矮林作业的伐桩时间和留桩高度对芳樟生长及精油产量的影响.pdf

第 卷 第 期 年 月南昌工程学院学报 收稿日期：基金项 目：江 西 省 林 业 局 林 业 科 技 创 新 专 项（创 新 专 项 号）；江 西 省 科 技 厅 重 点 研 发 计 划 项 目（）；和 年大学生创新创业训练计划项目作者简介：肖祖飞（），男，博士，副教授，通信作者：金志农（），男，硕士，二级研究员，文章编号：（）矮林作业的伐桩时间和留桩高度对芳樟生长及精油产量的影响肖祖飞，陈中则，李振，魏希，李凤，金志农（南昌工程学院 江西省樟树繁育与开发利用工程研究中心，江西 南昌 ）摘要：以 年生芳樟为试验材料，研究了矮林作业的伐桩时间和留桩高度对其萌芽数、萌枝数、地径、萌枝长度、生物量、出油率等的影响。不同伐桩时间，芳樟萌芽数、地径生长量有显著差异，萌枝数、萌枝长度、冠幅、单株总鲜重、单株叶鲜重、单株小枝鲜重、单株主枝鲜重差异不显著；不同伐桩时间，叶片、小枝、主枝出油率差异不显著，但单株精油产量有显著差异，月底伐桩单株精油产量最高。留桩高度对芳樟生长和精油产量有显著影响。芳樟的萌芽数随留桩高度的增加先增加后减少，留桩 萌芽数最多，各处理之间萌枝数差异不显著；地径随留桩高度的增加而降低，而萌枝长度和冠幅随留桩高度的增加先增加后降低，留桩 萌枝长度和冠幅最大；单株总鲜重、单株叶鲜重、单株小枝鲜重和单株主枝鲜重随留桩高度的增加先增加后降低，留桩 生物量最大。各处理之间叶片出油率差异不显著，但单株精油产量差异显著，留桩 单株精油产量最高。关键词：芳樟；伐桩时间；留桩高度；生长；精油产量中图分类号：文献标志码：，（，）：，：；樟树（）是我国长江流域以南常见的常绿阔叶林树种，也是我国重要的木本香料树种。樟树根据枝叶精油主成分含量不同可分为脑樟、龙脑樟、芳樟、柠檬樟等化学型，如主含芳樟醇的樟树为芳樟（）。樟树精油广泛用于日用化工、食品添加剂、医药等领域，具有重要的经济价值 。目前，以芳樟为香料的原料林采用矮林作业模式，即一年砍伐一次或 年砍伐 次，利用萌条进行精油提取，极大提高了精油的产量。因此留桩休眠芽的萌发及生长与芳樟精油产量密切相关。影响林木萌芽更新的因素较多，其中采伐季节和伐桩留置的高度是重要影响因子 。有研究表明，大部分热带雨林树种萌枝数量与伐桩高度显著相关，萌枝数随伐桩高度的增加而增多 。不同采伐季节显著影响萌条的成活率、萌条数量和生长状况，冬季和初春采伐适合沙柳（）、杉木（）、大 叶 相 思（）的 萌 芽 更新 。近几年，留桩高度对芳樟矮林萌芽和生长的研究有报道，但研究结果有较大差异，而关于伐桩时间的研究未见报道。有研究表明，樟树的单株生物量、萌条数、萌条高度随留桩高度的增大而先增加后降低，留桩高度 适合樟树萌芽原料林营造 。也有研究报道，芳樟萌芽数、生物量、单株精油产量随留桩高度的增加而先增后降，但留桩高度 有利于生物量和精油产量的累积 。留桩高度和伐桩时间不同，留桩内营养物质、激素、休眠芽数量以及环境条件等有差异，会影响休眠芽的萌发和生长。因此，本文以 年生芳樟为试验材料，研究矮林作业的伐桩时间和留桩高度对于芳樟萌芽、生长和精油产量的影响，以期为芳樟矮林作业提供理论依据。材料与方法 试验材料试验材料为 年生芳樟，来源于同一无性系。于 年 月份将 年生扦插苗定植在南昌工程学院园林实践基地内，株行距 。每年月份每株穴施 复合肥和 尿素，正常养护管理。试验设计 矮林作业的伐桩时间对芳樟萌芽、生长和精油产量的影响 年 月 日（月中旬）、年 月 日（月底）和 月 日（月初）进行砍伐处理，留桩高度为 ，每个处理 株，次生物重复。年 月 日测量植株地径。年 月 日观测留桩上的萌芽数量，年 月 日测量植株地径、萌枝长度、萌枝数量和冠幅。之后将留桩上的萌枝全部采伐，分别称量各处理单株总鲜重、单株叶鲜重、单株主枝鲜重、单株小枝鲜重，每个处理取叶片、小枝和主枝各 进行精油提取。矮林作业的留桩高度对芳樟萌芽、生长和精油产量的影响 年 月 日，对芳樟进行伐桩处理，留桩高度分别为 、，每个留桩高度处理 株，次生物重复。年 月日测量植株地径。年 月 日（萌芽期）观测各处理留桩上的萌芽数量，同时测定萌枝长度和冠幅，年 月 日（快速生长期）、年 月日（缓慢生长期）测量萌枝长度和冠幅，年 月 日（休眠期）测量萌枝长度、萌枝数量、冠幅和地径。之后将留桩上的萌枝全部采伐，分别称量各处理单株总鲜重、单株叶鲜重、单株主枝鲜重、单株小枝鲜重，之后每个处理取叶片、小枝和主枝各 进行精油提取。指标测定及方法地径为留桩基部离地面 处南北和东西粗度的平均值，用游标卡尺测量；萌枝长度是指萌枝基部至顶部的长度，冠幅是指树（苗）木的南北和东西方向宽度的平均值，用卷尺测量。生物量的测定：单株总鲜重用电子天平测定，然后将叶片、小枝、主枝进行分离，再分别测定其鲜重，其中主枝指的是留桩上的萌枝，小枝指的是萌枝上的侧枝。精油提取及测定：分别称取一定重量（）鲜叶片、小枝和主枝，采用水蒸气蒸馏法提取精油，蒸馏 ，关停设备，取出精油，用棕色玻璃瓶贮存，称重，计算出油率。数据分析所有数据用 整理，进行方差分析和 多重比较，显著性水平为 。结果与分析南昌工程学院学报 年 矮林作业的伐桩时间对芳樟生长的影响 矮林作业的伐桩时间对芳樟萌芽数和萌枝数的影响留桩休眠芽的萌发数量是体现萌芽能力强弱的重要指标之一。由表 可知，月中旬伐桩，芳樟留桩萌芽数最高，达到 个，显著高于 月底和月初伐桩。月底和 月初进行伐桩，芳樟留桩萌芽数差异不显著。不同伐桩时间芳樟萌枝数在 之间，之间差异不显著。矮林作业的伐桩时间对芳樟地径生长量、萌枝长度和冠幅的影响由表 可知，伐桩时间对芳樟的地径生长量有显著影响。月底伐桩芳樟地径生长量最大，达到 ，其次是 月初（），月中旬伐桩地径生长最小（）。与 月中旬伐桩相比较，月底和 月初伐桩地径分别增大了 和 。不同伐桩时间芳樟萌枝长度在 之间，冠幅在 之间，不同伐桩时间对芳樟萌枝长度和冠幅影响不明显。表 伐桩时间对芳樟萌芽及生长的影响生物指标伐桩时间 月中旬月底月初萌芽数 个 萌枝数 枝 地径生长量 萌条长度 冠幅 注：表中同一列数据后不同小写字母表示处理间差异显著（），下同。矮林作业的伐桩时间对芳樟生物量及其分配的影响由表 可知，月底伐桩单株总鲜重和单株叶鲜重大于 月中旬和 月初伐桩，但之间差异不显著。月中旬伐桩单株小枝鲜重和单株主枝鲜重大于 月底和 月初伐桩，之间差异也不显著。因此，伐桩时间对芳樟单株总鲜重、单株叶鲜重、单株小枝鲜重和单株主枝鲜重影响不明显。矮林作业的伐桩时间对芳樟出油率和精油产量的影响由表 可知，不同伐桩时间，芳樟叶片、小枝和主枝的出油率均差异不显著。芳樟叶片出油率最高，其次是小枝出油率，主枝出油率最低，叶片是芳樟产生精油的主要器官。不同伐桩时间对单株精油产量有显著影响。月底伐桩单株精油产量最高，高于 月中旬伐桩，显著高于 月初伐桩。与 月初伐桩相比较，月底伐桩单株精油产量提高了 。矮林作业的留桩高度对芳樟生长的影响 矮林作业的留桩高度对芳樟萌芽数和萌枝数的影响由表 可知，不同留桩高度下，萌芽数随留桩高度的增加呈现先增后减的趋势。留桩高度为 时，留桩的萌芽数达到最大值，显著大于留桩 和 ，大于留桩 和 ，但与留桩 和 差异不显著。不同留桩高度下，留桩的萌枝数在 之间，各处理之间差异不显著。因此，留桩高度对芳樟留桩休眠芽的萌发有显著影响，留桩高度 萌芽数最多，而留桩高度对芳樟萌枝数影响不明显。表 伐桩时间和留桩高度对芳樟生物量及分配的影响伐桩时间和留桩高度单株总鲜重 单株叶鲜重 单株小枝鲜重 单株主枝鲜重 伐桩时间 月中旬 月底 月初 留桩高度 表 伐桩时间和留桩高度对芳樟出油率和单株精油产量的影响伐桩时间和留桩高度叶片出油率 小枝出油率 主枝出油率 单株精油产量 伐桩时间 月中旬 月底 月初 第 期肖祖飞，等：矮林作业的伐桩时间和留桩高度对芳樟生长及精油产量的影响续表 伐桩时间和留桩高度叶片出油率 小枝出油率 主枝出油率 单株精油产量 留桩高度 矮林作业的留桩高度对芳樟地径生长量、萌枝长度和冠幅的影响由表 可知，芳樟地径生长量随留桩高度的增加而呈减小趋势，留桩 、和 地径生长量较大，之间差异不显著，与留桩 差异不显著，显著大于留桩 。留桩 地径生长量最小，与留桩 、和 相比较，地径分别降低了 、和 。表 留桩高度对芳樟萌芽数、萌枝数和地径生长量的影响留桩高度 萌芽数 个萌枝数 枝地径生长量 由表 可知，芳樟各生长期萌枝长度均随留桩高度增加呈先增后减趋势。在萌芽期，留桩高度 和 时萌枝长度较长，之间差异不显著，长于留桩 ，显著长于留桩 和 ；在快速生长期和缓慢生长期，留桩高度 时萌枝长度最长，与留桩 差异不显著，显著长于留桩 、和 。在休眠期，留桩高度 时萌枝长度也最长，显著长于其他处理。与留桩 相比较，留桩 各生长时期萌枝长度增加了 、和 。因此，留桩 ，芳樟萌枝长度最长。由表 可知，芳樟各生长时期冠幅也随留桩高度增加而呈先增大后降低的变化趋势。在萌芽期，留桩 冠幅最大，高于留桩 和 ，显著高于留桩 和 ；在快速生长期，留桩 和 冠幅较大，二者之间差异不显著，显著高于留桩 、和 ；在缓慢生长期和休眠期，留桩 冠幅最大，高于留桩 ，显著高于留桩 、和 。因此，留桩高度为 ，芳樟的冠幅生长势最好。矮林作业的留桩高度对芳樟生物量及其分配的影响由表 可知，随留桩高度的增加，芳樟单株总鲜重、单株叶鲜重和单株小枝鲜重变化趋势均为先增后减。留桩高度为 时，单株总鲜重、单株叶鲜重和单株主枝鲜重达到最大；留桩高度为 时，单株小枝鲜重最大。因此，留桩高度对芳樟生物量及其分配有显著影响，留桩高度为 时，最利于芳樟生物量的累积。矮林作业的留桩高度对芳樟出油率和精油产量的影响由表 可知，不同留桩高度下芳樟叶片的出油率在 之间，各处理之间差异不显著；留桩高度 时，小枝出油率较高，与留桩 差异不显著，显著高于留桩 、和 ；留桩高度 和 时，主枝出油率显著高于其他处理。留桩高度对芳樟单株精油产量有显著影响，单株精油产量随留桩高度的增加而先增后降。留桩 单株精油产量最高，显著高于其他处理，其次是留桩 和 ，留桩 和 单株精油产量较低。讨论 矮林作业的伐桩时间对芳樟萌芽生长及精油产量的影响矮林作业是如今生态恢复和林地经营的重要模式。木本植物的萌芽特性受采伐方式、采伐时间、环境条件等因素的影响 ，。有研究表明，在生长季节和非生长季节对树木进行伐桩，非生长季节伐桩其基桩萌芽率高于生长期伐桩，究其原因是基桩中的养分含量不同所造成 。留桩上休眠芽的萌发所需营养物质主要来自留桩贮藏的物质，如碳水化合物、氮素、激素等影响休眠芽的萌芽及生长 。本研究表明，伐桩时间对芳樟萌芽数和地径的生长具有一定影响，月中旬伐桩芳樟留桩萌芽数大于 月底和 月初，月底伐桩地径显著大于 月中旬和 月初伐桩，可能原因是 月中旬采伐时，由于温度下降，芳樟进入休眠期，地上部分营养物质已经开始转移到根部储存，而 月初进行采伐，由于气温回升，地下部分营养物质开始运输到地上部分供其生长，采伐枝叶的同时带走部分营养物质，因此，月中旬和 月底采伐，基桩中的营养物南昌工程学院学报 年表 留桩高度对芳樟萌枝长度和冠幅的影响生物指标 留桩高度 不同生长期萌枝长度 萌芽期快速生长期缓慢生长期休眠期萌枝长度 冠幅 质较充足，有利于休眠芽的萌发和地径生长，这与前人研究结果基本一致 。不同伐桩时间，萌枝数差异不显著，其原因可能是矮林密植，不同基桩之间存在竞争，同一基桩不同萌条之间也存在养分、光照、生长空间的竞争，只有部分萌芽形成萌枝，大部分萌芽最终死亡。月底伐桩，萌枝长度、冠幅、生物量高于 月中旬和 月初，但之间差异不显著，这可能也与基桩营养物质有关，但随着 月份施肥，基桩养分得到补充，生长差异不显著。精油属次生代谢产物，其形成、积累和转化与遗传密切相关。有研究表明，不同化学型樟树在遗传上有一定的稳定性 。芳樟叶精油含量主要由遗传基因控制，芳樟无性系在栽植过程中叶精油含油量及主成分都能够较好地保持稳定性 。不同采伐时间，芳樟叶片、小枝和主枝出油率差异不显著，但单株精油产量差异显著，究其原因可能是因为精油主要受遗传因子控制，月底单株精油产量高可能是因为其生物量较大造成的。矮林作业的留桩高度对芳樟萌芽生长及精油产量的影响留桩高度也是影响林木萌芽更新的重要因子，不同树种差异较大。油茶（）的萌芽率随着留桩高度的增加而增加，而萌芽条的高度随留桩高度的增加而减小，留桩高度 有利于油茶萌芽更新 。辽东栎（）萌芽枝的数量受留桩高度的影响，留桩高度低于 ，萌芽枝数量随留桩高度的增加而增加 。对不同种源樟树萌芽特性研究也发现，留桩高度 时，萌芽数和成枝数最多，地径、树高、冠幅生长最好，单株生物量最大 。芳樟留桩高度 时，萌芽数和成枝数最多，生物量最大，单位面积精油产量最高 。较多研究表明樟树留桩高度 适合矮林的营造。有学者提出对树木进行采伐会刺激休眠芽和不定芽的的萌发，而采伐强度会影响萌枝的生长 。适度的采伐强度（留桩 ）可以提高香樟新梢叶片叶绿素含量和光合作用，采伐强度过大（留桩 ），会抑制新梢叶片光合作用 。本研究表明，芳樟的萌芽数、地径、萌枝长度、冠幅和生物量随留桩高度的增加呈现先增后减的趋势。留桩高度为 时，基桩的萌芽数、地径、萌枝长度、冠幅以及生物量均处于最大值，这与前人研究结果一致。此外，不同留桩高度，芳樟叶片出油率差异不显著，但单株精油产量差异显著，留桩高度 单株精油产量显著高于其他处理，这主要是因为留桩高度影响芳樟生物量，进而影响单株精油产量。结论（）矮林作业的伐桩时间对芳樟萌芽数和地径生长量有显著影响，月中旬伐桩时基桩萌芽数达 个，显著高于 月底和 月初伐桩，月底伐桩地径生长量最大（），显著大于 月中旬和 月初伐桩。月底伐桩时，芳樟萌枝数、萌枝长度、冠幅、生物量高于 月中旬和 月初伐桩，之间差异不显著，但 月底伐桩单株精油产量显著高于月初伐桩。因此，芳樟矮林作业的伐桩时间控制在 月至翌年 月底。（）适当留桩高度有利于芳樟的生长。芳樟的萌芽数、萌枝长度、冠幅、生物量、精油产量随留桩高度的增加呈先增后降趋势，地径生长量随留桩高度的增加而减小。留桩高度为 时，适合芳樟矮林营造。参考文献：熊振宇，肖复明，徐旭，等 植物药用成分龙脑的药学活性研究 中国中药杂志，（）：赵晓霞，董振浩，刘光斌，等 香樟树籽油提取及其在化第 期肖祖飞，等：矮林作业的伐桩时间和留桩高度对芳樟生长及精油产量的影响妆品中的应用 应用化工，（）：金志农，张北红，艾卿，等 香料樟树研究的必要性与可行性分析 南昌工程学院学报，（）：叶镜中 杉木萌芽更新 南京林业大学学报（自然科学版），（）：，（）：，（）：李根秋，安珍 采伐季节对沙柳平茬后再萌生能力的影响 林业机械与木工设备，（）：丁国华，叶镜中 采伐季节对杉木伐桩休眠芽萌发的影响 南京林业大学学报，（）：黄世能，郑海水 采伐季节、伐桩直径及采伐工具对大叶相思萌芽更新影响的研究 林业科学研究，（）：易平，韦铄星，韦颖文，等 伐桩高度对香樟萌芽性能的影响分析 广西林业科学，（）：赵姣，李林洁，范慧慧，等 留茬高度对芳樟矮林萌芽更新和精油产量的影响 江西农业大学学报，（）：李悦，刘娟，于志民，等 采伐措施对香樟生长及光合特性的影响 江西农业大学学报，（）：，（）：毕君，王振亮，黄则舟，等 采伐季节伐桩直径桩高及树龄对刺槐萌芽更新的影响 河北林业科技，（）：，（）：蒋家淡 巨尾桉二代萌芽更新合理采伐季节的确定 林业科技开发，（）：程淑婉，王改萍，丁国华，等 杉木伐桩萌芽的氮素营养 浙江林学院学报，（）：张国防，陈存及 不同化学型樟树的 分析 植物资源与环境学报，（）：邢建宏，陈存及，张国防，等 樟树几种化学类型及近缘种的 分析 福建林业科技，（）：黄秋良，张国防，谢亚兵，等 无性繁殖方式对芳樟叶精油及主成分的影响 福建林业科技，（）：彭金彬 油茶低产林不同伐桩高度改造效果分析 防护林科技，（）：李荣，张文辉，何景峰，等 辽东栎伐桩萌苗的发育规律 林业科学，（）：肖祖飞，李凤，龙清鑫，等 伐桩高度对樟树及不同种源萌发特性的影响 南昌工程学院学报，（）：姜睿，张北红，李凤，等 留桩高度对芳樟矮林萌芽特性及得油率的影响 安徽林业科技，（）：（上接第 页）陆建忠，崔肖林，陈晓玲 基于综合指数法的鄱阳湖流域水资源安全评价研究 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