摘 要 為滿足人們對杉木材種的多樣化需求,恩施市國有銅盆水林場重視杉木人工林培育,尤其是杉木大徑材的培育。通過采取實生苗培育(采種、消毒催芽、苗圃地選擇、苗圃整地、播種、苗期管理)、科學造林(造林地選擇、整地、混交造林、植苗、補苗、精細化撫育管理)、病蟲害防治等關鍵技術措施,調查發現10 hm2試驗林28 a生杉木林分平均樹高為23.6 m,平均胸徑為30.8 cm,活立木蓄積量達731 m3·hm-2,生產商品材475 m3·hm-2,每公頃凈收益可達32萬元,具有較好的經濟效益、社會效益和生態效益。表明杉木在鄂西南高海拔山區也可良好生長,從公頃蓄積量指標來看,其杉木大徑材培育關鍵技術已經成熟,可以復制推廣。
關鍵詞 杉木大徑材;培育技術;投資效益;湖北省恩施土家族苗族自治州恩施市
中圖分類號:S727.1 文獻標志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.01.055
杉木(Cunninghamia lanceolata)是我國特有用材樹種,因材質好、用途廣[1]在我國南方地區廣泛栽植。1995年以前,恩施市國有銅盆水林場杉木人工林培育以中、小徑材為主,基本上不涉及大徑材的培育。后為滿足人們對杉木材種的多樣化需求,高產、優質的杉木大徑材的培育得到高度重視,并于1995年開始營造杉木大徑材試驗林,從實生苗培育、科學造林、精細化撫育管理、病蟲害防治等方面開展關鍵技術研究,取得良好效果。本研究對恩施市國有銅盆水林場10 hm2試驗林28 a生杉木大徑材進行調查,林分平均樹高23.6 m,平均胸徑30.8 cm,活立木蓄積量達731 m3·hm-2,在生態效益持續提升的同時,經濟效益也極為顯著。
1 "杉木大徑材培育關鍵技術
1.1 "實生苗培育
1.1.1 "采種
采用良種是培育大徑材的重要保障,因為良種造林形成的人工林才具有速生、豐產、優質、抗逆性強的特點。銅盆水林場杉木種子園建于1990年,園址選在銅盆水林場場部的野雞峽(海拔1 050~1 280 m),從湖北、重慶、四川、湖南、貴州、江西等10?。ㄊ校┎杉?58個優樹建園(面積600 hm2),采用隨機排列和錯位排列的種植方式。
1.1.2 "消毒、催芽
為預防病蟲害,播種前要對種子進行消毒。選擇種子凈度≥95%、發芽率≥50%、含水量<10%的Ⅰ級種子,用濃度為0.5%高錳酸鉀溶液浸泡種子2 h消毒后用清水沖洗干凈。杉木種子的休眠類型為強迫休眠,通過催芽可以解除休眠,使幼芽適時出土,出苗整齊,以增強苗木抗性,提高苗木產量和質量,因此,播種前對種子進行催芽處理,在育苗、造林工作中具有非常重要的意義。用40~60 ℃溫水浸種催芽,用水量為種子體積的2倍。當“裂嘴露白”的種子數達30%時即可播種。需要注意的是,催芽時,將溫水倒入盛種子的容器時需邊倒水邊攪拌;若浸種時間超過12 h,應換水(冷水)。
1.1.3 "苗圃地選擇
杉木喜溫暖濕潤,要求土壤肥沃、排水良好。苗圃地選擇在林場場部的六池,靠近道路、水源,自然坡度10°、光照充足的東南坡新開荒地,土壤為黃棕壤,土層深度60 cm,團粒結構,有機質含量為4.6%,質地肥沃,pH值6.5。
1.1.4 "苗圃整地
整地是育苗的重要環節,也是保證壯苗豐產的基礎。整地能改善土壤水、肥、氣、熱條件,提高土壤肥力。林場7—9月晴天多雨天少,苗圃整地有利于土壤熟化,減少病蟲害,通常在8月進行整地。整地步驟:1)平地。清除圃地上的雜灌、雜草,推平高處,填平低洼,同時撿出石塊,使耕作區達到基本平整。2)淺耕。采用圓盤耙、釘齒耙清除雜灌、雜草殘根,切碎盤結緊密的生草層和翻埋雜草種子,深度為10~15 cm。3)耕地。用小型挖掘機翻耕,深度20~30 cm,確保耕后土壤不板結和形成硬土塊。4)耙地。耙平地面,粉碎土塊,清除雜草,保蓄土壤水分等。質量要求為耙透、耙實、耙細、耙平,達到平、勻、細。
1.1.5 "播種
林場面積小,氣候明顯,冬暖夏涼。冬季無凍害,冬播的幼苗出土早,苗木抗性強,一般在12月15—16日播種,用種量在150 kg·hm-2左右為宜。播種前用生石灰900 kg·hm-2和3%呋喃丹顆粒劑2.5 kg混合細土25~50 kg拌勻,均勻撒于土表進行土壤消毒,施腐熟餅肥1 500 kg·hm-2和鈣鎂磷肥1 500 kg·hm-2作基肥,隨耕翻土壤進入耕作層。采用高床育苗,床面寬1.2 m、高30 cm,步道寬30 cm,床面呈瓦背形。將催芽的種子均勻撒在床面上,蓋1.0 cm厚黃心土,淋足水分。清溝后,覆蓋稻草保濕,厚度以不見地面為宜。
1.1.6 "苗期管理
1)出苗期管理(4月)。約有80%種子長出子葉時,于陰天或傍晚時分3次將覆蓋稻草揭除,每次揭除覆蓋稻草的1/3。保持土壤濕潤、疏松和適宜溫度,保證幼苗生長所需水分和環境條件。
2)幼苗期管理(5—6月)。幼苗生長緩慢,苗高一般在8 cm以內,但地下側根生長較快,主根長達5 cm。此階段要勤松土勤除草,防止表面土壤板結,松土深度約5 cm,以不傷害苗木根系為準。幼苗期對氮、磷敏感,齊苗后10~15 d噴施1次0.5%尿素溶液。同時,選擇陰天對苗木進行間苗,密度為3 000~3 750 株·hm-2。間苗時要將有病蟲害、發育不正?;蛏L弱小、過密的苗木拔出,較稀區域采取補苗措施。間苗和補苗前后都需澆水,保證苗木成活并正常生長。
3)速生期管理(7—8月)。速生期是苗木生長的關鍵時期,此階段雜草除早、除小、除了。同時苗木對水肥的需求量增加,每隔15~20 d結合陰雨天氣使用復合肥[m(N)∶m(P)∶m(K)=15∶15∶15]45~75 kg·hm-2施肥3~4次,施肥量根據苗木生長情況逐漸增加。適當灌水,保持土壤濕潤。
4)木質化期管理(9月以后)。此階段除了可以施1次鉀肥外,應停止一切促進苗木生長的措施,保證苗木完全木質化,進入休眠期。
1.2 "科學造林
1.2.1 "造林地選擇
造林地選擇在林場的慶坪分場,地理坐標為東經109°21′,北緯30°19′,海拔1 460~1 510 m,坡度20°。慶坪分場氣候溫和,陽光充足,雨量充沛,屬典型的北亞熱帶氣候。年平均氣溫12.9~14.5 ℃,最冷月為1月,平均氣溫為5.5~7.5 ℃,最低氣溫0.3~3.3 ℃;最熱月為7月,平均氣溫為21~24.1 ℃,最高氣溫33.6 ℃;全年無霜期180~245 d,年均日照時數1 200~1 400 h,年太陽輻射86~93 kcal·cm-2,≥10 ℃年積溫4 516 ℃;相對濕度80%~88%;年均降水量1 200~1 800 mm,主要集中在2—7月,月均降水量在200 mm以上。冬無嚴寒,夏無酷暑。其氣候的垂直變化十分明顯,具有區域小氣候特色。屬采伐跡地,前茬為柳杉純林。土壤為黃棕壤,pH值4.5~6.5,有機質含量為4.3%~4.5%,土層深度≥100 cm,腐殖質層厚度≥40 cm,疏松、團粒結構、排水良好,立地指數22的山地中下部,坡度約20°,面積10.0 hm2。與鄂西南山區最適杉木生長海拔800~1 200 m的二高山相比,試驗地屬于高海拔地塊。
1.2.2 "造林整地
7月下旬造林整地。整地經過伏天高溫,土壤熟化快,同時草木殘體翻入土中易腐爛。整地前將造林地采伐剩余物或雜草、灌木等天然植被清理干凈。使用帶狀整地的方法,帶的方向沿等高線保持水平。因為造林地塊坡度較大,加上杉木屬于喜光樹種,要求充足的營養空間和光照條件,因此整地帶寬為3 m,變化幅度0.5~1 m。使用挖掘機深翻土壤,等土壤充分風化,并清理干凈石塊、樹根之后,人工挖穴。杉木隨著造林密度的增大,能使樹干飽滿、干形通直,減少木材中節疤的數量和大小,對培育大徑材是有益的。但造林密度過大,會抑制樹高和直徑的生長,綜合考慮杉木生長的特點,最終栽植密度確定為2 500株·hm-2(株行距2 m×2 m)。挖穴時將心土和表土分開放在穴旁??紤]到造林地塊海拔高,適當加大整地深度以增加土壤溫度,明穴規格設計為60 cm×60 cm×60 cm,正方形配置。植苗前30 d左右將充分腐熟的廄肥按10 kg/穴施入穴底部,回填表土充分攪拌,再回填心土成瓦背形,高于地面5 cm,待自然沉降后植苗。
1.2.3 "混交造林
為充分利用地力,保持林間生物多樣性,增強林木抵御自然災害及抗病抗蟲能力,杉木造林時應當重視混交林的營造。混交類型為主要樹種混交,混交樹種為杉木和馬褂木,兩者的比例為2∶1。營造混交林時,采用帶狀混交。
1.2.4 "植苗
選擇國標Ⅰ級苗進行栽植,即當年生苗木為地徑>0.4 cm、苗高>24 cm,頂芽飽滿、無損傷、無病蟲害的杉木苗。造林地冬季土壤凍土,冬季植苗易發生凍害,因此植苗時間選在3月中旬為宜。盡量做到起苗后立即栽植,防止苗木失水過多,確保成活率。植苗時采用“三埋兩踩一提苗”的方法,做到苗正、根舒、栽緊、不窩根,即在穴中豎直放苗后,讓根系充分伸展,填濕細土埋苗根;當填到1/2左右時,將苗木向上輕提,使根系與土壤緊密接觸,再填細土,分層壓實;當填到穴滿,再踩實,最后覆上虛土至苗木根頸處原土印以上3~5 cm。
1.2.5 "補植
栽植后30 d左右開始調查,及時對沒有成活的苗木進行補植,使成活率達到98%以上[2]。栽植后3 a再進行調查,如果保存率達不到95%,用備用苗木進行補栽。
1.2.6 "撫育管理
1)松土除草。為使杉木盡快郁閉成林,需人工松土除草連續撫育3年,每年2次,第1次是在杉木生長高峰期之前的6月,防止雜灌、雜草與杉木競爭水肥;第2次在雜草種子成熟前的9—10月,避免來年雜草野蠻生長。松土除草應選擇晴好天氣,做到里淺外深,不傷害苗木根系,深度為10~15 cm[3]。
2)合理施肥。1995年,在恩施市農業局的支持下,林場對造林地塊測土配方,制定了幼齡林、中齡林、近熟林的施肥方法。幼齡林對氮元素非常敏感,氮肥能使杉木迅速生長,幼齡林施肥以氮肥為主,測土配方氮、磷、鉀質量比為5∶1∶1;中齡林對氮、鉀元素敏感,施肥以氮肥和鉀肥配合施用為主,測土配方氮、磷、鉀質量比為5∶1∶3;近熟林對養分需求全面,施肥以氮、磷、鉀各占15%的復合肥為主。杉木造林后初3 a每年結合第一次松土除草施肥1次,視植株生長情況施肥,用量0.15~0.30 kg/株。首次間伐后第一個夏季的6月上旬,沿樹冠中外圍下方開環狀溝每株施復合肥750~1 000 g后覆土。
3)林下種植。幼林郁閉前林間空隙較大,為充分利用土地,可間種農作物,如紅薯、豆類、花生等,以耕代撫,縮短杉木林分郁閉時間;可種植綠肥植物,如苕子、紫云英、三葉草等,增強土壤肥力,改良土壤,改善杉木林內生態條件;可種植中藥材,如黃連、黃精、何首烏等,既增加收益,又充分利用中藥材在生長過程中所釋放的CO2補充杉木光合作用所需的CO2,促進杉木光合生產,促進生長發育。
4)修枝。修枝不僅提高木材材質,增加樹干圓滿度,還能改善林內通風透光條件,從而減少杉木病蟲害發生[4]。2002年,當杉木林冠下出現20%的枯枝時,進行第1次修枝,之后每隔2 a修枝1次,每次修枝高度不超過2 m,連續修枝3次。修枝時間為每年3月上旬,此時杉木樹液尚未流動,不影響生長。
5)撫育間伐。2002年,在林分生長7 a后,林分郁閉度達到0.8以上[2],自然整枝高度達樹高的1/3時,林場實施第1次間伐,間伐強度為30%,保留密度約1 750株·hm-2;2010年,在林分生長15 a后,林分郁閉度再達到0.8以上,自然整枝高度達樹高的1/2時,林場實施第2次間伐,間伐強度為30%,保留密度約1 220株·hm-2;2018年,林場實施第3次間伐,間伐強度為30%,保留密度約850株·hm-2[5]。一般采用下層疏伐法,采伐生長落后、樹冠受擠壓、完全處于林冠下分枝稀疏或枯萎瀕死的杉木。同時兼顧疏密度,可以適當伐除生長發育正常的杉木,保證林分郁閉度0.6以上。
1.3 "病蟲害防治
1.3.1 "主要病害
1.3.1.1 " "細菌性葉枯病
癥狀:主要為害杉木針葉和嫩梢。發病初期,在當年生新葉上出現針頭大小的褐色斑點,淡黃色暈圈分布四周。隨著病害加重,病斑逐漸擴大成不規則形狀,外圍淡黃色暈圈變成淡紅褐色或淡黃色水漬狀。病斑進一步擴大,針葉成段變成黃褐色,最后葉片枯死;嫩梢發病初期為害癥狀與針葉相似,病害向頂芽蔓延,嫩梢變褐枯死。
防治:避免重茬,盡量使用無病原菌的新土,做好土壤和種子的消毒工作。發病時,噴施70%代森錳鋅500倍液、70%百菌清600倍液,隔7~10 d噴1次,連續2~3次。
1.3.1.2 " "杉木苗猝倒病
癥狀:猝倒病在播種育苗的全過程都可能發生,有種子剛發芽被感染的種腐型;有幼苗出土前被感染的猝倒型;有苗木木質化后,由于根部受感染,苗木枯死的立枯型。
防治:在幼苗出土15 d開始,每7~10 d噴1次1∶1∶200波爾多液或0.1%敵克松稀釋液,到6月苗木長大后,每30 d噴1次。
1.3.2 "主要蟲害
1.3.2.1 " "金龜子
癥狀:幼蟲為害苗木根部和地下莖,成蟲咬食葉片,植株失去光合作用而死亡。
防治:50%辛硫磷顆粒劑與黃心土按1∶10的比例拌勻撒施于地塊表面后,用釘耙疏松表土,讓藥物與土壤充分接觸毒殺土中金龜子;發生嚴重時,在晴天的傍晚時分,用2.5%敵殺死乳油3 000~4 000倍液直接噴施;或保護斑鳩、青蛙、喜鵲、杜鵑等天敵進行生物防治。
1.3.2.2 " "杉梢小卷蛾
癥狀:幼蟲蛀入杉樹嫩梢頂部或頂芽為害,造成枯梢。
防治:保護林間天敵種群的繁衍;一旦發現蟲害枝時,及時剪除;利用成蟲趨光性,設置40 W黑光燈誘殺;在低齡幼蟲期,用50%殺螟松200~400倍液或20%甲氰菊酯2 000~4 000倍液等噴殺幼蟲1~2次,間隔期7~10 d。
2 "投資效益分析
2.1 "生態效益
森林涵養水源,保持水土,防風固沙,保障農業高產穩產;凈化空氣,降低噪音,保護美好環境。恩施市國有銅盆水林場10 hm2試驗林蓄積量,相當于常規3倍造林面積的蓄積量。研究調查發現,1 hm2森林每年大約能減少水土流失19 t,保護100 hm2農田免受風災;40 m寬林帶能降低噪音10~15分貝。1 hm2森林每天可吸附灰塵60 kg,吸附SO2 2 kg、有毒氣體2 kg,吸收CO2 1 000 kg,釋放O2 700 kg,相當于800人1 d的吸氧量。培育杉木大徑材,提高單位面積蓄積量,有利于更好地發揮森林生態效益。
2.2 "社會效益
1)項目試驗具有示范帶動作用,能進一步掀起植樹造林熱潮,增加森林面積,提高森林覆蓋率,建設好綠水青山;2)項目試驗可以提高勞動者生產經營水平,豐富管理經驗,為集約化、標準化、規范化技術推廣奠定人才基礎;3)可為當地群眾提供一定的就業機會,實現家門口就業,增加農民收入,維護社會穩定。
2.3 "經濟效益
培育杉木大徑材,能顯著提高林地生產力。據2023年12月測定結果,林分平均樹高23.6 m,平均胸徑30.8 cm,蓄積量為731 m3·hm-2,生產商品材475 m3·hm-2。按恩施市當地杉木大徑材單價1 200元·m-3計算[2],除去人工培育成本、管理成本和財務成本25 萬元·hm-2,不計撫育間伐收入,林場培育的28 a生杉木大徑材主伐期木材產值為57萬元·hm-2,凈收益達32萬元·hm-2,經濟效益好。
3 "結語
大徑級用材林的培育,既是國家木材戰略儲備的要求,也是提高森林質量和林地生產力的重要途徑,更是森林三大效益充分發揮作用的策略選擇。有研究表明鄂西南杉木生長最適海拔為800~1 200 m的二高山,通過本研究對杉木大徑材培育全過程關鍵技術的經驗總結,發現杉木在鄂西南高海拔山區也可良好生長。從公頃蓄積量指標來看,在鄂西南高海拔山區杉木大徑材培育關鍵技術已經成熟,可以復制推廣。
參考文獻:
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(責任編輯:易 "婧)