烟霾是如何影响棕榈果出油率的？

摘要

2015年9-10月，印度尼西亚中加里曼丹的火灾产生的浓烟触发了烟霾现象，导致棕榈果的出油率出现下滑。烟霾笼罩之下，日照时间被缩短，四周后的棕榈果出油率受到影响， 2015年10-11月的出油率出现了相应降低。抽样分析后发现，在烟霾环境中成熟的棕榈果内部呈淡黄色，含油量偏低。此外，森林焚烧释放出的乙烯可能加速棕榈果串的提前脱落，对出油率造成不利影响，本文对此也做了讨论。

1、引言

印度尼西亚加里曼丹每年都会发生森林火灾，尤其是在长期干旱的月份。过去部分农户在对土地进行清理的过程中，经常使用“烧芭”这一手段，东南亚上一次因森林火灾造成跨境烟霾现象发生在1997/981年。油棕种植业被指砍伐和焚烧大片林地以种植新作物，成为烟霾事故的最大指责对象。然而，2015年的森林大火及烟霾并不能完全归咎于棕榈种植园。许多大型商业种植园都是各种可持续发展组织的成员，需要以身作则。当然，棕榈种植园内也可能遭遇火灾，但多数情况是被农民的烧芭行为殃及。

农民的“刀耕火种”给泥炭地带来了灾难性的后果。2015年，严重的烟霾覆盖新加坡、文莱、马来西亚，甚至菲律宾、泰国的部分地区。不同于矿质土壤上的森林火灾，富含有机物的泥炭地一旦发生火灾，有机物的燃烧将释放出持久而强烈的烟雾，只有靠下雨和将水位提高才能扑灭。

Caliman和Southworth在他们的研究中，描述了1997年的干旱和烟霾导致廖内省的某个棕榈果压榨厂出油率偏低，但他们没有提供出油率偏低的原因。尽管如此，他们的研究仍发现，出油率偏低与作物收获前四周的日照相关。他们的研究还发现，出油率低的果串未成熟比例更高。2015年烟霾期间，棕榈果的出油率普遍偏低。

本文重点研究了位于中加里曼丹的三家棕榈果压榨厂，它们只接收来自该区域的棕榈果串，且可以获得该地区的日照数据。数据主要包括的该地区在烟霾事件前后的日照长度、降雨量及三家压榨厂出油率。此外，本文还讨论了出油率偏低的其他可能原因。

2、数据及方法

Bumitama Gunajaya Agro (BGA)研究中心位于加里曼丹省中部，有一个气象站，每日收集日照和降雨数据。日照长度由坎贝尔-斯托克斯日照记录仪(Thies型)测量，降雨量由雨量计测量。

该气象站点附近有四家棕榈果压榨厂，但本研究仅对其中3家压榨自家棕榈果的工厂进口分析，以确保了在收获之前，棕榈果串在5个松散果实的最低成熟标准之内，每次收获之间有7-9天的间隔。

这三个工厂位于Palangka Raya泥炭地森林的西部，距离Sampit 89公里，那里是2015年烟霾的集中发生地。在2015年的烟霾发生期间，风从烟霾发生区域往西吹，所以烟雾大多经过了这3个压榨厂周边的棕榈种植园。2015年10月，这里的能见度甚至小于20m。我们每周对棕榈果串进行一次抽样分析，使用Mathews等人的提供的方法。

3、观察及结果

这3个棕榈果压榨厂的每月的日照时数、降雨量(mm)和平均出油率见表1。

利用坎贝尔·斯托克记录器对日照长度进行记录，记录结果会受到云层和浓烟的影响。浓烟不是每天都会发生，但2015年9-10月的低日照时间是由火灾烟霾造成的。虽然2015年10月26日出现降雨，但烟霾一直持续到2015年10月30日。这3个油棕加工厂的出油率从2015年9月29日开始降低，并在2015年11月25日跌至最低水平，这期间的平均出油率为21.62%。此后，出油率缓慢而稳定地增加。图1的结果表明，低日照时间导致了的出油率的下滑。

总日照时数与出油率的相关关系见表2，表2的结果表明，在印度尼西亚被烟雾笼罩4周后，棕榈果的出油情况受到的影响最大。这段时间正好出现如表1所示的最低日照时数对应的时刻。

正如表2所观察到的，烟霾对出油率的不利影响不是立即反应出来的。日照时长与棕榈果收获前1 ~ 2周的出油率相关性不强，相关系数仅为0.59 ~ 0.68。然而，低日照时长与棕榈果收获前3 ~ 4周出油率之间的相关性非常显著。在收获前4周，烟霾引起的低日照时长影响最大，在此期间相关性最高。

每月对棕榈果串的抽样结果如表3所示，2015年10-11月抽样的棕榈果出油率出现下降。尽管收获的果串比最低成熟标准要高得多，但果肉中的低含油量仍是出油率下滑的主要因素。地面上的5个落果通常对应收获后每束10-25个的松散果实。但是，2015年10-11月的抽样中中每个果串的平均散果数在59 - 60个左右。此外，虽然成熟标准较高，但2015年10月的棕榈果肉中含油量仅为42.78%，11月略增至44%。很容易发现，即使鲜果串中脱落的果实数较多，烟霾期间棕榈果的含油量也较低。

眼观察发现，烟霾期间棕榈果小穗的内部或下部果实未成熟，果实一般呈淡黄色，如图2A所示。正常成熟的棕榈果如图2B所示，果实颜色主要为橙色至红色。

4、讨论

森林火灾引起的烟霾在火灾发生四周后对出油率的减少发挥了作用，2015年9月和10月的烟霾导致了日照时数的减少。1997/98年霾季期间，Caliman和Southworth也观察到了低出油率与低日照时数之间的相关性，并且得出结论，采收前4周的低日照长度导致中果肉合成油量降低，未成熟果实的比例更高。然而，他们无法解释中果皮油合成如此低的原因。

Ochs和Daniel3报道了在干旱季节，由于气孔提前关闭导致光合过程减少，果实中油分低的可能性。然而，在他们的描述中，棕榈果肉在旱季的含油量减少是由于大量果实处于干燥状态，这些干果种子的发芽率明显低于正常种子。他们还在研究中指出，即使土壤处于萎蔫状态，气孔也不可能在上午11点30分之前关闭。因此，在烟霾条件下，由于大气中CO2的浓度较高，在短时间内摄取较高体积的CO2，有可能弥补叶片气孔开放时间较短的不足。这一假设需要进一步研究。在热带森林和泥炭热带森林中，由于燃烧而释放的二氧化碳，每公斤干物量从1563克到1643克不等。

除了二氧化碳之外，还会有烃类气体的踪迹，如烷烃、烯烃和炔烃、烃类衍生物和含氧挥发性有机化合物，它们可能在森林火灾中燃烧后释放到大气中。在热带森林中，燃烧泥炭释放出的碳氢化合物之一是乙烯，它具有影响果实脱落的特性。这将是在植物中见到的唯一气态植物激素。热带森林的燃烧被认为是全球乙烯排放的最主要的人为来源之一。热带森林火灾释放的乙烯约为1.06g，而地面上有热带植被的泥炭约为1.79g / kg。可以想象，如果燃烧每公顷200吨干物质的泥炭森林，每公顷会释放多达358公斤的乙烯。在线新闻报道估计，2015年，加里曼丹中部约30万公顷的泥炭森林被烧毁。

在收获后的水田季节性焚烧期间，乙烯的排放量相当于每公斤干稻草0.27克。木材在燃烧阶段释放的乙烯最多，约为每公斤干生物质释放5克乙烯。Mathews报道了用低浓度的乙烯利(2氯乙基膦酸)诱导采收果实早期完全脱落的方法。火山喷发也会释放乙烯，这可能是1991年菲律宾皮纳图博火山爆发时出油率偏低的原因。烟雾覆盖了一大片区域，出油率持续降低。含有乙烯的烟雾可能导致外层果实提前脱落，从而导致在果实完全合成果皮油之前提前收获。这就是在小穗中观察到淡黄色小果的原因，即使收获的束数超过了地面上5个松散果实的最低成熟标准。在烟雾笼罩后4周，果实早期脱落效果最明显。同样，出油率的提高是在大气被雨水从烟雾中清除约4周后观察到的。

5、结论

泥炭地火灾形成的烟雾促使油棕果实在中果皮中完全合成油之前出现早期脱落，从而降低了棕榈果的压榨出油率。果实含油量较低，霾季果肉含油量为43 ~ 44%。烟霾笼罩大气4周后出现油含量下降，这可能与低日照时长有关。烟雾中乙烯的浓度可能是油棕果实早期从鲜果串脱落的原因。烟霾消失4周后，出油率开始增加。

翻译来源：Mathews J*, Ardiyanto A. IMPACT OF FOREST FIRE INDUCED HAZE ON OIL EXTRACTION RATE (OER) IN CENTRAL KALIMANTAN PROVINCE. Journal of Oil Palm, Environment & Health 2016, 7:28-33. doi:10.5366/jope.2016.03

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