李联队 ，季志平，何佳林

(1.陕西省森林保护研究所，西安 710082；2.西北农林科技大学,陕西 杨凌 712100 )



灌状杜仲栽培林的机械采收性能测试

李联队1，季志平2*，何佳林2

(1.陕西省森林保护研究所，西安 710082；2.西北农林科技大学,陕西 杨凌 712100 )

杜仲虽是落叶乔木但可以灌状栽培，能有效提高杜仲林产能。本试验测定了灌状栽培杜仲的生长一致性和机械采收性能，结果表明：灌状栽培杜仲的高度、干茎、粗度、枝龄一致性极好，林间间隙均匀，有利于机械化采收。

杜仲；灌状栽培；枝条；机械化采收；性能

杜仲(\%Eucommia ulmoides\%)是我国特有的一种经济树种，其干燥树皮就是名贵滋补药材，具有补肝肾、强筋骨、降血压、安胎等功效。杜仲属于落叶乔木，在自然状态下，树高可达20 m以上，多生于海拔300～500 m的低山，谷地或低坡的疏林里。为了提高杜仲枝叶有效利用率和再生能力，我们采用西北农林科技大学发明的杜仲丛状栽培专利技术，并对丛状杜仲的机械采收性能进行了测试，以检验这种栽培方式是否具有机械化作业的可能性和大规模商业化开发的潜能。

1 研究地概况

试验在陕西省千阳县冉沟流域进行，千阳县位于北纬34°34′34″至34°56′56″，东径106°56′15″至107°22′31″，地处陕西省关中西陲，为黄土高原区，地形呈“七山二塬一分川”，境内海拔710～1545.5 m。属温带大陆性季风区半湿润气候，年平均气温在8.7～11.8 ℃之间；年平均相对湿度为69 %；年平均降水量627.4 mm，最多年降水量924.3 mm，最少年378.9 mm；无霜期197 d。

2 试验材料和方法

2.1 试验材料

试验林为丛状杜仲林，品种为西北农林科技大学选育的“饲仲1号”和“ 短枝密叶”。试验林于2014年4月栽植，栽植时要求树苗与地面成60°斜角，栽植行距为1 m，株距0.5 m，第二年3月平茬，萌芽后只在不同方位均匀保留3个背上芽，其它萌芽全部去除，当年即形成灌状杜仲林，可进行机械采收性能测试试验。

2.2 试验方法

试验分两个阶段进行，把当年形成的灌状杜仲林分为两部分，一半于当年11月之前进行一次机械采收性能测试，另一半保留继续生长，于第二年11月之前再进行一次机械采收性能测试。

测试的指标包括：(1)生长一致性，主要测定新生枝条的高度一致性、粗度一致性和间隙均匀度；(2)物理性能，基本密度参照GB1933-91的方法，抗弯强度和抗剪强度参照GB/T 1928-2009的方法。

3 结果与分析

3.1 灌状杜仲林生长一致性分析

机械化采收对林木的要求就是生长一致性，只有生长高度一致的树林才便于机械化作业。

从萌发枝高度测量结果分析(图1)，平茬后生长1 a的灌木林最高干高为112.5 cm，最低干高97.3 cm，高均偏差只有7.6 cm，也就是所有发育枝条与平均高度的偏差不超过7.6 cm，适合机械化收割。平茬后生长2 a的灌木林，最高186.3 cm，最低162.7 cm，高均偏差拉大到了12.8 cm，整齐度有所降低，但仍在可操控范围。

图1 灌状杜仲林萌发枝高度一致性分析

从萌发枝茎粗测量结果分析(图2)，平茬后生长1 a`的灌木林最大茎粗10.1 mm，最小茎粗8.5 mm，茎粗均偏差只有0.8 mm，在1 mm之内，非常便于机械化收割。平茬后生长2 a的灌木林，最大茎粗22.5 mm，最小茎粗18.3 mm，茎粗均偏差只有2.1 mm，超过了2 mm，一致性降低，机械操控难度增大。

图2 灌状杜仲林萌发枝茎粗一致性分析

综合分析杜仲灌木林生长一致性，平茬当年形成的灌木林生长一致性更高，更适合机械化收割。平茬后生长2 a的灌状林在高度上偏差不大，但茎粗偏差较大，从而增加了机械化收割难度，因此，从机械化收割方面考虑，杜仲灌状林适合于当年平茬当年收割，即便于机械操作，且生物产量高。

3.2 灌状杜仲林机械采收力学性能分析

灌状杜仲虽然没有明显主干, 但茎秆在轴向和径向的组织结构不同, 故在不同方向上仍然表现出不同的物理力学性质,茎秆横断面由外向内依次为木质部、韧皮部、髓心，因而在切割过程中受到各种不同外载荷的综合作用, 如抗弯、抗压、抗剪切和抗撕裂等。

从基本密度、静力抗弯强度和截纹抗剪强度的测定结果看(表1)，杜仲平茬枝条较柠条更适合机械平茬。平茬杜仲的基本密度低于柠条，但高于毛白杨和沙柳，平茬第二年的密度比平茬第一年的高出0.014 g·cm-3，Ⅲ级木材密度值在0.55 ～ 0.75 g·cm-3范围内静力抗弯强度，所以从密度上杜仲平茬枝条达不到Ⅲ级木材密度，但更易剪切。

测试树种基本密度/g·cm-3静力抗弯强度/MPa截纹抗剪强度/MPa平茬后1a杜仲0.51278.7221.47平茬后2a杜仲0.52682.9723.63毛白杨0.35767.6819.14沙柳0.493126.6225.08柠条0.545126.3737.86

从静力抗弯强度上看，杜仲平茬枝条虽然不及沙柳和柠条，但比毛白杨抗弯，说明机械通过时不易在高位折断，有利于近地剪切。截纹抗剪强度是指剪力方向和剪切面都与木材纤维方向垂直时的抗剪强度，一般约为顺纹抗剪极限强度的3倍，在木材力学分析中并不经常测试截纹抗剪强度，但对于平茬来说，这一数据可以间接反映出被测树种平茬的难易程度，比较测定数据，杜仲枝条比柠条容易剪切，与沙柳和毛白杨相当。

4 结论与讨论

杜仲灌状林具有非常高的生长一致性，这种一致性的机械通过性好，机械设计对应性强，所以更适合机械化收割；杜仲灌状枝条的物理性能也间接反映出其抗压、易剪切特点，所以亦能说明其适合机械化收割。平茬后生长2 a的灌状林茎粗偏差较大，基本密度、静力抗弯强度和截纹抗剪强度都比平茬后生长1 a的高，但相对于柠条这样的常见灌木来说，剪切易度要高得多，因此，从机械化收割方面考虑，杜仲灌状林是一种值得推广的栽培模式，尤其是以生产枝叶为目的的人工林。

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Test on Mechanical Harvest Performance of Arbuscular Forest of \%Eucommia ulmoides\%

LI Lian-dui1,JI Zhi-ping*2,HE Jia-lin2

(1.ShaanxiForestprotectionresearchinstitute,Xi’an，Shaanxi712100;2.NorthwestA&FUniversity，Yangling，Shaanxi712100)

\%Eucommia ulmoides\% is deciduous trees but can be cultivated as arbuscular.Arbuscular cultivation can effectively improve capacity of the \%Eucommia ulmoides\% forest .This test measured uniformity growth and mechanical harvesting performance of arbuscular forest.The results showed that arbuscular forest have excellent uniformity on height and stem diameter and age of branches.Forest gap is even, which is good for mechanized harvesting.

\%Eucommia ulmoides；\%arbuscular cultivation；branches;mechanized harvesting

2016-07-08

国家林业局林业科学技术推广项目([2016] 45号)

李联队(1970-)，男，陕西兴平人，本科，主要从事经济植物利用与保护研究。

S567.1+9,S776.27+1

A

1001-2117(2016)05-0015-03

*通讯作者