川中丘陵區(qū)防護(hù)林林下栽培試驗(yàn)

吳志斌

(三臺(tái)縣古井林業(yè)工作站，四川 三臺(tái) 621100)

防護(hù)林林下栽培作為一種防護(hù)林多效利用的集約經(jīng)營(yíng)形式，主要針對(duì)林地進(jìn)行多效利用，充分挖掘防護(hù)林土地生產(chǎn)潛力，而不影響防護(hù)林的防護(hù)效益，依據(jù)森林群落原理，用經(jīng)濟(jì)價(jià)值高的植物替代林分的灌、草層，形成防護(hù)林的立體經(jīng)營(yíng)體系，進(jìn)一步優(yōu)化防護(hù)林林分結(jié)構(gòu)，獲取最大的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益。為此，本研究在長(zhǎng)江中上游防護(hù)林工程區(qū)，以分布面積較大的主要防護(hù)林樹種－柏木和松類樹種為對(duì)象，開展林下栽培試驗(yàn)研究。通過防護(hù)林林分條件選擇，林下栽培植物篩選和整地、栽植密度、管理、收獲、經(jīng)濟(jì)分析等栽培試驗(yàn)研究，提出生態(tài)效益好、經(jīng)濟(jì)效益高的防護(hù)林林下栽培模式。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)設(shè)在三臺(tái)縣下新鄉(xiāng)，位于東經(jīng)105°2'40″，北緯 30°59'20″，屬四川盆地中部偏北地帶，為長(zhǎng)崗狀中丘地貌。四季氣候差異明顯，春旱、夏旱及伏旱均較嚴(yán)重，年平均氣溫16.8℃，極端最高氣溫37.7℃，極端最低氣溫 －6.8℃，年降雨量 882.2 mm，多集中在7月～9月，多暴雨，無霜期283 d。土壤為紫色或黃色砂巖發(fā)育而成的紫色土、砂壤土或中壤土，粒狀或小塊結(jié)構(gòu)，有機(jī)質(zhì)含量1.03% ～1.61%，pH值8.6，海拔500 m～600 m，植被主要有柏木、榿木、青杠等組成的林分，林下有馬桑、火棘等灌木以及黃茅等一些草本植物。

防護(hù)林林下栽培的集約經(jīng)營(yíng)，既要考慮控制水土流失的防護(hù)效益，又要考慮林地利用的適宜性，防護(hù)林立地綜合等級(jí)分析，通過上述可以看出，①在ⅠⅡ立地等級(jí)上，適宜開展林下栽培;②在Ⅲ立地等級(jí)上，可以適當(dāng)選擇適宜地塊開展林下栽培;③Ⅳ、Ⅴ立地等級(jí)上，不適宜進(jìn)行林下栽培。因此，開展防護(hù)林林下栽培的集約經(jīng)營(yíng)，應(yīng)選擇Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ立地等級(jí)。

表1 立地等級(jí)表

現(xiàn)有防護(hù)林中，林分結(jié)構(gòu)差異較大，特別是林分密度過大影響了防護(hù)效益。研究表明，防護(hù)林優(yōu)良林分結(jié)構(gòu)應(yīng)為喬、灌、草結(jié)構(gòu)，郁閉度在0.6～0.7之間，標(biāo)準(zhǔn)林分密度2000株·hm－2～3000株·hm－2，可以達(dá)到防護(hù)林的防護(hù)效益的需求。因此，防護(hù)林林下栽培，應(yīng)根據(jù)林下栽培植物的生物生態(tài)特性，選擇的林分經(jīng)營(yíng)措施，進(jìn)一步調(diào)整結(jié)構(gòu)，以適宜林下栽培植物生長(zhǎng)發(fā)育。

2 試驗(yàn)內(nèi)容與研究方法

在丘陵區(qū)三臺(tái)縣下新鄉(xiāng)以柏木為主的防護(hù)林中，開展立體栽培試驗(yàn)。主要試驗(yàn)內(nèi)容包括林下栽培植物選擇試驗(yàn)以及整地方式、栽植密度、管理措施試驗(yàn)等。

針對(duì)不同試驗(yàn)，開展生長(zhǎng)調(diào)查、生物量、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量測(cè)定。

(1)生長(zhǎng)調(diào)查

要求:在試驗(yàn)樣地內(nèi)每年定株實(shí)測(cè)樹高、胸徑、枝下高、冠幅;觀測(cè)調(diào)查林下栽培植物的生長(zhǎng)情況，如萌發(fā)、抽梢、高度、開花、結(jié)果等。

方法:林木:在試驗(yàn)樣地內(nèi)對(duì)每株林木進(jìn)行編號(hào)，每年定株實(shí)測(cè)樹高、胸徑、枝下高、冠幅等，繪制生長(zhǎng)曲線;

林下植物:設(shè)置小樣地1 m×1 m，連續(xù)觀測(cè)植物的萌發(fā)、抽梢、高度、開花、結(jié)果等情況。

(2)生物量測(cè)定

要求:分別不同層次測(cè)定干(莖)、皮、枝、葉、根的生物量，調(diào)查喬木層葉面積和根系分布特征等。

方法:喬木層生物量:利用以前研究成果，用松、柏木的單木生物量模型推算;或采取實(shí)測(cè)方法，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查，在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)選取標(biāo)準(zhǔn)木，進(jìn)行伐倒，實(shí)際測(cè)定各部分的鮮重，并結(jié)合土壤剖面調(diào)查，調(diào)查測(cè)定根系生物量、土壤根系密度和含量、根系分布等;同時(shí)取干、皮、枝、葉和根的樣品，進(jìn)行殺青、烘干、稱重等，計(jì)算生物量。

喬木層葉面積:對(duì)針葉樹，利用阿基米德原理，測(cè)定出葉單位干重的葉面積，進(jìn)行推算。

灌木層生物量:設(shè)置有代表性的樣方4 m×4 m，全部割砍、挖出根系，稱各部分鮮重，并取樣品，測(cè)定生物量。

(3)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量測(cè)定

要求:針對(duì)林下栽培植物有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的部分進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定其產(chǎn)量。

方法:設(shè)置有代表性的樣4 m×4 m或1 m×1 m，取有價(jià)值的部分，進(jìn)行產(chǎn)量測(cè)定，按商品要求，測(cè)算經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 林下栽培試驗(yàn)與篩選

在柏木林下進(jìn)行植物栽種試驗(yàn)，開展18種選擇試驗(yàn)。通過林下栽植，觀測(cè)其生長(zhǎng)與原生地相比較，進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果見表2。

表2 不同林分林下引種不同植物栽植試驗(yàn)評(píng)價(jià)

由表2可知，在柏木林下可選擇柏木－沙參、柏木－山藥、柏木－連翹、柏木－桔梗、柏木－栝蔞等作為較好模式進(jìn)行試驗(yàn)，開展林下植物栽培與集約經(jīng)營(yíng)技術(shù)研究，透過整地、栽植密度、管理措施等的試驗(yàn)，以獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益為目的，進(jìn)行集約經(jīng)營(yíng)。

3.2 整地試驗(yàn)

主要采取全墾、帶狀、臺(tái)狀、穴狀等整地方式進(jìn)行試驗(yàn)，在三臺(tái)下新鄉(xiāng)試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)立試驗(yàn)地。根據(jù)所選林下植物生理特點(diǎn)，一般來說灌木以穴狀整地為主，草本以全墾整地為主，藤本以帶狀整地為主。通過試驗(yàn)，結(jié)果見表3。

由表3可見，連翹全墾整地較穴狀整地年生長(zhǎng)(第3年)少69.5 cm，而3 a生株高則少89.5 cm，因此灌木連翹的穴狀為宜，且可減少水土流失;沙參全墾與帶狀差異不顯著，但從林地條件來看，一般都為坡地，為了保持水土，草本沙參以帶狀整地為宜，既利于生長(zhǎng)，獲得較高的產(chǎn)量，又可減少水土流失;山藥從生長(zhǎng)和產(chǎn)量方面來說，帶狀優(yōu)于全墾和穴狀，從保持水土保持度，藤本山藥也以帶狀整地為宜;栝蔞年生長(zhǎng)量(3 a生)和生物量(2 a生)上，以穴狀整地為優(yōu)，藤本栝蔞以穴狀整地為宜，地上部分生長(zhǎng)旺 盛，地上生長(zhǎng)可延5 m以上，有利于水土保持。

表3 不同整地方式試驗(yàn)

3.3 栽植密度試驗(yàn)

栽植密度是影響集約經(jīng)營(yíng)取得高產(chǎn)的關(guān)鍵，為此，對(duì)林下植物栽植密度進(jìn)行試驗(yàn)，分三個(gè)密度級(jí)，即高、中、低，試驗(yàn)布設(shè)如表4。

表4 不同植物栽培密度

在不同部位，在不同林分結(jié)構(gòu)條件下采取3次重復(fù)。通過1 a～2 a試驗(yàn)測(cè)得結(jié)果，見表5，可見(1)山藥從其莖生長(zhǎng)長(zhǎng)度，葉片數(shù)和單位面積葉面積(cm2·m－2)來看，均以低密度為宜，其生物產(chǎn)量以低密度為高，這與山藥為藤本植物有關(guān)，低密度有利藤蔓生長(zhǎng)。(2)栝蔞無論從生長(zhǎng)、葉片數(shù)、葉面積(cm2·m－2)和生物產(chǎn)量來看，調(diào)高密度＜中密度＜低密度的趨勢(shì)，與山藥基本相同，(3)沙參、聚合草為草本植物，從生物產(chǎn)量來看，以高密度為佳。灌木植物有連翹、三顆針其栽植1 a～2 a，尚未開始收獲，經(jīng)營(yíng)密度應(yīng)以其收獲時(shí)灌木冠大小來確定，在生產(chǎn)上，通常以低密度為宜，即連翹以2 m×1.5 m，三顆針以1 m×1 m為宜，有利于灌木植物生長(zhǎng)，同地可使林下草本得以生長(zhǎng)，形成防護(hù)林喬、灌、草結(jié)構(gòu)。

表5 不同密度生長(zhǎng)與生物產(chǎn)量

3.4 管理措施試驗(yàn)

林下栽培一般采用大田栽培的經(jīng)營(yíng)管理措施，集約化經(jīng)營(yíng)管理，主要包括中耕、除草、施肥、澆水等管理措施，除此之外，對(duì)藤本植物采用搭架管理措施，有利于植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，增加營(yíng)養(yǎng)空間，促進(jìn)塊根生長(zhǎng)與開花結(jié)實(shí)，提高產(chǎn)量。試驗(yàn)表明(見表6)，山藥搭架處理比不搭架生長(zhǎng)(滕長(zhǎng))增加69.91%，最大生長(zhǎng)量增加32.38%，產(chǎn)量(3 a生)可提高80%;而栝蔞則分別提高172.19%、190.98%和15.39%，由于栝蔞結(jié)果不明顯，僅計(jì)算了根產(chǎn)量(干重)，可能與栝蔞雌雄異株有關(guān)。

表6 柏木林下栽培植物不同措施試驗(yàn)的對(duì)比分析

3.5 模式效益比較

通過上述經(jīng)濟(jì)效益分析，由表7可看出:凈現(xiàn)值NPV呈柏木－沙參＞柏木－山藥＞松－山藥＞柏木－桔梗＞松－聚合草＞柏木－栝蔞，內(nèi)部收益率(%)IRR呈柏木―沙參＞―柏木―山藥＞松―山藥＞柏木―桔梗＞松―聚合草＞柏木―栝蔞，投資回收期呈柏木―沙參＜柏木―桔梗＜柏木―栝蔞、松―聚合草＜柏木―山藥＜松―山藥，勞動(dòng)生產(chǎn)率B/Ce呈柏木―山藥＞柏木―沙參＞松―山藥＞柏木―桔梗＞松―聚合草＞柏木―栝蔞，土地利用率B/Cs呈柏木―沙參＞柏木―山藥＞柏木―桔梗＞松―山藥＞柏木―栝蔞＞松―聚合草，產(chǎn)投比是柏木―山藥＞松―山藥＞柏木―沙參＞柏木―桔梗＞松―聚合草＞柏木―栝蔞。綜合看，以柏木―沙參，柏木―山藥，松―山藥模式較好，柏木―桔梗，柏木―栝蔞，松―聚合草模式較次。各模式均可根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件和市場(chǎng)要求進(jìn)行推廣，并即時(shí)調(diào)整栽培植物種類，以適應(yīng)市場(chǎng)需求，獲得較高的經(jīng)濟(jì)收益。

表7 各模式經(jīng)濟(jì)分析表

4 結(jié)論

(1)在柏木林下可選擇沙參、山藥、連翹、桔梗、栝蔞為適宜栽培植物;

(2)草本沙參以帶狀整地為宜，藤本山藥也以帶狀整地為宜;藤本栝蔞以穴狀整地為宜;

在防護(hù)林林下進(jìn)行植物栽培，在整地方式上，要求在有利于水土保持的條件下，方可進(jìn)行。所以，在林下栽培時(shí)，既使要全墾整地，必須采用帶狀全墾的方式，在林下行間進(jìn)行帶狀與保留帶相間，防止整地引起的水土流失，全墾和臺(tái)狀整地，由于對(duì)林地破壞程度大，易造成水土流失，在林下栽植時(shí)，一般不采用，但在疏林或低效林改造中，可適當(dāng)利用林中較大空地，采用等高臺(tái)狀整地，進(jìn)行種植。穴狀整地，對(duì)林地破壞程度小，利于水土保持，但對(duì)于草本植物來說，不利于經(jīng)營(yíng)，經(jīng)濟(jì)效益不高，對(duì)灌木、大藤本植物較為合適。

(3)栽植密度以低密度為宜，即連翹以2 m×1.5 m，山藥、栝蔞以1.0 m×0.2 m為宜，沙參以0.05 m×0.07 m為宜;

(4)以柏木―沙參，柏木―山藥，松―山藥模式較好，柏木―桔梗，柏木―栝蔞，松―聚合草模式較次。各模式均可根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件和市場(chǎng)要求進(jìn)行推廣，并即時(shí)調(diào)整栽培植物種類，以適應(yīng)市場(chǎng)需求，獲得較高的經(jīng)濟(jì)收益。

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