平原楊樹纖維用材林優(yōu)化培育技術(shù)研究

張東來 祁永會* 高建華

(1.黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，哈爾濱 150081；2.興隆林業(yè)局，黑龍江 巴彥 151801)

發(fā)展纖維用材林，提高用材林的林地生產(chǎn)率成為解決供需矛盾的主要措施。通過定向培育短周期纖維用材林，不僅可以解決工業(yè)用材的短缺，而且能在實現(xiàn)木材商品生產(chǎn)的同時獲得較高的利潤。同時，纖維用材林能夠生產(chǎn)出木材加工業(yè)所需的大部分纖維原料，從而使大多數(shù)森林資源從沉重的木材生產(chǎn)負(fù)擔(dān)下解脫出來，更好地發(fā)揮其生態(tài)保護(hù)及多功能效益[1～3]

纖維用材林總的發(fā)展趨勢是在良種選擇的基礎(chǔ)上，建立定向集約栽培模式。隨著優(yōu)化栽培模式的完善，一些中短輪伐期(4～10年采伐)和超短輪伐期(1～3年采伐)的纖維用材林培育模式將被建立。

針對黑龍江省造紙工業(yè)優(yōu)質(zhì)纖維用材原料極為短缺的現(xiàn)狀，以平原楊樹為研究對象，采用密度控制、優(yōu)化經(jīng)營等措施，開展優(yōu)質(zhì)速生纖維用材林優(yōu)化培育技術(shù)的研究，希望為黑龍江省楊樹纖維用材林建設(shè)提供優(yōu)化配套培育技術(shù)。本研究在三個試驗點分別進(jìn)行了施肥、密度、林農(nóng)間作等優(yōu)化栽培技術(shù)的試驗研究。

1 造林密度試驗

1.1 試驗地概況

尚志市魚池鎮(zhèn)位于張廣才嶺的東南端，屬于長白山的北段，山巒重迭，地勢起伏顯著。該地區(qū)屬寒溫帶大陸性氣候，其特點是冬季寒冷而漫長，夏季短促而炎熱，年平均氣溫3.6℃，年最高溫度31.8℃，最低溫度-34.0℃，年日照時數(shù)2 500h，年平均降雨量402.1mm，無霜期120d。

1.2 造林及密度試驗設(shè)計

2006年5月在尚志市魚池苗圃建設(shè)試驗林約2hm2，整地方式為穴狀整地，栽培品種為黑小二號、美黑三號、小青黑，并于栽培后灌溉一次透水。試驗林栽培密度選擇為2m×2m、2m×3m、3m×4m，并采用混交方式，間作紅皮云杉。各試驗林隨機區(qū)組，采用3次重復(fù)設(shè)計。

1.3 試驗結(jié)果

根據(jù)姜岳忠等[4]對I-69楊和健楊等3個栽植密度、徐錫增等[5]對I-63楊、I-69楊、I-72楊4個不同栽培密度及柴修武等[6]對I-69楊4個栽植密度的木材材性研究結(jié)果，影響木材制漿造紙性能的幾個主要指標(biāo)，在不同栽植密度下沒有顯著差異。因此，本研究直接從栽植密度是否能夠使林分獲得較高的生物產(chǎn)量和適于短輪伐期經(jīng)營方面進(jìn)行試驗。

各參試品種試驗林經(jīng)過4a的生長均已郁閉，已經(jīng)能夠初步看出密度對樹木生長產(chǎn)生了影響。通過觀測，各參試品種不同密度下生長狀況見表1，能夠看出不同密度下各參試品種生長狀況產(chǎn)生顯著差異。小青黑的胸徑生長速度在三種密度下均產(chǎn)生顯著差異，在3m×4m的密度下樹木胸徑生長速度明顯高于其他兩種密度，產(chǎn)生這種差異的原因主要是因為小青黑楊的冠幅較大。黑小二號、美黑三號在2m×3m和3m×4m兩種密度下樹木胸徑生長速度均顯著高于2m×2m，但二者并無明顯差異。速生纖維用材林應(yīng)重點考慮群體效應(yīng),在實現(xiàn)工藝成熟的基礎(chǔ)上,只有適當(dāng)加大密度,增加個體數(shù)量,才能提高群體產(chǎn)量,縮短周期,實現(xiàn)纖維用材林高效益、短輪伐的目標(biāo)。因此，初步確定纖維用材林最佳密度為2m×2m、2m×3m。但隨著繼續(xù)生長這種情況可能改變，需要在以后的研究中進(jìn)一步觀測。

表1 魚池試驗林各參試品種不同密度下生長、產(chǎn)量指標(biāo)調(diào)查

2 土壤施肥試驗

2.1 試驗地及試驗林分概況

試驗地位于黑龍江省肇州縣，地理位置在東經(jīng)124°48′～125°48′之間、北緯45°35′～46°16′之間，地處黑龍江省第一積溫帶，屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均活動積溫2 800℃，無霜期143d。全境為沖積平原，地勢平坦，平均海拔150m。

土壤施肥試驗選擇在2006年營造的小黑楊及小青黑楊林分內(nèi)，造林密度選擇為2m×2.6m。

2.2 試驗設(shè)計

土壤施肥試驗選在小青黑和小黑14兩種林分內(nèi)，施肥種類為A-磷酸二銨、B-尿素、C-磷酸二銨+尿素3種，加個空白對照，面積2hm2。2007年第1次施肥，各肥種施肥量50g/株，2008年第2次施肥，各肥種施肥量100g/株。

2.3 結(jié)果與分析

通過對施二銨+尿素、二銨、尿素和不施肥4種處理的林木胸徑進(jìn)行調(diào)查(圖1)。結(jié)果表明，在4種處理條件下，小青黑和小黑14的胸徑產(chǎn)生明顯差異。施二銨+尿素的小黑14胸徑明顯高于不施肥者，單施尿素的小黑14胸徑稍高于不施肥者，單施二銨處理的小黑14胸徑與不施肥者較為接近；三種施肥處理的小青黑胸徑均高于不施肥者，變化規(guī)律與小黑楊一致。4種施肥處理條件下的小黑楊與小青黑胸徑均產(chǎn)生差異。對施二銨+尿素處理的小黑楊胸徑與單施二銨和不施肥者均有顯著差異，對施二銨+尿素處理的小青黑胸徑與單施二銨和不施肥者均有顯著差異。兩個品種楊樹胸徑在4種處理條件下有相同的生長反應(yīng)。可見，在肇州常山林場的立地條件下施二銨+尿素能明顯提高楊樹的生長量及生物產(chǎn)量，這與肇州堿性土壤缺磷少氮的特點有直接關(guān)系。

根據(jù)姜岳忠等[4]對I-69楊和健楊等品種3種施肥處理與柴修武等[6]對I-69楊3種施肥處理的木材材性研究結(jié)果，不同施肥處理對于楊樹品種的木材纖維性狀和纖維素含量影響不大。但在有機質(zhì)、氮素較貧乏的土壤上，施肥能明顯提高林分的生長量和生物產(chǎn)量。因此，應(yīng)把施肥作為培育楊樹纖維用材的重要措施之一，不必?fù)?dān)心有負(fù)面影響。

3 農(nóng)林間作試驗

3.1 試驗地及試驗林分概況

試驗地位于黑龍江省富錦市，地理位置在東經(jīng)131°25′～133°26′、北緯46°51′～47°31′，屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，年平均溫度3.6℃左右。春季風(fēng)大雨少，夏季溫濕多雨，降雨集中，秋季降溫急驟，溫差較大，最熱的七月份平均氣溫為21.2℃，最冷的一月份平均氣溫-19.3℃。年日照時數(shù)為2 151.3h左右，無霜期在148d左右，生長期143d左右，屬于北方長日照區(qū)域，年平均降水量為339.5mm左右。

農(nóng)林間作試驗選擇在2007年營造的，A5、 B6、1344、美黑三號和小黑楊林分內(nèi)，造林密度選擇為3m×4m。

3.2 試驗設(shè)計

幼林農(nóng)林間作試驗林株行距3m×4m，設(shè)間作大豆和不間作2個處理，試驗面積2hm2。

3.3 結(jié)果與分析

在富錦市東風(fēng)崗林場各參試楊樹幼林中，為以耕代撫和增加經(jīng)濟收入，開展了間作大豆的試驗。結(jié)果表明：幼林連續(xù)間作2a，由于對間作作物進(jìn)行肥水管理，不同處理林地0～50cm深土層有機質(zhì)、全氮和有效氮含量都高于不間作作物的林地，而且，林下間作作物能明顯改善林木樹體營養(yǎng)狀況，間作作物的林木與不間作作物的林木比較，其葉片的N、P、K養(yǎng)分含量均有所提高。

間作作物林木高徑生長量(1344高生長除外)均高于對照(表2)，連續(xù)間作2a，林木的胸徑分別較對照有明顯的提高，達(dá)到13%～24.7%、林木的樹高分別較對照也有明顯的提高，達(dá)到12.5%～21.6%。間作大豆前2a每公頃林地純收入分別為2 721元和2 253元，而不間作作物的林地，不僅沒有收入，反而需支付林地?fù)嵊M?？梢姡琢珠g作作物可作為培養(yǎng)纖維用材林的有效撫育措施。

表2 富錦試驗林各參試品種不同密度下生長狀況調(diào)查

4 結(jié)論

造林密度控制、合理施肥、合理灌溉等栽培措施，對木材的纖維性狀和纖維素含量并無負(fù)面效應(yīng)，農(nóng)林間作，以耕代撫，結(jié)合農(nóng)作物管理進(jìn)行施肥，不僅能增加額外效益，還能改善林地土壤及樹體營養(yǎng)狀況，提高林木生長量，是提高造紙用材林木材產(chǎn)量和經(jīng)濟效益的有效技術(shù)措施。選用優(yōu)良品種，采用綜合措施定向培育纖維用材林，實行短輪伐期經(jīng)營，是以高投入、高產(chǎn)出、高效益為基本特征，經(jīng)濟效益顯著。

[1]侯元兆.論森林經(jīng)營分工的必然性[J].林業(yè)問題，1991，(增刊)：1～41.

[2]余建輝，等.論工業(yè)人工林的生態(tài)經(jīng)濟特點[J].世界林業(yè)研究，1993，(2)：7～11.

[3]徐宏遠(yuǎn).楊樹工業(yè)用材林的定向培育[J].世界林業(yè)研究，1994，(2)：33～39.

[4]姜岳忠，王桂巖，呂雷，等.楊樹紙漿材定向培育技術(shù)研究[J].林業(yè)科學(xué)，2004，40(1)：123～130.

[5]徐錫增,呂士行,王明庥，等.南方型無性系短周期楊樹用材林定向培育初報[C]∥黑楊派南方型無性系速生豐產(chǎn)技術(shù)論文集.北京:學(xué)術(shù)書刊出版社,1989:42～45.

[6]柴修武,劉家平,魏德津.短輪伐期I-69楊林分密度與材性的關(guān)系[J].林業(yè)科技通訊，1991，(5)：2～5.