王瑞苓 吳春華 劉祥義 劉建祥
摘要?松脂是松屬植物產(chǎn)生的一種重要化工原料,市場(chǎng)需求量很大,但目前云南松采脂不科學(xué)造成松脂產(chǎn)量很低,松脂供不應(yīng)求。以云南雙柏縣云南松林為研究對(duì)象,研究其生長(zhǎng)狀況對(duì)產(chǎn)脂的影響。結(jié)果表明:云南松生產(chǎn)力較低的林地,采脂松樹宜選樹高10?m以上,胸徑在21?cm以上,樹皮厚度0.6?cm以上,產(chǎn)脂樹齡40?a以下,適當(dāng)縮短采脂年限,有利于云南松的可持續(xù)性采脂。
關(guān)鍵詞?松脂;生長(zhǎng)狀況;云南松;產(chǎn)脂
中圖分類號(hào)?S791.257?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A
文章編號(hào)?0517-6611(2021)03-0116-03
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.03.031
Abstract?Resin?is?an?important?chemical?raw?material?produced?by?Pinus?plants,with?a?large?market?demand.?However,at?present,the?unscientific?resin?extraction?on?Pinus?yunnanensis?results?in?a?low?output?of?resin?and?a?short?supply.?In?this?study,P.yunnanensis?forest?in?Shuangbai?County?of?Yunnan?Province?was?taken?as?the?research?object?to?study?the?effect?of?its?growth?index?on?the?production?of?resin.The?results?showed?that?for?the?forest?land?with?low?productivity?of?P.?yunnanensis,the?suitable?tree?height,DBH,bark?thickness?and?resin?producing?tree?age?should?be?more?than?10?m,21?cm,0.6?cm?and?less?than?40?a,respectively.?Shortening?the?time?of?collecting?resin?properly?is?beneficial?to?the?sustainable?extraction?of?resin?of?P.?yunnanensis.
Key?words?Resin;Growth?index;Pinus?yunnanensis;Resin?production
松脂是松屬植物(Pinus)所產(chǎn)的一種重要次生代謝產(chǎn)物,當(dāng)松樹受到機(jī)械損傷或者昆蟲取食及微生物入侵時(shí),可以起到防衛(wèi)作用[1-5]。同時(shí),松脂還是一種重要的化工材料,可以用來生產(chǎn)松香和松節(jié)油,廣泛應(yīng)用于化工、建筑、食品、醫(yī)藥、香料等多個(gè)行業(yè)[3-8]。云南松(Pinus?yunnanensis?Franch.)分布于西藏東部、四川西部及西南部、云南、貴州西部及西南部和廣西西北部海拔1?000~3?200?m的地區(qū)[9],是西南地區(qū)最主要的采松脂樹種[10-14]。近年隨著工業(yè)的發(fā)展,松脂的需求量不斷增加,但因云南松采脂方法不當(dāng),樹木產(chǎn)脂衰退等造成松脂供不應(yīng)求,價(jià)格不斷攀升。研究不同生長(zhǎng)狀況對(duì)云南松產(chǎn)脂的影響,對(duì)于云南松的合理科學(xué)采脂具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義,對(duì)云南松松脂產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展也具有一定指導(dǎo)意義。
1?材料與方法
1.1?試驗(yàn)地概況及樣樹選擇?于2018年3—9月,選擇云南省楚雄彝族自治州雙柏縣縣城西南20?km處的云南松松林為試驗(yàn)樣地(101°03′E、24°14′N,海拔2?005?m)。樣地上云南松生長(zhǎng)茂盛,整片松林已為成熟林,符合云南松采脂樹的基本要求,該林地是楚雄彝族自治州雙柏片區(qū)重要的采脂林區(qū),約有33.33?hm2,選擇一處陽坡上的600株云南松作為試驗(yàn)樣樹,編號(hào)。
1.2?樣樹生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)量
根據(jù)覃標(biāo)等[6]的方法對(duì)云南松樣樹每一株的樹高、胸徑、樹齡、冠幅進(jìn)行測(cè)量,并檢測(cè)各株樹的樹皮厚度。樣樹中有200株在此前經(jīng)過不同程度的割脂,對(duì)舊割口的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量。
1.3?松脂采集?對(duì)云南松樣樹每3?d割一刀,任松脂自然流入松脂收集器中,每月收集1次松脂,稱重,收集共6個(gè)月的松脂,統(tǒng)計(jì)總產(chǎn)脂量,算平均值。
2?結(jié)果與分析
2.1?樹高對(duì)云南松產(chǎn)脂的影響?根據(jù)測(cè)量得到的云南松樹高,將其分為4個(gè)高度區(qū)間:>6~8、>8~10、>10~12?m和>12?m。由圖1可知,隨著云南松高度的增加,>8~10、>10~12和>12?m較>6~8?m的產(chǎn)脂量不斷增加,增脂率分別為8.11%、45.43%和9.75%。由此可見,云南松樹高達(dá)10?m以上時(shí),產(chǎn)脂量急劇增加。綜合考慮到生長(zhǎng)年限及成本,可以以10?m為標(biāo)準(zhǔn),作為云南松的采脂初始高度,這樣可以達(dá)到最大采脂效益。
2.2?胸徑對(duì)云南松產(chǎn)脂的影響
根據(jù)胸徑將云南松分為4個(gè)區(qū)間:>12~15、>15~18、>18~21和>21?cm。由圖2可知,隨著云南松胸徑的增加,產(chǎn)脂量逐漸增加,>15~18、>18~21、>21?cm較>12~15?cm的增脂率分別為3.07%、3.92%和17.65%。在21?cm以下,隨著胸徑增加,增脂效果較?。ㄐ∮?%),而大于21?cm,松樹產(chǎn)脂有著大幅度上升,可見21?cm應(yīng)該作為此片云南松樹采脂的初始胸徑?!端芍a(chǎn)采集規(guī)程》規(guī)定,采脂松樹的胸徑必須達(dá)20?cm以上,而在此試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),該片云南松林胸徑20?cm左右的松樹產(chǎn)脂并不高,而達(dá)到21?cm以上產(chǎn)脂有大幅度提升。該片山林是一片人工次生林,松林生產(chǎn)力較低,土質(zhì)較貧瘠,且雙柏縣降水相對(duì)較少。據(jù)此推測(cè),在自然環(huán)境不好、云南松林生產(chǎn)力較低的情況下,適當(dāng)提高采脂的最低胸徑(由20?cm提高到21?cm),可以達(dá)到更好的采脂效果。
2.3?冠幅乘積對(duì)云南松產(chǎn)脂的影響?試驗(yàn)地的云南松林在過去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)人工管理不善,松林生長(zhǎng)不均勻,樹冠形狀各異,彼此間的差距極大,僅憑最大的冠幅長(zhǎng)度很難反映松樹的生長(zhǎng)狀況。采用冠幅乘積(長(zhǎng)冠幅×短冠幅)更能反映樹冠生長(zhǎng)的實(shí)際情況。將冠幅乘積分為4個(gè)區(qū)間:<50、50~100、>100~150和>150?m2。由圖3可知,隨著冠幅乘積的增加,松脂產(chǎn)量逐漸增加,50~100、>100~150和>150?m2較<50?m2的增脂率分別為25.11%、48.74%和20.64%。在冠幅乘積小于100?m2時(shí),松脂的月產(chǎn)量低于85?g,而冠幅乘積超過100?m2時(shí),松脂的月產(chǎn)量超過120?g。云南松靠樹冠進(jìn)行光合作用,光合作用直接決定松脂的產(chǎn)量,因此在產(chǎn)脂過程中還要根據(jù)松樹樹冠的生長(zhǎng)狀況判斷可否進(jìn)行采脂。
2.4?樹齡對(duì)云南松產(chǎn)脂的影響?試驗(yàn)林地的云南松生長(zhǎng)狀況不佳,以25?a作為試驗(yàn)林的選擇起點(diǎn)。將其年齡段分為25~30、>30~35、>35~40?a和大于40?a。由圖4可知,30~35?a樹齡段的云南松產(chǎn)脂量大于35?a的以下的,而超過35?a的云南松產(chǎn)脂急劇下降,>40?a樹齡的云南松月產(chǎn)脂僅為90?g,比30~35?a的云南松產(chǎn)脂降低了31.29%。故推測(cè)類似于試驗(yàn)地的云南松林適宜采脂樹齡在25?a以上,超過40?a樹齡的云南松產(chǎn)脂下降很大,不宜進(jìn)行采脂。
2.5?樹皮厚度對(duì)云南松產(chǎn)脂的影響
通過對(duì)云南松樹皮預(yù)割脂試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在試驗(yàn)地生境下,各株試驗(yàn)樣樹的樹皮厚度相差很大,范圍在0.5?cm以上。將樹皮厚度分為4個(gè)區(qū)間:0.5~0.6、>0.6~0.7、>0.7~0.8和>0.8?cm。由圖5可知,隨著樹皮厚度的增加,云南松產(chǎn)脂量也有所增加,>0.6~0.7、>0.7~0.8和>0.8?cm較0.5~0.6?cm的增脂率依次為18.49%、11.93%和6.42%??梢姌淦ず穸扰c云南松的產(chǎn)脂也具有相關(guān)性,可以將其作為一個(gè)指標(biāo)衡量采脂林產(chǎn)脂能力。
2.6?舊割口長(zhǎng)度對(duì)云南松產(chǎn)脂的影響?試驗(yàn)地有相當(dāng)一部分樣樹前期進(jìn)行過不同時(shí)間、不同程度的采脂。而這部分樹樹齡均在30?a左右,樹高相對(duì)較高,生長(zhǎng)狀況較為一致。在近2年內(nèi)均未進(jìn)行割脂,舊割口顏色較深,韌皮部有部分裸露。松脂是韌皮部樹脂道產(chǎn)生的,采脂亦會(huì)對(duì)松樹產(chǎn)生傷害。故舊割口的長(zhǎng)度很可能會(huì)對(duì)松樹產(chǎn)脂造成影響,即便這些松樹已經(jīng)停止割脂2年以上。由圖6可知,隨著舊割口長(zhǎng)度的增加,松樹產(chǎn)脂量逐漸減少,>15~18、>18~21和>21?cm較13~15?cm的減脂率分別為4.76%、12.05%和19.20%??梢钥闯?,舊割口越長(zhǎng),松樹松脂分泌下降幅度越大,但舊割口長(zhǎng)度在21?cm以上時(shí),松脂月產(chǎn)量均在100?g以上,但超過21?cm,松脂產(chǎn)量就急劇下降。通過詢問林地主人知道21?cm割口長(zhǎng)度以上云南松經(jīng)過了7~8?a的割脂(因割口處的樹皮有所生長(zhǎng),故比實(shí)際造成的割口短)??梢灶A(yù)見這一塊云南松林的割脂年限比混交云南松林低。
3?討論
試驗(yàn)地的云南松林是20世紀(jì)80年代開始種植的一塊人工林,當(dāng)初的營(yíng)造理念和手段相對(duì)低下,林分結(jié)構(gòu)不合理,密度過大,后期的撫育管理也未跟上,這導(dǎo)致試驗(yàn)林地的生產(chǎn)力低下,產(chǎn)脂量相對(duì)較低,采脂年限也有所降低,這在云南省的云南松林中是一種比較常見的現(xiàn)象。對(duì)于低產(chǎn)云南松林,要嚴(yán)格把控松樹生長(zhǎng)狀況指標(biāo)進(jìn)行采脂,當(dāng)樹高在10?m以上,胸徑在21?cm以上,冠幅乘積在100?m2以上,樹皮厚度在0.6?cm以上時(shí)進(jìn)行采脂較為適宜。超過40?a樹齡的云南松不適宜采脂,且要適當(dāng)縮短采脂年限。
松脂是重要的一種化工原料,目前供不應(yīng)求,這與云南松松林培育、撫育不當(dāng),采脂不規(guī)范,不尊重云南松的產(chǎn)脂規(guī)律,不根據(jù)其生長(zhǎng)狀況科學(xué)采脂有很大的關(guān)系??茖W(xué)營(yíng)造林,科學(xué)采脂,選育高產(chǎn)脂樹種,研發(fā)有效的營(yíng)養(yǎng)型增脂劑是實(shí)現(xiàn)云南松松脂產(chǎn)業(yè)發(fā)展及云南松采脂可持續(xù)發(fā)展的重要手段。
參考文獻(xiàn)
[1] 李青青,段焰青,葉輝,等.針葉樹對(duì)小蠹蟲的防御機(jī)制[J].中國(guó)森林病蟲,2007,26(6):21-24,44.
[2]?HUDGINS?J?W,CHRISTIANSEN?E,F(xiàn)RANCESCHI?V?R.?Induction?of?anatomically?based?defense?responses?in?stems?of?diverse?conifers?by?methyl?jasmonate:A?phylogenetic?perspective[J].?Tree?physiology,2004,24(3):251-264.
[3]?CHENG?C?H,ZHOU?F?Y,LU?M,et?al.Inducible?pine?rosin?defense?mediates?interactions?between?an?invasive?insectfungal?complex?and?newly?acquired?sympatric?fungal?associates[J].Integrative?zoology,2015,10(5):453-464.
[4]?KARST?J,ERBILGIN?N,PEC?G?J,et?al.Ectomycorrhizal?fungi?mediate?indirect?effects?of?a?bark?beetle?outbreak?on?secondary?chemistry?and?establishment?of?pine?seedlings[J].?New?phytologist,2015,208(3):904-914.
[5]?國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典:2000年版[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000.
[6]?覃標(biāo),吳萬方,韋樹明.?松脂如何增產(chǎn)[J].中國(guó)林業(yè),2007(1):58.
[7]?劉莉,饒小平,宋湛謙,等.我國(guó)松香改性產(chǎn)品及其應(yīng)用的專利研究新進(jìn)展[J].生物質(zhì)化學(xué)工程,2015,49(2):53-58.
[8]?YU?C?L,CHEN?C?W,GONG?Q?H,et?al.Preparation?of?polymer?microspheres?with?a?rosin?moiety?from?rosin?ester,styrene?and?divinylbenzene[J].?Polymer?international,2012,61(11):1619-1626.
[9]?GU?Y,CHEN?Y,ZHAO?Z,et?al.Study?on?chromaticity?variation?relationships?of?rosin?under?high?temperature?treatment[J].Advanced?materials?research,2012,396/397/398:1157-1163.
[10]?彭慧娟,桑軍,王春華,等.季銨鹽的抑菌性及其對(duì)原皮防腐效果的研究[J].中國(guó)皮革,2015,44(9):19-23,38.
[11]?HAN?G?C,HAN?Y,WANG?X?Y,et?al.Synthesis?of?organic?rectorite?with?novel?Gemini?surfactants?for?copper?removal[J].Applied?surface?science,2014,317(30):35-42.
[12]?吳征鎰,朱彥承,姜漢僑.云南植被[M].北京:科學(xué)出版社,1987:17-419.
[13]?左宋林.林產(chǎn)化學(xué)工藝學(xué)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2019.
[14]?孟憲宇.?測(cè)樹學(xué)[M].3版.北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2006:23-115.