害調查:采用隨機樣方法,設置3個重復,對樣方內所有樣株進行相應病蟲害調查,蟲害(或病害率)=感蟲株數(shù)(感病株數(shù))/樣方內總株數(shù)。
投入產(chǎn)出:記錄每個階段的撫育費用、采收費用及材料費用等投入,根據(jù)實際面積折算成每667 m2投入;產(chǎn)出根據(jù)市場行情及茶果產(chǎn)量進行換算。
數(shù)據(jù)采用Excel 2010、SPSS 19.0和;raphPad Prism 8進行統(tǒng)計分析和作圖。
3.1.1 截枝對油茶鮮果產(chǎn)量的影響
從表1可以看出,2012年截枝改造中,截枝改造5年鮮果產(chǎn)量達423.20 kg·667m-2(每667m280株計,下同),截枝改造6年鮮果產(chǎn)量達919.20 kg·667m-2,截枝改造7年鮮果產(chǎn)量達740 kg·667m-2,截枝改造8年鮮果產(chǎn)量達到900.80 kg·667m-2,截枝改造9年鮮果產(chǎn)量達到529.60 kg·667m-2;2015年截枝改造中,截枝后3年開始有收成,截枝改造3年鮮果產(chǎn)量達228.80 kg·667m-2,截枝改造4年鮮果產(chǎn)量達257.60 kg·667m-2,截枝改造5年鮮果產(chǎn)量達938.40 kg·667m-2,截枝改造6年鮮果產(chǎn)量達到619.20 kg·667m-2;而對照組近幾年平均鮮果產(chǎn)量僅為229.44 kg·667m-2,可以看出截枝后基本呈現(xiàn)3年追平對照組,4-5年進入豐產(chǎn),之后雖受大小年影響,但也保持在較高產(chǎn)量,第9年(2020年)產(chǎn)量有所下降是由于2019年極端干旱天氣影響授粉坐果。
表1 油茶截枝后產(chǎn)量情況Tab.1 Production of Camellia oleifera after pruning
3.1.2 截枝對油茶果實性狀的影響
對比分析S1、R1、S7截枝和未截枝果實性狀,發(fā)現(xiàn)不同品種的果實性狀對截枝的反映效果趨于一致,截枝后果實性狀指標高于未截枝組,但不同品種間表現(xiàn)的差異性大小不一致,結果詳見圖1。從圖1A、1B、1E、1L可以看出,S1、S7截枝后單果鮮重、果實縱徑、種子粒數(shù)、干籽出油率極顯著高于未截枝組,R1截枝后單果鮮重、種子粒數(shù)、干籽出油率顯著高于未截枝組,R1截枝前后果實縱徑無顯著差異;從圖1C、1F、1;、1J、1K可以看出,S1、R1、S7截枝后果實橫徑、鮮籽重、鮮出籽率、干仁出油率、鮮果出油率均極顯著高于未截枝組;從圖1D可以看出,S1、R1截枝后果皮厚極顯著高于未截枝,S7截枝后果皮厚顯著高于未截枝;從圖1H可以看出,S1截枝后出干籽率極顯著高于未截枝組,R1、S7截枝后出干籽率顯著高于未截枝組;從圖1I可以看出,S1、R1、S7截枝組與未截枝組干籽出仁率無顯著差異。
圖1 油茶果實性狀Fig.1 The fruit characters of C.oleifera
由表2可知,截枝處理的各品種果實性狀平均值明顯高于未截枝平均值,表3各品種果實性狀平均值方差分析表明,截枝對單果重、果實縱徑、果實橫徑、果皮厚、粒數(shù)、鮮籽重、鮮出籽率、出干籽率、鮮果出油率的影響達到極顯著水平,對干仁出油率、干籽出油率的影響達到顯著水平,對干籽出仁率的影響無顯著差異。
表2 各品種果實性狀平均值Tab.2 Average fruit traits of each variety
表3 各品種果實性狀平均值方差分析Tab.3 Variance analysis of fruit character indexes averages of different varieties
綜上可以說明截枝能提高油茶產(chǎn)量和果實的質量,截枝復壯改造后鮮果明顯比未截枝更大個,單果重、鮮籽重、干籽重均比未截枝大,結籽粒數(shù)也比未截枝更多,同時截枝后出油率也更高。
3.2.1 截枝對油茶病蟲害發(fā)生的影響
從圖2A可知,老齡化油茶截枝復壯改造后炭疽病發(fā)生率為16.67%,比未截枝下降47.82%。截枝后截口不作處理容易流失樹體水分并給病菌有機可乘,導致感染半邊瘋。從圖2B可以看出,截口不作處理半邊瘋發(fā)病率最高,達30.55%;截口處理后半邊瘋發(fā)生率明顯降低,其中凡士林處理半邊瘋發(fā)病率為20.4%,比對照降低33.22%,林木保護劑處理半邊瘋發(fā)病率為22.22%,比對照降低27.27%,凡士林+林木保護劑涂抹截口使半邊瘋發(fā)病率降低到2.78%,比對照足足降低90.90%。從圖2C可以看出,截枝復壯改造后油茶肖葉甲(Demotina thei)、茶枝鐮蛾(Casmara patrona)危害明顯降低,其中截枝后葉甲科危害發(fā)生率為13.19%,比未截枝油茶降低81.38%;截枝后茶枝鐮蛾危害發(fā)生率為6.25%,比未截枝油茶降低86.15%。說明截枝復壯改造能顯著提高油茶抗病蟲能力,有效降低老齡化油茶的病蟲害發(fā)生率。
圖2 截枝對油茶病蟲害發(fā)生的影響Fig.2 Effect of pruning on the occurrence of diseases and insect pests of C.oleifera
3.2.2 投入產(chǎn)出分析
根據(jù)生產(chǎn)實測數(shù)據(jù)將截枝改造、未截枝油茶林投入產(chǎn)出進行綜合分析,并以80株·667m-2計;截枝4元·株-1,當年和第2年除萌20元·667m-2;采收計件單價0.8元·kg-1;鮮果出油率按6.5%計,油價按120元·kg-1進行折算,結果見表4、表5和圖3。由表4、表5可知,截枝油茶林前兩年都是高投入零產(chǎn)出,要第3年才有產(chǎn)出,未截枝油茶基本每年都有產(chǎn)出,但產(chǎn)出不多。由表4可知,截枝第1年進行油茶截枝、撫育管理,加上肥料投入940元·667m-2,第2年撫育管理加肥料投入620元·667m-2;截枝第3年鮮果產(chǎn)量232.4 kg·667m-2,收入1812.72元·667m-2,相比未截枝收入多577.2元·667m-2;未截枝油茶每年平均收入在1 600元·667m-2,收益600元·667m-2,截枝復壯改造后5年(表5)或6年(表4)進入豐產(chǎn),并且收入保持在4 000元·667m-2以上,每年收益穩(wěn)定在3 000元·667m-2(極端天氣除外)。由圖3可知,未實施改造的老油茶林每年都有少量的收益,不虧錢但也掙不了大錢;實施截枝復壯措施的第4年回本,第5年累計收益反超未截枝組。說明種源優(yōu)良的老油茶林采用截枝復壯措施切實可行并能在較短年限獲得可觀的收益。
圖3 不同改造每667 m2累計收益動態(tài)圖(2012年截枝)Fig.3 Dynamic diagram of cumulative income per 667 m2 of different transformation(Cut in 2012)
表4 2012年截枝和未截枝油茶投入產(chǎn)出表(每667m2)Tab.4 Input and output table of cut and uncut C.oleifera trees in 2012(per 667m2)
表5 2015年截枝和未截枝油茶投入產(chǎn)出表(每667m2)Tab.5 Input and output table of cut and uncut C.oleifera trees in 2015(per 667m2)
進入衰老階段的油茶,自然更新能力差,產(chǎn)量急劇下降,截枝能夠使樹體更新復壯,恢復產(chǎn)量。截枝復壯的前提是油茶本身為良種,本研究試驗對象為‘贛州油’系列老齡化油茶良種采穗圃,由于栽種了幾十年,樹勢衰老導致低產(chǎn)。通過截枝,在短時間內,讓老齡化油茶重新煥發(fā)活力,恢復健壯高產(chǎn)狀態(tài),為油茶低產(chǎn)林改造提供了新的方向和依據(jù)。
截枝后幾年恢復高產(chǎn),茶果性狀怎么樣,效益如何?這些都是老百姓關注的重點。從產(chǎn)量上來看,兩次截枝均第3年試產(chǎn)果,平均產(chǎn)鮮果230.6 kg·667m-2,已經(jīng)高于未截枝改造的產(chǎn)量,第5年產(chǎn)鮮果680.8 kg·667m-2,是未截枝處理的6倍,可見,截枝處理能夠快速恢復產(chǎn)量。從單果性狀上看,截枝復壯對各品種茶果單果重、果高、果徑、出籽率等均有顯著提高。從效益上來看,截枝處理能夠顯著降低油茶樹體病蟲害發(fā)生率,截枝前兩年為純投入狀態(tài),但第3年開始收入為未截枝處理的2倍,第4年回本,第5年累計收益反超未截枝處理,效益相當可觀。本研究僅從‘贛州油’系列油茶截枝后產(chǎn)量效益進行分析,對不同品系良種或品種類型較好的非良種效果如何尚未可知,有待后續(xù)研究。
致謝:中國林業(yè)科學院亞熱帶林業(yè)研究所姚小華研究員,贛南樹木園胡小康高級工程師對本研究給予了幫助,謹致謝意!