留萌数量对芳樟矮林生长和精油产量的影响

徐艺凤，陈中则，魏希，李凤，肖祖飞

（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 330099）

樟树（Cinnamomumcamphora）是重要的香料树种，其枝叶富含精油，主要包括芳樟醇、柠檬醛、龙脑、桉叶油素等[1-2]，其中枝叶富含芳樟醇的樟树称为芳樟（Cinnamomumcamphoract. linalool）[3]．天然芳樟醇有“香料之王”的美称，广泛应用于日用化工、食品添加剂、医药等方面. 目前，芳樟矮林种植在江西、广西、云南等地蓬勃发展，芳樟矮林高效栽培技术研究有助于香精香料产业的发展．林业生产过程中，利用伐桩萌芽条早期速生特性，能够有效地降低造林成本，而伐桩留萌数量是影响林木树种伐桩后生长和生物产量的重要因素[4-5]．有研究表明，米老排（Mytilarialaosensis）伐桩上萌芽条的高度和和胸径生长随留萌数量的增加减小，萌芽条的生物量随留萌数量的增加呈先升后降趋势[6]．萌苗保留量对栓皮栎（Quercusvariabilis）伐桩萌苗生长和生物量累积有显著影响，伐桩保留1 个萌苗有利于萌苗生长；伐桩萌苗生物量随萌苗保留量的增多呈现先增后减的趋势，保留3 个萌苗的伐桩，萌苗生物量最大[7]．桉树（Eucalyptusrobusta）伐桩留萌的平均胸径和树高随留萌数的增加而减小，留萌3 株/桩时，单位面积材积量最高[8]．芳樟实行矮林作业，即一年一伐、萌芽更新、短轮伐期的作业模式，可极大提高精油产量．芳樟矮林萌芽更新研究主要集中在留桩高度，当留桩高度20～30 cm 时，萌芽数、萌条长度、单株生物量等指标生长较好[9-10]．在生产过程中芳樟矮林伐桩后任其自然萌芽更新，芳樟留桩上萌条较多，伐桩时有较多细小萌条，这些萌条枝叶量少，含油量低．目前，芳樟留桩上的萌条数量对芳樟矮林生长和精油产量的影响未见报道．因此，以芳樟矮林为研究对象，设置不同留萌数，通过测定萌条长度、粗度、生物量、出油率等指标，探讨留萌数对芳樟矮林生长和精油产量的影响，以期为芳樟矮林高产栽培提供理论依据．

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于江西省樟树繁育与开发利用工程研究中心基地，地理坐标为116°1'19.37''E、28°41'33''N，属亚热带季风气候；光照充足，年平均日照时数1 772～1 845 h；年平均气温17.1～17.8 ℃，极端最高气温达40 ℃以上，极端最低气温低于-10 ℃；年降雨量1 567.7～1 654.7 mm，年平均相对湿度为78.5%．

1.2 试验材料

供试的芳樟矮林于2016 年3 月份用1 年生扦插苗种植，为同一无性系，株距1.0 m、行距1.5 m．之后每年10月份进行伐桩，伐桩高度为20 cm．每年3月份每株穴施100 g 复合肥和200 g 尿素，正常养护管理．

1.3 试验设计

试验于2020 年4 月15 日进行留萌处理，设置6个处理，即留萌1 个/桩（T1）、2 个/桩（T2）、3 个/桩（T3）、4 个/桩（T4）、5 个/桩（T5），以不抹萌为对照（T6），所留萌条均为生长健壮萌条，并在留桩的不同方位选取．之后观察留桩萌芽情况，及时抹去各处理新萌芽．每个处理30 株，重复3 次．10 月15-18 日，各处理随机选取15 株，将萌条伐下带回实验室，测定萌条的长度、粗度、单桩鲜重，之后将其分成叶、主枝（留萌枝）、小枝（留萌枝上的侧枝）三部分，分别测定单桩叶鲜重、小枝鲜重、主枝鲜重，再从叶、主枝和小枝中各称取一部分（350～400 g），采用水蒸气蒸馏法，提取精油，计算出鲜重出油率．另外，称取一部分叶、主枝和小枝测定其含水率，进而计算出叶、主枝和小枝干重出油率，干重出油率为鲜重出油率/含水率．

1.4 数据统计和方法

数据利用Excel 2019 整理、计算，出油率先进行数据转换，再用SPSS 20.0 进行方差分析，显著性水平为0.05．

2 结果与分析

2.1 留萌数量对芳樟矮林萌条长度和粗度的影响

由图1 可知，萌条长度随着留萌数量的增多而增长．留萌5个/桩（T5）和对照组（T6），萌条长度较长，分别为173.83 cm 和170.45 cm，二者之间差异不显著，显著长于留萌1 个/桩（T1）和留萌2 个/桩（T2），稍长于留萌3个/桩（T3）和留萌4个/桩（T4）．与对照组（T6）相比较，T1、T2、T3、T4处理萌条长度分别低了7.76%、7.48%、3.29%和2.45%．因此，留萌5 个/桩达到萌条长度生长最大值，留萌更多不利于萌条长度生长．

图1 留萌数量对芳樟矮林萌条长度的影响

由图2 可知，萌条粗度随着留萌数量的增多而减小．留萌1 个/桩（T1），萌条粗度最大，为26.73 mm，大于留萌2 个/桩（24.75 mm），二者之间差异不显著．留萌1 个/桩（T1）和留萌2 个/桩（T2）萌条粗度显著大于留萌3 个/桩（T3）、留萌4 个/桩（T4）和留萌5 个/桩（T5），显著大于对照组（T6）．留萌3个/桩（T3）、留萌4 个/桩（T4）和留萌5 个/桩（T5）萌条粗度差异不显著，与对照组差异也不显著．与对照组（T6）相比较，T5、T4、T3、T2、T1 处理萌条粗度分别增大了3.31%、1.96%、7.80%、31.37%和41.88%．因此，留萌超过5个/桩萌条粗度将减小．

图2 留萌数量对芳樟矮林萌条粗度的影响

2.2 留萌数量对芳樟矮林生物量的影响

2.2.1 留萌数量对芳樟矮林单桩鲜重的影响

由图3 可知，单桩鲜重随留萌数量的增多而先增大后减小．留萌5 个/桩（T5）单桩鲜重最大，为2 201.71 g，显著大于其它处理；其次是留萌4 个/桩（T4）和对照组（T6），分别为1 865.52 g、1 740.98 g，二者之间差异不显著，显著大于留萌1 个/桩（T1）、留萌2 个/桩（T2）和留萌3 个/桩（T3）．单桩鲜重最小的是留萌1个/桩（T1），为1 425.59 g，与留萌2个/桩（T2）和留萌3 个/桩（T3）差异不显著．与对照组（T6）相比较，T5 和T4 处理单桩鲜重分别增加了26.46%和7.15%，T1、T2 和T3 处理单桩鲜重分别减少了18.12%、14.42%和13.75%．因此，留萌4～5 个/桩（T4、T5）有利于芳樟矮林生物量的积累．

图3 留萌数量对芳樟矮林单桩鲜重的影响

2.2.2 留萌数量对芳樟矮林生物量的分配影响

由图4 可知，留萌数量对芳樟矮林的生物量的分配有显著影响，单桩叶、小枝和主枝鲜重均随留萌数量的增多而先增后降．留萌5 个/桩（T5）单桩叶鲜重最大，为924.30 g，显著高于留萌1 个/桩（T1）、留萌2个/桩（T2）、留萌3个/桩（T3）和对照组（T6）；其次是留萌4个/桩（T4），单桩叶鲜重为788.26 g，与对照组（T6）差异不显著，显著高于留萌1 个/桩（T1）、留萌2 个/桩（T2）和留萌3 个/桩（T3）；留萌1个/桩（T1）、留萌2 个/桩（T2）和留萌3 个/桩（T3）单桩叶鲜重较小，之间差异不显著，均显著低于对照组（T6）．与对照组（T6）相比较，留萌5 个/桩（T5）和留萌4 个/桩（T4）单桩叶鲜重分别提高了24.81%和6.44%，留萌1 个/桩（T1）、留萌2 个/桩（T2）和留萌3个/桩（T3）单桩叶鲜重分别降低了9.79%、11.76%和10.95%．留萌5 个/桩（T5）单桩小枝和主枝鲜重最大，分别为621.85 g 和655.55 g，显著高于其他处理，其次是留萌4个/桩（T4），单桩小枝和主枝鲜重最小的是留萌1 个/桩（T1），分别为372.78 g 和384.75 g．此外，各处理单桩叶鲜重大于小枝鲜重、主枝鲜重，主枝鲜重稍大于小枝鲜重．

图4 留萌数量对芳樟矮林生物量分配的影响

2.3 留萌数量对芳樟矮林出油率和精油产量的影响

2.3.1 留萌数量对芳樟矮林出油率的影响

由图5 可知，各处理叶干重出油率最高，其次是小枝，主枝干重出油率最低，且叶干重出油率显著高于小枝和主枝干重出油率．留萌3 个/桩（T3）叶干重出油率最高，为2.53%，其次是留萌5 个/桩（2.45%），叶干重出油率最低的是对照组（1.96%）．留萌3 个/桩（T3）叶干重出油率与留萌1 个/桩（T1）、留萌2 个/桩（T2）、留萌4 个/桩（T4）和留萌5个/桩（T5）差异不显著，显著高于对照组（T6）．因此，适当除萌能够促进叶干重出油率．各处理小枝出油率差异不显著，小枝干重出油率在0.30%～0.32%之间．留萌1 个/桩（T1）和留萌2 个/桩（T2）主枝干重出油率较高，分别为0.14%和0.15%，二者之间差异不显著，显著高于留萌3个/桩（T3）、留萌4个/桩（T4）、留萌5个/桩（T5）和对照组（T6）．

图5 留萌数量对芳樟矮林叶、小枝和主枝干重出油率的影响

2.3.2 留萌数量对芳樟矮林精油产量的影响

由图6 可知，留萌数量对芳樟矮林的单株精油产量有显著影响，单桩精油产量随留萌数量的增加而先增后降．留萌5个/桩（T5）单桩精油产量最高，为24.66g/桩，显著高于其它处理和对照（T6）．留萌1个/桩（T1）、留萌2个/桩（T2）、留萌3个/桩（T3）和留萌4个/桩（T4）单桩精油产量差异不显著，均高于对照（T6），但与对照（T6）差异不显著．与对照（T6）比较，留萌1 个/桩、留萌2 个/桩、留萌3 个/桩、留萌4 个/桩和留萌5 个/桩单桩精油产量分别提高了9.65%、6.25%、15.72%、18.20%和49.64%．

图6 留萌数量对芳樟矮林单桩精油产量的影响

3 讨论与结论

（1）留萌数量对芳樟矮林萌条生长的影响．樟树属于萌芽能力较强树种．有研究表明，不同种源樟树伐桩高度20 cm 时，留桩萌芽数最多，平均萌芽数达到13 个/桩，最终成枝数为6.08 个/桩，因此萌条过多可能不利于其生长[9]．桉树低位伐桩后，每桩保留1～2 个萌条有利于萌条的生长，萌条在留萌第一年生长高度达1.5 ～ 2 m[11]．对白栎（Quercus fabri）次生幼龄林除萌留壮处理，结果表明，留萌2个/桩、3 个/桩、4 个/桩处理在除萌留壮第1 年地径和株高生长影响不明显，平均地径生长量为1.5 cm、树高生长量为40 cm，可能除萌留壮第1 年留萌数量对地径和株高的生长差异性还没有表现出来[12]．研究除萌方式对杉木（Cunninghamialanceolata）萌芽更新的影响，发现2次除萌、留萌1个/桩对杉木萌条的生长有显著促进作用，地径和树高分别比不除萌大2.2 cm、80.59 cm[13]．在本试验中，芳樟萌条粗度随留萌数量的增多而减小，这与前人研究一致，萌条长度随留萌数量的增多而增大，这与有关研究相反[14]．究其原因可能留萌少，萌条密度小，萌条得到的水肥充足、生长空间也大，有利于萌条增粗生长；而留萌多，萌条密度大，萌条之间生长产生竞争，为了争取更多光照进行光合作用，增高生长较快，增粗生长较慢．因此，留萌5 个/桩达到萌条株高生长最大值，留萌超过5个/桩萌条粗度将减小．

（2）留萌数量对芳樟矮林萌条生物量的影响．以生产精油为目标的芳樟采用矮林密植，割取枝叶提取精油的栽培模式，一般一年采伐1 次或两年采伐3 次．因此，生物量是衡量芳樟矮林生长的重要指标．有研究表明，留萌数量与生物量累积密切相关，留萌数量对尾叶桉（Eucalyptusurophylla）材积量有显著影响，材积量随留萌数量的增多先增后减，留萌3个/桩材积量最大，达到45.49 m3/hm2，留萌2个/桩和4个/桩材积量大于对照组（不除萌），留萌5个/桩材积量与对照组材积量相近，留萌1 个/桩材积量低于对照组，因此尾叶桉萌芽林保留萌条数2～4 个/桩[14]．除萌留壮能够显著促进白栎次生林单株材积的生长，培育大径级木材，保留萌条数1 个/桩为宜，培育薪炭林保留萌条数2～3 个/桩为宜[15]．杉木萌芽更新过程采用二次除萌措施能显著提高其生物量，4 年生杉木萌条生物量达到8.62 kg/桩，显著高于不除萌（6.33 kg/桩）[16]．本试验研究表明，留萌数量对芳樟矮林生物量有显著影响，芳樟矮林留萌4～5个/桩生物量累积大于对照组（不除萌），其中留萌5个/桩生物量显著大于对照组，而留萌小于4个/桩生物量累积显著小于对照组．造成这一结果的原因可能是留萌数过多（对照组），萌条获得的水分和养分不足，萌条的营养生长空间也受限制，因而生物量低；而留萌数过少，萌条虽不受养分、生长空间的限制，但芳樟矮林采用短轮伐期作业，在一个轮伐周期内每个萌条本身生长量有限，留萌基数少导致生物量也低．此外，本试验中各处理叶、小枝和主枝鲜重随留萌数的增多而增大，其中留萌5 个/桩叶和小枝鲜重均大于其他处理．因此，留萌4～5 个/桩，有利于芳樟矮林总生物量、叶片鲜重和小枝鲜重的累积．

（3）留萌数量对芳樟矮林出油率及其产量的影响．樟树精油为油细胞产生的次生代谢产物，樟树根、茎、枝、叶均含有精油．有研究表明，芳樟矮林叶片精油含量最高，其次是小枝，主枝含量极少，叶片精油显著高于小枝和主枝[17-18]，本试验结果与之一致．本试验研究还表明，除萌处理能够提高芳樟矮林叶片干重出油率，留萌3 个/桩叶片干重出油率最高，而除萌处理对小枝和主枝干重出油率影响较小．这可能是因为留萌过多，弱小的萌条太多，占据了生长空间、消耗较大养分、影响光合作用等，造成出油率低．

出油率和生物量是芳樟矮林单位面积精油产量的重要指标．本试验结果表明，除萌能够提高精油产量，留萌5 个/桩单桩精油产量最高，显著高于其他处理．这主要是除萌能够提高芳樟矮林生物量，其次提高叶片干重出油率．