苦竹立竹數(shù)與年齡結(jié)構(gòu)對筍產(chǎn)量的影響

杜靈麗，張迎輝，陳禮光，李士坤，榮俊冬，鄭郁善

(1.福建農(nóng)林大學園林學院，福建 福州350002;2.福建農(nóng)林大學林學院，福建福州350002;3.漳平市林業(yè)局，福建漳平364400)

苦竹(Pleioblastus amarus)禾本科竹亞科苦竹屬，為重要的筍材兩用竹.苦竹筍含有豐富的植物纖維、多酚類物質(zhì)、多種氨基酸和微量元素，其味鮮甘苦，具有清熱解毒之功效［1－2］.近幾年來，主要研究方向有:苦竹筍用林早產(chǎn)豐產(chǎn)技術試驗［3－5］、苦竹竹鞭結(jié)構(gòu)［6］、各器官生物量模型［7］、無性系克隆繁殖［8］以及測定鮮筍中營養(yǎng)成分、礦質(zhì)元素、黃酮類化合物含量［9－11］.環(huán)境效益方面，何來平等［12］研究了苦竹有機碳含量和儲量，綜合評價了苦竹林碳匯功能方面的優(yōu)勢.為今后苦竹林地的經(jīng)營管理提供依據(jù)，有助于提高竹林經(jīng)濟效益，本文首次從年齡比例和經(jīng)營密度2個因子入手，采用2因子2次回歸正交試驗設計，探究其對苦竹筍產(chǎn)量的影響.根據(jù)出筍情況，確定當?shù)爻龉S周期，并選定最佳方案.

1 試驗地概況

試驗林為漳平縣赤水鎮(zhèn)石寮村的一片自然生長的純林，以散生狀態(tài)為主，地理座標為東經(jīng)117°21'－117°26'，北緯25°23'－25°37'，位于山坡上部，海拔720－780 m，土壤類型主要為地帶性紅壤，還有少量紫色土.屬中亞熱帶季風氣候區(qū)，年平均氣溫20.3℃.雨量充沛，年降水量1486 mm，年內(nèi)降水分配不均，3－9月份濕潤多雨，10－2月份干燥少雨，相對濕度78%.氣候溫和，光照充足，夏長冬短，無嚴寒冰雪，風災罕見.

2 試驗材料與方法

2.1 標準竹選取

試驗林為天然生長的苦竹純林，喬木層為純苦竹，無灌木層，草本層主要是芒萁，蓋度85%，平均高度40 cm.竹林生長良好，常年留筍長竹，試驗前未實施墾復、施肥等撫育措施，經(jīng)營管理粗放，偶有挖筍現(xiàn)象.

2011年10月，根據(jù)葉齡痕法，輔以竹桿和籜環(huán)的顏色，綜合判定立竹年齡，選擇不同年齡的苦竹，分別隨機選取100株，按每竹進行胸徑、竹高、冠幅因子的調(diào)查［13］.根據(jù)總株數(shù)，并計算林分平均胸徑、平均竹高、平均冠幅.以平均胸徑為基準，以誤差不超過5%為原則，選擇不同年齡苦竹(1、2、3 a)各5株，測定其單株生物量［14］.以上生長因子作為樣竹選擇的標準(表1).

表1 標準竹生長因子比較Table 1 Comparison on growth factors of standard bamboos

2.2 樣地設定

在布設樣地過程中，進行伐竹和除雜.砍伐老竹時，本著砍老留新、砍弱留強、砍密留疏、砍病留健的原則，按試驗設計調(diào)整竹林結(jié)構(gòu).樣地隨機布設在自然條件基本一致的苦竹林內(nèi)，每個樣地100 m2(10 m×10 m)，樣地間距離大于5 m，四周用測繩圍住以作標記.

2.3 試驗設計

采用2因子2次回歸正交試驗設計［15］，試驗設計結(jié)構(gòu)矩陣見表2.在12月下旬、2月下旬和4月下旬進行樣地施肥處理，各施肥占總量的40%、30%和30%，施肥采用環(huán)狀溝施，環(huán)狀溝距離竹蔸約30 cm，溝深約10 cm，施后覆土.根據(jù)單位立竹數(shù)進行施肥量計算:立竹數(shù)為75、100和125株·100 m－2，其各施肥總量(N+P+K)分別為9、12 和15 kg;且N∶P(P2O5)∶K(K2O)為3∶1∶2.當樣地開始出筍時，進行出筍量及新竹生長狀況的觀測與調(diào)查，并確定苦竹生長周期，且分析竹齡結(jié)構(gòu)與竹林密度對苦竹產(chǎn)量的影響.

表2 試驗設計結(jié)構(gòu)矩陣1)Table 2 Structure matrix of experimental design

3 結(jié)果與分析

3.1 不同時期各處理組的發(fā)筍情況

按竹農(nóng)挖筍時間進行記錄，記錄內(nèi)容包括出土日期、發(fā)筍總數(shù)、挖筍個數(shù)、重量、退筍日期、退筍個數(shù)、退筍高度及成竹總數(shù)等，每隔5－7 d記錄1次.起止時間為3月中下旬至5月上旬.發(fā)筍量是衡量竹林經(jīng)濟效益的重要經(jīng)濟技術指標之一.在不同發(fā)筍時期，苦竹發(fā)筍量存在明顯差異(圖1)，盛期發(fā)筍量最高，約占總發(fā)筍量66%;其次是初期，約占總發(fā)筍量22%;末期最少，約占總發(fā)筍量12%.

3.2 苦竹生長周期的劃分

根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析，苦竹發(fā)筍期可分為3個階段:初期、盛期和末期，但在不同地區(qū)和不同年份，筍期長短及起止時間隨著氣溫和水濕條件的不同而存在差異，不同時期之間也無嚴格界限.根據(jù)漳平縣赤水鎮(zhèn)石寮村苦竹林地多年的經(jīng)驗，本地區(qū)3月中下旬開始發(fā)筍，定為發(fā)筍初期，4月上旬至4月末大量發(fā)筍，定為發(fā)筍盛期，5月初至5月中旬產(chǎn)筍減少，定為發(fā)筍末期.

3.3 各處理組的發(fā)筍及退筍情況

不同處理方法的發(fā)筍情況存在差異(表3).其中，6號處理方式的發(fā)筍總數(shù)最高，即經(jīng)營密度為12500株·hm－2，年齡結(jié)構(gòu)為1∶1時發(fā)筍總數(shù)最高，7號處理方式的發(fā)筍總數(shù)最低.9種處理方式的退筍率為24.00%－33.33%.其中，4號處理方式的退筍率最低，這與其經(jīng)營密度稀疏，養(yǎng)分競爭小有一定關系.合理的挖筍、留筍養(yǎng)竹是來年竹筍豐產(chǎn)的基礎.過早的留養(yǎng)母竹會爭奪竹林中的養(yǎng)分，使其分化的筍芽因營養(yǎng)不良而不能出土;留筍過遲，會因竹林內(nèi)部的大量養(yǎng)分被消耗而引起母竹生長不良，不能成竹，影響產(chǎn)量.由表3可知，挖筍后留筍成竹的數(shù)量為4100－6500株·hm－2.其中，6號處理方式的留筍量大，其發(fā)筍數(shù)也是最大的.

圖1 不同處理組不同時期的發(fā)筍情況Fig.1 Bamboo shoots producing in different periods of different treatments

表3 不同處理組發(fā)筍及退筍情況比較Table 3 Comparison of bamboo shoots produced and retrograded among different treatments

3.4 竹筍產(chǎn)量因子分析

合理的竹林結(jié)構(gòu)是達到穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的關鍵因子.苦竹林分經(jīng)營密度(立竹數(shù))和年齡結(jié)構(gòu)對鮮筍產(chǎn)量、母竹大小等因子有較大影響(表 4).各處理的鮮筍產(chǎn)量為 3290.0－7095.6 kg·hm－2，單株產(chǎn)筍1.05－2.08個，個體重0.318－0.362 kg，新竹平均胸徑4.28－5.18 cm.其中，鮮筍產(chǎn)量和發(fā)筍數(shù)隨密度增大而增多，密度為12500株·hm－2時達到最大，不同年齡結(jié)構(gòu)下，以1年生∶2－3年生為1∶1時最大，其次是2∶1，最后是1∶2.單株產(chǎn)筍數(shù)隨密度增大而減少，說明一定的空間對苦竹發(fā)筍有利.個體重及新竹平均胸徑呈現(xiàn)的規(guī)律不明顯，即不同竹齡比例與密度對二者影響不明顯，可能是受到外界環(huán)境多因素的干擾.

經(jīng)竹筍產(chǎn)量因子回歸分析，得各因子回歸方程如下:

鮮筍產(chǎn)量回歸方程為

發(fā)筍數(shù)回歸方程為

單株產(chǎn)筍數(shù)回歸方程為

個體重回歸方程為

表4 不同處理組的出筍量及新竹生長狀況Table 4 Bamboo shoot yield and young bamboo growth in different treatment groups

新竹平均胸徑回歸方程為

式中:X1、X2分別表示立竹數(shù)和年齡結(jié)構(gòu)的編碼值.

對所建立的回歸方程求Y對X的一階導數(shù)，根據(jù)微積分原理

令(?y/?x1)=0 (?y/?x2)=0

各回歸方程求得結(jié)果如下:

鮮筍產(chǎn)量:X1=2.595 X2=0.027

發(fā)筍數(shù):X1=3.984 X2=0.023

單株發(fā)筍數(shù):X1=－3.572 X2=0.094

個體重:X1=0.283 X2=0.063

新竹平均胸徑:X1=－0.497 X2=0.545

將這些編碼值換算成立竹數(shù)和年齡結(jié)構(gòu)(1年生∶2－3年生綠竹，下同)，可得最佳立竹數(shù)和年齡結(jié)構(gòu)，并可計算在這一水平的最高產(chǎn)量:

鮮筍產(chǎn)量:立竹數(shù) 16487.5 株·hm－2，年齡結(jié)構(gòu) 0.981∶1，最高筍產(chǎn)量為 7213.04 kg·hm－2.

發(fā)筍數(shù):立竹數(shù)19960 株·hm－2，年齡結(jié)構(gòu)0.984∶1，最大發(fā)筍數(shù)為15953.83 個·hm－2.

單株發(fā)筍數(shù):立竹數(shù)18930株·hm－2，年齡結(jié)構(gòu)0.937∶1，單株最大發(fā)筍數(shù)為2.90個.

個體重:立竹數(shù) 10707.5 株·hm－2，年齡結(jié)構(gòu) 0.957∶1，最大個體重為 0.341 kg.

新竹平均胸徑:立竹數(shù)8757.5 株·hm－2，年齡結(jié)構(gòu) 0.685∶1，最大平均胸徑為 4.879 cm.

各因子回歸關系的分析結(jié)果表明，鮮筍產(chǎn)量、發(fā)筍個數(shù)、單株發(fā)筍個數(shù)、個體重和新竹平均胸徑回歸方程均不顯著(表5).這可能與各處理組挖筍個數(shù)不同，且發(fā)筍數(shù)越多的處理組，其挖筍數(shù)也較多，使得留筍成竹數(shù)量為4100－6500株·hm－2有一定關系.說明合理的挖筍，對降低不同處理發(fā)筍數(shù)的差距有促進作用.總體來說，一般立竹數(shù)以密度為12500株·hm－2，年齡結(jié)構(gòu)(1年生∶2－3年生)1∶1為宜.

4 結(jié)論與討論

各處理組的發(fā)筍趨勢為先增后減，發(fā)筍盛期一致為4月16日至4月23日.不同處理組的發(fā)筍總數(shù)不同，6號處理方式的發(fā)筍總數(shù)最高，即經(jīng)營密度為12500株·hm－2、年齡結(jié)構(gòu)為1∶1時，發(fā)筍總數(shù)最多.這與駱瑞清［16］的研究結(jié)果即“筍用竹林9000－12000株·hm－2;各齡立竹比例關系為1年生竹占40%，2年生竹占30%，3年生竹占30%”有一定出入，但總體上接近.9種處理方式的退筍率為24.00%－33.33%，經(jīng)過合理挖筍，留筍成竹的數(shù)量為4100－6500株·hm－2.各竹筍產(chǎn)量因子的回歸分析表現(xiàn)為:鮮筍產(chǎn)量、發(fā)筍數(shù)、單株發(fā)筍數(shù)、個體重和新竹平均胸徑回歸方程均不顯著.其中，個體重的F值最小，其次是鮮筍產(chǎn)量.

天然苦竹進行人工培育時，應根據(jù)自然條件科學確定培育目標，合理安排年度經(jīng)營措施，采取深翻、淺鋤、除草松土、施肥及科學的竹筍管理與合理采伐更新才能達到豐產(chǎn)培育目的.本研究的試驗地由于長期處于自然狀態(tài)，土壤肥力相對低下，在根據(jù)不同造林要求進行施肥后，施肥的試驗地比未施肥的其他地塊，苦竹的產(chǎn)筍量有顯著提高，說明施肥對筍產(chǎn)量影響較大.

表5 回歸關系的方差分析Table 5 Variance analysis of regression relation

本文討論了立竹數(shù)和年齡結(jié)構(gòu)對出筍量的影響，根據(jù)9個處理組的結(jié)果，得出最佳立竹數(shù)和年齡結(jié)構(gòu).如果繼續(xù)增加立竹數(shù)或者改變年齡結(jié)構(gòu)，是否能繼續(xù)提高筍產(chǎn)量還有待進一步研究.

留筍成竹的數(shù)量控制在一定范圍是為了來年更好生長，若不考慮這一因素，不進行整個過程的人工控制挖筍，那么不同處理組的發(fā)筍數(shù)、退筍數(shù)及鮮筍產(chǎn)量是否會得出不同的結(jié)果，有待進一步研究.

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