任余艷,劉朝霞,嚴喜斌,韓易良,盧立娜,鄭玉峰,韓 梅,汪曉龍
(1.鄂爾多斯市林業治沙科學研究院,內蒙古 鄂爾多斯 017000;2.鄂爾多斯市氣象臺,內蒙古 鄂爾多斯 017000)
文冠果(XanthocerassobifoliaBuhge)屬無患子科文冠果屬植物,具有北方油茶之稱[1],在我國分布涉及內蒙古、河北、河南、山西、陜西、甘肅等16個省區。具有抗旱、抗寒、耐瘠薄特性,根系發達,萌蘗能力強[2],是中國北方最有開發前景的生物能源樹種之一;文冠果樹形優美,觀賞及藥用價值高,為珍稀藥用樹種[3]。對它的研究始于上世紀50年代,60-80年代進入研究高峰期,之后有所減緩,到21世紀又進入了下一波的研究高峰。2014年12月26日,國務院辦公廳發布了《關于加快木本油料產業發展的意見》([2014]68號),加強木本油料生產基地建設是其中的一項重要目標,文冠果作為能源型樹種被列在主要任務中。不規范的栽培和粗放的經營管理已跟不上林業產業發展步伐,為此,對文冠果豐產栽培技術進行了研究。
文冠果花雜性,雌雄同株異花,總狀花序,花期因氣候條件不同而有差異,一般多為4—5月,高寒地區5月下旬至6月上旬[4],但開花坐果習性基本一致,花芽分化始于上一年頂芽封頂時。一般而言,二年生枝頂芽萌發形成的頂端總狀花序有30~50朵小花,子房發育正常,有花藥但花絲很短,花粉粒未正常發育,花藥不開裂散粉,起雌花作用,稱為可孕花;側芽則形成不可孕花,每一花絮約30朵小花,子房退化,雄蕊發育正常,花絲長度為可孕花退化雄蕊花絲長度的2~3倍,花藥開裂且散粉[5]。如果生境條件優越,枝內有機營養物質豐富,部分側芽也可能形成可孕花,甚至受精坐果。所以枝內有機物質積累狀況影響著花芽和花型的分化。
文冠果植株各器官之間,各生長發育過程之間不是孤立的,而是相互聯系相互制約。大致可以分為3個階段:春天抽稍放葉與開花坐果同步進行;夏天果實生長、種子膨大階段;秋天花芽分化樹體貯存養料階段。營養生長和生殖生長都需要從樹體中獲得足夠的養分供應,其實質是有機養料的供應與分配,也可以說是對有機養料的爭奪過程。
文冠果營養生長與生殖生長在時間上重疊進行,養分競爭異常激烈,樹體進行自我調節來處理這一矛盾,表現在大量幼果停止發育,使樹體貯存的有限養料供給營養生長和生殖生長的平衡發展。當大部分幼果停止發育后會誘發脫落酸合成,出現第1次落果高峰。保存下來的幼果在充足的養分供應下繼續生長,但隨著生長不斷進行,對養分的需求逐漸增大,又會出現幼果爭奪養分的情況,造成長勢弱的幼果停止發育脫落,即處于幼果生長→部分停止生長→脫落→幸存者又正常生長→有一部分停止生長而脫落的動態過程,一般持續10~15 d,直到樹體的養分能夠保證營養生長和生殖生長達到平衡。
豐產栽培的關鍵是有機養分的供給與分配。采取有效的措施促進樹體健壯生長,加強撫育管護,供給足夠的水肥條件,促進光合作用合成更多的有機養料貯存在樹體各部位,提高坐果率是實現豐產的必要條件。
種質的選擇是豐產的首要因素,缺乏優質、高產、穩產、多抗的良種是當前文冠果造林生產中存在的主要問題。徐東翔等研究表明,一定面積群體文冠果母樹分為3種類型:豐產類、平產類、低產類,基本上表現為三分之一母樹的種子產量構成總產量的60%,稱之為豐產類;三分之一母樹結果平平,年年坐果不多,對總產值的貢獻僅為群體的平均水平,稱之為平產類;三分之一的母樹結果很少甚至一果不掛,俗稱“騾子樹”,稱之為低產類。豐產類母樹中約有一半母樹連續3年豐產,豐產性能非常突出[5]。許多專家學者在2種選育方面做了大量的工作,也選育出了很多優良品種,中國林科院王利兵副研究員在收集全國文冠果種質資源的基礎上,評價、篩選出多份優良種質資源,其中抗旱豐產的有中石4號、中石9號,在推廣栽培中,相同條件下坐果率比普通品種提高15%~20%,因此在豐產栽培中首先選對品種。
文冠果屬于喜光性樹種,適應性強,具有抗旱、抗寒、耐瘠薄等特性,是指在較差的環境條件下,文冠果能夠存活和生長發育,但并不是最適合的條件。如果文冠果作為能源樹種來發展,必須給予適宜的條件和集約化經營,不能一味的強調適應性。為了提高成活率,加速林木生長發育,提早結實實現穩產豐產,應選擇土層較厚、坡度不大、背風向陽的沙壤土區栽植文冠果。面積較小的坡地,經過整治以后的沙荒地,黃土區,土層厚度能夠達到50 cm以上,也可以栽植文冠果,排水不良的低濕地、重鹽堿地、尚未固定的流沙地、多石山區不適宜發展文冠果[5]。
整地:文冠果定植前必須整地,以疏松土壤、消滅雜草、提高蓄水保墑能力,為幼林成活和生長發育創造條件。在平坦、肥沃的宜林地,一般進行全面整地,整地深度30 cm左右;在風沙活動大的沙區,采取帶狀整地,保留一部分地上植被,防止土地的再次沙化;在坡度較大的山丘地,為防止水土流失,采取沿等高線修魚鱗坑、水平溝、或梯田,栽植坑錯位排列,以攔截雨水。
栽植季節:文冠果春季栽植要比秋季栽植成活率高。其原因是秋季將苗木定植后,在根系尚未活動、吸收系統尚未建立時,遭受一冬的大風、干旱、寒冷的襲擊,地上部分大多干枯;而春季基本上避開了惡劣天氣的影響,栽植后根系很快萌發出新的幼根,新的吸收系統很快形成,保障幼株生長。
苗木規格及種類:苗木規格對造林成活率及幼林生長有很大的影響,一級苗木造林成活率比二、三級苗木最高出5%~14%,株高、地徑、冠幅也有大幅度提高,從豐產的角度來講,必須選用優質壯苗。
容器苗造林成活率要高于裸根苗,在鄂爾多斯市鄂托克前旗碧園文冠果種植基地采用3—4年生的容器苗,造林成活率達93%以上。
栽植密度和栽培模式:單位面積株樹是10年乃至更長時間內產量的關鍵因素,多年多地區的試驗結果表明,適當密植可以提高單位面積種子產量。推行矮化、密植、灌型栽培模式可實現豐產效果。徐東翔等[2]提出1.5 m×1.5 m×1.5 m×4 m和1 m×1 m×1 m×4 m兩種豐產栽培型,按50~60 cm定干,或基部平茬,培養3個左右盟條形成灌叢型,以增加10年以內單株種子產量[5]。當樹體長到一定冠幅造成相互郁閉、擁擠時,采取輪流平茬復壯技術。以此為基礎,大行距可以增加,小行距和株距也可以改變,衍生出多種栽培型。
“小區的衛生,二狗子也不管,臟、亂、差啊!反映了幾回,單位和社區一找他談話,他就躺在地上,說自己犯病了,無賴一個。”父親邊說著,邊無可奈何地搖著頭。
栽植:按確定好的株行距挖栽植穴,栽植穴大小視苗木規格而定,一般為60 cm×60 cm×60 cm,挖栽植穴時將表土和心土分開。栽植前,苗木在起苗、分級、包裝運輸、假植要全程保濕。定植前將分級苗木分別栽植在不同的小區,避免在幼株生長發育過程中“大欺小”從而影響弱株的現象發生。在挖好的栽植坑內底層填入25 cm左右的底土,如有條件拌施腐熟的農家肥。裸根苗栽植,將苗木放在坑中央,一手提苗,一手填土,填土至一半時,用腳將浮土輕輕踩實,邊踩邊向上提一提苗,使根系舒展,避免窩根,如此2~3次,封土至苗木原土印處,栽后及時灌水。注意根莖一定露在土層外(根莖覆在土層下易腐爛);容器苗栽植前將包裝輕輕去掉,然后將苗木放在栽植穴中央扶正填土,杯體外圍踏實,封土至苗木原土印處,同樣栽后及時灌水。
“三分造,七分管”,林木的撫育管護是豐產的關鍵環節。幼林撫育,促進林木生長發育,形成健旺樹體,培養豐產樹型;成林撫育,保障足夠的養分供給,提高坐果率與種子產量。
2.4.1除草與留草
為避免雜草與林木爭奪養分,除草是一項重要的撫育措施,每年至少除草3次,即春天和雨季到來前各1次。春天5月末至6月初,正是抽稍放葉與開花坐果期,需有足夠的養分供應,避免雜草爭水爭肥,將苗木周圍1 m2內的嫩草除掉,結合松土壓青;6月下旬至7月雨季到來,雜草生長迅速,很快將苗木包圍,被欺壓的苗木無法正常生長發育,而這一時期也是果實生長與種子膨大期,進行全面除草,結合松土壓青,避免在草中找樹的現象。第3次除草在10月份,處于花芽分化期,進行行間除草,以苗木為中心1 m內留草,沙區風大沙多,對苗木和地表都起到保護作用,以保證苗木順利過冬。
2.4.2水肥一體化灌溉
開花坐果和抽稍放葉約1個月時間,2個過程所需的有機養料約一半來自二年生枝(先一年的春梢)的貯存,其余來自更老枝條或主干或根系,因此采種后采取措施促進樹體復壯和貯存盡可能豐富的有機養料,是提高次年坐果率和保證新梢合理生長的基礎;提高產量的關鍵是促進樹體7月上旬光合作用生產盡可能多的有機養料,來保障果實和種子生長發育。因此文冠果成林“兩肥兩水”措施必不可少,即6月末施果肥并灌水,促進果實和種子生長發育,從而提高種子產量;7月末或8月初施復壯肥并灌水,促進第2次光合高峰期合成更多的養料,保證母樹采種后復壯對有機養料的需求和樹體各部位貯存養料的需要。
除了“兩肥兩水”措施外,其它月份的灌水也是必須的。在干旱半干旱地區,水資源比較缺乏,水肥一體化滲滴灌系統的應用,在節約水資源的同時,大大提高了文冠果豐產能力。鄂爾多斯市碧園文冠果種植專業合作社已將“水肥一體化滲滴灌系統”申請了發明專利,在該合作社的文冠果豐產栽培示范基地,應用水肥一體化滲滴灌系統灌溉,4—11月,灌水9~12次,具體視土壤墑情而定,每次灌水定額為0.84 m3/667 m2,不但節約水資源,而且文冠果的生長情況特別好。
2.4.3樹體合理修剪,培養結果樹型
樹體進行合理修剪,有效地控制主枝和側枝空間配置,調節生長和結果的關系,為促進文冠果豐產、穩產奠定基礎,最大限度地延長結果年限。
幼樹修剪:文冠果幼樹修剪以定干和培養利于結實的樹型為目的[5]。文冠果按灌木培養已在技術層面達成共識,樹體不易過高,因文冠果枝條脆而易折,采果時不能鉤拉敲打,避免新梢及頂芽受傷,樹體高度應控制在2.5 m以內,定干高度以50~60 cm為宜。文冠果栽植當年成活,第2年春季即可定干。
文冠果剪口萌生能力很強,定干后,剪口周圍將萌生出多個萌芽,應按4個不同方位選留3~4個間隔生長的粗壯芽,其余全部盡早抹去,使保留下來的芽盡早形成盟條,長成健旺的新梢,形成樹體的骨干枝。
為了培養利于結果的良好樹型,栽植后3—4年內要控制其開花結果,適度修剪,剪除花芽,適度縮回枝條,使本來用于生殖生長的有機養料集中供給新梢的生長發育,促使樹體健壯。
母樹的修剪:文冠果為頂芽開花結果樹種,母樹修剪以疏枝為主,重點疏除細弱枝、病蟲枝及重疊密集大枝,保持通風透光。疏除或短截過多的結果枝,調整結果枝組。
文冠果一般三年生樹均可掛果,此階段修剪要注意控制橫向生長、防止郁閉,留好二層主枝,養成優良樹形提高產量。二層主枝與第一層間距40 cm左右,選留2~3個。層間中央干上的分枝可回縮一半,培養成結果枝組,待過于郁閉時再進行疏除。第一層主枝應繼續打頭,促生分枝。郁閉處應適度疏除或回縮。
以后的修剪應本著以“依樹造型,促進豐產”的原則進行。四、五年生以后的樹每年均能形成大量花芽,春季大量開花,但落花落果十分嚴重,此時應適度剪除花芽,使養分集中,提高坐果率。
開花量過大的樹,可適度疏花。文冠果掛果過密的,應在果實有拇指大時及時疏果。留果量應控制在40~50片復葉養1個果的水平上。留果過多,極易落果,并造成大小年現象。
文冠果具有較強的抗病性,但如果栽培措施不當,就容易染病。目前,對文冠果造成危害的主要病害有:莖腐病、煤污病;主要蟲害有文冠果隆脈木虱、黑絨鰓金龜[5]。此外還有鼠害和兔害。
根據文冠果有害生物發生情況,其防治應堅持“預防為主,綜合治理”的原則,積極預防,并采取生物防治、物理防治、營造林技術措施等相結合的病蟲害防治方法,原則上不用或少用農藥,嚴禁使用劇毒、殘留期長的農藥。
1) 抓好檢驗檢疫工作,嚴防病、蟲傳入基地。
2) 加強撫育管理,使林木生長健壯,提高抗病蟲能力,減少病蟲害的發生。
3) 如果病蟲害達到一定規模,應進行藥物防治,控制災情,降低損失。
4) 保護基地內益鳥及害蟲天敵等有益生物,提高生物防治功能,少用化學農藥,減少污染,保護森林生態環境。
豐產能助推文冠果種植業的發展,種植業的發展促進產業鏈條的形成。文冠果渾身都是寶,不同部位都有可開發利用的價值。
文冠果種仁含油率高達55%~67%,不飽和脂肪酸含量高達93%,油脂不飽和程度越大,脂肪越軟,越容易被人體吸收,具有更好的降膽固醇的作用;提取的食用油,對軟化血管、防治心血管疾病非常有益,在醫學和營養上具有重要作用[5-8]。在藥用方面,利用文冠果富含亞油酸的特點,已研制出亞油酸丸,對心血管疾病的預防和治療有很好的效果[9];在工業方面,文冠果油所含脂肪酸碳鏈長度有80%在石化柴油范圍內,從中提取生物柴油在實驗室已取得了成功,將成為新的環保能源。種仁油凝固點為-37 ℃,可作為飛機潤滑油等高級潤滑油。文冠果油脂還可作為工業原料或輔料,如增塑劑、油漆、肥皂等。
果實包括種仁、種皮、果殼。
種仁可以做罐藏食品、蛋白質食品、蛋白口服液開發利用;種仁經脫脂后可以制成治療小兒遺尿癥的良藥,中國科學院應用生態研究所根據這一藥理,研發出文冠果種仁霜和遺尿停膠囊,用于治療小兒遺尿癥[5]。
種皮中含有的香豆素類化合物、甾醇類化合物具有很好的開發利用價值,可作為功能單體參與藥物的配伍,或是重要的藥源,具有消炎、抗過敏、止咳化痰、降血脂、防治癌癥等作用。
殼苷從藥理上可以治療阿爾茨海默病,齊墩果烷型(OTS)五環三萜皂甙類、三萜類能抗癌。阿爾茨海默病實際上就是指老年癡呆癥,目前尚未特效藥,如果能將殼苷開發出一類特效藥,將為文冠果的綜合利用開辟一條新途徑,大大提高其經濟效益。
文冠果枝是蒙藥原料,春夏采莖干,消去外皮,取木材曬干入藥,或取鮮枝切碎熬膏,主治風濕癥、壞血病等;文冠木甲醇提取物可抑制HIV蛋白酶活性,若能以文冠木為原料研制出抗HIV-1藥物,也是文冠果綜合利用的絕好機會。
文冠木質較硬,紋理美觀,可做雕塑和串珠等工藝品開發利用。
文冠果葉含蛋白19.8%~23%,在民間早就有將葉子熬制飲料的習慣,很有市場前景。