陳永忠,羅 健 ,陳隆升,彭邵鋒 ,廖玉芳 ,彭嘉棟 ,杜東升 ,趙 輝
(1.湖南省林業(yè)科學(xué)院 國家油茶工程技術(shù)研究中心,湖南 長沙 410004;2.湖南省氣候中心,湖南 長沙 410118)
油茶Camellia oleifera是一種較耐旱的經(jīng)濟樹種,主要分布在我國南方紅壤地區(qū)[1-3]。湖南省是我國油茶的中心產(chǎn)區(qū)之一,絕大多數(shù)地區(qū)適宜油茶的生長,僅洞庭湖區(qū)的部分區(qū)域為油茶生長的欠適宜或不適宜區(qū)。隨著近年湖南氣候變暖,油茶最適宜生長區(qū)的面積有所增加,發(fā)展?jié)摿υ龃骩4-5]。全球茶油產(chǎn)量的90 %以上來自中國, 而我國茶油產(chǎn)量的近50 %來自湖南[6-7]。目前已有不少關(guān)于油茶抗干旱生理特性及干旱脅迫的研究報道[8-12]。干旱在一定程度上影響到油茶的生長和結(jié)實,持續(xù)干旱會引起油茶落花、落果,降低產(chǎn)量。采取有效的防旱抗旱措施,可有效地降低干旱對油茶的影響[13-15]。2013年夏季,湖南省出現(xiàn)了歷史上罕見的持續(xù)高溫干旱天氣,大部分地區(qū)在6月中下旬至8月中旬降雨稀少,部分地區(qū)甚至滴雨未下,且35 ℃以上的高溫持續(xù)時間長,致使一些油茶苗圃、新造林、幼林、自然林等在不同程度上受到了干旱的影響。湖南省林業(yè)科學(xué)院國家油茶工程技術(shù)研究中心與湖南省氣候中心聯(lián)合組建了油茶旱情災(zāi)害調(diào)查工作小組,于2013年8月14~20日對湖南省油茶重點產(chǎn)區(qū)開展了調(diào)研,通過調(diào)查了解受災(zāi)情況,開展受害等級評估,掌握到了一些關(guān)于油茶防旱、抗旱的因素及旱災(zāi)恢復(fù)措施。
湖南省氣候中心調(diào)取了各縣(市、區(qū))2013年6月中旬至8月上旬的氣象資料。2013年8月14~20日,分3個小組進行旱情調(diào)查,分別調(diào)查了湘南、湘中和湘西旱情較嚴重的16個縣(市、區(qū))的油茶種植基地。
調(diào)查對象主要為油茶苗圃、新造林、幼林和自然林。由當?shù)亓謽I(yè)局協(xié)助選擇具有代表性的樣地開展調(diào)查,油茶苗圃的調(diào)查內(nèi)容主要有苗圃的基本情況和受害情況,油茶林的調(diào)查內(nèi)容主要有林地立地情況、基地建設(shè)情況、生長情況及旱害情況。同時向油茶基地負責(zé)人了解了基地的撫育管理措施及已采取的抗旱措施。
油茶林干旱災(zāi)害等級評定方法:在樣地內(nèi)隨機選取20~30株油茶植株,對單株進行判定,整株死亡的評16~20分,枯萎的評10~15分,脫水的評5~9分,部分枝葉枯萎的評1~4分,正常的評0分。分別計算出各單株的平均分數(shù),16~20分的評為A級(旱害極嚴重),10~15分的評為B級(旱害較嚴重),5~9分的評為C級(旱害一般),1~4分的評為D級(旱害較輕),1分以下評為E級(旱害輕微)。
調(diào)查統(tǒng)計了2013年6月11日~8月13日湘南、湘中和湘西16個縣(市、區(qū))的油茶災(zāi)害性天氣的氣象因子,如表1所示。在這63 d里,16個縣(市、區(qū))的氣溫高、持續(xù)時間長,出現(xiàn)了歷史上罕見的高溫天氣。平均氣溫為28.7~31.5 ℃,大部分縣(市、區(qū))高于歷史平均氣溫2.0 ℃以上。35 ℃以上的高溫日數(shù)除邵東縣以外,均達到40 d以上。高溫的持續(xù)時間長,其中祁陽縣、祁東縣、衡陽縣和衡南縣的高溫最長持續(xù)日數(shù)達到了42 d。大部分縣(市、區(qū))的降水量在100 mm以下,均低于歷史降水量的80 %左右。63 d內(nèi),無雨日數(shù)均達50 d以上,最長連續(xù)無雨日數(shù)持續(xù)時間長,大部分縣(市、區(qū))達到了20 d以上。高溫少雨的天氣導(dǎo)致了油茶的嚴重干旱。
表1 2013年夏天湖南油茶重點產(chǎn)區(qū)干旱天氣的氣象因子Table 1 Meteorological factors of drought weathers in the summer of 2013 at the key C. oleifera production areas of Hunan Province
調(diào)查了12個縣(市、區(qū))油茶苗圃的基本情況,見表2。調(diào)查的苗圃總面積達39.7 hm2,苗木數(shù)量3 380萬株,其中2013年嫁接苗20.3 hm2,1 892萬株,2012年嫁接留床苗19.4 hm2,1 488萬株。
12個油茶苗圃的干旱受災(zāi)情況見表3和表4。充足的水源可有效緩解或消除高溫干旱的影響,當年嫁接苗的保存率可達到80 %以上。干旱期間延緩揭膜,繼續(xù)保持薄膜密閉可減緩干旱的影響,降低抗旱成本。
表2 苗圃的基本情況Table 2 Fundamental state of nurseries
由表3和表4可知,各苗圃的受災(zāi)程度不同,2013年當年嫁接苗的平均死亡率達29 %。辰溪縣苗圃和邵陽縣苗圃油茶苗的保存率低至30%。辰溪縣苗圃由于用了上一年度使用過的輕基質(zhì)杯育苗而引發(fā)了嚴重的根腐病,邵陽縣苗圃剛揭完膜就出現(xiàn)高溫天氣,苗木死亡嚴重。永順縣黨校苗圃和新化縣三灣苗圃在整個干旱期間一直保持薄膜密閉,保存率分別達80 %和95%。高溫干旱會抑制油茶苗木的生長并使葉片受到灼傷、枯萎,11個苗圃2013年嫁接苗的停止生長率為5%~10%,葉枯萎灼傷率為2%~15%。
高溫干旱對留床嫁接苗的影響也比較大,苗木平均死亡率達21.2 %,比2013年嫁接苗的平均死亡率低,但停止生長率、葉枯萎率、葉灼傷率和莖灼傷率均高于2013年嫁接苗。這是由于留床苗生物量大,葉片多,水分散失快,更容易造成高溫對莖葉的灼傷。進行合理的水分管理可以有效地降低高溫干旱對油茶留床苗的影響。
調(diào)查了28個油茶新造林基地,其中1年生新造林基地18個,2年生新造林基地10個,見表5。辰溪板橋鄉(xiāng)、辰溪縣潭灣鎮(zhèn)和溆浦縣思蒙鄉(xiāng)采用的是2年生輕基質(zhì)苗造林,祁東縣白地市鎮(zhèn)采用的是3年生裸根苗造林,其它地方均采用的是2年生裸根苗造林。各基地均采取了一定的撫育措施。
表3 2013年當年嫁接苗的高溫干旱受災(zāi)情況Table 3 Disaster situation of annual grafting seedlings in 2013 due to high temperature and drought %
表4 2012年嫁接留床苗的高溫干旱受災(zāi)情況Table 4 Disaster situation of reserved bed seedling grafted in 2012 due to high temperature and drought %
油茶新造林的高溫干旱受災(zāi)情況見表6和表7。1年生新造林受災(zāi)比2年生新造林受災(zāi)嚴重,平均死亡率達52.5%,旱害評定級別以A級和B級為主,2年生新造林死亡率25.7%,旱害評定級別以C級和C級以下為主。1年生新造林中,邵東縣廉橋鎮(zhèn)、雙峰縣甘棠鎮(zhèn)、邵陽縣黃荊鄉(xiāng)、衡陽縣西渡鎮(zhèn)和常寧市鹽湖鎮(zhèn)等6個基地的正常株比例為0,死亡率達80.0%以上,旱害評定級別均為A級,其中邵東縣廉橋鎮(zhèn)和衡陽縣西渡鎮(zhèn)的死亡率達100.0%。邵東縣廉橋鎮(zhèn)的新造林屬于石灰?guī)r石漠化區(qū)域,土層較薄,土壤保水性較差,導(dǎo)致1年生新造林大量死亡。湘西的4個基地的死亡率較低,在10.0%左右,但正常株的比例也較低,大部分植株有一定的枯萎和灼傷。
2年生新造林中,受災(zāi)最嚴重的是雙峰縣青樹坪鎮(zhèn),死亡率達66.7%,葉片枯萎和灼傷嚴重,正常株為0,旱害評定等級A級。祁陽縣三口塘鎮(zhèn)和衡南縣泉溪鎮(zhèn)進行了人工澆水,有效地緩解了旱情,死亡率為0,正常株分別達87.0%和100.0%。辰溪縣板橋鄉(xiāng)也進行了人工澆水抗旱,但由于抗旱力度不夠,仍導(dǎo)致了40.5%的死亡。
高溫干旱對不同苗木類型和不同管理方式的油茶新造林的影響差異比較明顯。從圖1可以看出,2年生輕基質(zhì)苗造林的死亡率(24.2%)明顯低于2年生裸根苗造林的死亡率(50.7%),說明用輕基質(zhì)苗造林的抗旱性能比用裸根苗造林的抗旱性強。3年生裸根苗造林的死亡率顯著低于2年生裸根苗造林的死亡率,僅為10.0%,即大苗造林的抗旱性能更強。由圖2可知,3種管理措施都采用了墾復(fù)和培蔸措施,采用覆蓋措施可降低新造林的死亡率,覆蓋具有保水效果,能提高了油茶林的抗旱性能。采用間種措施的死亡率高達74.8%,死亡嚴重,旱災(zāi)明顯。油茶林地間種作物不僅與油茶林爭搶水分,并導(dǎo)致油茶林地土壤比較疏松,易導(dǎo)致林地土壤水分散失,從而降低了林分的抗旱能力,尤其是間種的作物離油茶植株過近,更易在干旱期間導(dǎo)致油茶植株的死亡。
表5 新造林的基本情況Table 5 Fundamental state of new plantation
表6 1年生新造林的高溫干旱受災(zāi)情況Table 6 Disaster situation of one-year-old new plantations due to high temperature and drought
表7 2年生新造林的高溫干旱受災(zāi)情況Table 7 Disaster situation of two-year-old new plantations due to high temperature and drought
圖1 不同苗木類型油茶旱害的死亡率Fig. 1 Death rates of different types of C. oleifera seedlings
圖2 不同管理措施下油茶旱害死亡率Fig. 2 Death rates of C. oleifera seedlings due to drought under different management measures
油茶幼林的基本情況如表8所示。調(diào)查了20個油茶幼林的高溫干旱受災(zāi)情況,見表9,林齡為3~6 a,大部分林分采用了2年生裸根苗造林,僅辰溪縣安坪鎮(zhèn)、麻陽縣拖沖鎮(zhèn)、溆浦縣思蒙鄉(xiāng)和衡陽縣大安鄉(xiāng)采用了容器苗造林。除衡南縣泉溪鎮(zhèn)外,其它幼林都采取了撫育措施。
由表9可知,油茶幼林的旱害較為嚴重,正常株僅44.7%,有55.3 %的植株受到了災(zāi)害,其中有9.8%死亡,旱害評定級別以C級和D級為主。受災(zāi)最嚴重的是麻陽縣谷達坡鄉(xiāng)的4年生幼林,正常株僅14.1%,死亡率達38.0%;其次是辰溪縣的兩片幼林,死亡率達30.0%以上。祁東縣風(fēng)石堰鎮(zhèn)、衡南縣泉溪鎮(zhèn)和耒陽市哲橋鎮(zhèn)幼林的死亡率較低,但正常株為0,葉片損害嚴重。永州市林科所和祁陽縣三口塘鎮(zhèn)由于立地條件優(yōu)勢和人工及時澆水,未受到災(zāi)害的影響。辰溪縣船
溪鄉(xiāng)的3年生幼林中,間種花生幼林的死亡率達34.6%,明顯高于未間種的死亡率。麻陽谷達坡村的幼林進行了規(guī)模間種,死亡率達38.0%;祁陽縣黎家坪鎮(zhèn)十里坪村間種了花生,導(dǎo)致了傷根動土,正常株僅為47.0%,死亡率達20.0%。油茶林地間種易導(dǎo)致林地土壤水分散失,從而降低了林分的抗旱能力。幼林的果實和花苞基本不受干旱的影響。
表8 幼林的基本情況Table 8 Fundamental state of young plantations
表9 幼林高溫干旱受災(zāi)情況Table 9 Disaster situation of young plantations due to high temperature and drought
調(diào)查了6個油茶自然林,造林時間為20世紀70~80年代,均采取了墾復(fù)等低產(chǎn)林改造措施,詳情見表10。
自然林的干旱受災(zāi)情況見表11。自然林受高溫干旱的影響較小,沒有出現(xiàn)苗木死亡現(xiàn)象,旱害評定級別為D級或E級。除常寧市蔭田鎮(zhèn)外,其它5個自然林的葉片出現(xiàn)了枯萎和灼傷現(xiàn)象。調(diào)查的自然林中,以新化縣經(jīng)開區(qū)的油茶林受害最重,葉灼傷株率達84.4%,落果株率達42.2%。
表10 自然林的基本情況Table 10 Fundamental state of wildwoods
表11 自然林的高溫干旱受災(zāi)情況Table 11 Disaster situation of wildwoods due to high temperature and drought
湖南省的油茶苗圃在2013年受旱災(zāi)嚴重,出現(xiàn)了苗木大量死亡和葉片枯萎灼傷現(xiàn)象,水源不足是造成苗木死亡的主要原因,及時采取抗旱措施可有效降低旱害損失。苗圃選址靠近水源且水源充足;澆水抗旱宜在早上和傍晚進行,中午高溫時嚴禁澆水;當年嫁接的油茶苗可延緩揭膜時間,干旱期間可一直保持蓋膜以密封保水。造林地要求立地條件好,坡度不宜太大,靠近水源,交通方便;采用輕基質(zhì)等容器苗或大苗造林;5月份增施磷鉀肥;林地間種時,間種作物不宜離油茶植株太近,保持在油茶根系分布的范圍之外;墾復(fù)培蔸應(yīng)在干旱季節(jié)之前完成,把清除的雜草、灌木覆蓋在林木根部周圍,并在上面培土,干旱期間不宜動土;開展修剪,尤其對葉片萎蔫的植株進行修剪以減少水分的蒸騰;完善基礎(chǔ)設(shè)施,如修建蓄水池、竹節(jié)溝、配備滴灌設(shè)施等。
油茶林齡越小,抗旱能力越弱,高溫干旱災(zāi)害越嚴重。1年生新造林平均死亡率達52.5%,正常株僅13.4%,嚴重時林木全部死亡。輕基質(zhì)苗造林的抗旱性比裸根苗造林的抗旱性強,造林苗木盡可能選擇2~3年生,適當深栽可以提高抗旱性。土層薄、石礫多的林地水分容易散失,抗旱性差。3~6 年生幼林干旱嚴重,正常株只有44.7%。人工澆水雖然可緩解油茶林的旱情,但需水量大,成本高,所以不能依靠進行人工澆水來緩解旱情。間種西瓜、花生、玉米等作物與油茶爭水、爭肥,使油茶林地旱情更加嚴重,同時間種使林木周邊土壤松動,加快了水分的蒸發(fā)。自然林由于其根系深、林分密閉、結(jié)果量少,旱害程度相對較輕,旱害主要表現(xiàn)為葉片損傷。
林業(yè)部門應(yīng)加強與氣象、水文等部門的合作和信息溝通,組建共享資源信息平臺,通過分析預(yù)測年度或季度的氣象變化情況,提前做好防范措施,力爭把受害程度和抗旱成本降到最低。
[1] 莊瑞林.中國油茶[M].北京:中國林業(yè)出版社,2008.
[2] 陳永忠.油茶栽培技術(shù)[M].長沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,2008.
[3] 何 方,何 柏.油茶栽培分布與立地分類的研究[J].林業(yè)科學(xué),2002,38(5):64-72.
[4] 陸魁東,宋忠華,杜東升,等.湖南油茶GIS精細化氣候區(qū)劃研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2011,27(8):362-365.
[5] 何 方,呂芳德,漆龍霖,等.湖南油茶栽培區(qū)劃及立地類型劃分的研究[J].經(jīng)濟林研究,1986,4(1):7-29.
[6] 鄧三龍.湖南油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略思考[J].湖南林業(yè),2008,(8): 1-4.
[7] 高 超,袁德義,鄒 鋒.論油茶在南方丘陵區(qū)退耕還林工程中的應(yīng)用[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報,2011,31(7):205-208.
[8] 龍 偉,姚小華.持續(xù)干旱對云南文山油茶的生長影響研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(34):16662-16663.
[9] 陳博雯,劉海龍,蔡 玲,等.干旱脅迫對油茶組培苗與實生苗內(nèi)源激素含量的影響[J].經(jīng)濟林研究,2013,31(2):60-64.
[10] 馮士令,程浩然,李倩倩,等.3個油茶品種幼苗對干旱脅迫的生理響應(yīng)[J].西北植物學(xué)報,2013,33(8):1651-1657.
[11] 霍佩佩.8個油茶長林系列無性系的抗旱性研究[D].呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.
[12] 周寅杰.油茶優(yōu)良無性系干旱期耗水特性研究[D].長沙:中南林業(yè)科技大學(xué),2013.
[13] 左繼林,王玉娟,龔 春,等.高產(chǎn)油茶夏旱期不同經(jīng)營措施對其果形生長的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報,2012,32(4):15-20.
[14] 李榮喜,胡紅蓮,黃永芳,等.6種保水劑對油茶生長和光合特性的影響[J].經(jīng)濟林研究,2012,30(4):47-51.
[15] 馬 杰.覆蓋對干旱期油茶生長和林地土壤的影響[D].南昌:江西農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.