高節(jié)竹鞭根對(duì)林地覆蓋經(jīng)營(yíng)的生理生態(tài)響應(yīng)

江志標(biāo) 葉生月 李迎春 李明良 郭子武 鐘丹苗

(1.桐廬縣林業(yè)技術(shù)推廣中心站，浙江 桐廬 311500；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 富陽 311400)

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高節(jié)竹鞭根對(duì)林地覆蓋經(jīng)營(yíng)的生理生態(tài)響應(yīng)

江志標(biāo)1葉生月1李迎春2李明良1郭子武2鐘丹苗1

(1.桐廬縣林業(yè)技術(shù)推廣中心站，浙江 桐廬 311500；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 富陽 311400)

高節(jié)竹是優(yōu)良的筍材兼用竹種，林地覆蓋經(jīng)營(yíng)是促進(jìn)竹筍早出、顯著提高竹林經(jīng)濟(jì)效益的經(jīng)營(yíng)措施，為保障高節(jié)竹林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)，分析林地覆蓋經(jīng)營(yíng)對(duì)高節(jié)竹2年生竹鞭的鞭根形態(tài)、抗氧化系統(tǒng)和主要養(yǎng)分含量的影響。結(jié)果表明,林地覆蓋經(jīng)營(yíng)對(duì)高節(jié)竹鞭根的根長(zhǎng)、根徑、根系活力、POD活性和MDA、可溶性蛋白質(zhì)、Mg、Fe含量均無顯著影響，但使鞭根CAT活性和N、P、K、Ca含量顯著升高，SOD活性、可溶性糖含量顯著降低。綜合來看，連續(xù)2 a的林地覆蓋經(jīng)營(yíng)，對(duì)高節(jié)竹鞭根的形態(tài)和抗氧化系統(tǒng)無明顯的不利影響，但能促進(jìn)鞭根對(duì)主要養(yǎng)分的吸收與貯存。固此，高節(jié)竹可以實(shí)行連續(xù)2 a的林地覆蓋經(jīng)營(yíng)。

高節(jié)竹；林地覆蓋；鞭根；根系形態(tài)；抗氧化系統(tǒng)；養(yǎng)分含量

高節(jié)竹(Phyllostachysprominens)是優(yōu)良的筍材兼用竹種，在浙江省桐廬縣、富陽市、安吉縣等地廣為栽培。高節(jié)竹生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)，耐土壤貧瘠和低溫，地下鞭系粗壯、延伸生長(zhǎng)能力強(qiáng)，竹筍產(chǎn)量高、品質(zhì)佳、可食率高、加工性能好，竹材徑級(jí)較大，材質(zhì)堅(jiān)硬，是區(qū)域農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要森林資源，對(duì)分布區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)也起到重要的作用。鑒于高節(jié)竹具有良好的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)功能，自20世紀(jì)90年代以來，對(duì)其陸續(xù)開展了包括以林分結(jié)構(gòu)調(diào)控和土壤養(yǎng)分補(bǔ)充為核心的豐產(chǎn)栽培[1-2]、病蟲害防治[3-4]、竹筍保鮮[5]、提高竹筍品質(zhì)的套袋栽培[6]等技術(shù)研究，形成了較為系統(tǒng)的高節(jié)竹栽培技術(shù)，促進(jìn)了高節(jié)竹資源的發(fā)展與開發(fā)利用。但由于高節(jié)竹出筍期為4月中下旬至5月中旬，較雷竹(P.violascens)、毛竹(P.edulis)遲，雖然高節(jié)竹竹筍品質(zhì)好、產(chǎn)量高，但經(jīng)濟(jì)效益一直以來都表現(xiàn)不佳。為此，近年來一些高節(jié)竹主產(chǎn)區(qū)采用林地覆蓋的方法促使高節(jié)竹竹筍早產(chǎn)，顯著提高了其經(jīng)濟(jì)效益。林地覆蓋竹筍早產(chǎn)措施在雷竹林中得到了較為廣泛的應(yīng)用，但不合理的長(zhǎng)期林地覆蓋經(jīng)營(yíng)會(huì)導(dǎo)致雷竹林立地生產(chǎn)力衰退，竹筍產(chǎn)量和質(zhì)量下降，土壤發(fā)生了物理、化學(xué)和生物特性等劣變[7-11]，不利于竹林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)。因此，本試驗(yàn)在高節(jié)竹資源豐富的浙江省桐廬縣莪山鄉(xiāng)開展了林地覆蓋經(jīng)營(yíng)對(duì)高節(jié)竹鞭根形態(tài)、根系活力、抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、丙二醛、主要養(yǎng)分含量等指標(biāo)的影響研究，探討林地覆蓋經(jīng)營(yíng)下高節(jié)竹的生長(zhǎng)狀況，為高節(jié)竹高效可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供參考依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于浙江省桐廬縣莪山鄉(xiāng)，地處北緯29°35′～30°05′，東經(jīng)119°11′～119°58′，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，年平均氣溫16.6 ℃，極端高溫41.7 ℃，極端低溫-9.5 ℃，全年≥10 ℃積溫 5 262 ℃，年平均無霜期252 d，年平均降水量 1 462 mm，年平均蒸發(fā)量 1 385 mm，年平均相對(duì)濕度81%。土壤為紅壤，土層厚度80 cm以上。高節(jié)竹資源豐富，全鄉(xiāng)有高節(jié)竹林地面積0.14萬hm2，是浙江省“高節(jié)竹之鄉(xiāng)”。以高節(jié)竹為主的竹筍業(yè)已成為試驗(yàn)地農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)和特色產(chǎn)業(yè)。近年來，為提高高節(jié)竹林經(jīng)濟(jì)效益，已規(guī)模化推廣應(yīng)用了高節(jié)竹林地覆蓋經(jīng)營(yíng)措施。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)方法

2011年11月選擇地勢(shì)平緩、土層深厚、近水源，具豐產(chǎn)林分結(jié)構(gòu)的高節(jié)竹林0.4 hm2為試驗(yàn)林，平均立竹密度為 7 715 株/hm2，平均立竹胸徑5.41 cm，1年生∶2年生∶3年生立竹比例為1.13∶1.09∶1.00。其中對(duì)1/2面積的試驗(yàn)林進(jìn)行林地覆蓋經(jīng)營(yíng)，另外1/2面積的試驗(yàn)林不覆蓋(對(duì)照)。2011年、2012年11月下旬對(duì)試驗(yàn)林連續(xù)覆蓋2 a。具體覆蓋方法為覆蓋前先將林地澆透水，施用雞糞等農(nóng)家肥75～90 t/hm2，后蓋稻草20 cm左右，再蓋礱糠20～25 cm,每年的4月下旬將覆蓋物移出林外。自然出筍期的中后期定量留養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)新竹，夏季結(jié)合林地墾復(fù)進(jìn)行選擇性伐竹，伐去3年生以上和部分3年生立竹及病蟲竹、弱小竹，保持穩(wěn)定的豐產(chǎn)林分結(jié)構(gòu)。除林地覆蓋時(shí)的施肥外，試驗(yàn)林每年在新竹抽枝長(zhǎng)葉后的6—7月份施氮、磷、鉀有效養(yǎng)分含量≥30%的復(fù)合肥750 kg/hm2。林地覆蓋高節(jié)竹林可年產(chǎn)竹筍22.5 t/hm2，經(jīng)濟(jì)效益18萬元，較不覆蓋高節(jié)竹林提高4倍以上。

2.2 鞭根取樣和生理生態(tài)指標(biāo)測(cè)定

2013年8月，在林地覆蓋和不覆蓋高節(jié)竹試驗(yàn)林中,分別選取2年生竹鞭各6支帶回實(shí)驗(yàn)室用根系掃描儀測(cè)量根長(zhǎng)、根徑。并分別采集2年生竹鞭上細(xì)根15 g左右，置于冰壺中帶回實(shí)驗(yàn)室后，用蒸餾水沖洗干凈，放于濾紙上晾干，備用于測(cè)定生理指標(biāo)。

根系活力采用α-萘胺氧化法測(cè)定[12]。超氧化物岐化酶(SOD)活性用氮藍(lán)四唑(NBT)光化還原法測(cè)定，以單位時(shí)間內(nèi)抑制NBT光化還原的50%為1個(gè)酶活性單位U；過氧化物酶(POD)活性用愈創(chuàng)木酚氧化法測(cè)定，以每分鐘A470升高0.01為1個(gè)酶活性單位U；過氧化氫酶(CAT)活性用紫外吸收法測(cè)定，以每分鐘A240降低0.01為1個(gè)酶活性單位U；可溶性蛋白質(zhì)含量用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定；可溶性糖含量用蒽酮比色法測(cè)定；丙二醛(MDA)含量用硫代巴比妥酸法測(cè)定[13]。氮含量采用凱氏法測(cè)定，磷含量采用鉬銻抗比色法測(cè)定，鉀、鐵、鈣和鎂含量采用原子吸收分光光度法測(cè)定[14]。各項(xiàng)試驗(yàn)均重復(fù)3次。

2.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)在Excel 2003統(tǒng)計(jì)軟件中進(jìn)行分析，在SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件中進(jìn)行單因素方差分析和0.05水平的LSD多重比較，分析林地覆蓋經(jīng)營(yíng)和不覆蓋高節(jié)竹林鞭根測(cè)定的生理生態(tài)指標(biāo)間的差異。試驗(yàn)數(shù)據(jù)均表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

3 結(jié)果與分析

3.1 林地覆蓋經(jīng)營(yíng)對(duì)高節(jié)竹鞭根形態(tài)和根系活力的影響

從表1分析可知，經(jīng)過連續(xù)2 a的林地覆蓋經(jīng)營(yíng)，高節(jié)竹2 a生竹鞭的鞭根根長(zhǎng)、根徑較不覆蓋高節(jié)竹林均有一定程度的降低，降幅分別為15.3%和10.4%，但差異并沒有達(dá)到顯著水平。而根系活力覆蓋高節(jié)竹林較不覆蓋高節(jié)竹林有所提高，升幅為10.0%，差異也不顯著。說明2 a的林地覆蓋經(jīng)營(yíng)不會(huì)對(duì)高節(jié)竹鞭根的形態(tài)和根系活力產(chǎn)生明顯的影響。

表1 林地覆蓋和不覆蓋高節(jié)竹林鞭根的根長(zhǎng)、根徑和根系活力

注：同列字母相同為差異不顯著(P>0.05)，字母不同為差異顯著(P<0.05)。

3.2 林地覆蓋經(jīng)營(yíng)對(duì)高節(jié)竹鞭根抗氧化系統(tǒng)的影響

從表2分析可知，高節(jié)竹林經(jīng)過2 a的連續(xù)林地覆蓋經(jīng)營(yíng)，與不覆蓋高節(jié)竹林相比，2年生竹鞭的鞭根CAT活性顯著升高，升幅達(dá)172.7%；雖然POD活性和MDA、可溶性蛋白質(zhì)含量均有小幅度的升高或降低，但與不覆蓋高節(jié)竹林差異均不顯著；而SOD活性、可溶性糖含量均顯著降低，降幅分別達(dá)58.6%和53.2%。說明林地覆蓋經(jīng)營(yíng)對(duì)高節(jié)竹鞭根的抗氧化系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響，以適應(yīng)林地覆蓋的環(huán)境變化，但總體而言，2 a的林地覆蓋經(jīng)營(yíng)并沒有造成高節(jié)竹鞭根抗氧化系統(tǒng)的紊亂。

表2 林地覆蓋和不覆蓋高節(jié)竹林鞭根的抗氧化系統(tǒng)指標(biāo)

注：同列字母相同為差異不顯著(P>0.05)，字母不同為差異顯著(P<0.05)。

3.3 林地覆蓋經(jīng)營(yíng)對(duì)高節(jié)竹鞭根養(yǎng)分含量的影響

從表3分析可知，高節(jié)竹林經(jīng)過2 a的連續(xù)林地覆蓋經(jīng)營(yíng)，與不覆蓋高節(jié)竹林相比，2年生竹鞭的鞭根N、P、K和Ca含量均有顯著升高，升幅分別為67.2%、127.1%、84.5%和82.9%，Mg、Fe含量雖有小幅度的升高或降低，但差異均不顯著。說明林地覆蓋經(jīng)營(yíng)總體上有利于高節(jié)竹鞭根對(duì)養(yǎng)分的吸收與貯存。

表3 林地覆蓋和不覆蓋高節(jié)竹林鞭根養(yǎng)分含量

注：同列字母相同為差異不顯著(P>0.05)，字母不同為差異顯著(P<0.05)。

4 結(jié)論與討論

林地覆蓋經(jīng)營(yíng)措施主要是利用有機(jī)覆蓋物的增溫、保溫和保濕作用來達(dá)到竹筍早出的目的，并且通過林地養(yǎng)分的大量補(bǔ)充來達(dá)到竹筍豐產(chǎn)和立地生產(chǎn)力長(zhǎng)期維護(hù)的目的，這就勢(shì)必會(huì)改變竹子的生長(zhǎng)環(huán)境與土壤的養(yǎng)分狀況等。已有較多的研究表明，林地覆蓋經(jīng)營(yíng)對(duì)雷竹生長(zhǎng)和土壤性狀會(huì)產(chǎn)生影響，短期覆蓋經(jīng)營(yíng)會(huì)促進(jìn)雷竹生長(zhǎng)，但長(zhǎng)期覆蓋經(jīng)營(yíng)會(huì)造成雷竹林退化[15]。本研究結(jié)果表明，連續(xù)2 a的林地覆蓋經(jīng)營(yíng)總體上并不會(huì)對(duì)高節(jié)竹生長(zhǎng)產(chǎn)生明顯的不利影響，表現(xiàn)在鞭根的根長(zhǎng)、根徑、根系活力、POD活性和MDA、可溶性蛋白質(zhì)、Mg、Fe含量并沒有發(fā)生明顯的變化，而鞭根N、P、K和Ca含量顯著升高，說明林地覆蓋經(jīng)營(yíng)促進(jìn)了鞭根對(duì)主要養(yǎng)分的吸收與貯存，這與林地覆蓋經(jīng)營(yíng)措施的大量土壤養(yǎng)分補(bǔ)充、土壤疏松等有關(guān)。而且林地覆蓋經(jīng)營(yíng)下高節(jié)竹林鞭根的可溶性糖含量顯著降低，說明大量的碳水化合物用于鞭根的新陳代謝，鞭根生長(zhǎng)旺盛。綜合分析可知，高節(jié)竹林可以實(shí)行2 a連續(xù)的林地覆蓋經(jīng)營(yíng)。但由于本試驗(yàn)高節(jié)竹林覆蓋經(jīng)營(yíng)年限短，不能完全反映林地覆蓋經(jīng)營(yíng)對(duì)高節(jié)竹鞭根生理生態(tài)特征的影響，需進(jìn)一步開展不同林地覆蓋經(jīng)營(yíng)年限下高節(jié)竹林竹筍產(chǎn)量、質(zhì)量和生理生態(tài)特征變化規(guī)律的研究，尤其是長(zhǎng)期連年林地覆蓋經(jīng)營(yíng)，進(jìn)而提出高節(jié)竹林科學(xué)的林地覆蓋經(jīng)營(yíng)措施，保障高節(jié)竹林可持續(xù)高效經(jīng)營(yíng)。

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(責(zé)任編輯 張 坤)

Ecophysiological Response of Rhizome Root ofPhyllostachyprominensto Mulching Management

JIANG Zhi-biao1,YE Sheng-yue1,LI Ying-chun2,LI Ming-liang1, GUO Zi-wu2,ZHONG Dan-miao1

(1.Forestry Technology Extension Central Station of Tonglu County,Tonglu Zhejiang 311500,China; 2.Research Institute of Subtropical Forestry,CAF,Fuyang Zhejiang 311400,China)

Phyllostachyprominensis a famous shoot and timber-used bamboo species. Mulching management is an important cultivation measures for bamboo to early shoot and get high profit. To protect the sustainable development ofP.prominensplantations, we had carried on mulching management in continuous 2 years and then analyzed the effects of mulching management on morphology, root activity, antioxidant system and nutrient content of 2-year-old bamboo rhizome. The results showed that mulching management for 2 years had no significant effect on length, diameter, root activity, POD activity and content of MDA, soluble protein, Mg and Fe in rhizome root, while CAT activity, content of N、P、K、Ca increased significantly, and SOD activity and soluble sugar content decreased markedly. All results indicated that mulching management in continuous 2 years had no adverse impact on morphology and antioxidant system of rhizome root, but advanced nutrient absorption and storage. Therefore, mulching management ofP.prominensplantations could be implemented for 2 years.

Phyllostachyprominens; mulching management; rhizome root; root morphology; antioxidant system; Main nutrient

2014-06-18

浙江省林業(yè)科技推廣項(xiàng)目(2012B14)資助。

Feb.2014

10.11929/j.issn.2095-1914.2015.01.008

S718.43

A

2095-1914(2015)01-0038-04

第1作者：江志標(biāo)(1962—)，男，高級(jí)工程師。研究方向：林業(yè)技術(shù)推廣。Email：tlljzx@sohu.com。