杉木的引種與栽培技術(shù)

楠木是世界上最受歡迎的硬木種類之一。它是一個熱帶地區(qū)生態(tài)、社會和經(jīng)濟(jì)效益最大化的樹種。我國引種柚木已有180多a歷史,早期在臺灣、海南和云南均有大面積的人工林發(fā)展,近期在廣東、福建、廣西有一定規(guī)模的柚木人工林種植。實踐表明,柚木是我國熱帶、南亞熱帶地區(qū)具有發(fā)展前途的重要用材樹種之一。1國外木工林研究柚木天然分布于北緯9°—26°、東經(jīng)73°—104°之間,包括了印度、緬甸、老撾和泰國北部地區(qū)。現(xiàn)有柚木天然林27933700hm2,其中緬甸為16517700hm2,占59.13%;印度8900000hm2,占31.86%;泰國2500000hm2,占8.95%;老撾16000hm2,占0.06%。由于其高品質(zhì)的木材以及速生特性,柚木被引種栽培到印度尼西亞、斯里蘭卡、越南、馬來西亞和所羅門群島以及非洲和拉丁美洲等50多個國家和地區(qū)。最早于400~600a前被引種到印度尼西亞爪哇,1680年引種到斯里蘭卡。1902年柚木首次引種到亞洲以外的尼日利亞、象牙海岸和加納等非洲國家。1913年在熱帶美洲的特立尼達(dá)和多巴哥首次建立了柚木人工林,后來柚木又被引入哥斯達(dá)黎加和巴西。2000年全球柚木人工林面積為571.7萬hm2,其中:熱帶亞洲柚木人工林為540.9萬hm2,占世界柚木人工林面積的94.6%,其中又以印度柚木人工林面積最大,達(dá)256.1萬hm2,占世界柚木人工林面積的44.8%;其次是印度尼西亞147.0萬hm2,約占25.7%;泰國柚木人工林面積排第三,面積達(dá)83.6萬hm2,占14.6%。約占3.6%的柚木人工林是在熱帶非洲(象牙海岸、尼日利亞、塞拉利昂、坦桑尼亞和多哥),其余在熱帶美洲(巴拿馬、特立尼達(dá)和多巴哥、哥斯達(dá)黎加、洪都拉斯、巴西)和熱帶大洋洲,見表1。柚木在世界人工林中具有一定的地位。目前柚木人工林已成為熱帶地區(qū)珍貴用材樹種中種植面積最大、單位產(chǎn)值較高的造林用材樹種,占世界人工林面積的3.1%,位居松樹(20%)、桉樹(10%)、橡膠(5.3%)和相思樹種(4%)之后,尤其是在亞洲的熱帶地區(qū),占該地區(qū)人工林面積的11.1%。2杉木人工林生長量越來越大,市場據(jù)記載,我國柚木引種始于1820年,主要作為庭院觀賞與四旁綠化樹種,在云南南部與西南部邊境的一些古老寺廟或遺址,尚存有柚木大樹。1960年前后在云南西南部建立了畹町、勐秀(瑞麗)、隴川和邦巴(盈江)4個柚木林場,營造柚木人工林約780hm2;但由于選地不當(dāng),低溫霜凍,成林不多,生長良好的不足200hm2。1900年臺灣開始在高雄等地引種柚木,1913年大面積種植,直至1965年柚木人工林面積達(dá)5700hm2。1960—1967年在海南尖峰嶺開始種植柚木人工林,面積達(dá)300hm2。20世紀(jì)70年代后柚木人工林發(fā)展緩慢,盡管在80年代中后期有一定的發(fā)展,但基本上停留在對該樹種的遺傳改良階段,柚木零星種植較多,規(guī)模造林較少。近10年來,熱帶地區(qū)大力發(fā)展短周期用材林,短期投入越來越大,經(jīng)濟(jì)效益不理想;加之地力衰退、樹種退化等問題,已開始引起人們的高度關(guān)注。國內(nèi)實施天然林保護(hù)工程,市場上熱帶珍貴用材越來越少,而國外也逐漸對天然林進(jìn)行禁伐和限伐,加之我國高檔家具、裝飾業(yè)的發(fā)展,市場對珍貴用材的需求越來越大,發(fā)展珍貴樹種的呼聲越來越高。柚木作為熱帶、南亞熱帶主要的珍貴造林樹種,由于柚木天然林的限伐而導(dǎo)致柚木價格劇增,吸引了國內(nèi)一些個人或私營企業(yè)開始發(fā)展柚木人工林,并達(dá)到了一定的規(guī)模,如云南西雙版納和廣東揭陽2家私營企業(yè)的柚木造林規(guī)模均在400hm2以上。1999—2010年,在廣東、云南、福建、廣西和海南等省區(qū)的柚木造林主要是以個人或私營企業(yè)投資為主,造林面積達(dá)到5000hm2。國家在西部及東南沿海實施的退耕還林、天然林保護(hù)工程以及速生豐產(chǎn)用材林基地建設(shè),海南、云南等省把柚木列入主要造林樹種,為柚木人工林的發(fā)展提供了極好的機(jī)遇。我國早期引種栽培的柚木,與原產(chǎn)國緬甸和引種最成功的國家如特立尼達(dá)和多巴哥、斯里蘭卡等相比,生長量相當(dāng)。我國熱帶地區(qū)的海南島尖峰嶺10年生柚木人工林平均樹高13.4m,平均胸徑16.8cm;選出的7541優(yōu)樹10年生胸徑達(dá)到33.0cm,20年生胸徑達(dá)58.0cm。云南河口紅沙溝10年生柚木人工林平均樹高14.8m,平均胸徑15.7cm;河口安家河水肥條件較好的四旁,11株柚木(未施肥)16年生平均胸徑達(dá)38.3cm。云南勐臘縣10年生柚木人工林平均樹高13.0m,平均胸徑14.8cm,最大胸徑達(dá)25.4cm。在廣東西江林場四旁水濕條件較好的沖積沙壤土上種植柚木,前4a連續(xù)施肥,16年生時,平均樹高14.5m,平均胸徑32.7cm。龍門縣沖積土上的1株14年生散生柚木樹高18.0m,胸徑45.5cm,單株材積1.7839m3。在廣東揭陽酸性土壤上營造的7年生柚木優(yōu)勢木最大胸徑達(dá)22.5cm。福建長泰6年生優(yōu)勢木最大胸徑達(dá)18.9cm。因此,在集約栽培(施肥和適當(dāng)灌溉)的條件下,通過選擇優(yōu)良無性系造林,將會大大提高柚木的生長量,縮短柚木人工林的培育周期。3年—我國柚木改良與栽培技術(shù)研究歷史與現(xiàn)狀中國林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所早在20世紀(jì)60年代初就開展柚木造林技術(shù)研究,70年代初進(jìn)行系統(tǒng)的柚木遺傳改良研究,相繼承擔(dān)了“六五”國家攻關(guān)項目、“八五”林業(yè)部重點課題、“九五”和“十五”國家攻關(guān)項目、國家林業(yè)局推廣項目、國家“948”引進(jìn)項目、天然林保護(hù)工程科技支撐項目和“十一五”國家科技支撐項目等,開展了柚木的采種、育苗、造林和遺傳改良等方面長達(dá)40多a的系統(tǒng)研究;在海南、廣西和云南等地建立了柚木育種群體80hm2,共收集和保存了12個國家102個種源(其中72個為國內(nèi)次生種源)、150個家系、632株優(yōu)樹;建立了柚木無性系種子園11hm2以及緬甸金柚木種子園15hm2;開展了94個種源、245個家系、328個無性系的大田試驗和實驗室測定,為各地區(qū)選出速生、抗性和材質(zhì)優(yōu)良的種源67個、家系89個及包括金柚木和黑絲金柚木在內(nèi)的優(yōu)良無性系98個,其中4個種源、19個無性系兼具有抗病、抗旱、抗風(fēng)和速生等多種優(yōu)良性狀。20世紀(jì)80年代初,采用1~2年生萌條和苗莖尖進(jìn)行組培增殖,在國內(nèi)率先生產(chǎn)出柚木組培苗,“九五”期間采用優(yōu)樹側(cè)芽組培,取得突破性進(jìn)展,形成了一套成熟的組培快繁及移植生根技術(shù),可實現(xiàn)工廠化大規(guī)模生產(chǎn);“十五”期間開展的采穗圃營建和嫩枝扦插技術(shù)研究,已取得初步成效。在栽培技術(shù)方面提出了酸性土壤柚木的施肥配比和配套的施肥技術(shù),初步解決了柚木在酸性土壤種植的問題。播種育苗技術(shù)也取得突破,比傳統(tǒng)方法處理種子提早8~10d發(fā)芽出土。30多a來柚木研究共獲得6項成果:1984年、1986年“柚木栽培”與“海南地區(qū)柚木抗病抗旱種源選擇”2項科研成果,分獲國家與林業(yè)部科技成果二、三等獎;1995年“柚木良種選育及配套技術(shù)”成果,總體上達(dá)到國際先進(jìn)水平;2000年、2004年、2005年和2010年分獲“柚木無性系組培快繁與栽培技術(shù)”、“緬甸金柚木種源/家系引種試驗研究”、“柚木優(yōu)良無性系扦插繁殖技術(shù)”和“柚木人工幼林營養(yǎng)診斷與施肥技術(shù)”四項成果,并在生產(chǎn)上得到推廣應(yīng)用。“九五”以來,國內(nèi)多個單位在柚木組培繁殖技術(shù)方面取得進(jìn)展。廣東省林業(yè)科學(xué)研究院在1995—1996年采用優(yōu)樹基部萌條扦插的萌芽進(jìn)行組培繁殖,批量生產(chǎn)苗木。中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院2000年利用泰國組培苗3~4年生優(yōu)株的嫩芽作為外植體,生產(chǎn)柚木組培苗。海南華翠棕櫚園有限公司2002年依托科技部“863”項目,以組培苗為外植體進(jìn)行組培快繁,現(xiàn)已具備柚木組培苗批量生產(chǎn)的條件和規(guī)模。南方國家級林木種苗示范基地2002年開始柚木組培技術(shù)的研究,批量生產(chǎn)出柚木組培苗。4中國云杉人工林的發(fā)展存在技術(shù)問題和對策4.1杉木種植的主要技術(shù)問題1組培繁殖面臨的問題目前柚木無性系種子園僅10多hm2,能生產(chǎn)良種的種子園不到1hm2,且營建柚木種子園投入大(撫育管理)。因此,無法滿足大面積柚木造林需要。盡管“九五”攻關(guān)取得了組培繁殖的成功,但由于條件限制(資金、場地)、成本高及柚木無性系區(qū)域化試驗時間短、試點少等問題,一直未能大規(guī)模繁殖。且組培苗木成本較高,致使無性系造林投入增加,因此,大面積造林使用無性系苗受到一定的限制。一些地方因良種缺乏,最終造林用種多為來自早期引種、且易于采集的片林或四旁樹的種子,采種母樹不經(jīng)選擇,種子質(zhì)量差,導(dǎo)致一些地方柚木生長變異大,干形差,開花早,主干分叉早,生長早衰等,影響了柚木人工林的發(fā)展。2酸性土壤苗木栽植培技術(shù)研究“九五”攻關(guān)對柚木在酸性土壤栽培進(jìn)行了研究,通過從苗期礦質(zhì)營養(yǎng)、苗木施肥到大田柚木平衡施肥等進(jìn)行了試驗研究,摸索出酸性土壤柚木的栽培技術(shù),但早期投入大,且不能一勞永逸,也限制了柚木栽培技術(shù)在酸性土壤上的推廣應(yīng)用。3耐寒性林木選育一些種源(如印度種源)從熱帶地區(qū)引種到南亞熱帶地區(qū)常發(fā)生枯頂現(xiàn)象。盡管我國引種柚木最北端已達(dá)福建的福州和四川攀枝花,但保存較少。柚木選擇材料的限制,影響了耐寒性柚木的選育。此外,缺乏提高柚木幼林耐寒性的技術(shù)措施。4人工林經(jīng)營可持續(xù)發(fā)展的原則單一經(jīng)營柚木,既不符合柚木的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性,也不適應(yīng)當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,更不利于柚木人工林的可持續(xù)經(jīng)營。與一些熱帶桉樹、相思樹種相比,柚木經(jīng)營周期長、經(jīng)濟(jì)效益慢、資金周轉(zhuǎn)時間長的現(xiàn)實阻礙了柚木人工林的發(fā)展。4.2發(fā)展優(yōu)良作品技能,解決良種化的問題原產(chǎn)地柚木天然林的限伐,導(dǎo)致了國際柚木市場價格劇升;而國內(nèi)柚木資源缺乏,人工林少,且多為中幼林;同時國內(nèi)裝飾業(yè)、家具業(yè)的迅速發(fā)展,國內(nèi)柚木市場木材嚴(yán)重短缺。柚木速生、質(zhì)優(yōu)、價高的特點以及國家把柚木列入南方主要發(fā)展的珍貴樹種,使柚木在南方將有很大的發(fā)展空間。因此,迫切需要解決限制柚木人工林發(fā)展的因素。1)解決良種問題是促進(jìn)柚木人工林快速發(fā)展的關(guān)鍵。從目前來看,建立柚木實生種子園或無性系種子園,是維持長期柚木改良與育種的需要,是柚木遺傳改良所必不可少的。但由于投資大、見效慢,且結(jié)實率低,建園面積大,種子發(fā)芽率低,一時不能解決當(dāng)前良種嚴(yán)重短缺的問題,現(xiàn)在最有效的途徑是通過組培優(yōu)化,采用嫩枝扦插繁殖優(yōu)良無性系。目前柚木組培技術(shù)已解決,問題關(guān)鍵是:①需要開展無性系的區(qū)域性試驗,選出各個適生區(qū)的優(yōu)良無性系。盡管“九五”期間建立了多個點的無性系測定試驗林,但廣西、海南和福建未設(shè)點(云南僅1個點),且無性系數(shù)量有限,并多以印度種源的無性系為主,緬甸和泰國種源的無性系較少,具一定的局限性。②解決采穗圃萌芽條扦插技術(shù),這是降低柚木無性系成本的有效途徑,也是柚木無性系扦插產(chǎn)業(yè)化的有效途徑。盡管未生根組培瓶苗大田扦插移植問題已解決,柚木采穗圃營建技術(shù)也取得進(jìn)展,但不同無性系嫩枝扦插成活率差異很大,變幅在20%~90%,尤其是一些優(yōu)良無性系,需解決無性系萌芽條扦插繁殖技術(shù)(包括扦插基質(zhì)、扦插激素處理、扦插季節(jié)和扦插管理技術(shù)等)的問題。2)提高柚木抗性(耐酸性和耐寒性),拓寬柚木栽培范圍。必須從選種和栽培措施入手,可通過引進(jìn)緬甸高緯度或高海拔柚木種源或選取國內(nèi)高緯度引種的柚木耐寒材料進(jìn)行區(qū)域性的種源測定或無性系測定,以選出耐寒的柚木種源和無性系;引進(jìn)越南等酸性土壤上種植的柚木種源或無性系。以抗性種源或無性系選擇加以配套的栽培措施,解決柚木抗性問題。此外,開展柚木無性系轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究,將耐寒或耐酸性基因?qū)腓帜緹o性系,提高柚木優(yōu)良無性系的抗性,拓寬柚木在我國的栽培范圍。3)開展柚木人工林混交和間種的經(jīng)營模式研究,是實現(xiàn)柚木人工林地可持續(xù)經(jīng)營的關(guān)鍵。根據(jù)不同地區(qū)特點,選擇柚木與固氮樹種、藥用植物、經(jīng)濟(jì)植物混交(間種)等,充分利用柚木人工林的營養(yǎng)空間,使混交(間種)樹種既不影響柚木的正常生長,又能改善人工林土壤地力,促使柚木與混交(間種)樹種和諧生長,此外,通過短周期混交喬木樹種的間伐、藥用植物或經(jīng)濟(jì)植物的收獲,還能獲取短期的經(jīng)濟(jì)效益,是解決目前柚木人工林發(fā)展周期長、收益慢的有效途徑。5國內(nèi)與我國合成市場比較柚木為世界著名的珍貴速生用材樹種,用于室內(nèi)高級裝飾、高級家具貼面等。由于柚木天然資源日益短缺和原產(chǎn)國對天然林的禁伐,作為柚木傳統(tǒng)出口國的泰國、印度自20世紀(jì)80年代以來,已相繼停止了柚木原木出口,而成為緬甸柚木主要進(jìn)口國,1999、2000年度從緬甸進(jìn)口柚木分別占緬甸出口柚木的22.0%和62.3%。緬甸是目前僅有的柚木原木出口國,由于長期對柚木天然林砍伐,緬甸柚木質(zhì)量等級下降,在仰光柚木木材集散地,從1997、1998財政年度起,已無1級和2級原木出售,3級原木也不斷減少,而柚木出口以4級鋸材和混合材居多,1999、2000財政年度分別占出口柚木的22.3%和72.3%,而4級原木和1級鋸材分別僅占0.3%和0.7%。1999、2000年度緬甸市場的柚木平均離岸價為:3級和4級原木分別為2154、1786美元·m-3,而1級、4級鋸材和混合材離岸價分別為1337、587美元·m-3和392美元·m-3。在10a間(1990—2000年),3類柚木原木離岸價每年以8%的速度遞增。來自全球木材貿(mào)易網(wǎng)數(shù)據(jù),2011年6月16—30日緬甸柚木市場的4類原木離岸價達(dá)到3471美元·m-3。柚木天然林資源短缺和限伐、柚木市場價格攀高和供需矛盾,吸引了越來越多的熱帶國家通過對柚木的遺傳改良和集約栽培,謀求發(fā)展經(jīng)營周期更短,產(chǎn)量更高的短輪伐期柚木商品用材林。我國無柚木天然分布,柚木人工林資源少,20世紀(jì)60年代營造的人工林,大多數(shù)已砍伐利用,砍伐跡地多為萌芽更新的幼林。海南尖峰嶺1963—1964年種植的柚木于1994—1995年主伐,尾徑20cm的原木的場地價為3500~4000元·m-3,經(jīng)濟(jì)效益可觀。國內(nèi)市場進(jìn)口柚木原木價格較高,2011年6月廣州進(jìn)口木材市場柚木價格為11000~13000元·m-3,上海福人木材批發(fā)市場柚木(任意長度)7500~8500元·m-3,而杭州木材市場柚木價格為9000~18000元·m-3。近10a國內(nèi)市場上的柚木用材完全依靠進(jìn)口,據(jù)海關(guān)統(tǒng)計,2000—2008年我國柚木進(jìn)口量為105.19萬m3,其中:2000年僅為5.72萬m3,2005年達(dá)到最高19.48萬m3,2008年盡管受世界金融海嘯影響仍為15.55萬m3(其中原木8.86萬m3,鋸材6.69萬m3)。隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,生活水平的提高,對高級珍貴的柚木