陳新強(qiáng) 李志良 陳桂瓊 肖臘興 謝金蘭 黃 浩 鐘 帆 張 鳳 葉雪蘭 溫偉文
(1.梅州市林業(yè)科學(xué)研究所/梅州市林業(yè)資源開發(fā)應(yīng)用工程技術(shù)研究中心,廣東 梅州 514011;2.蕉嶺縣福泰生物科技有限公司,廣東 蕉嶺 514165)
日本野漆樹 (Toxicodendron succedaneum) 又稱日本木蠟樹、日本黃櫨等,是漆樹科(Anacardiaceae)漆樹屬(Toxicodendron)落葉小喬木,單性異株,其漆籽提取的木蠟為天然生物蠟,廣泛用作化妝品原料、食品和醫(yī)藥品涂膜劑、精密儀器的絕緣劑及潤滑劑、高級家具保養(yǎng)劑等,是非常重要的化工原料[1-4]。野漆樹原產(chǎn)我國,16 世紀(jì)中葉被引進(jìn)到日本,經(jīng)過數(shù)百年的栽培利用和品種改良,成為一種以采籽產(chǎn)蠟為主的特用經(jīng)濟(jì)樹種。日本野漆樹其外部形態(tài)特征與我國野漆樹相似,其漆籽比中國漆籽一般大0.5~1.0 倍,產(chǎn)籽量高,產(chǎn)漆蠟多[2,5]。其漆蠟稱為“日本木蠟”,含有獨(dú)特的二元酸(日本酸)及二元酸交聯(lián)的甘油酯,以獨(dú)特的細(xì)膩質(zhì)地和粘彈性享譽(yù)世界,使其成為日本的一項重要產(chǎn)業(yè),除自用外還銷往歐美各國及我國香港、臺灣等地,在精制漆蠟方面幾乎完全占領(lǐng)了國際市場[6-7]。目前國際市場上日本木蠟的每噸售價高達(dá)3 萬美元;國內(nèi)精制漆蠟的每噸出口價格也達(dá)到16 萬元人民幣,經(jīng)濟(jì)效益非常可觀;而日本國內(nèi)由于受到人口老齡化勞動力匱乏、商用林用地減少等多種因素影響,野漆樹種植面積在不斷下降,需要向其他國家進(jìn)口漆籽。
日本野漆樹在國內(nèi)的引種情況:1989 年,江西省寧都縣在外貿(mào)部門幫助下首次從日本引進(jìn)日本野漆樹在寧都縣種植[8],其后在上世紀(jì)九十年代,江西省林業(yè)科學(xué)研究院[9]、福建省國有林場管理局[10]等又先后從日本引入該樹種種子及嫁接穗條,在江西興國、寧都及福建桐口、宦溪等地試驗(yàn)種植,引種獲得成功。2000 年后,國內(nèi)其他地區(qū)如湖南、陜西又從江西少量引種栽培,其中湖南[11]將日本野漆樹作為紅壤和紫色土水土流失嚴(yán)重區(qū)的水土保持樹種進(jìn)行試驗(yàn)種植。廣東省梅州市2013 年起從江西寧都引入日本野漆樹種子苗及少量大樹移植,進(jìn)行引種造林試驗(yàn),本研究對該樹種在梅州地區(qū)多年度引種生長表現(xiàn)進(jìn)行分析,以期為日本野漆樹在種植應(yīng)用提供依據(jù)。
1.1 試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)地位于梅州市蕉嶺縣廣福鎮(zhèn)留畬村,東經(jīng)116°12′、北緯24°48′,位于廣東省東北部,韓江上游,屬亞熱帶地區(qū)海洋性季風(fēng)氣候。其氣候溫和,光照充足,熱量資源豐富,雨量充沛。一月平均氣溫11.3 ℃,七月平均氣溫27.5 ℃,年平均溫度21.0 ℃,年均相對濕度為77%,極端高溫39.2 ℃,極端低溫-2.9 ℃,年降雨量約l 662.5 mm,年日照時數(shù)約1 834.9 h,全年積溫≥7 600 ℃,無霜期≥300 d[12-13]。試驗(yàn)林總面積約6.67 hm2,原為針闊葉混生植被類型的火燒跡地,海拔約520~580 m,東南坡向。土壤為酸性紅壤,pH 為5.61,厚度在100 cm 以上。土壤理化信息如下:容重為1.49 g/cm,其中砂:粉砂:粘粒比為21.4 :26.4 :53.2;全N 含量為1.78 g/kg、有機(jī)質(zhì)含量24.78 g/kg、速效N、P、K 分別為24.7、6.6、74.4 mg/kg。參考李小川等[14]森林土壤養(yǎng)分理化指標(biāo)水平分級,試驗(yàn)地屬于中下肥力林地。
1.2 試驗(yàn)林營建及管理
2013 年3 月完成林地清理,采用帶狀整地,株行距4 m×4 m,穴規(guī)格40 cm×40 cm×30 cm,每穴施放0.3 kg 復(fù)合肥加1 kg 羊糞肥為基肥,與土拌勻,回填土半穴,待用。造林時間為2013 年4 月下旬,參試苗木全部來源于江西寧都,為同批1 年生種子苗,栽種前在50~60 cm 處截干,截口涂抹凡士林封口。造林當(dāng)年11—12 月?lián)嵊? 次,往后每年5—6 月、11—12 月各撫育1 次,撫育主要為除雜及施肥,每次每株追施復(fù)合肥0.2 kg。
1.3 試驗(yàn)林幼林生長調(diào)查
調(diào)查隨機(jī)設(shè)3 個固定樣地(分別為上坡、中坡、下坡),每個樣地面積約0.067 hm2,四角立柱標(biāo)記。造林保存率調(diào)查:造林當(dāng)年起連續(xù)3 年調(diào)查造林保存率。幼林生長速度調(diào)查:于每年12 月在每個小區(qū)隨機(jī)抽樣30 株,調(diào)查指標(biāo)包括樹高、地徑和冠幅,從2013—2019 年連續(xù)調(diào)查7 年。
1.4 初結(jié)果樹掛果調(diào)查
掛果調(diào)查采用固定樣地調(diào)查法,固定一個約0.268 hm2樣地,四角立柱標(biāo)記,共計184 株,從2017 年(掛果第1 年)至2019 年(掛果第3 年)連續(xù)3 年調(diào)查掛果樹株數(shù),并隨機(jī)選取30 株調(diào)查單株掛果量。
1.5 果實(shí)性狀測定
果實(shí)性狀檢測:對江西寧德(4 株,株號J1~J4)、梅州蕉嶺(8 株,株號M1~M8)及移植大樹(4 株,株號Y1~Y4)所采集的日本野漆樹漆果進(jìn)行檢測,包括百果重、果實(shí)平均縱徑、果實(shí)平均橫徑、種皮占果實(shí)質(zhì)量比、種皮含蠟率、漆果含蠟率等6 個指標(biāo)。漆果蠟含量檢測采用有機(jī)溶劑萃取法,所用儀器為:索氏提取器、真空干燥箱、植物粉碎機(jī)、萬分之一分析天平等,有機(jī)溶劑采用丙酮,萃取方法[15]為,將漆果干燥后手工除雜、剝離種皮,將所剝離的蠟質(zhì)種皮粉碎后精密稱量種皮5 g,采用有機(jī)溶劑浸提法在索氏提取器中回流浸提,然后蒸發(fā)殘余溶劑,冷卻后析出漆蠟,稱量所得漆蠟質(zhì)量,3 次重復(fù)。
種皮含蠟率(%)=萃取漆蠟質(zhì)量(g)/稱量種皮質(zhì)量(g)
漆果含蠟率(%)=(百粒種皮質(zhì)量/百粒漆果質(zhì)量)×種皮含蠟率
變異系數(shù)CV(%)=(標(biāo)準(zhǔn)偏差SD/ 平均值Mean)× 100
1.6 物候期觀察
物候期調(diào)查時間為2019 年,固定觀察點(diǎn)設(shè)12 株觀察樹,觀測1 年中樹木生長的展葉期、開花期、果熟期、葉變色期、落葉期及休眠期。對物候變化較快的展葉期、開花期每3 天觀察1 次,而落葉期、休眠期等每1 個星期觀察1 次,遇特殊天氣如驟冷驟暖、臺風(fēng)、暴雨等則適當(dāng)增加觀察次數(shù),觀察時間選擇在中午13:00—14:00 時進(jìn)行。
1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理
數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析采用SPSS 19.0 與Microsoft Excel 2007 進(jìn)行統(tǒng)計分析。
2.1 試驗(yàn)林幼林生長情況
2.1.1 造林保存率 調(diào)查結(jié)果顯示日本野漆樹造林第1 年保存率較低,為83%,主要原因是第1 年經(jīng)驗(yàn)不足,造林較為倉促,一些管理配套措施無法跟上。經(jīng)過補(bǔ)植后,第3 年保存率達(dá)96%,表明日本野漆樹能適應(yīng)廣東梅州的土壤及氣候條件。
2.1.2 幼林生長速度分析 2013-2019 年對日本野漆樹幼林樹高、地徑、平均冠幅生長速度連續(xù)7 a的調(diào)查結(jié)果分別見圖1。從逐年生長量看,栽種后第1 年的樹高、地徑及冠幅生長較慢,第2~5 年樹高、地徑及冠幅生長較快,栽種后第6 年起樹高、地徑及冠幅生長有減緩趨勢。第7 年平均樹高達(dá)4.28 m,單株樹高最大值達(dá)5.8 m;平均地徑達(dá)11.31 cm,單株地徑最大值達(dá)15.33 cm;平均冠幅達(dá)4.32 m,單株冠幅最大值達(dá)5.1 m。分析日本野漆樹生長速度變化的原因,第1 年生長速度較慢可能是因?yàn)樵炝謺r間較遲,已經(jīng)錯過了第一輪春稍生長期,同時造林初期幼林根系需要愈合創(chuàng)傷及萌發(fā)新根,養(yǎng)分需要更多地供給根系發(fā)育,地上部分生長則相對較慢;進(jìn)入第2 年后幼林的根系功能已經(jīng)增強(qiáng),能滿足樹體生長對水肥的需求,而此時樹體較小,單株間競爭不強(qiáng),水熱條件充足,樹體營養(yǎng)生長迅速;進(jìn)入第6 年后,林分間郁閉度增大,單株間競爭加強(qiáng),同時多數(shù)母株開始結(jié)果,生殖生長與營養(yǎng)生長競爭加強(qiáng),使得樹體營養(yǎng)生長減緩。
圖1 日本野漆樹幼林生長情況Fig. 1 Growth of Toxicodendron succedaneum young forest
2.2 物候期觀察及生長節(jié)律分析
2019 年蕉嶺氣候情況見圖2。
圖2 2019 年蕉嶺縣氣候Fig. 2 Climate of Jiaoling in 2019
2019 年梅州地區(qū)日本野漆樹物候期見表1。觀測結(jié)果表明,雨水前后葉芽開始膨大,驚蟄前后葉芽開放,3 月下旬至4 月中旬為新稍生長高峰期(觀察發(fā)現(xiàn):日本野漆樹春梢即為下一年度結(jié)果枝)。其花葉同期,新稍抽出后花序也開始萌發(fā)生長,整個花期約50 d,其中花序從萌發(fā)到生長穩(wěn)定大約30 d;花序生長穩(wěn)定后進(jìn)入小花開放期,一般從中下部小花開始逐步開放,小花開放期約20 d,雌花顯白色,雄花花藥黃色故遠(yuǎn)看呈黃色。果實(shí)膨大期為5 月中旬至6 月末,8 月上旬果實(shí)開始變黃進(jìn)入初熟期,9 月為果實(shí)采收期,整個果期約130 d。因梅州地區(qū)冬季氣溫較高,日本野漆樹在梅州紅葉現(xiàn)象不明顯,至11 月初大部葉仍呈綠色,后開始變紅或黃色,不久脫落,至12 月上旬全部落完,進(jìn)入休眠期。與江西、湖南相比,梅州地區(qū)日本野漆樹花期、果實(shí)采收期約提前1 個月,葉變色期較短,不能形成滿山紅葉的現(xiàn)象,偶有單株呈全株紅葉情況,樹木生長期約250 d。
表1 2019 年日本野漆樹物候期觀察Table 1 Phenological observation of Toxicodendron succedaneum in 2019
2.3 初結(jié)果樹掛果調(diào)查及漆果性狀分析
2.3.1 初結(jié)果樹掛果情況 日本野漆樹種子苗在梅州引種栽培掛果情況見表2,可以看出,造林后第5 年進(jìn)入始果期,結(jié)實(shí)率為27.1%,平均單株掛果量為1.51 kg;造林第6 年,結(jié)果株數(shù)能占到總母株數(shù)的70%;造林第7 年進(jìn)入全面掛果期,平均單株掛果量為4.64 kg。由于日本野漆樹雌雄異株,調(diào)查結(jié)果顯示使用種子苗造林,雄株的比例很大,在生產(chǎn)中會影響土地利用率及單位畝產(chǎn)量。
表2 日本野漆樹掛果情況Table 2 Initial fruit setting of Toxicodendron succedaneum
2.3.2 漆果性狀分析 日本野漆樹的果實(shí)性狀測量結(jié)果見表3、表4,可以看出:樣品中,日本野漆樹單株間果實(shí)大小、種皮占果實(shí)的質(zhì)量比、果實(shí)含蠟率均差異顯著(P<0.05)。其中漆果最大的為Y-3,百果重為15.41 g,最小的為Y-2,百果重僅為9.12 g,百果重的變異系數(shù)為8.48%;種皮占果實(shí)質(zhì)量比范圍為45.14%~59.15%,變異系數(shù)為11.75%;漆果含蠟率范圍為21.67%~34.31%,變異系數(shù)為14.51%。對比樣品中廣東梅州引種種子苗、從江西移植大樹及江西寧都日本野漆樹三者所結(jié)漆果性狀差異情況,方差分析顯示三者的百果重(F=1.040,P>0.05)、種皮占果實(shí)質(zhì)量比(F=1.180,P>0.05)、漆果含蠟率(F=0.091,P>0.05)均無顯著差異,表明引種對漆果性狀(大小、種皮占果實(shí)質(zhì)量比、漆果含蠟率)不會有顯著改變。但由于本次檢測樣品數(shù)量較少,同時測試植株樹齡并不一致,因此對此結(jié)果還需作進(jìn)一步驗(yàn)證。
表3 日本野漆樹果實(shí)性狀Table 3 Fruit characters of Toxicodendron succedaneum
表4 梅州、寧都日本野漆樹漆果主要性狀對比Table 4 Comparison of main fruit characters of Toxicodendron succedaneum in Meizhou and Ningdu
3.1 引種試驗(yàn)結(jié)果表明:日本野漆樹在梅州具有良好的適應(yīng)性,栽培易成活,造林保存率高,達(dá)到96%以上,栽種7 年來未出現(xiàn)臺風(fēng)倒伏現(xiàn)象。日本野漆樹生長迅速,7 年林平均樹高、地徑、冠徑分別達(dá)到4.28 m、11.31 cm、4.32 m。日本野漆樹栽種5 年后進(jìn)入初果期,栽種7 年后進(jìn)入全面掛果期,產(chǎn)量能達(dá)到或超過引種地水平。日本野漆樹在梅州樹木生長期達(dá)250 天左右,物候正常,其開花、結(jié)果及果實(shí)成熟的時期比栽種在湖南[16]、江西[9]的提早近一個月,比日本提早3 個月[9]。其一般4 月開花,5 月結(jié)實(shí),6、7 月完成果實(shí)體積生長,8 月完成蠟成分轉(zhuǎn)化,9 月果實(shí)完全成熟,此時蠟含量最高,為采果最佳時期。而在日本,日本野漆樹果實(shí)采摘期一般為12 月至翌年1 月[9]。到冬季,梅州由于氣溫較高,未出現(xiàn)北方那樣滿山紅葉現(xiàn)象,但12 月份能正常落葉進(jìn)入休眠。在對病蟲害的抗性方面,梅州地區(qū)日本野漆樹病蟲害整體表現(xiàn)不嚴(yán)重,通過合理的管理措施能做到有效防控,其病蟲害發(fā)生種類較湖南、江西[16-17]有所差別。病害主要為根腐病和黑痘病,蟲害主要為白蟻。根腐病一般在5 至7 月發(fā)病,造成根部腐爛,水分和養(yǎng)分輸送功能減弱,使樹體衰弱,落葉,最后全株死亡。黑痘病在梅州主要危害果實(shí),在6、7 月份果實(shí)膨大期侵入果實(shí),初時青果表面出現(xiàn)黑點(diǎn),后呈褐色圓斑,最后果實(shí)黑褐干癟,蠟含量明顯下降。
3.2 日本野漆樹春梢生長對溫度非常敏感,表現(xiàn)為對春季天氣回暖敏感且春稍生長速度快,觀察發(fā)現(xiàn)部分春梢可在半個月內(nèi)抽長70~80 cm。這一結(jié)論與方慶標(biāo)等[18]在江西引種日本野漆樹時發(fā)現(xiàn)日本野漆樹對溫度敏感相一致。由于日本木蠟樹是以采果為目的的經(jīng)濟(jì)樹種,如果樹形太高則采摘不便,冠幅太小則單株產(chǎn)量不高,需要進(jìn)行樹體整形和修剪,塑造一定的樹形。因此利用日本野漆樹春梢生長特點(diǎn),在未木質(zhì)化或半木質(zhì)化時進(jìn)行修剪,這樣可以促使側(cè)枝的快速萌芽生長。
3.3 通過果實(shí)檢測分析,表明日本野漆樹單株間果實(shí)性狀(漆果大小、種皮占果實(shí)的質(zhì)量比、果實(shí)含蠟率等)具有顯著差異,因此有必要對其進(jìn)行良種選育,篩選漆蠟含量高的優(yōu)良單株,建立良種繁育基地。
3.4 日本野漆樹為單性異株,使用種子苗造林時,雄株比例較大且不確定,需要開花后才能辨別雌雄株,因而在生產(chǎn)推廣中,建議使用嫁接苗(扦插不易生根、組培尚不成熟)進(jìn)行造林,然而造林中雌雄株種植比例多少較為合適,目前尚不明確,需要進(jìn)一步試驗(yàn)。