马尾松培育技术体系及优化栽培模式
一、概述
1. 地理分布状况
分布区横跨我国东部(湿润)亚热带的北、中、南3个亚带以及北热带。是我国松属树种中分布最广、面积最大、蓄积量最大的工业用材树种。地理位置为:N 21°41ˊ~33°56ˊ,E 102°10ˊ~123°14ˊ(浙江舟山),南北跨12°以上,东西横跨21°以上。在行政区划上,马尾松广泛分布于我国17个省市自治区,此外,越南北部(凉山)也有少量分布。其中主产省区有:广西、广东、福建、江西、贵州、湖南、浙江、四川、湖北西南部。
马尾松自然水平分布界线:北界秦岭南坡、伏牛山、桐柏山、大别山,沿淮河到海滨一线,即暖温带与北亚热带的交界线。西界在四川盆地西缘二郎山东坡,向南沿大相岭、青衣江到贵州赫章、六枝,沿北盘江到广西色一线。南界沿广西十万大山西端国境线上,经北部湾海滨向东抵达雷州半岛及东南沿海一线。东界抵东海之滨及的海岛屿。自然连续分布面积约220万Km2。
在北带和中带东部,一般分布在600~800m以下地带。马尾松垂直分布的上限基本上是由东向西随地势升高而逐渐抬高。从东部浙江天目山800m以下,西进到贵州与湘西交界的雪峰山区,海拔上升到1000m以下,再西进到贵州黔中山原苗岭山地,海拔升到1300m~1350m以下,继续西进到四川的二郎山和云贵高原东部—贵州西部毕节乌蒙山区,分布上限已达1500m~1650m,在南岭山地的腹地其分布上限可达海拔1500m,但从此地向北和向东南又逐渐降低,北部安徽黄山分布在700m以下,河南桐柏山、伏牛山800m以下,大别山600m以下,湖北大巴山800m以下;东南武夷山、戴云山1200m以下,向南到广西十万大山、六万大山均在800m以下。
2. 生物学生态学特性
3. 发展潜力很大
3.1 从资源需求上看
① 建筑及民用材
② 纸浆、纤维板、中密板等
③ 松香、松脂等化工生产
3.2 从树种特性看
马尾松是一个耐干旱、瘠薄、速生、丰产、用途广泛、综合利用程度高的典型工业用材先锋树种。目前已被广西等省区认定为经济用材树种,其地位和价值将越来越高。
3.3 增产潜力大
综上所述,大力发展马尾松工业用材林是十分必要和紧迫的,也是可行的。
二、 工业用材林培育技术体系
马尾松工业用材林培育技术体系的核心是:选用“良种”,采用“良法”,围绕6个目标(定向、速生、丰产、优质、稳定与高效),实现7个控制(遗传控制、苗木质量控制、立地控制、造林技术及抚育管理控制、密度控制、地力维护控制、木材质量控制)培育人工林。
其中选用良种、培育壮苗、有效实施立地及密度控制、选择合理的整地规格是该技术体系的关键。
1.选用良种
1.1 优良种源选择及调用
根据全国多点多次种源试验结果,在综合考虑评定的基础上,形成了各造林区优良种源和参考利用种源。在育苗时,可到相应的优良种源区调用种子园或优良林分的种子。
1.2 选择优良家系和无性系
经过国家“八五”、“九五”科技攻关,已选出了适合不同培育目标和不同地区使用的马尾松优良家系和优良无性系。从405个参试单亲家系中,按树高生长大于对照10%初选出167优良家系;然后又按材积大于对照40%,木材密度大于对照4%,从中选出优良家系30个。对选出的前20个高产家系100株试材进行了未漂硫酸盐法制浆(UBMKP)试验,估算了纸浆材材积生长、木材密度、6个木材化学组分、12个成浆和成纸性状的重要遗传参数;基于单株纸浆产量、木材密度、木材化学组分、吨干浆材耗量和成浆物理性能等综合考虑,评选出10个纸浆材优良家系。
此外,在其它试验点的450多个家系中,按树高大于对照10%,胸径大于对照20%,材积大于对照40%,木材密度大于对照4%为指标,从中选出优良家系20个。
此外采用类似方法,还选出了25个优良无性系。
1. 培育壮苗
2.1 采用芽苗移栽3次切根育苗新方法培育裸根苗
移栽时间:
当芽苗出土,具有两片子时即可移栽,移栽时间最好在傍晚或早晨,以阴天为好。
方法及要求:
移栽前苗床要浇透清水,用手轻提芽苗,然后用刀剪去胚根1/3-1/2。为了防止芽苗脱水,可把修剪后的芽苗放在面盆的清水中,要求苗木站着放。根据行距10CM,株距5CM进行移栽,用直径0.5CM竹筷进行插油,洞深5CM,苗栽深度比胚根深0.5CM,一支手把苗根放在洞中,一支手用竹筷从旁边向芽苗胚根斜插移动,将土压实,使芽苗胚根与土壤紧密结合,移栽完成后立即浇水定根。
切根方法:
在进行芽苗移栽时,切去胚1/3-1/2(第一次),8月底切主根(第二次),9月中旬切侧根(第三次)
研究表明,苗木等级对造林后林木生长影响很大,因此,必须用Ⅰ、Ⅱ级苗造林,且要求苗木不能抽苔。
此外,对于立地条件较差的地方,应采用容器苗造林。
2.2 容器育苗
目前马尾松容器育苗多采用单个的塑料袋和蜂窝连体纸杯容器。容器规格变化较大,一般小规格的容器高10㎝,径6㎝,中等规格的容器高12~15㎝,径8㎝,目前马尾松多用小规格的塑料薄膜袋育苗,其次是用土杯或纸杯(杯高10-12㎝,口径6㎝,底径5㎝)。
不同地区营养土(基质)的组成及配比差异较大,目前尚无统一标准。总的来说,取决于土壤黄心土的粘重程度及表土的肥力状况。中带贵州由于黄心土比较粘重(特别是黔中),所以基质的选配比例为:黄心土占25%~35%、腐殖质土10%~20%、火烧土10%~20%、马尾松林地表土30%~40%、过磷酸钙3%~5%(不能超过5%),如果黄心土特别粘重,还可加5%的锯末或加少量蛭石,以利于疏松土壤和保水;而在广西,由于黄心土相对较疏松,所以它所占的比例很高,基质配比为:黄心土占35%~50%、腐殖质土10%~20%、火烧土10%~20%、马尾松林地表土20%~30%、过磷酸钙3%(不能超过5%)左右。
2. 合理选择造林地
马尾松速生丰产林应尽量选择低山、低中山、板岩、砂页岩、砂岩、片麻岩的坡下部、中下部及中部的立地类型组,而应避免选择山顶、山脊及坡上部等立地。
3. 林地清理及合理整地规格确定
4。1 林地清理:
一般采用带状清理,砍1米留1米或砍3米留1米。优点生态防护效果好。
4.2 合理选择整地方式和规格
综合各地试验结果,得出的结论是:在土壤质地适中,立地质量中等的南方山地,营造马尾松人工林,造林时宜采用块状整地,整地规格以中穴(40 cm×40 cm×25cm)为宜。对于母岩为花岗岩,且造林技术水平高的地区,可采用规格为30 cm×30 cm×20cm的块状或规格为20 cm×20 cm×15cm的三角穴整地进行造林,这样可累积减少水土流失9.8T/hm-2-40.4T/hm-2,可降低整地费用30%~60%。
4. 提高植苗造林成活率的技术关键
5.1 正确选择栽植季节和天气条件
5.2 细致起苗,严格选苗,保证用Ⅰ、Ⅱ级苗上山造林
5.3 随起、随运、随栽,尽力缩短假植时间
假植时间以不进超过24小时为限,关键是要尽量保证苗木不失水。
5.4 适当截根,采用三壅两打成弧形的栽植方法
对于起苗前没有进行统一截根的苗木,造林时一定要进行截根(保留根长10-15CM),以防止造林时窝根、坐根,导致成活率下降。
三壅两打成弧形栽植方法的具体操作程序是:
马尾松三壅两打成弧形缝植法操作示意图
该方法的关键是:要保证不窝根,不悬空,一定要打紧、打实。
5.5 定植当年只割草,不松土
6.林地施肥技术研究
施肥方法和用量:对于幼林,可采取栽植前每穴施不低于60g的钙镁磷肥作为底肥,也可在造林后第二年5~7 月每株施不低于30g的复合肥作为追肥;对于中龄林以磷、氮、钾混合施效果最好,其配比用量为每株林木施用过磷酸钙500g, 尿素150g, 氯化钾50g。立地条件越差(如14指数以下), 施肥效果越好,当立地指数在18 以上时, 施肥效果不好。在相同立地上,中龄林施肥效果好于幼林。
1. 不同抚育方式效果评价
综合各地试验结果,我们为各带制定了经济实效的抚育模式,南带:采取2-2-1(2)模式,即造林第1年和第2年各刀抚2次,分别在3-4月和9月进行,若立地指数在16以上,第3年只刀抚1次,否则第3年只刀抚2次;中带:采取1-2-2-(1)模式,即造林第1年只在8-9月刀抚1次,第2年和第3年各刀2次,分别在3-4月和9月进行,若立地指数低于16,则在第4年可再刀抚1次;北带:采取1-2-2-1(2)模式,即造林第1年只在8-9月刀抚1次,第2年和第3年各刀2次,分别在3-4月和9月进行,第4年刀抚1-2次。在抚育过程中,强调只进行刀抚,即只割草,不松土,特别是造林第1年一定不要用锄松土,以免损伤表层须根。如果造林地特别粘重,可在第2年配合除草松土1次,但一定要注意松土深度,尽量减少对表层须根的伤害。试验结果表明,每只进行刀抚2次,比每年刀锄并抚2次,每公顷可节省22.5工日,可见经济效果是十分可观的。
8.合理造林密度确定及密度调控技术
为研究密度管理技术,在全国南、中、北3个分布带、7个试验点开展了造林密度、密度动态调控、中龄林间伐试验。
2. 1 造林密度及密度动态调控试验结果
8.2 抚育间伐试验结果
8.3 合理造林密度的确定
综合分析各试验点造林密度、密度动态调控及间伐试验结果,并结合优化栽培模式计算结果,培育建筑材林和纸浆材林的各指数级的合理造林密度见表2和表3。
表2 马尾松建筑材林各指数级合理造林密度 株/公顷
培 育 立 地 指 数
目 标 12 14 16 18 20 |
小径材 2500-3000 2500-3000 2500
中径材 1667-2000 1667-2000 1667-2000 |
大径材 1667-2000 1667-200 |
表3 纸浆材林各指数级合理造林密度 株/公顷
间 伐 立 地 指 数
状 况 12 14 16 18 20 |
不间伐 3900-4500 3500-4200 3000-3600 3000-3400 2900-3200
间伐1次 4200-4500 4200-4400 3900-4200 3900-4100 3800-3400 |
9. 促进马尾松早期速生综合组装配套技术
① 合理采用南带优良种源
② 应用新的育苗方法
③ 选用适合本地的优良家系和无性系壮苗造林
④ 适当改进造林方法
⑤ 合理施肥
通过上述综合组装配套技术研究,目前营造的人工林,早期生长量比以往可提高25%以上,可提前1-2年郁闭。
三、合理采伐年龄和优化栽培模式的确定及应用
1.合理采伐年龄确定
各立地指数的合理采伐年龄见表4、表5。
表4 建筑材林各指数级合理采伐年龄
指数级 |
小径材 中径材 大径材
采伐年龄 IRR(%) 采伐年龄 IRR(%) 采伐年龄 IRR(%) |
14 |
22-24 14-15 |
16
18
20 |
20-22 17-18 23-25 16-17
18-20 20-21 20-22 20-21 26-28 16-17
17-19 22-24 19-21 22-23 25-27 18-19 |
表5 纸浆材林各指数级合理采伐年龄
指数级 南 带 中 带 北 带
采伐年龄 IRR 采伐年龄 IRR 采伐年龄 IRR |
12 17-19 9.5-11.0 20-22 12.5-14.5
14 15-17 17.0-19.5 16-18 13.5-15.0 17-19 15.0-17.5
16 14-16 22.0-24.0 15-17 17.0-18.5 17-19 18.0-20.0 |
18 13-15 26.0-28.0 14-16 20.0-21.5 16-18 21.0-23.0
20 13-14 30.0-31.5 13-15 22.5-24.5 |
2.优化栽培模式的确定及应用
优化栽培模式是在一定立地条件下,根据培育目标,在用生长收获模型进行生长收获预测的基础上,用经营模型系统逐年进行经济分析,并对森林培育全过程各项营林措施和采伐年龄逐一进行优化,使其达到最佳组合而形成的一种栽培模式。
表6 贵州省马尾松建筑材林优化栽培模式
SI 培育 造林 间伐(次,年,强度) 保留 采伐 平均 平均 蓄积 出材量(m3·hm-2) NPV IRR
目标 密度 年 % 年 % 年 % 密度 年龄 高 胸径 量 小 中 大 |
14 XJC 3000 10 30 14 25 1417 22 15.29 17.8 250.1 195 15.6 1744 16.54
14 XJC 2500 11 25 15 20 1350 23 15.90 18.7 272.4 201 29.5 1837 16.58
16 XJC 2500 11 25 15 20 1350 20 16.12 19.0 284.6 207 35.5 3524 20.23
16 ZJC 2000 10 25 13 25 17 20 810 21 17.48 23.4 270.1 132 86.9 16.7 3577 20.02
16 ZJC 1667 12 25 16 20 900 22 17.93 23.4 308.0 149 100.2 20.0 3723 19.88
18 ZJC 2000 11 25 15 25 1012 20 18.29 23.3 350.5 170 113.0 22.2 5864 23.13
18 DJC 2000 10 30 13 25 17 25 709 26 22.08 29.5 454.0 101 169.4 127.7 4190 18.81
18 DJC 1667 12 30 16 30 735 26 22.06 29.3 465.4 106 174.0 128.2 4347 19.05
20 ZJC 2000 11 25 15 20 1080 19 19.00 23.3 386.0 185 125.4 25.5 7593 25.44
20 DJC 2000 10 30 13 25 17 25 709 25 23.15 29.7 482.6 102 176.5 143.6 5281 20.08 |
20 DJC 1667 12 30 16 25 787 26 23.59 29.2 529.3 118 194.0 150.1 5099 19.68 |
①SI—立地指数(是以本地种源为基础确定的),NPV—净现值,IRR—内部收益率,
N—造林密度, A—主伐年龄, M’—材种出材量;
XJC—代表小径材, ZJC—代表中径材, DJC—代表大径材。
② 各种培育模式均采用块状整地;
③ 抚育方式:均采用1-2-2方式,即第1年抚育1次, 第2和第3年各抚育2次
④ 14以上指数级不施肥;
⑤ 各模式均选用南带优良种源。
表7 贵州马尾松纸浆材林优化栽培模式 贴现率:10%
SI N0 间伐状况 采伐 N H D M W总 W立 W间 NPV IRR
时间 强度 年龄 |
14 3500 0 16 2994 11.18 12.0 188.4 75.35 75.35 0 2608.7 14.91
14 4300 12 40% 17 2322 12.11 13.5 196.5 88.60 78.62 9.98 2789.8 14.58
16 3100 0 15 2624 12.20 13.3 217.2 87.03 87.03 0 4384.3 17.95
16 4100 12 40% 16 2214 12.93 14.1 217.5 102.36 87.28 15.08 4615.5 17.19
18 3200 0 14 2610 12.83 13.8 244.5 98.16 98.16 0 6268.1 20.90
18 4000 12 40% 15 2090 13.73 15.0 243.1 118.51 97.75 20.76 6918.1 20.20
20 3000 0 13 2374 13.45 14.7 260.6 104.72 104.72 0 8025.9 24.06
20 3900 11 40% 14 2030 14.22 15.3 254.1 124.42 102.35 22.07 8603.9 22.74 |
注:① 表中N0、W总、W立、W间分别代表初值密度、经营期内总生物量(=W立+W间)、
采伐年立木生物量和间伐总生物量;
② 各带、各种培育模式均采用块状整地;
③ 抚育方式:中带和北带均采用1-2-2方式,即第1年抚育1次, 第2和第3年各抚育2次;南带采用2-2-1方式,即第1和第2年各抚育2次,第3年抚育1次;
④ 14以上指数级不施肥;
⑤ 考虑了引进优良种源效益。
立地条件越好,净现值和内部收益率越大,说明培育短轮伐期工业用材林应尽量布局在好的立地上,特别是在造林资金紧缺的情况下,更应注意立地的选择。