土壤類型對(duì)建甌雷竹單株生物量的影響*

陳建興

（建甌市林業(yè)局，福建建甌353100）

生物量是指某一時(shí)刻單位面積內(nèi)實(shí)存生活的有機(jī)物質(zhì)的總量[1]，是森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)劣和功能高低的最直接的表現(xiàn)。竹林生物量的研究一直以來是竹類研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容，同時(shí)也是開展竹林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)研究的基礎(chǔ)[2]，對(duì)于竹林生產(chǎn)力及營(yíng)林水平、竹林生態(tài)效益及竹林物質(zhì)綜合利用的評(píng)估具有重要作用[3]。國內(nèi)外有關(guān)竹林生物量的研究常常附帶在其它研究中，僅限于毛竹等少數(shù)幾個(gè)竹種[4,5]，且很少將土壤等環(huán)境因素對(duì)竹林生物量的影響考慮在內(nèi)。而我國竹種繁多，分布范圍廣，土壤類型多樣[6]，土壤類型直接決定著養(yǎng)分的保蓄能力以及供應(yīng)水平，是竹林生長(zhǎng)及生物量累積的物質(zhì)基礎(chǔ)。

雷竹（Phyllostachys violascens cv.prevelnalis），又名早竹，屬禾本科（Gramineae）竹亞科（Bambusoideae）中剛竹屬一個(gè)竹種[7]。由于其具有出筍較早、筍味鮮美、產(chǎn)量較高的特點(diǎn)，使得雷竹成為最受竹農(nóng)歡迎的竹種之一，近年來被我國長(zhǎng)江以南廣大地區(qū)大量引種栽培。自然狀態(tài)下，雷竹每年3—4月大量出筍[8]，5月長(zhǎng)新竹，6月地下鞭生長(zhǎng)，10—11月部分秋筍出土。為了取得更好的經(jīng)濟(jì)效益，竹農(nóng)常常施入大量肥料于成熟竹林中促進(jìn)筍高產(chǎn)[9]，同時(shí)于冬季輔以地表覆蓋谷殼增溫促進(jìn)早產(chǎn)，這種高投入高產(chǎn)出的高效栽培技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于生實(shí)踐產(chǎn)中。但在竹筍高產(chǎn)早產(chǎn)的同時(shí)，大量肥料的施入及長(zhǎng)期集約經(jīng)營(yíng)帶來了土壤質(zhì)量下降[10]、竹林退化、水體污染等問題。有研究表明[11]，目前以浙江臨安為代表種植時(shí)間超過15a的雷竹林大部分都出現(xiàn)了不同程度的退化現(xiàn)象，且退化的程度與土壤類型及土壤質(zhì)量相關(guān)，直接表現(xiàn)為生物量的降低及組成結(jié)構(gòu)的改變。

土壤對(duì)雷竹林生長(zhǎng)的影響已有諸多研究[12]，有研究人員提出長(zhǎng)期覆蓋導(dǎo)致土壤酸化是雷竹林退化，生物量降低的主要原因[13]；也有研究表明過量施肥、土壤大量鹽基離子的積累是影響雷竹林生長(zhǎng)的主要因素[14]；還有研究推測(cè)[15]，這種這種逆雷竹生長(zhǎng)規(guī)律的經(jīng)營(yíng)方式?jīng)Q定了次生災(zāi)害的發(fā)生。但是，所有研究均基于次生環(huán)境的發(fā)生對(duì)雷竹生長(zhǎng)及生物量的影響，而忽略了土壤原生環(huán)境本身對(duì)雷竹生長(zhǎng)的影響，特別是同一區(qū)域內(nèi)不同類型土壤對(duì)竹林生物量的影響及生物量隨竹齡積累變化規(guī)律。只有對(duì)不同類型土壤上生長(zhǎng)的雷竹林生物量及其變化規(guī)律有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)，才能實(shí)現(xiàn)雷竹林集約經(jīng)營(yíng)可持續(xù)發(fā)展。

福建省建甌市氣候濕潤(rùn)，土壤肥沃，適于雷竹的生長(zhǎng)[16]。建甌雷竹的栽培已有十幾年歷史，至今未出現(xiàn)次生災(zāi)害，相對(duì)于臨安地區(qū)種植的雷竹，建甌雷竹具有出筍更早、筍期更長(zhǎng)、產(chǎn)量更高等特點(diǎn)。據(jù)調(diào)查，建甌雷竹的栽培主要集中于地勢(shì)較為平緩的山坡、山麓及河灘地帶，主要土壤類型主要有由沙土、壤土和黏土三種。為研究不同土壤類型對(duì)雷竹生物量及其變化規(guī)律的影響，研究分于生長(zhǎng)于不同土壤類型的雷竹林中選取1～3a生雷竹為研究對(duì)象，研究不同土壤類型上不同竹齡雷竹生物量之間的差異，為當(dāng)?shù)夭煌愋屯寥郎仙L(zhǎng)的雷竹林生長(zhǎng)診斷提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)域位于福建省建甌市川石鄉(xiāng)雷竹優(yōu)良種苗繁育與栽培配套技術(shù)示范基地，地處福建省西北部，東經(jīng)118°34′30″～ 118°53′00″，北緯 27°10′00″～ 27°20′00″；屬沿海低山丘陵地帶，海拔 200 m左右，屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，四季溫暖潮濕，年平均氣溫為18.9℃，最高溫度40℃，極低溫-9.5℃。全年無霜期230d左右，境內(nèi)雨水充沛，年平均降雨量為1630mm。

該研究區(qū)雷竹林立竹密度為12000～15000株/hm2，立竹平均胸徑3.9cm。據(jù)當(dāng)?shù)刂褶r(nóng)的栽培習(xí)慣，在每年11月下旬進(jìn)行雷竹林地表覆蓋，一般覆蓋厚度約24cm，采用稻草和谷殼雙層覆蓋，上下層各12cm。次年4月中旬將未腐爛的覆蓋物揭去，覆蓋2a，休耕2a。每年11月下旬、次年5月中旬和9月下旬施肥3次，3次肥料用量比例分別為35～40%，30%和30～35%?；室阅蛩睾蛷?fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15）為主，施肥時(shí)伴隨深翻1次。

2 研究方法

2.1 調(diào)查方法

2017年8月，于川石鄉(xiāng)雷竹優(yōu)良種苗繁育與栽培配套技術(shù)示范基地內(nèi)分別選擇栽培于沙土、壤土和黏土的雷竹林建立調(diào)查區(qū)，于調(diào)查區(qū)內(nèi)隨機(jī)選擇了林分類型、組成、結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)狀況和立地條件等具有代表性的樣地3塊，建立20m×20m的標(biāo)準(zhǔn)地。對(duì)每塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)的雷竹按不同年齡進(jìn)行每竹尺檢，計(jì)算出不同年齡雷竹的平均胸徑，選取與平均胸徑一致的雷竹作為標(biāo)準(zhǔn)株，砍伐不同年齡標(biāo)準(zhǔn)株各1株，并測(cè)量其株高。稱出不同標(biāo)準(zhǔn)株的葉、枝、稈鮮重。枝、稈分取上、中、下三個(gè)部位組成混合樣品，并各取500～1000g于樣品袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室分析。將帶回實(shí)驗(yàn)室的葉、枝、稈植物器官樣品，用去離子水洗凈后，105℃下殺青20min，70～80℃下烘至恒重，稱重記錄，測(cè)定含水率，統(tǒng)計(jì)生物量。竹林地上部分生物量按林分中標(biāo)準(zhǔn)株生物量和各林分株數(shù)計(jì)算。

2.2 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)處理使用SPSS18.0系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其中植物樣品含水率=（鮮重—干重）/鮮重×100%

3 結(jié)果與分析

3.1 不同竹齡雷竹生物量鮮重

研究結(jié)果表明，不同類型土壤生長(zhǎng)的雷竹均表現(xiàn)為隨著竹齡的增加生物量鮮重不斷增加，且所有雷竹生物量分布規(guī)律均表現(xiàn)為稈〉葉〉枝。其中壤土上生長(zhǎng)的1a生雷竹單株鮮重生物量最高，為2760g，其中葉鮮重510 g，占整株重18.48%，枝鮮重450g，占整株重16.30%，稈鮮重1800g，占整株重5.22%。黏土上生長(zhǎng)的1a生雷竹單株鮮重生物量最低，為2395g/株，其中葉鮮重475g，占整株重19.83%，枝鮮重355g，占整株重14.82%，稈鮮重1565g，占整株重 65.34%（表 1）。

2a生雷竹單株鮮重生物量大小順序?yàn)樯惩粒?970g）〉黏土（2985g）〉壤土（2935g），其中竹葉重分別為1265g/株、945g/株和730g/株，占單株鮮重生物量的比例分別為31.86%、31.66%和24.87%。竹枝重分別為805g/株、500g/株和330g/株，占單株鮮重生物量的比例分別為20.28%、16.75%和11.24%。竹稈重分別為1900g/株、1540g/株和1875g/株，占單株鮮重生物量的比例分別為47.86%、51.59%和63.88%（表1）。

3a生雷竹單株鮮重生物量大小順序?yàn)轲ね粒?490g）〉沙土（4155g）〉壤土（3565g），其中竹葉重分別為1515g/株、1240 g/株和775 g/株，占單株鮮重生物量的比例分別為33.47%、29.84%和21.74%。竹枝重分別為685 g/株、570 g/株和470 g/株，占單株鮮重生物量的比例分別為15.26%、13.72%和13.18%。竹稈重分別為2290g/株、2345g/株和2320g/株，占單株鮮重生物量的比例分別為51.00%、56.44%和65.08%（表1）。

表1 不同竹齡雷竹單株生物量鮮重

表2 不同竹齡雷竹單株生物量干重

3.2 不同竹齡雷竹生物量干重

與單株生物量鮮重相同，不同類型土壤生長(zhǎng)的雷竹均表現(xiàn)為隨著竹齡的增加生物量干重不斷增加，沙土上生長(zhǎng)的1a生雷竹，壤土上生長(zhǎng)的1a生和3a生雷竹不同器官生物量干重表現(xiàn)為稈〉枝〉葉，沙土上生長(zhǎng)的2a生和3a生雷竹，壤土上生長(zhǎng)的2a生雷竹以及黏土上生長(zhǎng)的所有雷竹不同器官生物量干重表現(xiàn)為稈〉葉〉枝。其中黏土上生長(zhǎng)的3a生雷竹單株生物量干重最高，為 2362g/株，其中葉干重 617g，占整株重26.12%，枝干重422g，占整株重17.88%，稈干重1323g，占整株重56.00%。沙土上生長(zhǎng)的1a生雷竹單株生物量干重最低，為1278g/株，其中葉干重245g，占整株重19.14%，枝干重278g，占整株重21.73%，稈干重755g，占整株重59.13%。

1a生雷竹單株生物量干重大小順序?yàn)槿劳粒?381 g）〉 黏土（1341 g）〉 沙土（1278 g），其中竹葉重分別為249 g/株、248 g/株和245 g/株，占單株生物量干重的比例分別為18.05%、18.49%和19.14%。竹枝重分別為269 g/株、223 g/株和278 g/株，占單株生物量干重的比例分別為19.47%、16.60%和21.73%。稈重分別為863 g/株、870 g/株和755 g/株，占單株生物量干重的比例分別為62.48%、64.90%和59.13%（表2）。

2a生雷竹單株干重生物量大小順序?yàn)樯惩粒?131 g）〉黏土（1595 g）〉壤土（1517 g），其中竹葉重分別為664 g/株、465 g/株和308 g/株，占單株生物量干重的比例分別為31.16%、29.17%和20.32%。竹枝重分別為503 g/株、333 g/株和221 g/株，占單株生物量干重的比例分別為23.60%、20.89%和14.57%。竹稈重分別為964 g/株、796 g/株和988 g/株，占單株生物量干重的比例分別為45.24%、49.94%和65.12%（表2）。

與生物量鮮重相同，3a生雷竹單株生物量干重大小順序?yàn)轲ね粒?362 g）〉沙土（2190 g）〉壤土（1837 g），其中竹葉重分別為617 g/株、589 g/株和300 g/株，占單株生物量干重的比例分別為26.12%、26.89%和16.34%。竹枝重分別為422 g/株、395 g/株和325 g/株，占單株生物量干重的比例分別為17.88%、18.02%和17.68%。竹稈重分別為1323 g/株、1207 g/株和1212 g/株，占單株生物量干重的比例分別為56.00%、55.09%和65.98%（表2）。

表3 不同竹齡雷竹不同器官含水率

3.3 不同竹齡雷竹不同器官含水率

不同雷竹器官含水率差異較大，總體表現(xiàn)為葉〉稈〉枝，其中1a生雷竹含水率在37.28%～57.47%之間，1a生葉、枝和稈含水率大小順序均為沙土（57.47%、44.49%、54.77%）〉壤土（51.14%、40.26%、37.28%）〉黏土（47.78%、37.28%、44.38%）。2a生與3a生雷竹葉片含水率大小順序?yàn)槿劳粒?7.77%、61.26%）〉黏土（50.78%、59.27%）〉沙土（47.50%、52.50%）。2a生竹枝含水率大小順序?yàn)樯惩粒?7.51%）〉黏土（33.38%）〉壤土（33.03%），3a生竹枝含水率大小順序?yàn)轲ね粒?8.35%）〉壤土（30.90%）〉沙土（30.75%）。2a生竹稈含水率大小順序?yàn)樯惩粒?9.25%）〉黏土（48.28%）〉壤土（47.31%），3a生竹稈含水率大小順序?yàn)樯惩粒?8.54%）〉壤土（47.76%）〉黏土（42.23%）（表3）。

4 討論及結(jié)論

生物量是植物生長(zhǎng)情況最直觀的外在表現(xiàn)，通過植物生物量可以對(duì)植物的生長(zhǎng)情況進(jìn)行初步判斷。雷竹作為浙江、安徽、福建等地區(qū)栽培的主要經(jīng)濟(jì)竹種具有生長(zhǎng)迅速、筍產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)效益好、生物量大等特點(diǎn)[17]。目前雷竹栽培過程中最主要的技術(shù)措施[18]為冬季大量施肥覆蓋增溫技術(shù)，但經(jīng)過數(shù)年的經(jīng)營(yíng)，大部分雷竹林都無法避免竹林土壤酸化、變質(zhì)，竹林退化等問題[19]。有研究表明[20]雷竹林的退化首先表現(xiàn)在生理功能活性的降低，無法順利從土壤中汲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致雷竹地上部分生物量的非正常降低，緊接著出現(xiàn)地下根系的壞死，最后成片開花死亡。土壤是植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，不同類型土壤養(yǎng)分含量不同，其保水保肥性能也大不相同[21]。因此土壤類型對(duì)雷竹生物量有直接的影響。研究中1a生雷竹單株生物量鮮重和生物量干重均表現(xiàn)為壤土〉沙土〉黏土（表1，表2），2a生雷竹單株生物量鮮重和生物量干重均表現(xiàn)為沙土〉黏土〉壤土，3a生雷竹單株生物量鮮重和生物量干重表現(xiàn)為黏土〉沙土〉壤土，可見壤土保水保肥性能比較好，供水供肥能力強(qiáng)[22]，對(duì)于1a生雷竹來說生長(zhǎng)迅速，生長(zhǎng)的過程中需要大量的養(yǎng)分，壤土能夠供應(yīng)足夠的養(yǎng)分。對(duì)于長(zhǎng)期生長(zhǎng)來說，植物的生長(zhǎng)決定于養(yǎng)分供應(yīng)能力，三種土壤中黏土含蓄養(yǎng)分的能力最強(qiáng)，因此黏土上生長(zhǎng)的3a生雷竹生物量最大。

生物量干重反映著一定時(shí)間內(nèi)植物積累有機(jī)物質(zhì)的能力，有研究表明雷竹正常的生長(zhǎng)周期為6～7a[23]，依生長(zhǎng)立地條件的差異，從第3a或第4a開始出現(xiàn)衰退，直接表現(xiàn)為生物量的減小。研究中生長(zhǎng)于3種土壤栽培的雷竹生物量鮮重和干重均表現(xiàn)出隨著竹齡的增加逐漸增長(zhǎng)的趨勢(shì)（表1～2），說明3a生雷竹在該地區(qū)的生長(zhǎng)沒有出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，并且雷竹經(jīng)營(yíng)方式良好，沒有出現(xiàn)次生災(zāi)害。

生物質(zhì)量干重在不同器官中的分配規(guī)律直接影響著竹林經(jīng)濟(jì)效益，研究中沙土上生長(zhǎng)的1a生、2a生和3a生雷竹葉片生物量干重占全竹的比例均高于其它兩類土壤（表2），說明就單株雷竹來說，沙土更有利于竹葉的生長(zhǎng)，而壤土和黏土更有利于竹枝和稈的生長(zhǎng)。雷竹不同器官含水率直接影響著植物生命活動(dòng)[24]，有機(jī)物質(zhì)的合成主要依賴于竹葉。不同器官中竹葉中含水率較高，其次是竹稈和竹枝（表3），說明竹葉是竹子地上部分最具活性的器官。其中壤土上生長(zhǎng)的3a生雷竹葉片含水率最高，達(dá)61.26%，且壤土上生長(zhǎng)的2a生雷竹含水率在3中土壤中也最高，說明壤土最適宜雷竹的生長(zhǎng)。一般來說雷竹筍產(chǎn)量的高低主要依賴于2a生和3a生雷竹的貢獻(xiàn)，而黏土上生長(zhǎng)的2a生和3a生雷竹葉片含水率高于沙土，說明相對(duì)于沙土來說，黏土更有利于雷竹的生長(zhǎng)。

不同于毛竹，雷竹的經(jīng)營(yíng)方式中不分大小年，所以在一片竹林中各年份的母竹數(shù)量基本相同。有研究表明[25]，在養(yǎng)分供應(yīng)充足的情況下，雷竹速生、耐密植，平均栽培密度可達(dá)12000株/hm2。假如研究中生長(zhǎng)于3種土壤上的雷竹林每個(gè)年齡段竹子均均與分布，那么我們可以發(fā)現(xiàn)1a生雷竹特別是葉器官生物量干重遠(yuǎn)低于2a及3a生雷竹。以沙土、壤土和黏土上生長(zhǎng)的雷竹單株生物量分別為5599、4736和5298g/株計(jì)算，單位面積生物量分別達(dá)22.936、18.944 和 21.192t/hm2表 4），遠(yuǎn)高于高貴賓等[26]在浙江余杭地區(qū)的研究結(jié)果。雷竹生物量與筍產(chǎn)量之間有一定的相關(guān)關(guān)系，福建建甌地區(qū)水熱條件較好，雷竹生物量大，更有利于雷竹的豐產(chǎn)栽培。

表4 不同竹齡雷竹生物量干重

[1]李廣宇．都市密集區(qū)植被生物量變化及其與城市增長(zhǎng)的空間聯(lián)系研究[D]．中國科學(xué)院大學(xué)，2015．

[2]黎曦．贛南毛竹、硬頭黃竹、坭竹等竹林生物量的研究[D]．南京林業(yè)大學(xué)，2007．

[3]Pynskhem，Upadhyaya，Sahoo．天然梨竹林地上生物量及養(yǎng)分分配[J]．世界竹藤通訊，2012，10（4）：48．

[4]溫衛(wèi)華．不同起源毛竹林生態(tài)系統(tǒng)生物量與碳儲(chǔ)量研究[D]．江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016．

[5]邱爾發(fā)，陳卓梅，鄭郁善，等．山地麻竹筍用林生態(tài)系統(tǒng)生物量、生產(chǎn)力及能量結(jié)構(gòu)[J]．林業(yè)科學(xué)研究，2004，17（6）：726-730．

[6]YangJ，WuJ，JiangP，etal．AStudyofPhytolith-occludedCarbonStockinMonopodialBambooinChina[J]．ScientificReports，2015（5）：13292．

[7]耿伯介．王正平中國科學(xué)院中國植物志編輯委員會(huì)．中國植物志[G]．北京：科學(xué)出版社，1996．9（1）：273．

[8]徐子光．優(yōu)良筍用竹種——雷竹[J]．福建農(nóng)業(yè)，1997（1）：7．

[9]羅小波．雷竹生產(chǎn)發(fā)展與竹園覆蓋技術(shù)[J]．農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2017（7）：145．

[10]孫曉．雷竹林集約經(jīng)營(yíng)模式對(duì)土壤酸化及土壤氮礦化的影響[D]．中國科學(xué)院大學(xué)，2013．

[11]黃芳，蔡榮榮，孫達(dá)，等．集約經(jīng)營(yíng)雷竹林土壤氮素狀況及氮平衡的估算[J]．植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2007，13（6）：1193-1196．

[12]程琳．石灰施用對(duì)雷竹林土壤氮磷轉(zhuǎn)化及流失的影響研究[D]．南京師范大學(xué)，2013．

[13]金愛武，馬躍．雷竹各器官生物量模型研究[J]．浙江林業(yè)科技，1999，19（2）：7-9．

[14]阮弋飛，鄔奇峰，張丹，等．臨安市主要農(nóng)地土壤酸化特征及其改良技術(shù)探討[J]．農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2016，6（3）：21-26．

[15]李子川，桂仁意，莊舜堯，等．雷竹林地酸化與鋁毒脅迫[C]//中國林學(xué)會(huì)竹子分會(huì)四屆四次全委會(huì)暨中國竹業(yè)學(xué)術(shù)大會(huì)．2010．

[16]林振清．福建建甌市雷竹發(fā)展現(xiàn)狀與建議[J]．世界竹藤通訊，2013，11（5）：40-43．

[17]冀琳珂．雷竹水分利用和出筍期個(gè)體有機(jī)碳分布規(guī)律研究[D]．中國林業(yè)科學(xué)研究院，2016．

[18] 張遠(yuǎn)莉．雷竹栽培技術(shù)[J]．安徽林業(yè)科技，2003（4）：28．

[19]楊曉明，劉振勇，邵麗霞，等．德清縣雷竹林地土壤狀況分析[J]．竹子研究匯刊，2014，33（2）：41-45．

[20]季海寶．集約經(jīng)營(yíng)雷竹林植株離子組變化研究[D]．浙江農(nóng)林大學(xué)，2011．

[21]熊順貴．基礎(chǔ)土壤學(xué)[M]．中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2001．

[22]陳恩鳳，周禮愷，武冠云．微團(tuán)聚體的保肥供肥性能及其組成比例在評(píng)斷土壤肥力水平中的意義[J]．土壤學(xué)報(bào)，1994，31（1）：18-25．

[23] 徐昌棠．怎樣抑制雷竹早衰[J]．浙江林業(yè)，1995（6）：23．

[24]冀琳珂．雷竹水分利用和出筍期個(gè)體有機(jī)碳分布規(guī)律研究[D]．中國林業(yè)科學(xué)研究院，2016．

[25]方偉，何鈞潮，盧學(xué)可，等．雷竹早產(chǎn)高效栽培技術(shù)[J]．浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)，1994，11（2）：121-128．

[26]高貴賓，潘雁紅，吳良如，等．不同覆蓋栽培年限雷竹林生物量分配格局研究[J]．江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，37（4）：663-669．