【绿报】九项发明专利书写林业中国创造

23.12.2014  16:22
                         

                                                                                      珍贵苗木繁育

                                                                       
                                                                                    珍贵苗木繁育
                                                                               
                                                                                      湛江国家级南方种苗基地桉树育苗
                                                                               
                                                                                  大孤家林场副场长丁彪介绍落叶松容器苗
                                                                               
                                                                                      南平育苗基地
                                                                               
                                                                                      宁波轻基质容器袋生产现场

  这是一项育苗几十亿株支撑国家重点生态修复工程的技术。
  日甚一日的水土流失、1998年的三江洪水、2000年的持续沙尘,世纪之交的中国被全国性的自然灾害轮番折磨。痛定思痛,共和国的决策者下定决心,“再造一个山川秀美的西北地区”“把森老虎请下山”“退耕还林、封山绿化、个体承包、以粮代赈”“治沙止漠、刻不容缓”。
  六大林业重点工程随即启动,覆盖全国97%的县。
  全国造林规模迅速扩大,由一年几千万亩进而突破一亿亩。良种良法是造林的基本遵循。大规模的造林需求,带动了全国性的苗木热。各级示范苗圃相继建立。
  正是在这样的背景下,轻基质网袋容器苗从大田裸根苗、传统容器苗中脱颖而出,成就一段发明、推广神话。这一技术由中国林科院林业所发明、推广,荣获国家科技进步二等奖,获得9项国家发明专利,推广到全国30个省份,培育出200多个品种的数十亿株苗木,支撑了生态建设、带动了群众致富、引领了科研创新。
  大田裸根苗有利有弊
  传统造林为裸根育苗,技术简单,方便实用。一直到现在,大规格苗木的培育依然如此。只不过,起苗的时候需要带土坨。
  这种育苗方式已不适合大规模育苗和造林。在生产实践中,不管是播种实生苗,还是常规扦插苗,都存在一些先天不足。它们都是纯手工操作。因为苗床多年使用,类似农业的重茬,苗木很容易滋生病虫害。
  具体到播种实生苗。常规播种每亩用种量大,后期需要间苗,造成良种浪费。苗木只有一条主根,起苗伤根,加上不带土,栽植后要有一年的缓苗期。造林季节受限,与农忙重叠,造成用工困难。近年来,在辽宁抚顺地区,因为气候不正常,山下的苗子萌动了,可山上的土还冻着,裸根苗难以上山造林。
  具体到常规扦插苗。它需要大田炼苗,无法一次成苗。除此,播种实生苗的其他不足,它基本上都有。
  能不能有搬起就走、随时可以造林补植的苗木?
  传统容器苗俊不遮丑
  正是在这样的生产需求下,容器苗应运而生。
  上世纪60、70年代,国外林业发达国家即探索设施育苗,把种子和插条放在特制的容器中,在营养土中生长,享受一致的水、肥和光照。容器为纸制和塑料,填充基质为泥炭、珍珠岩、蛭石等轻体矿物质。
  容器苗优势突出。因为是点播,且无需间苗,节省了将近60%的种子;因为用上了标准基质,病虫害大幅减少;因为用上了容器,起苗环节省了,运输十分便捷;因为天然带了土坨,可以多季造林,适时补植;因为标准化生产,大田两年生的苗子,容器苗一年就可以达到规格;因为带容器上山造林,无需缓苗。
  还是有不足。
  纸制和塑料容器,都不透水、不透气。因此问题来了,苗木容易烂根,根系在容器内盘旋生长,容易窝根,且主根只有一条,侧根比大田裸根苗还少。还有,纸制容器在降水多的地区不适用;塑料容器不降解,造林前需要脱杯,随意丢弃污染环境。还有,容器苗选用的基质以泥炭为主,它产于湿地,开采受限。
  2000年以前,我国容器苗一直使用塑料容器,而且,靠手工装填基质。根据调查,人工添装基质平均每人每天只能装3000个左右。
  能不能有改掉不足、依然保留优点的技术?
  新型容器苗兴利除弊
  科技不断进步。
  1999年4月,北京首届国际营林设备展,丹麦爱立亚德公司现场演示全自动气动无纺布容器机生产轻基质无纺布容器,同时展示了用该容器培育出的新颖的高质量轻基质无纺布容器苗。拥有多项发明专利的中国林科院专家许传森正好在场。
  同年7月,他即研制出了首台半机械化的无纺布制袋机、网袋容器灌装机。轻基质灌入无纺布网袋,像香肠一样存起。育苗时泡水涨发,再切段播种。许传森随后研发了首台简易切段机,和手工高效网袋容器切段方法。目前应用的,已是第三代自动封合轻基质容器网袋容机、第二代多排网袋容器切段机。
  变化是革命性的。
  新型无纺布网袋透水、透气、透根,苗木不烂根、不窝根,有两三条短粗的主根,造林不用缓苗;容器袋是可降解的无纺布,造林前不用脱袋;填充基质转向使用农林废弃物,在有些地区,稻壳、树皮、锯末、玉米芯等的使用量已达到40%。
  技术随着苗木推广。
  15年间,轻基质网袋容器育苗技术已经推广到全国30个省(区、市),建成300多条生产线,覆盖全国300多个市(县)级国有苗圃,累计生产200多个树种的苗木数十亿株。朝鲜、越南、印尼等国的林业企业先后前来考察,并引进了该套设备技术,开创了同类设备出口国际市场的先河。
  这项技术走到今天,它的发展路径值得探究。
  革新一,机械代替人工
  宁波市鄞州区林业技术管理服务站站长、浙江省森源种苗中心负责人袁冬明说:“轻基质网袋容器育苗技术最关键的有两点,自动化的设备、空气修根的理念。
  传统容器育苗由人工装填基质,每人每天只能填装3000个左右,而采用轻基质网袋容器成型机,每人每天可以达到2万个,劳动强度下降,效率大幅提高。
  引进设备“水土不服”。
  爱立亚德公司气动轻基质无纺布容器机设备先进,自动化程度高,但必需使用公司特制的高质量无纺布,且价格高昂。国外也只是在培育高附加值珍贵苗木上应用。
  国内也曾引进法国无纺布容器机,自动化程度高,也必需使用各项参数稳定的高质量无纺布,才能保证自动化连续生产,否则便不能生产。
  我国要大面积推广,必须另辟蹊径。
  中国林科院林业所的科技人员经过反复试验、研究,创造了用长条多齿电热铁连续振动热合的关键专利技术,研制出第一代网袋容器机,用很薄的、密度不均的廉价无纺布或网袋材料,就能自动封合灌装轻基质网袋容器。该设备每小时耗电1000瓦,造价低、维修简单,方便基层单位使用。这套设备对基质的要求也不高,可以填装以农林废弃物为主要原料的轻型育苗基质,适合我国林业生产。
  正因如此,2000年,轻基质网袋成型设备仅在北京就推广了20多套,目前在全国已推广了1000多套。现在的中国林科院林业所不仅有网袋容器成型机,还有基质搅拌机、容器切段机。
  革新二,基质日益广泛
  轻基质是容器育苗的基础材料,占容器成本的90%以上。与传统育苗土相比,重量轻、无杂菌、富营养、透气性好、成分明确。目前较多使用的轻型基质,多为泥炭、珍珠岩和蛭石。这些基质成本高,且产地分布不均衡。
  轻型育苗基质是消耗品,为不可再生资源,使用数量庞大,开采日益受限。辽宁抚顺大孤家林场使用的泥炭来自邻近的清原,而远在数千公里外的浙江省森源种苗中心,今年的3.5万包泥炭也是从清原一带运去。长途运输,成本自然不低。
  能不能用农林剩余物、废弃物代替?
  2003年,中国林科院林业所的科技人员即确定了技术路线,经过多年的试验研究,研制出了相应的原料及处理方法,并获得发明专利3项。这其中,农林废弃物半炭化处理技术属原创技术。
  以稻壳为例。
  南方水稻产区盛产稻壳。森源种苗中心以每袋6元的价格买来新稻壳做试验,结果并不乐观。新鲜稻壳太硬,和泥炭混合后漏水漏肥。而且,新鲜稻壳含有剩余淀粉,会造成基质霉烂,影响苗木品质。
  稻壳最终入围,得益于浙江当地的春笋冬出技术。这项技术是用稻壳作为覆盖物,在竹林中使用一年后,笋出稻壳废。正是这一年的使用,新鲜稻壳的“毛病”全部去掉。农民把稻壳运到森源中心,每袋成本只需3元,真正的物美价廉。
  目前,稻壳、树皮、锯末、玉米芯等已成功在各地轻基质生产中使用,成本大幅下降。在有些地区,这种基质的使用量已达到40%。
  因为基质轻,以前上山一人只能背40棵树苗,现在能背120棵。
  革新三,依赖空气修根
  2004年,浙江省森源种苗中心引进轻基质网袋容器育苗设备和技术。当年,浙江即向全省推广了这一技术和相关生产线。
  新技术育出新苗子,和以前完全不一样。
  主根不再是长长的一条,而是短粗的两三条,而且侧根发达,还不窝根。这项技术被专家称为“空气修根”。
  北京中林林业科技开发公司,中国林科院林业所全资公司,轻基质网袋容器育苗技术推广单位。经理许洋说,所谓空气修根,就是透过容器的根尖暴露在空气中,因蒸发失水自然死亡,在容器内壁会形成根结,容器内部的根系会产生多级侧根。
  拔起一棵苗子,可见根系和基质交织在一起,形成了根团结构。
  许洋说:“多一条根系,就多一次生命的机会。
  辽宁抚顺大孤家林场2008年引进这一技术。分管生产的副场长丁彪说的更形象:“一家一人挣钱和仨人挣钱相比,日子得差哪去啊!
  有赖这一技术,新型容器苗造林后无需缓苗,多争取了一年生长时间,只要造林方法正确,成活率几乎达到100%。
  革新四,技术标准配套
  这不是单一的技术。
  轻基质网袋容器育苗,是由新式的育苗容器、轻型基质,结合了控释肥、空气修根、芽苗移植、专用托盘、全光喷雾嫩枝扦插等一系列技术与设施形成的技术体系。
  比如控释肥技术。
  网袋材料透气、透水,好是好了,可一浇水就跑肥,苗子长得“面黄肌瘦”。浙江省森源种苗中心借鉴了花卉生产的经验,用上控释肥,解决了难题。
  问题导向,带来创新不断。
  比如专用托盘。
  大孤家林场先用木棍隔开容器袋,后来改用泡沫塑料条隔开,防止相互串根,影响起苗。森源种苗中心最早用竹片隔开,随后用上了专业托盘。“竹片太费工了,专用托盘还能调间距。”森源种苗中心主任张信康说。
  这一技术体系目前拥有9项国家发明专利、多项地方和林业行业标准。项目推广过程中,出版专著2部,发表论文10余篇,举办各类技术培训50多场,拍摄面向全国播放的影像资料2部。其中,《轻基质容器网袋育苗技术与装置》被列为国家级星火计划项目。
  谋未来,这是世界趋势
  引进这一技术、设备7年,大孤家林场建成了年生产能力200万株的轻基质网袋育苗生产线,不仅生产日本落叶松、美国蓝杉的网袋播种苗,还生产落叶松网袋扦插苗。
  裸根苗2年生才能造林,网袋苗一年就能上山,争取了一年生长时间;裸根苗造林后有一年缓苗期,网袋苗造林无需缓苗,可以快速重建土壤和根系关系,又争取了一年生长时间。此外,网袋苗搬运过程中没有损失,造林速度快,成活率高。
  10年间,浙江省森源种苗中心繁育轻基质网袋容器苗2100万株,辐射带动育苗2亿株,造林150万亩。相比裸根苗造林,减少了补苗和3年养护成本,每亩可以节省180元开支。轻基质网袋容器苗在全国生产几十亿株,辐射带动更多,节省造林管护成本无量。
  在辽宁抚顺,裸根苗3角钱一棵,网袋苗4角5分一棵。大孤家林木良种繁育基地主任李玉铎说:“虽然便宜,但没人愿意再栽裸根苗。
  袁冬明说,宁波山上造林容器苗占比超过90%,浙江全省山上造林容器苗也占到了70%多。
  随着时间的推移,在浙江、在辽宁、在河北、在江西、在福建……在油茶、在桉树、在落叶松、在珍贵树种……在普通立地造林、在困难立地造林……轻基质网袋容器苗正在快速接管大田裸根苗和传统容器苗市场。
  世界先进育苗技术即是如此,中国与世界同步。