水肥施用對(duì)斑竹發(fā)筍及竹筍品質(zhì)的影響

蘇浩然

(國際竹藤中心 竹藤科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100102)

斑竹(Phyllostachysbambusoidesf.lacrima-deae)又稱湘妃竹，是禾本科竹亞科剛竹屬竹種桂竹(Phyllostachysmakinoi)的變型，其特點(diǎn)是竹稈及枝條上均具紫褐色斑塊或斑點(diǎn)，廣泛分布于我國長江流域和黃河流域，是著名的觀賞竹種，竹稈可用于制作工藝品及材用，竹筍甜脆、口感好[1-2]，更是我國北方的筍、材、觀賞用優(yōu)良竹種。博愛縣是我國竹林成片分布的最北緣，為黃河流域僅有的古竹林遺存地，在我國黃河流域的縣(市)中竹林面積最大、竹種最多。博愛縣現(xiàn)有竹林面積828.93 hm2，種類約90種，竹林面積占全縣林地總面積的5.1%。其中，斑竹林面積336.41 hm2，占竹林面積的40.58%，是博愛縣栽培面積最大的竹種。近年來，由于當(dāng)?shù)厮Y源供應(yīng)不足，加之竹材價(jià)格和傳統(tǒng)竹產(chǎn)品附加值低等原因，導(dǎo)致博愛竹林直接經(jīng)濟(jì)效益下降，林農(nóng)經(jīng)營積極性不高。但當(dāng)?shù)匕咧窆S品質(zhì)高，口感好，深受人們喜愛，市場價(jià)格高，實(shí)施筍菜工程可作為斑竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展的突破口。本試驗(yàn)研究了博愛縣斑竹筍用林豐產(chǎn)培育措施及對(duì)竹筍營養(yǎng)品質(zhì)的影響，旨在為北方斑竹筍用林的定向培育和規(guī)?；_發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地位于河南博愛縣西部的許良鎮(zhèn)(35°16′N、113°02′E)，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，寒暖干濕交替。年平均氣溫14.1 ℃，極端最高氣溫42.4 ℃，極端最低氣溫-17.9 ℃，無霜期年均231 d，最長年份達(dá)263 d，年均日照時(shí)數(shù)2 484 h。光照充足，熱量豐富，林木年生長期較長。土壤為洪積沖積物，主要是壚土、潮壤土和潮壚土。土層深厚肥沃，團(tuán)粒性好，有機(jī)質(zhì)含量高，pH值6.8～7.4。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)因素：立竹密度(A)、施肥量(B)和灌溉次數(shù)(C)，每個(gè)因素設(shè)置3個(gè)水平(表1)。

表1 試驗(yàn)因素及水平

采用L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，具體試驗(yàn)安排見表2。每個(gè)試驗(yàn)處理3個(gè)重復(fù)，呈水平直線排列，另取3個(gè)無經(jīng)營措施的試驗(yàn)小區(qū)作為對(duì)照，共設(shè)置30個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。試驗(yàn)小區(qū)面積10 m × 10 m，小區(qū)之間設(shè)置2～4 m緩沖帶，每個(gè)樣地隨機(jī)安排一種處理，每種處理進(jìn)行3次重復(fù)。

表2 L9(34)正交試驗(yàn)安排

立竹密度調(diào)整：2015年1月，通過人工采伐調(diào)整竹林立竹密度，調(diào)整后竹林的立竹胸徑3～5 cm，立竹年齡結(jié)構(gòu)為1年、2年和3年生竹各占1/3。

施肥：5月施催筍肥，6月施長鞭肥，9月施催芽肥。肥料種類為尿素，每次肥料用量為全年施肥量的33.3%，施肥方式為撒施。

灌溉：根據(jù)斑竹生長規(guī)律和前人灌溉經(jīng)驗(yàn)，全年灌溉4次，即為迎春水、拔節(jié)水、行鞭水和保胎水；全年灌溉5次為澆“五水”[2,3-6]：2月底迎春水、5月初催筍水、6月拔節(jié)水、7月行鞭水、8月孕筍水；全年灌溉6次，在澆“五水”的基礎(chǔ)上，11月份澆保胎水。

2.2 竹筍采集與分析方法

2016年5月，每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)采集竹筍5個(gè)，采集方式為小區(qū)兩條對(duì)角線的1/4、1/2和3/4處附近各采集1個(gè)。竹筍采集后立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室剝除筍籜，用蒸餾水洗凈，稱重后置于105±2 ℃烘箱殺青15 min，殺青后將烘箱溫度降至65±2 ℃烘干。干筍用磨樣機(jī)粉碎，過40目篩，拌勻后密封、編號(hào)備用。

竹筍營養(yǎng)品質(zhì)由國家食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心測定，指標(biāo)包括水分、蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維和灰分。水分測定用常壓烘箱干燥法(GB 5009.3-2010)[7]，蛋白質(zhì)測定用凱氏定氮法(GB 5009.5-2010)[8]，脂肪測定用索氏抽提法(GB/T 5009.6-2003)[9]，粗纖維測定用重量法(GB/T 5009.10-2003)[10]，灰分測定用灼燒法(GB 5009.4-2010)[11]。

2.3 數(shù)據(jù)處理

2015年于筍期前調(diào)查樣本林分結(jié)構(gòu)(立竹數(shù)、立竹胸徑)，筍期按實(shí)際采筍數(shù)量逐次記錄。2016年5—6月統(tǒng)計(jì)發(fā)筍數(shù)量、退筍數(shù)量、鮮筍產(chǎn)量。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行預(yù)處理和圖表制作，采用SPSS17.0分析軟件進(jìn)行發(fā)筍成竹情況和竹筍營養(yǎng)品質(zhì)的方差分析和多重比較。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同處理的發(fā)筍情況

鮮筍產(chǎn)量是衡量筍用竹豐產(chǎn)收益最重要的指標(biāo)之一，取決于發(fā)筍數(shù)量和筍的個(gè)體質(zhì)量。從表3可以看出，不同處理間發(fā)筍數(shù)量變幅為8 000～16 600個(gè)/hm2，鮮筍產(chǎn)量變幅為3 338.4～6 098.6 kg/hm2，鮮筍產(chǎn)量與發(fā)筍數(shù)量呈正相關(guān)(圖1)，發(fā)筍數(shù)量和鮮筍產(chǎn)量最高的為處理6，分別為16 600個(gè)/hm2和6 098.6 kg/hm2，即立竹密度9 000～1 1000株/hm2，施肥量3 000 kg/hm2，灌溉次數(shù)6次。筍個(gè)體質(zhì)量隨鮮筍產(chǎn)量的增加呈現(xiàn)先減少后增加再減少的變化趨勢(圖2)，個(gè)體質(zhì)量最高為0.430 1 kg/個(gè)，這主要由于隨著發(fā)筍數(shù)增加，林地消耗養(yǎng)分增多，由于林地養(yǎng)分供應(yīng)不足，導(dǎo)致筍個(gè)體質(zhì)量減小[12]。添加催筍肥后，隨著竹筍對(duì)氮肥的吸收，補(bǔ)充了竹筍生長的養(yǎng)分，筍個(gè)體質(zhì)量增加，竹筍產(chǎn)量也相應(yīng)增加。各處理平均退筍率為10.23%，退筍率最高的為處理1和處理5，其退筍率分別高達(dá)14%和18.18%，這可能是由于缺少孕筍水和催筍水的澆灌影響了筍芽萌發(fā)，造成發(fā)筍期干旱退筍。綜合發(fā)筍的各項(xiàng)指標(biāo)，以處理6的鮮筍產(chǎn)量最高，且個(gè)體質(zhì)量較大，即立竹密度9 000～11 000株/hm2，施肥量3 000 kg/hm2，灌溉次數(shù)6次。

表3 不同處理的發(fā)筍量及新竹生長情況

圖1 發(fā)筍數(shù)量與鮮筍產(chǎn)量關(guān)系

圖2 筍個(gè)體質(zhì)量與鮮筍產(chǎn)量關(guān)系

為進(jìn)一步分析不同因素對(duì)發(fā)筍情況的影響大小及各因素的主次關(guān)系、最優(yōu)水平組合方式，進(jìn)行了極差分析[13](表4)，結(jié)果表明：影響發(fā)筍數(shù)量、個(gè)體質(zhì)量、鮮筍產(chǎn)量和成竹數(shù)量的各因素主次關(guān)系一致，以施肥量占主導(dǎo)因子，其次是灌溉次數(shù)，立竹密度影響最小。從各因素最優(yōu)水平組合方式來看，影響發(fā)筍數(shù)量、鮮筍產(chǎn)量和成竹數(shù)量的最優(yōu)水平組合一致，以立竹密度9 000～11 000株/hm2、施肥量3 000 kg/hm2、灌溉次數(shù)6次效果最好。影響個(gè)體質(zhì)量的各因素最優(yōu)水平組合為立竹密度5 000～7 000株/hm2、施肥量2 250 kg/hm2、灌溉次數(shù)4次。

表4 不同處理發(fā)筍情況極差分析

注：R：極差；W：各因素的主次關(guān)系；U：各因素最優(yōu)水平組合。

3.2 不同因素對(duì)發(fā)筍數(shù)量的影響

方差分析顯示，3個(gè)因素對(duì)發(fā)筍數(shù)量的影響程度不同，其中立竹密度(P=0.418)對(duì)斑竹發(fā)筍數(shù)量影響不顯著，施肥量(P=0.016)和灌溉次數(shù)(P=0.018)對(duì)斑竹發(fā)筍數(shù)量有顯著影響。

進(jìn)一步多重比較的結(jié)果顯示(表5)，不同水平的立竹密度對(duì)發(fā)筍數(shù)量的影響程度的排列順序?yàn)锳2>A3>A1，其中各水平之間的差異均未達(dá)到顯著水平；不同水平的施肥量排列順序?yàn)锽3>B2>B1，其中B1與B2、B2與B3之間的差異未達(dá)到顯著水平，B3極顯著高于B1(P<0.01)；不同水平的灌溉次數(shù)排列順序?yàn)镃3>C2>C1，其中C1與C2之間的差異未達(dá)到顯著水平，C3顯著高于C1、C2(P<0.05)。因此，A1B3C3、A2B3C3、A3B3C3均對(duì)斑竹發(fā)筍有促進(jìn)作用，其中A2B3C3的效果最好，即立竹密度9 000～11 000株/hm2，施肥量3 000 kg/hm2，灌溉次數(shù)6次。

表5 各因素不同水平對(duì)發(fā)筍數(shù)量的影響

注：字母項(xiàng)為方差分析結(jié)果，字母相同表示差異不顯著，其中大寫字母表示差異達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，小寫字母表示差異達(dá)到顯著水平(P<0.05)。下同。

3.3 不同因素對(duì)筍個(gè)體質(zhì)量的影響

方差分析顯示，3個(gè)因素對(duì)筍個(gè)體質(zhì)量的影響均不顯著。進(jìn)一步多重比較的結(jié)果顯示(表6)，不同水平的立竹密度對(duì)筍個(gè)體質(zhì)量的影響程度的排列順序?yàn)锳1>A3>A2，不同水平的施肥量排列順序?yàn)锽3>B1>B2，不同水平的灌溉次數(shù)排列順序?yàn)镃1>C2>C3；各因素的不同水平之間均未達(dá)到顯著水平。通過比較各因素不同水平的個(gè)體質(zhì)量平均值可以得出A1B3C1的效果最好，即立竹密度5 000～7 000株/hm2，施肥量3 000 kg/hm2，灌溉次數(shù)4次。

表6 各因素不同水平對(duì)筍個(gè)體質(zhì)量的影響

3.4 不同因素對(duì)鮮筍產(chǎn)量的影響

方差分析顯示，施肥量(B)對(duì)斑竹鮮筍產(chǎn)量有極顯著影響(P=0.004)，立竹密度(A)(P=0.578)和灌溉次數(shù)(C)(P=0.069)的影響未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。

進(jìn)一步多重比較的結(jié)果顯示(表7)，立竹密度的不同水平對(duì)鮮筍產(chǎn)量的影響程度的排列順序?yàn)锳2>A3>A1，其中A1、A2、A3之間的差異均未達(dá)到顯著水平；不同水平的施肥量排列順序?yàn)锽3>B2>B1，其中B1與B2、B1與B3的差異均達(dá)到顯著水平，且后者高于前者(P<0.05)，但是B2與B3的差異不顯著；不同水平的灌溉次數(shù)排列順序?yàn)镃3>C1>C2，其中C1與C2、C1與C3之間的差異未達(dá)到顯著水平，C3顯著高于C2(P<0.05)。因此，組合A1B2C3、A1B3C3、A2B2C3、A2B3C3、A3B2C3、A3B3C3均對(duì)斑竹鮮筍產(chǎn)量有促進(jìn)作用，其中A2B3C3的效果最好，即立竹密度9 000～11 000株kg/hm2，施肥量3 000 kg/hm2，灌溉次數(shù)6次。

表7 各因素不同水平對(duì)鮮筍產(chǎn)量的影響

3.5 水肥添加對(duì)竹筍品質(zhì)的影響

不同處理對(duì)斑竹筍基本營養(yǎng)成分指標(biāo)影響效果不同(表8)。各處理的蛋白質(zhì)含量和含水率均高于對(duì)照，3個(gè)因素對(duì)灰分含量的影響均達(dá)顯著水平(P<0.05)，對(duì)粗纖維、脂肪含量影響均不顯著(P>0.05)，施肥量對(duì)蛋白質(zhì)含量影響顯著(P<0.05)。蛋白質(zhì)是人體不可或缺的重要營養(yǎng)物質(zhì)，食物中灰分含量是衡量食物品質(zhì)的重要指標(biāo)，因此可以得出不同處理可以提高竹筍品質(zhì)。

表8 不同因素處理斑竹筍營養(yǎng)成分含量的方差分析結(jié)果

為進(jìn)一步確定3個(gè)因素對(duì)蛋白質(zhì)影響的差異，采用多重比較分析(表9)?？梢钥闯?，不同水平的立竹密度對(duì)竹筍蛋白質(zhì)含量的影響程度的排列順序?yàn)锳2>A1>A3，其中A1、A2、A3之間的差異均未達(dá)到顯著水平；不同水平的施肥量排列順序?yàn)锽3>B2>B1，其中B1與B2、B1與B3的差異均達(dá)到顯著水平，且后者高于前者(P<0.05)，但是B2與B3的差異不顯著；不同水平的灌溉次數(shù)排列順序?yàn)镃2>C1>C3，其中C1、C2、C3之間的差異未達(dá)到顯著水平；因此，因素A和因素C均對(duì)斑竹發(fā)筍有促進(jìn)作用，其中A2B3C2的效果最好。

表9 各因素不同水平對(duì)斑竹筍蛋白質(zhì)含量的影響

分析顯示(圖3)，3個(gè)因素不同水平對(duì)竹筍灰分含量的影響未達(dá)到顯著水平，但是3個(gè)因素影響程度表現(xiàn)出B>C>A，施肥量的影響程度最大。因素A不同水平的排列順序?yàn)锳1(9.23 g/100 g)>A3(8.90 g/100 g)>A2(8.73 g/100 g)，因素B不同水平的排列順序?yàn)锽3(9.17 g/100 g)>B2(8.93 g/100 g)>B1(8.76 g/100 g)，因素C不同水平的排列順序?yàn)镃1(9.27 g/100 g)>C3(8.77 g/100 g)>C2(8.33 g/100 g)。因此，A2B1C2組合對(duì)降低斑竹筍灰分含量效果最為顯著。

圖3 不同處理對(duì)斑竹筍灰分含量的影響

3.6 水肥措施對(duì)斑竹林經(jīng)營效益的影響

從表10可以看出，通過不同的處理對(duì)斑竹筍用林總產(chǎn)出有顯著提高。但處理4、處理5、處理7、處理8和處理9的利潤低于對(duì)照，主要是由于竹材和竹筍產(chǎn)出相對(duì)較低。處理3的利潤最高，達(dá)21 860元/hm2)。各因素最優(yōu)水平組合為A1B2C3，即立竹密度為5 000～7 000株/hm2，施肥量2 250 kg/hm2，灌溉次數(shù)為6次。投入產(chǎn)出比最高的是對(duì)照，達(dá)1∶3.3。

表10 不同處理斑竹林經(jīng)營的經(jīng)濟(jì)效益

注：密度調(diào)整采伐老竹按0.15元/株計(jì)算；尿素為1 900元/t，施肥按每年3次用工，每次為1.5天計(jì)，110元/天；灌溉費(fèi)用為1 350元/(hm2·次)；地租按4 500元/hm2收??；竹材和竹筍按照當(dāng)?shù)厥袌鰞r(jià)格計(jì)算，分別為0.7元/kg和4.5元/kg。

4 結(jié)論與討論

水肥措施能明顯提高斑竹的發(fā)筍數(shù)量、鮮筍產(chǎn)量和筍品質(zhì)。各處理的發(fā)筍數(shù)量較對(duì)照提高了25%～107.5%，鮮筍產(chǎn)量較對(duì)照提高了21.76%～82.68%，斑竹筍的蛋白質(zhì)含量明顯提高，灰分含量明顯降低。斑竹發(fā)筍數(shù)量、鮮筍產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量對(duì)施肥量的響應(yīng)最為顯著，粗纖維、脂肪含量和含水率響應(yīng)不顯著。灌溉次數(shù)對(duì)發(fā)筍數(shù)量影響顯著，對(duì)鮮筍產(chǎn)量影響不顯著。其中水肥措施提高發(fā)筍數(shù)量和鮮筍產(chǎn)量的最優(yōu)組合是立竹密度9 000～11 000株/hm2，全年施尿素3 000 kg/hm2和灌溉6次/年。立竹密度對(duì)灰分含量影響顯著，對(duì)其他指標(biāo)影響不顯著。

本研究中斑竹發(fā)筍數(shù)量和鮮筍產(chǎn)量的影響因子為：施肥量>灌溉次數(shù)>立竹密度，施肥量能顯著提高竹林的成竹數(shù)量和鮮筍產(chǎn)量。氮是植物的主要營養(yǎng)元素，是構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要成分，施加氮肥能夠增加土壤氮含量，提高林地土壤肥力，從而達(dá)到竹筍高產(chǎn)。例如：郭曉敏認(rèn)為土壤速效氮對(duì)新竹產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率最大，隨著速效氮含量的增加，竹林新竹產(chǎn)量也隨之提高[14]。郭寶華等認(rèn)為充足的氮肥可以有效增加竹林生產(chǎn)力[15]。劉琦蕊認(rèn)為在春季對(duì)毛竹林施用基肥，秋冬季進(jìn)行追肥，有利于竹葉、竹枝和竹稈的氮素吸收，同時(shí)將更多的養(yǎng)分儲(chǔ)存到毛竹地下器官(竹蔸、竹根、竹鞭)，更有利于為筍和新竹補(bǔ)給養(yǎng)分[16]。張文元及涂佳等[17-18]研究顯示，施肥可以明顯改變土壤養(yǎng)分含量及微生物活性，結(jié)合其他經(jīng)營措施則可顯著改善土壤理化性質(zhì)，并達(dá)到提高竹筍產(chǎn)量的目的。

充足的水分是筍芽分化和膨大生長的重要保證，本研究的結(jié)果表明，除天然降水外，在斑竹不同的生長時(shí)期澆“六水”效果最好。孟祥堂等[2,3-6]認(rèn)為必須在不同的生長時(shí)期澆“五水”，每種水灌溉次數(shù)依降水情況而定。這與本研究的結(jié)果略有差異，可能是在5月初澆催筍水和施催筍肥后，產(chǎn)生水肥交互作用促進(jìn)竹筍生長，降低了退筍率。

合理的竹林密度結(jié)構(gòu)調(diào)整可以提高竹林對(duì)光能的利用率，有利于母竹竹鞭在地下的延伸和分布，降低地下空間和水肥的競爭利用[19]。例如：有研究[2,6]認(rèn)為，斑竹立竹度應(yīng)以9 000株/hm2為宜；徐振國[20]認(rèn)為，斑竹優(yōu)良林分的指標(biāo)為密度11 000株/hm2、胸徑5 cm、株高11 m、枝下高4 m、稈重8 kg，并且林相整齊、均勻，這與本研究結(jié)果總體一致。

本研究選取的3個(gè)因素對(duì)提高斑竹筍蛋白質(zhì)含量和降低灰分含量有促進(jìn)作用，提高了斑竹筍品質(zhì)。但各因素不同水平所表現(xiàn)的作用效果存在一定差異，其中立竹密度和灌溉次數(shù)均以9 000～11 000株/hm2和5次/年的效果最好，但施肥對(duì)蛋白質(zhì)和灰分含量影響的最優(yōu)水平不同，從總體上來看，施肥量2 250 kg/hm2能同時(shí)促進(jìn)以上2種營養(yǎng)成分含量的改善。影響竹筍品質(zhì)的主要因素是其長期在環(huán)境因素、立地條件、栽培經(jīng)營技術(shù)等作用下形成的遺傳因子[12]，本研究的水肥添加對(duì)斑竹筍品質(zhì)的影響規(guī)律是否普遍適用有待于進(jìn)一步研究。