雷竹新造林地不同套種模式初步研究

李春民，肖創(chuàng)偉，章承林，李緒友，萬文龍

（1. 湖北生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430200；2. 林下經(jīng)濟(jì)湖北省工程研究中心，湖北 武漢 430200；3. 武漢市新洲區(qū)舊街街道綜合執(zhí)法中心，湖北 武漢 430403）

雷竹（Phyllostachys praecox）又名早園竹、燕竹、雷公竹、天雷竹等，是禾本科剛竹屬早竹的變種，具有優(yōu)良的固土保水能力[1]，但雷竹種植成本較高，早期林地利用率低，3～4 a 后方能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益；在土地資源日趨緊張情況下，提高早期林地土地利用率和經(jīng)濟(jì)效益具有現(xiàn)實(shí)意義[2]。對(duì)于竹類林地套種模式的研究，主要集中在毛竹和麻竹方面[3-8]，鮮見雷竹林下套種模式，林盛松曾進(jìn)行過雷竹新造林地套種黃豆、花生、地瓜研究[9]；對(duì)于雷竹林地土壤物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的研究，主要集中在林地覆蓋后土壤理化性質(zhì)變化[10-14]，其他木本植物則較多[15-18]，對(duì)于雷竹林地不同套種模式土壤物理化學(xué)性質(zhì)的研究，鮮有報(bào)道。

根據(jù)湖北省咸寧地區(qū)竹農(nóng)的種植習(xí)慣，對(duì)雷竹新造林地套種花生、芝麻、紅薯和雷竹純林4 模式進(jìn)行研究，以期為雷竹產(chǎn)業(yè)可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)選在崇陽縣石城鎮(zhèn)的孟君雷筍生態(tài)家庭農(nóng)場(chǎng)，地跨113°43′～114°21′E，29°12′～29°41′N，年均氣溫15.5℃[19]；土壤為磚紅壤，土層厚度1 m 以上，丘陵岡地地形，地勢(shì)平緩，坡度≤20°，肥力中等，弱酸性，無霜期263 d，年均降水量1 500 mm 左右，年均日照1 770 h，屬北亞熱帶季風(fēng)型氣候，非常適合楠竹、雷竹等竹種生長(zhǎng)。

1.2 試驗(yàn)材料

雷竹選擇一年生多鞭健壯細(xì)葉烏頭雷竹，苗高1.5 m，胸徑2.5 cm 左右；套種用花生、芝麻、紅薯為當(dāng)?shù)爻Ｓ脙?yōu)良種質(zhì)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)2020 年3 月在孟君雷筍生態(tài)家庭農(nóng)場(chǎng)新造細(xì)葉烏頭雷竹林，造林前結(jié)合整地施農(nóng)家肥1次，造林后不再施肥，株行距為3 m×3 m。套種試驗(yàn)于 2020 年 4 月下旬—10 月中旬進(jìn)行，在新造林地選擇地形和土壤條件相似的地塊分別套種花生、芝麻、紅薯，純林為對(duì)照。設(shè)置 4 個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū) 3 種處理，每處理400 m2，各20 m×20 m?；ㄉ鷫抛鳎簤啪?0 cm，穴距15 cm，距離雷竹20 cm；芝麻株行距為15 cm × 25 cm，距離雷竹20 cm；紅薯壟作：壟距70 cm，穴距20 cm，距離雷竹20 cm。當(dāng)年3 月份造林前和11 月份分別采集雷竹試驗(yàn)地4 種栽培模式樣地土樣，測(cè)定土壤物理化學(xué)性質(zhì)，并調(diào)查雷竹造林成活率、新竹（出筍）個(gè)數(shù)及套種后經(jīng)濟(jì)效益，2021 年3月調(diào)查第二年出筍個(gè)數(shù)。土樣理化性質(zhì)在林下經(jīng)濟(jì)湖北省工程研究中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.3.2 采樣方法因試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，土壤組成比較均勻，采用梅花點(diǎn)法設(shè)5 個(gè)采樣分點(diǎn)，用環(huán)刀取樣，在室內(nèi)先稱量環(huán)刀（連同底盤、墊底慮紙和頂蓋的重量），環(huán)刀容積一般為100 cm3。采樣時(shí)將采樣點(diǎn)土面鏟平，去除環(huán)刀兩端的蓋子，再將環(huán)刀（刀口端向下）平穩(wěn)壓入土中，忌左右擺動(dòng)，在土柱冒出環(huán)刀上端后，用鐵鏟挖周圍土壤，取出充滿土壤的環(huán)刀，用鋒利的削土刀削去環(huán)刀兩端多余的土壤，使環(huán)刀內(nèi)的土壤體積恰為環(huán)刀的容積。在環(huán)刀刀口一端墊上濾紙，并蓋上底蓋，環(huán)刀上端蓋上頂蓋。擦去環(huán)刀外的泥土，立即帶回室內(nèi)稱重，原狀土樣風(fēng)干后測(cè)定土壤自然含水率，每單位體積的烘干土重即為土壤容重。土壤比重按2.650 計(jì)[20]，計(jì)算土壤孔隙度。風(fēng)干研磨過篩后測(cè)定相關(guān)化學(xué)成分。

1.3.3 土壤理化性質(zhì)測(cè)定（1）土壤pH 值及土壤容重測(cè)定采用土壤檢測(cè)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)（NY/T 1121—2006）。（2）有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法（GB 9834—1988）測(cè)定：稱取通過0.25 mm 篩的風(fēng)干土樣0.05～0.50 g于硬質(zhì)試管中，加10.00 mL 0.4 mol/L 重鉻酸鉀-硫酸溶液，搖勻后插入小玻璃漏斗，置于已加熱到185～190℃的油浴鍋內(nèi)，放入后溫度降到170～180℃，加熱至溶液沸騰時(shí)開始計(jì)時(shí)，準(zhǔn)確加熱5±0.5 min。取出冷卻后，全部轉(zhuǎn)移至250 mL 三角瓶中，用水沖洗試管及小漏斗，瓶?jī)?nèi)溶液的總體積控制在50～60 mL 為宜，加3～5 滴鄰菲羅啉指示劑，用0.1 mol/L 硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的重鉻酸鉀至溶液變?yōu)樽丶t色為終點(diǎn)，同時(shí)稱取0.2 g 粉狀二氧化硅2～3 份代替試樣做空白試驗(yàn)。（3）水解N 采用堿解擴(kuò)散法（LY/T 1229—1999）測(cè)定：稱取通過2 mm 篩的風(fēng)干土壤樣品1～2 g 均勻地平鋪于擴(kuò)散皿外室，在外室內(nèi)加1 g鋅-硫酸亞鐵于土壤上面，在擴(kuò)散皿內(nèi)室加3 mL 2%硼酸指示劑溶液，在外室邊緣上方涂上堿性膠液并蓋好毛玻璃片。向擴(kuò)散皿內(nèi)室加入10.0 mL 1.8 mol/L 氫氧化鈉溶液，立即蓋嚴(yán)。輕輕搖動(dòng)擴(kuò)散皿，使溶液與土樣混合均勻。用橡皮筋固定毛玻璃，并將擴(kuò)散皿置于40℃的恒溫箱中保溫24 h，保溫期間輕微搖動(dòng)3 次。取出，用0.01 mol/L 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定擴(kuò)散皿內(nèi)室的硼酸吸收液，藍(lán)色變成紫紅色為終點(diǎn)，同時(shí)做空白試驗(yàn)。（4）速效P 采用氟化銨鹽酸浸提-鉬銻抗分光光度法（LY/T 1233—1999）測(cè)定：稱取5.00 g 通過2 mm篩的風(fēng)干樣品于200 mL塑料瓶中，加50.00 mL 0.03 mol/L 氟化銨 0.025 mol/L 鹽酸提取液，于25±1℃恒溫條件下振蕩30 min，取出后立即過濾，用鉬銻抗比色法于波長(zhǎng)700 nm 處測(cè)定。（5）速效K 采用乙酸銨溶液浸提-火焰光度法（LY/T 1236—1999）測(cè)定：速效K 測(cè)定：稱取5 g 通過1 mm 篩的風(fēng)干樣品于200 mL 塑料瓶中，加50.00 mL 1.0 mo1/L 的乙酸銨，于20～25℃下振蕩30 min，過濾后用原子吸收光譜議或火焰光度計(jì)測(cè)定。

1.3.4 雷竹造林成活率和出筍個(gè)數(shù)測(cè)定調(diào)查4 種栽培模式雷竹造林成活率和出筍個(gè)數(shù)。

1.3.5 套種經(jīng)濟(jì)效益調(diào)查分別在每種栽培模式中，測(cè)定套種作物產(chǎn)量，計(jì)算其經(jīng)濟(jì)效益。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用 Excel 2010 和 SPSS Statistics 25 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 套種前后林分土壤物理性質(zhì)比較

由表1 可知，套種芝麻后，林分土壤容重從套種前的 1.254 g/cm3增加到 1.584 g/cm3，土壤孔度從套種前的 52.77%降低到了 40.22%，降低了12.55 個(gè)百分點(diǎn)；套種花生后土壤容重從套種前的 1.254 g/cm3降到1.081 g/cm3，土壤孔度增加了6.44 個(gè)百分點(diǎn)；套種紅薯后土壤容重從套種前的1.254 g/cm3增加到1.482 g/cm3，土壤孔度下降了8.71 個(gè)百分點(diǎn)，而雷竹純林在試驗(yàn)前后土壤容重略有降低，但無顯著性差異。對(duì)4種栽培模式前后土壤物理狀況進(jìn)行差異分析比較，可知套種前后純林林分土壤容重?zé)o顯著性變化，套種花生顯著降低了林分土壤容重，套種芝麻和紅薯顯著性提高了林分土壤容重（F=441.00，P＜0.05）；雷竹純林在試驗(yàn)前后土壤孔度無顯著性變化，套種花生顯著性增加了土壤孔度，而套種芝麻和紅薯顯著性降低了土壤孔度（F=424.20，P＜0.05）。

表1 套種前后試驗(yàn)地土壤物理性質(zhì)比較

2.2 套種前后試驗(yàn)地土壤化學(xué)性質(zhì)比較

由表2 可知，套種后林分土壤堿解N、速效K、有機(jī)質(zhì)含量均有不同程度的增加，速效P 含量則不同程度下降。與對(duì)照雷竹純林相比，套種花生、芝麻、紅薯均顯著提高了土壤堿解N、有機(jī)質(zhì)含量，雷竹純林模式與栽培前有機(jī)質(zhì)含量沒有顯著性變化；而套種花生、芝麻、紅薯降低了土壤速效P 的含量，但套種花生與雷竹純林模式的速效P 含量沒有顯著性差異；套種芝麻與雷竹純林模式速效K 含量沒有顯著變化，套種花生與栽培前土壤速效K 含量無顯著性變化。套種前后土壤 pH 值無顯著變化。

表2 套種前后試驗(yàn)地土壤化學(xué)性質(zhì)比較

2.3 4 種雷竹新造林模式成活率及出筍個(gè)數(shù)比較

造林當(dāng)年秋季，在4 種模式樣地中調(diào)查雷竹成活及死亡株數(shù)，計(jì)算造林成活率，以探討不同造林模式與造林成活率的關(guān)系，同時(shí)調(diào)查當(dāng)年出筍個(gè)數(shù)和第二年出筍個(gè)數(shù)，探討造林模式與出筍個(gè)數(shù)之間的關(guān)系。

由表3 可知，4 種雷竹新造林模式對(duì)造林成活率沒有顯著影響，對(duì)當(dāng)年出筍數(shù)也沒有顯著影響，但對(duì)第2 a 出筍個(gè)數(shù)有影響，套種花生能顯著提高第2 a出筍個(gè)數(shù)，雷竹純林模式第2 a 出筍較少，但與套種紅薯和芝麻模式?jīng)]有顯著性差異。雷竹種植當(dāng)年的母竹生長(zhǎng)較弱，抽鞭出筍能力也弱，因此當(dāng)年發(fā)筍的數(shù)量很少，不同栽培模式表現(xiàn)不出差異。在種植第2 a，竹子通過恢復(fù)生長(zhǎng)，地下竹鞭生長(zhǎng)、筍芽的形成和發(fā)育加強(qiáng)，特別在套種花生模式下，出筍數(shù)明顯增加。

表3 4 種雷竹新造林模式造林成活率和出筍個(gè)數(shù)比較

2.4 套種作物經(jīng)濟(jì)效益比較

由表4 可知，雷竹新造林地套種經(jīng)濟(jì)作物后均有一定的經(jīng)濟(jì)效益，其中套種花生經(jīng)濟(jì)效益最高，與套種芝麻和套種紅薯達(dá)到顯著性差異， 20 m×20 m 樣地經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到410 元，折合經(jīng)濟(jì)效益10 250.0 元/hm2。套種芝麻和套種紅薯也有一定經(jīng)濟(jì)效益，但2種套種作物經(jīng)濟(jì)效益無顯著差異。

表4 4 種雷竹新造林模式經(jīng)濟(jì)效益比較

3 結(jié)論與討論

（1）新造林地套種芝麻和紅薯后，林分土壤容重顯著提高，土壤孔度顯著降低，套種花生后，土壤容重顯著降低，土壤孔度顯著升高；未進(jìn)行套種的純林在套種試驗(yàn)前后土壤容重略有減小，土壤孔度略有增加，但無顯著性差異。新造林地套種后林分土壤堿解N、速效K、有機(jī)質(zhì)均有不同程度地增加，速效 P 含量則不同程度地下降，套種前后土壤 pH 值無顯著變化。這與杜洋文的油桐套種模式對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響研究有一定差異[17]，與徐永杰對(duì)幼林油桐套種模式對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響研究基本一致[18]，此試驗(yàn)取樣為耕層土壤，不是剖面土壤，這可能與土壤取樣差異有關(guān)。

（2）套種模式和雷竹純林模式對(duì)當(dāng)年雷竹造林成活率沒有顯著影響，對(duì)當(dāng)年出筍數(shù)也沒有顯著影響，但對(duì)第2 a 出筍個(gè)數(shù)有影響，套種花生能顯著提高第2 a 出筍個(gè)數(shù)，雷竹純林模式第2 a 出筍較少，但與套種紅薯模式?jīng)]有顯著性差異，這與林盛松對(duì)雷竹新造林地套種研究結(jié)論基本一致。

（3）套種后土壤中速效 P 顯著降低，是由于此試驗(yàn)在實(shí)施過程中沒有進(jìn)行P 肥補(bǔ)充，套種的花生、芝麻、紅薯和雷竹生長(zhǎng)發(fā)育過程中均會(huì)消耗大量的P 元素，它們之間速效P 存在顯著性差異，是否與土壤全P 含量及各種形態(tài)P 的轉(zhuǎn)化有關(guān)，需要進(jìn)一步研究。

（4）雷竹新造林地套種經(jīng)濟(jì)作物后均有一定的經(jīng)濟(jì)效益，套種花生經(jīng)濟(jì)效益最高，折合經(jīng)濟(jì)效益達(dá)10 250.0 元/hm2，填補(bǔ)雷竹新造林地的經(jīng)濟(jì)效益空白。說明雷竹新造林地套種花生能夠改善林地土壤理化性狀，增加雷竹出筍量和林地經(jīng)濟(jì)效益。