紅松果林套種紫花苜蓿栽培技術(shù)及效益分析

劉才 李正華 康迎昆 王洪梅 李春明 周志軍 郭成博 張海峰*

(1.林口縣林業(yè)草原局，黑龍江 牡丹江 157600；2.黑龍江省林業(yè)科學(xué)研究所，黑龍江 哈爾濱 150081)

經(jīng)過(guò)多年農(nóng)業(yè)單一種植的退耕還林地，水土流失比較嚴(yán)重，土壤肥力大幅度下降，土地生產(chǎn)力水平低，效益差，未來(lái)可能造成大面積退耕還林地撂荒棄耕，土地資源浪費(fèi)。紅松全身都是寶[1]，除了木材優(yōu)質(zhì)外，紅松果仁營(yíng)養(yǎng)豐富。紅松果仁含油率55%—73%，含蛋白14.8%，是高檔的滋補(bǔ)食品[2]。隨著結(jié)果型紅松堅(jiān)果林選育技術(shù)的不斷進(jìn)步和快速發(fā)展，紅松堅(jiān)果林已經(jīng)成為目前東北山區(qū)堅(jiān)果經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種培育的主要對(duì)象之一[3]。但收益周期長(zhǎng)、種植密度太低、土地利用效率比較低、人工撫育成本過(guò)高、勞動(dòng)力不足等問(wèn)題嚴(yán)重制約了紅松堅(jiān)果林的發(fā)展速度與水平。利用紅松經(jīng)濟(jì)效益期較長(zhǎng)的特點(diǎn)，在林地內(nèi)套種短平快的經(jīng)濟(jì)作物則有利于紅松果林的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。紫花苜蓿(MedicagosativaL.)屬多年生的豆科牧草，富含蛋白質(zhì)、維生素等多種營(yíng)養(yǎng)成分，是世界各國(guó)栽培面積最廣的主要牧草和飼料，被稱為“牧草之王”[4-8]。紫花苜蓿屬深根植物，根粗壯，根莖發(fā)達(dá)[9]，莖直立，適應(yīng)性廣，對(duì)土壤要求不嚴(yán)格，可以作為綠肥使用。紅松(PinuskoraiensisSieb.et Zucc)幼齡期生長(zhǎng)較慢，在行、株距為(3—5)m×(3—5)m 情況下需要10—12年后才能漸郁閉。這幾年，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，東北山區(qū)開(kāi)始營(yíng)造大面積的紅松果林，在紅松幼齡期間套種紫花苜蓿，通過(guò)林草復(fù)合經(jīng)營(yíng)，以草壓草，培肥地力，既可以降低撫育成本，又可以發(fā)展畜牧業(yè)，實(shí)現(xiàn)紅松果林近期與遠(yuǎn)期效益的有機(jī)結(jié)合。

1 套種栽培技術(shù)

1.1 林地選地

紅松果林應(yīng)選擇陽(yáng)坡、半陽(yáng)坡、陰坡和半陰坡，要避開(kāi)風(fēng)口和低洼地，也可以在風(fēng)口處營(yíng)建防護(hù)林。海拔低于1 000m，坡度≤15°，坡向以北坡為主，也可以是東坡及西坡，山腳位置可以是南坡向。坡位可以選擇山坡中部和下部，土壤肥沃且排水良好的地塊，表層土壤有機(jī)質(zhì)含量≤8%，pH為5—5.6[10]。退耕還林地可以放寬選地條件[11]，有利于加快退耕還林地還林還草。

1.2 品種選擇

紫花苜蓿應(yīng)選擇適應(yīng)黑龍江省生態(tài)環(huán)境、產(chǎn)量高、抗性強(qiáng)的品種，如“農(nóng)菁”系列[12-13]、“龍牧”系列[14-15]、中苜1號(hào)、敖漢等。

紅松種穗的優(yōu)良與否和適宜的嫁接技術(shù)是紅松果林造林成敗的關(guān)鍵因素，優(yōu)良的紅松種穗有利于果林的豐產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。紅松一定要選擇經(jīng)良種認(rèn)證的優(yōu)良無(wú)性系，也可以選擇優(yōu)林分面積大于0.5hm2，長(zhǎng)勢(shì)中等以上、抗病性強(qiáng)、結(jié)實(shí)株率在50%以上[16]的紅松。

1.3 紅松果林營(yíng)建

利用育苗床或營(yíng)養(yǎng)杯培育的紅松嫁接苗，嫁接后第2年就可以用于營(yíng)建紅松果林。紅松無(wú)性系數(shù)量應(yīng)大于50個(gè)，并且要把同一生態(tài)區(qū)的無(wú)性系定植在一個(gè)小區(qū)或一個(gè)大區(qū)內(nèi)。坡度較大的地段最好進(jìn)行魚(yú)鱗坑整地，坡度較小的地段可采用沿等高線整地。采伐跡地、荒山荒地需要全面清林，沿著等高線定點(diǎn)。一般行間距為(3—5)m×(3—5)m，紅松苗可以是實(shí)生苗，也可以是紅松嫁接苗。整地要在紅松定植前一年秋季完成，紅松栽植時(shí)穴面直徑60cm，穴深40cm。苗木要栽正扶植，不要漏根也不要窩根。苗木栽植深度要以苗木原根際土印為宜。用營(yíng)養(yǎng)杯育的紅松嫁接苗栽植時(shí)，取下?tīng)I(yíng)養(yǎng)杯，將苗木栽植到挖好的土坑中，四周覆土并踏實(shí)。成活率要大于90%以上，低于90%要進(jìn)行補(bǔ)植，保證紅松果園的成活率，補(bǔ)植在第二年春季完成。

1.4 套種方式

以紅松果林為主要培育目標(biāo)，在保證紅松果林每畝株數(shù)基本不變的情況下，在紅松果林行間套種紫花苜蓿。紅松與紫花苜蓿間距50—60cm，隨著紅松的長(zhǎng)高，紫花苜蓿距離紅松的距離可以適當(dāng)調(diào)大。

1.5 紫花苜蓿播種

黑龍江省紫花苜蓿適宜播期為5月份。播種方式包括撒播、條播，以條播最好，也可以使用專用的撒播機(jī)進(jìn)行條播，行距30cm，播量150—180kg/hm2，播后及時(shí)鎮(zhèn)壓保水保墑，確保出全苗。

1.6 水肥管理

紫花苜蓿雖有根瘤菌固氮的特點(diǎn)，但在貧瘠的荒地、荒山、退耕還林地上，在播種時(shí)要施入優(yōu)質(zhì)農(nóng)家有機(jī)肥8 000kg/ hm2，尿素70kg/hm2、磷二銨70kg/hm2作種肥，次年在紫花苜蓿大量根系生長(zhǎng)前要施氮肥和磷二銨[17]。在幼苗成株以后需施大量的磷肥，除播前用磷肥作底肥以外，每年秋季最后一次收割后，根據(jù)土壤肥力和肥料的特性確定施肥量，結(jié)合秋耕整地施入腐熟的農(nóng)家肥16—30t/hm2。紅松盡量施入有機(jī)肥，化肥根據(jù)土壤肥力來(lái)確定施入量。

1.7 主要病蟲(chóng)害防治

紅松幼樹(shù)主要害蟲(chóng)是松大蚜，一般在6月至7月份發(fā)生，平時(shí)多注意觀察，出現(xiàn)蟲(chóng)害時(shí)及時(shí)噴施40%氧化樂(lè)果乳油800—1 000倍液效果較好。紅松幼樹(shù)出現(xiàn)紅松落針病時(shí)，在5月至6月份期間用300—500倍的代森鋅液噴施即可。

春季苜蓿萌發(fā)后，要經(jīng)常留心觀察苜蓿的生長(zhǎng)狀況，這個(gè)時(shí)期牧草極易受病蟲(chóng)害危害，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)采取防治措施。紫花苜蓿病害主要有苜蓿霜霉病、苜蓿白粉病、苜蓿黑莖病、苜蓿黃斑病等。霜霉病可用福美雙、代森錳鋅等農(nóng)藥防治；褐斑病可用百菌清、伐森鋅防治；白粉病可用滅菌丹、甲基托布津、苯來(lái)特等農(nóng)藥防治。

對(duì)苜蓿危害較為嚴(yán)重的害蟲(chóng)有浮塵子、蚜蟲(chóng)、潛葉蠅、盲蝽蟓等，上述蟲(chóng)害可采用敵百蟲(chóng)、馬拉硫等防除。地老虎可用敵殺死防治；金龜子可用西維因防治。苜蓿草病蟲(chóng)防治時(shí)，要注意紅松幼苗的生長(zhǎng)情況，盡量減少對(duì)紅松幼苗的傷害，化學(xué)藥劑會(huì)影響苜蓿的品質(zhì)，不可長(zhǎng)期使用。

1.8 紅松幼樹(shù)的管理

紅松行內(nèi)及植株附近的雜草、雜樹(shù)應(yīng)及時(shí)割除，有利于紅松的生長(zhǎng)和林內(nèi)通風(fēng)。也可以定植后在紅松1m寬的栽植帶內(nèi)覆蓋秸稈，秸稈厚度終年保持在15—20cm厚度。在春天的時(shí)候，可以把紅松附近的秸稈耙到邊上，有利于地溫的提高。地溫上來(lái)后，再把秸稈覆蓋上，覆蓋物可以保持水土，控制雜草，提高土壤肥力。營(yíng)建紅松果林5—7年后進(jìn)行樹(shù)勢(shì)管理，每年樹(shù)液開(kāi)始流動(dòng)前，用枝剪剪去不利于接穗生長(zhǎng)的砧木側(cè)枝，用鉛油封口。

1.9 紫花苜蓿收割和利用

紫花苜蓿從始花期至盛花期約為7—10 d，第一次刈割在始花期最為適宜，此時(shí)蛋白質(zhì)含量最高。收割太晚，苜蓿莖稈老化，容易落葉影響品質(zhì)。選擇晴朗天氣收割最好。收割頭茬留茬5cm，過(guò)高影響產(chǎn)量及后續(xù)的生長(zhǎng)。秋季最后一次收割留茬高度7—8 cm，并留有40—50 d的生長(zhǎng)期，有利于根部積累養(yǎng)分和來(lái)年春季的生長(zhǎng)[17]。北方容易被雨水淋濕，在雨季時(shí)注意牧草晾曬及防雨、防霉。紫花苜蓿的最好利用方式是養(yǎng)殖牛、羊，直接利用一部分，再儲(chǔ)存一部分。紅松果林與畜牧業(yè)結(jié)合，以短補(bǔ)長(zhǎng)，更有利于紅松果林的長(zhǎng)期發(fā)展。

2 效益分析

2.1 生態(tài)效益

紅松果林與紫花苜蓿復(fù)合種植體系可以多層次搭配充分利用光能，提高光合利用率[18]，促進(jìn)林木生長(zhǎng)，提高林產(chǎn)品的質(zhì)量，提高系統(tǒng)的生物量。在夏季林草復(fù)合系統(tǒng)能夠提高林內(nèi)濕度，降低溫度，減輕草本植物的日灼現(xiàn)象；在冬季林草復(fù)合系統(tǒng)能夠阻擋寒風(fēng)，能減少林草復(fù)合系統(tǒng)的熱量散失[19]。這樣能提高林草復(fù)合系統(tǒng)植物生產(chǎn)力，充分發(fā)揮林草復(fù)合系統(tǒng)的生態(tài)效益。林草復(fù)合種植能增加系統(tǒng)的生物多樣性，有效地保護(hù)和利用自然天敵對(duì)有害生物的控制，協(xié)調(diào)化學(xué)防治與生物防治的矛盾，減少化學(xué)農(nóng)藥對(duì)系統(tǒng)的污染，改善復(fù)合系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境[20]。生物多樣性越豐富，系統(tǒng)就越穩(wěn)定，病蟲(chóng)害就越少，進(jìn)而增加與提高林草生物量和產(chǎn)量，使復(fù)合系統(tǒng)的生態(tài)效益達(dá)到最大化。在林草復(fù)合系統(tǒng)中，合理的套作可以改善土壤的孔隙性和結(jié)構(gòu)性，降低土壤容重，增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量，提高土壤的肥力[21]。在排水良好的土壤中，生長(zhǎng)良好的苜蓿能提升土壤有機(jī)質(zhì)水平。在自然干旱地區(qū)，在可獲得土壤的水分和肥力的情況下，苜蓿通常每畝產(chǎn)出167kg干物質(zhì)。水分充足時(shí)，苜蓿會(huì)完全發(fā)揮生產(chǎn)潛力，每畝產(chǎn)出500kg干物質(zhì)，植物組織含氮量達(dá)到3.5%—4.0%，供氮量超過(guò)15.2kg/畝[22]。林草復(fù)合系統(tǒng)可利用自身的多層次植被覆蓋來(lái)保持水土，苜蓿根能生長(zhǎng)至土壤1.5m深處，保持水土效果明顯；同時(shí)低矮致密的植被層減少了雨水對(duì)土壤的侵蝕[23]，有效地減少土壤流失。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益

實(shí)驗(yàn)地選在黑龍江省林口縣中三陽(yáng)林場(chǎng)的退耕還林地，土壤退化嚴(yán)重，暗棕壤，前茬作物為玉米。紅松果林的行距5m，株距4m，紅松留1m寬的生長(zhǎng)帶，行內(nèi)覆蓋秸稈控制雜草。2016年5月4日在紅松果林幼齡林里套種紫花苜蓿(龍牧806)，2017年6月25日和9月10日分別2次刈割紫花苜蓿并測(cè)定產(chǎn)量，與紅松單作的效益比較情況如表1所示。

表1 紅松果林套種紫花苜蓿與紅松單作的效益比較 單位：kg/hm2，元/kg

由表1可知，紅松果林與苜蓿復(fù)合種植模式較紅松無(wú)性系單栽增加純收入5 066元/hm2。紅松果林套種紫花苜蓿經(jīng)濟(jì)效益明顯，而且提高了土地利用率，減少了水土流失。紅松定植后，一般生長(zhǎng)8—10年才能獲得經(jīng)濟(jì)效益，本研究在不影響紅松正常生長(zhǎng)的情況下，提前獲得經(jīng)濟(jì)效益，紫花苜蓿有效土地利用面積為60%以上。紫花苜?？僧a(chǎn)干草5—7t/hm2、鮮草40t/hm2，林草復(fù)合經(jīng)營(yíng)種植成本約為4 500元/hm2，干草銷售價(jià)格為1 800元/t，以牧草為經(jīng)營(yíng)對(duì)象，每公頃效益為4 500元，同時(shí)降低紅松撫育成本1 500元/hm2，綜合收益約6 900元/hm2。

3 技術(shù)小結(jié)

紅松是東北山區(qū)主要經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種，當(dāng)用來(lái)生產(chǎn)堅(jiān)果時(shí)，栽植密度較低，林間的空地較大，林地內(nèi)套種牧草，以短養(yǎng)長(zhǎng)，既可以發(fā)展畜牧業(yè)，又可以防止退耕還林地土壤的進(jìn)一步退化。這種經(jīng)營(yíng)模式不僅提高了林地生產(chǎn)力，增加了林分穩(wěn)定性，改善了林分結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)林地的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。紅松果林與林草復(fù)合種植模式更有助于黑龍江省畜牧業(yè)的發(fā)展。

紅松果林套種紫花苜蓿在技術(shù)方面要考慮以下幾個(gè)方面：(1)選用結(jié)實(shí)、性狀優(yōu)良的紅松種穗嫁接能保證紅松果林的穩(wěn)產(chǎn)和豐產(chǎn)，并且嫁接后7—8年普遍結(jié)果。若采用紅松結(jié)實(shí)性不好的穗條嫁接，20年后存在個(gè)別結(jié)果甚至根本不結(jié)果的現(xiàn)象；(2)依據(jù)《紅松果林豐產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》(LY/T1629—2005)和近40年來(lái)紅松果林的管理經(jīng)驗(yàn)，紅松的適宜定植密度為5m×5m。有些后補(bǔ)植苗木達(dá)不到嫁接標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要預(yù)先保留出一定的紅松嫁接苗木，所以可以采用初植密度株行距為2.5m×5m，每公頃栽植80株。栽植或者嫁接后1—2年，根據(jù)紅松成活率做局部調(diào)整。(3)在種植苜蓿的同時(shí)可以與其他禾本科草和豆科作物混播能持續(xù)抑制雜草，苜蓿能長(zhǎng)期抑制雜草種子產(chǎn)生。紅松果林內(nèi)套種的紫花苜?？梢远ㄆ诜拍粱蜇赘?，對(duì)其不會(huì)產(chǎn)生影響。為了使套種的紫花苜蓿種子生產(chǎn)和雜草抑制效果達(dá)到最佳，在生長(zhǎng)季期間通常苜蓿長(zhǎng)到7.6—12.7cm高時(shí)就要刈割。