有機(jī)肥替代不同比例化肥對(duì)麻竹筍產(chǎn)量的影響

邱小民

(福建省南靖縣金山林業(yè)站福建漳州 363603)

農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量受到諸多因素影響，土壤肥力是重要影響因素之一[1-2]。自20 個(gè)世紀(jì)80 年代開(kāi)始，我國(guó)農(nóng)林作物廣泛開(kāi)展施用化肥和培肥土壤，耕地土壤全量養(yǎng)分穩(wěn)步上升，速效養(yǎng)分明顯增加，對(duì)提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量起到了重要作用[3-4]，但同時(shí)也帶來(lái)了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境劣變、土壤功能降低等系列負(fù)面問(wèn)題[5-6]，減少化肥使用量成為農(nóng)林生產(chǎn)用肥的必然趨勢(shì)。

麻竹 (Dendrocalamus latiflorusMunro) 為牡竹屬大型叢生竹，是我國(guó)南方重要經(jīng)濟(jì)竹種之一，產(chǎn)于福建、臺(tái)灣、廣東等地[7]。麻竹經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，竹筍味道鮮美，加工性能良好，是促進(jìn)農(nóng)村區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的優(yōu)良竹種?？茖W(xué)施肥是麻竹林經(jīng)營(yíng)中增產(chǎn)、增效的重要措施，對(duì)促進(jìn)麻竹筍產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義[8]。但目前存在著盲目、過(guò)量使用化肥和肥料結(jié)構(gòu)不平衡等問(wèn)題，造成竹林產(chǎn)量和效益受到一定影響。有研究指出，長(zhǎng)期使用化肥直接影響土壤理化性質(zhì)，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分失衡，引起土壤板結(jié)、酸化、污染、退化等一系列質(zhì)量問(wèn)題，影響作物生長(zhǎng)[9]，甚至出現(xiàn)生態(tài)安全問(wèn)題[10]。因此，養(yǎng)分平衡管理是實(shí)現(xiàn)農(nóng)林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)安全及可持續(xù)發(fā)展的重要條件，其中有機(jī)肥料在改良土壤、提高作物產(chǎn)量、降低成本等方面具有優(yōu)勢(shì)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被提倡應(yīng)用[11-12]。過(guò)去對(duì)于麻竹筍用林經(jīng)營(yíng)措施的研究主要集中在林分結(jié)構(gòu)管理、土壤管理、肥料使用量及方法、病蟲(chóng)害防治等方面[13-15]，使用有機(jī)肥替代化肥的定量研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本文通過(guò)研究有機(jī)肥替代不同比例的化肥對(duì)麻竹出筍數(shù)量和竹筍產(chǎn)量的影響，探索合理的有機(jī)肥、無(wú)機(jī)肥配施方案，為麻竹筍用林高質(zhì)精準(zhǔn)培育和可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省南靖縣金山鎮(zhèn)新內(nèi)村，地理位置為117°20′07″E、24°43′11″N，海拔65 m，坡度5°，北坡，屬閩南低山丘陵地帶。氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年均氣溫21 ℃，7 月平均氣溫28 ℃，年均無(wú)霜期為340 d，年均降雨量1 800 mm，年日照時(shí)數(shù)2 052 h，是麻竹生長(zhǎng)最適區(qū)。供試土壤主要養(yǎng)分情況： pH 值4.79，有機(jī)質(zhì)含量31.42 g/kg，堿解氮含量141.38 mg/kg，有效磷含量18.10 mg/kg，速效鉀含量88.57 mg/kg。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)林選擇

2018 年，選擇具有代表性、以培育加工筍原料為經(jīng)營(yíng)目標(biāo)的麻竹筍用林地，竹叢密度600 叢/hm2，6～8 株/叢，平均胸徑6.0 cm，竹高10～12 m。2019年，在試驗(yàn)地內(nèi)按照不同試驗(yàn)處理設(shè)置固定樣地進(jìn)行施肥、管理和調(diào)查工作。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

按照有機(jī)肥的養(yǎng)分供應(yīng)特點(diǎn)，其養(yǎng)分有效性按與化肥進(jìn)行等效計(jì)算。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)置6 個(gè)處理： 無(wú)施肥對(duì)照(D1) 和有機(jī)氮分別替代化學(xué)氮100% (D2)、33% (D3)、50% (D4)、67% (D5)、0% (D6)；每個(gè)處理3 次重復(fù)，各處理樣地面積為25 m × 25 m。所有施肥處理采取氮素總量控制，各處理的磷、鉀養(yǎng)分投入量保持一致。選取當(dāng)?shù)毓S產(chǎn)量較高的化肥施用量 (N： 0.84 kg/叢；P2O5： 0.7 kg/叢；K2O： 0.42 kg/叢) 作為每叢標(biāo)準(zhǔn)施肥量，以尿素、過(guò)磷酸鈣和硫酸鉀進(jìn)行相應(yīng)養(yǎng)分含量折算配平，保證除對(duì)照無(wú)施肥以外每個(gè)施肥處理的氮、磷、鉀素總量相等。已有研究表明，有機(jī)肥配施無(wú)機(jī)肥料后，氮素總利用率一般達(dá)45%，而單施化肥肥料利用率僅為25%[16]，根據(jù)理論計(jì)算具體施肥量 (表1)。有機(jī)肥料來(lái)自漳州沃爾豐肥料有限公司生產(chǎn)的商品有機(jī)肥，有機(jī)質(zhì)≥45%，氮、磷、鉀含量分別為2.65%、1.2%、1.2%；氮肥(尿素) 來(lái)自河北陽(yáng)煤正元化工集團(tuán)有限公司(滄州正元) 生產(chǎn)，含N≥46.4%；磷肥 (過(guò)磷酸鈣) 為浙江中農(nóng)化肥有限公司生產(chǎn)，含有效P2O5≥12%；鉀肥(硫酸鉀) 為福建省中挪化肥有限公司生產(chǎn)，含K2O≥50%。

表1 有機(jī)肥替代不同比例化肥試驗(yàn)方案及氮、磷、鉀肥用量處理

2.3 施肥方法

有機(jī)肥料于1 月份結(jié)合竹叢覆土施入土壤，速效化肥于4 月份挖溝施入土壤。竹林其他管理按照麻竹筍用林常規(guī)豐產(chǎn)培育要求進(jìn)行。

2.4 調(diào)查與統(tǒng)計(jì)

2019 年6—10 月，每隔4～5 d 調(diào)查樣地內(nèi)各處理的麻竹出筍生長(zhǎng)情況，記錄每叢出筍數(shù)量和采收的竹筍產(chǎn)量，竹筍采收以筍基露出2～3 節(jié)綠色青筒時(shí)為宜，竹筍產(chǎn)量是去除筍殼、竹節(jié)后的筒狀筍肉的質(zhì)量，同時(shí)記錄竹林經(jīng)營(yíng)撫育狀況。因6 月份采收竹筍的量較少，統(tǒng)計(jì)時(shí)暫不列入分析。調(diào)查數(shù)據(jù)用EXCELL 軟件計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差，用SPSS 進(jìn)行方差分析和多重比較。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同施肥處理對(duì)麻竹出筍數(shù)量的影響

在麻竹出筍周期內(nèi)按旬(上、中、下旬) 統(tǒng)計(jì)不同處理的出筍數(shù)(圖1)。從圖1 可知，有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥不同配施比例對(duì)麻竹出筍數(shù)量產(chǎn)生一定影響，不同處理的出筍數(shù)量基本呈現(xiàn)“雙峰” 曲線趨勢(shì)，即6 月下旬開(kāi)始出筍，8 月上旬與9 月上旬出現(xiàn)峰值，8 月下旬均為低谷期，9 月下旬出筍數(shù)量明顯下降，至10 月中旬出筍基本結(jié)束。8 月下旬出現(xiàn)低谷期的原因可能與土壤養(yǎng)分和水分供應(yīng)有關(guān)。分析表明： 1) 從出筍期高峰值看，8 月上旬，處理D5 出筍數(shù)達(dá)到旬出筍數(shù)量的最大值，平均出筍數(shù)為3 360個(gè)/hm2，處理D2、D3 次之，平均出筍數(shù)均為2 880個(gè)/hm2；9 月上旬，處理D5 的平均出筍數(shù)為同期的較大值(2 880 個(gè)/hm2)，處理D2、D4 的出筍數(shù)次之，后二者均為2 760 個(gè)/hm2，處理D5、D2 的持續(xù)發(fā)筍能力較好。2) 從出筍曲線變化趨勢(shì)看，處理D1 (無(wú)施肥) 在8—9 月出筍數(shù)較為平均，“雙峰”曲線不明顯，處理D4、D6 變化趨勢(shì)相似，而處理D6 的總體發(fā)筍數(shù)量高于處理D4。

圖1 不同施肥處理對(duì)出筍數(shù)量的影響

進(jìn)一步分析各月份不同處理的出筍數(shù)量及分布情況(表2)。從表2 可知，不同處理各月份的出筍數(shù)量總體呈現(xiàn) “少—多—少” 的變化規(guī)律，但各施肥試驗(yàn)的變化趨勢(shì)具有差異性。麻竹出筍盛期在8—9 月份，各處理的盛期出筍數(shù)量占總出筍數(shù)的69.2%～80.5%，其中8 月份的出筍數(shù)占總出筍數(shù)的34.4%～44.4%，各處理8 月份的出筍數(shù)占比排序?yàn)镈3＞D2＞D1=D5＞D6＞D4；9 月份的出筍數(shù)占總出筍數(shù)的24.8%～36.9%，各處理9 月份的出筍數(shù)占比排序?yàn)镈4＞D2＞D6＞D1＞D5＞D3。出筍周期內(nèi)各處理的總出筍數(shù)量排序?yàn)镈5＞D6＞D2＞D4＞D1＞D3，其中處理D5 總出筍數(shù)最大(16 800 個(gè)/hm2)，且在出筍早期和盛期表現(xiàn)出良好的出筍優(yōu)勢(shì)，處理D6 總出筍數(shù)量次之 (15 840 個(gè)/hm2)，早期出筍表現(xiàn)較好，處理D2 數(shù)量居第3 位(14 760個(gè)/hm2)，盛期出筍較穩(wěn)定。經(jīng)方差分析，不同處理的總出筍數(shù)量之間存在極顯著性差異，即F=18.12＞F0.01(5，12)=5.064 3，處理D5 與其他各處理間、處理D6 與處理D1、D2、D3、D4、D5 間差異達(dá)極顯著水平。

3.2 不同施肥處理對(duì)麻竹竹筍產(chǎn)量的影響

在出筍周期內(nèi)按旬 (上、中、下旬) 統(tǒng)計(jì)不同處理的麻竹筍產(chǎn)量(圖2)。從圖2 可知，有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥不同配施比例的各處理對(duì)麻竹筍產(chǎn)量具有影響，不同處理各旬竹筍產(chǎn)量呈現(xiàn) “雙峰” 曲線趨勢(shì)，其變化規(guī)律與出筍數(shù)量一致。從產(chǎn)筍高峰期看，8 月上旬，處理D5 筍產(chǎn)量達(dá)到旬產(chǎn)量的最大值，平均產(chǎn)量12 750 kg/hm2，處理D2 次之，平均產(chǎn)量10 380 kg/hm2，處理D3 居第3 位，平均產(chǎn)量9 660 kg/hm2；9 月上旬，處理D4 的產(chǎn)量為同期的較大值 (11 322 kg/hm2)，處理D2 次之(11 190 kg/hm2)，處理D5 居第3 位(10 986 kg/hm2)，后二者表現(xiàn)出持續(xù)發(fā)筍能力較好。從產(chǎn)量曲線變化趨勢(shì)看，對(duì)照處理D1 在8—9 月出筍數(shù)較為平均，“雙峰” 曲線不明顯，處理D4、D6 變化趨勢(shì)相似且平穩(wěn)，總體產(chǎn)筍量則處理D6 略高于處理D4。

表2 不同施肥處理各月份的出筍數(shù)量統(tǒng)計(jì)分析

圖2 不同施肥處理對(duì)麻竹筍產(chǎn)量的影響

按照出筍月份分別統(tǒng)計(jì)各處理的麻竹筍產(chǎn)量情況(表3)，從表3 可知，在出筍期的7、8、9、10月份各處理收獲的竹筍產(chǎn)量具有明顯差異，總體呈現(xiàn)“少—多—少” 的變化規(guī)律。麻竹筍高產(chǎn)期在8—9 月，其中8 月份產(chǎn)量占總產(chǎn)量的34.1%～45.9%，9 月份產(chǎn)量占總產(chǎn)量27.8%～38.8%；不同試驗(yàn)處理的總產(chǎn)量排序?yàn)镈5＞D6＞D2＞D4＞D1＞D3，與各處理的出筍數(shù)量變化規(guī)律一致。其中處理D5 總產(chǎn)量為最大 (59 598 kg/hm2)，其次為處理D6(54 042 kg/hm2)，第3 為處理D2 (53 994 kg/hm2)。經(jīng)方差分析，不同處理的總產(chǎn)筍量之間存在極顯著性差異，即F=15.522 4＞F0.01(5，12)=5.064 3，處理D5 與其他各處理，處理D6、D2 與處理D1、D3、D4、D5，處理D1 與處理D2、D4、D5、D6 差異均達(dá)極顯著水平。

表3 不同施肥處理的竹筍產(chǎn)量分析

4 討論與結(jié)論

土壤肥料補(bǔ)充是影響竹類植物筍芽分化和竹筍長(zhǎng)勢(shì)、品質(zhì)的重要因素[8，13]。有研究指出，在低氮水平下單施化肥可有效提高肥料利用率，在高氮水平下單肥化肥其利用率反而下降[17]。在相同施氮水平下，有機(jī)肥替代普通化肥全量處理的氮肥表觀利用率顯著提高[18]。本次研究表明，麻竹出筍數(shù)量與竹筍產(chǎn)量隨著不同比例有機(jī)氮肥替代無(wú)機(jī)氮肥而呈現(xiàn)一定差異，有機(jī)肥提供的有機(jī)氮占總氮投入量對(duì)麻竹筍產(chǎn)量和數(shù)量的貢獻(xiàn)大小依次為： 67%＞0%＞100%＞50%＞CK ＞33%，即施用相同氮素水平條件下，施加67%的有機(jī)氮量對(duì)出筍早期和盛期的筍數(shù)量和產(chǎn)量都有明顯優(yōu)勢(shì)，且持續(xù)高產(chǎn)能力較好，產(chǎn)量平穩(wěn)，因此最佳有機(jī)肥、無(wú)機(jī)肥配施方案為有機(jī)肥提供氮占總氮投入量的67%為優(yōu)選。

在補(bǔ)充等量氮、磷、鉀素條件下，不同比例的有機(jī)肥投放量獲得的竹筍產(chǎn)量各不相同，這可能與有機(jī)肥對(duì)竹林土壤的作用效果有關(guān)。當(dāng)有機(jī)氮提供量占總氮量達(dá)100%時(shí)，即單純施用有機(jī)肥的竹筍產(chǎn)量低于單純施用化肥的產(chǎn)量。分析其原因，在出筍前施用化肥有利于促進(jìn)竹筍數(shù)量的增加，筍產(chǎn)量隨之增加，而有機(jī)肥的特性決定其養(yǎng)分釋放較為緩慢，同時(shí)表現(xiàn)出提高土壤肥力、改善土壤狀況的作用。當(dāng)有機(jī)肥的氮提供量占67%時(shí)，出筍期的筍個(gè)數(shù)和產(chǎn)量比單施化肥增加6.1%、10.3%，即有機(jī)氮占67%、無(wú)機(jī)氮占33%時(shí)最有利于提高氮素的利用率，減少土壤養(yǎng)分固定，表現(xiàn)為產(chǎn)量和數(shù)量的明顯增加。今后將進(jìn)一步研究合理持續(xù)施加有機(jī)肥對(duì)麻竹筍品質(zhì)和竹林土壤環(huán)境的影響，為筍用竹林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供更有力的理論基礎(chǔ)。