不同林分郁閉度對竹芋生長和產(chǎn)量的影響

梁梅華，安家成，黎創(chuàng)基，隆衛(wèi)革，廖英漢，朱昌叁

（1.廣西生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西柳州 505004；2.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，廣西南寧 530002）

竹芋（Maranta arundinacea）又名竹薯、冬筍薯和葛郁金[1]，是竹芋科（Marantaceae）竹芋屬多年生草本植物。竹芋地下根莖肉質(zhì)，紡錘形，富含淀粉，是優(yōu)質(zhì)淀粉原料，在我國廣西、廣東和云南等大部分南方地區(qū)栽培[2-5]。竹芋原產(chǎn)熱帶[6-7]，可在溫濕、弱光或半蔭環(huán)境及間接的輻射光或散射性光下生長[8-9]，全光照不適于竹芋生長，對其進(jìn)行適當(dāng)遮蔭或林下栽培，效果更好。林亦曦[10]、連大鵬[11]和蘇晉伙[12]的研究結(jié)果表明，林分郁閉度影響林內(nèi)光線條件（光強(qiáng)、光質(zhì)），郁閉度過低或過高均不利于林下植物生長。光調(diào)節(jié)植物生長、發(fā)育和形態(tài)建成，是綠色植物進(jìn)行光合作用的重要能源和基礎(chǔ)[13]。郁閉度的選擇與調(diào)節(jié)是林下套種成功與否的關(guān)鍵[10-12，14-15]。

馬尾松（Pinus massoniana）是廣西分布面積最廣的樹種[16]，其成熟林透光率高。在馬尾松林下種植竹芋，一方面可利用馬尾松林內(nèi)土壤濕潤、疏松及肥沃的優(yōu)勢，促進(jìn)竹芋生長；另一方面，可充分利用有限的林地資源，發(fā)展林糧立體栽培，提高人工林經(jīng)濟(jì)效益。本研究將竹芋種植在不同郁閉度的馬尾松林下，分析不同郁閉度對竹芋生長與產(chǎn)量的影響，為林下栽培竹芋提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在廣西生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)實(shí)驗(yàn)林場16 林班（109°23′E，24°28′N），屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫20.1 ℃，最高氣溫39.4 ℃，最低氣溫-5.8 ℃；年均相對濕度78%；海拔123 ～126 m。土壤為壤土，pH值5 ～6，土層厚度105 cm。

1.2 試驗(yàn)材料

竹芋種薯來自廣西防城港防城區(qū)。2019年11月，將竹芋的小薯覆土淺埋，至2020年春季發(fā)芽后作為種苗種植。

1.3 試驗(yàn)方法

通過選擇與間伐，在馬尾松成熟林的純林下設(shè)置3 個(gè)郁閉度，分別為0.2（T1）、0.4（T2）和0.6（T3），以林外空地（郁閉度為0）為對照（CK）；每處理3次重復(fù)。提前半個(gè)月整地，清除種植地上的雜灌，整地深度50 cm，耕后細(xì)耙起壟（長× 寬× 高：4 m × 2 m ×10 m，壟面積8 m2），起壟后定點(diǎn)挖穴，穴距50 cm ×50 cm，栽培密度為34 782株/hm2。2020年3月25日定植，每穴提前施入有效養(yǎng)分含量51%的復(fù)合肥（N∶P∶K為17∶17∶17）75 g，與土壤充分混勻，避免復(fù)合肥與種莖直接接觸，以免燒傷種苗。栽植時(shí)選擇大小均勻的竹芋苗，埋土深約4 cm。分別在6月20日和9月25日除草撫育各1次。

1.4 指標(biāo)測定

11月下旬，竹芋枝葉黃萎，采收并測定生長指標(biāo)及產(chǎn)量指標(biāo)。每個(gè)重復(fù)隨機(jī)抽取15 株竹芋進(jìn)行測量，用鋼卷尺測定竹芋株高（最長莖條從根到葉尖的長度）、最長莖條的第1 莖節(jié)長與第2 莖節(jié)長。記錄最長莖條的莖節(jié)數(shù)、結(jié)薯數(shù)量。用電子天平（精確至0.01 g）稱量植株鮮重（不含薯）、單株薯鮮重和各壟竹芋重量，將各壟竹芋重量折合成公頃產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 和SPSS 20.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan多重比較法分析數(shù)據(jù)間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 林分不同郁閉度對竹芋地上部分生長的影響

不同郁閉度下，株高差異極顯著（P＜0.01），植株鮮重（不含薯）和第2 莖節(jié)長均差異顯著（P＜0.05），莖節(jié)數(shù)和第1莖節(jié)長均差異不顯著（表1）。植株鮮重（不含薯）隨林分郁閉度增加而逐漸減少；不同郁閉度下，植株鮮重（不含薯）均高于CK；郁閉度為0.2 和0.4 時(shí)，植株鮮重（不含薯）均顯著高于CK（P＜0.05），郁閉度為0.6 時(shí)，與CK 差異不顯著。莖節(jié)數(shù)隨林分郁閉度增加而逐漸減少；不同郁閉度下，莖節(jié)數(shù)均高于CK，但與CK 差異不顯著。株高、第1莖節(jié)長和第2莖節(jié)長均隨林分郁閉度增加呈先增后減的趨勢；郁閉度為0.4 時(shí)，株高極顯著高于其他處理（P＜0.01）；第2 莖節(jié)長顯著高于其他處理（P＜0.05），與CK 差異不顯著。不同郁閉度下，第1 莖節(jié)長與CK差異不顯著。全光照不利于竹芋正常生長；林分郁閉度過高（郁閉度為0.6 時(shí)），林內(nèi)散射光不足，也會(huì)影響竹芋的光合作用和有機(jī)物積累。這可能與竹芋原產(chǎn)熱帶，性喜溫濕的生態(tài)學(xué)特性有關(guān)。

表1 不同郁閉度對竹芋生長的影響Tab.1 Effects of different crown densities on M.arundinacea growths

續(xù)表1 Continued

2.2 林分不同郁閉度對竹芋產(chǎn)量的影響

不同郁閉度下，單株薯鮮重和單薯平均重量均差異顯著（P＜0.05），單株薯數(shù)量和薯產(chǎn)量均差異極顯著（P＜0.01）（表2）。單株薯鮮重隨林分郁閉度增加而降低；郁閉度為0.2 時(shí)，單株薯鮮重最大（132.76 g），顯著高于其他處理（P＜0.05）。單株薯數(shù)量隨郁閉度增加呈先增后減的趨勢；郁閉度為0.2和0.6 時(shí)，單株薯數(shù)量均極顯著低于CK（P＜0.01），郁閉度為0.4 時(shí)，與CK 差異不顯著。單薯平均重量隨林分郁閉度增加呈先減后增的趨勢；郁閉度為0.2時(shí)，單薯平均重量最大（34.90 g），顯著高于其他處理（P＜0.05）。薯產(chǎn)量隨林分郁閉度增加而逐漸降低；郁閉度0.6時(shí)，薯產(chǎn)量最低（2 705.33 kg/hm2）；郁閉度為0.2時(shí)，薯產(chǎn)量最高（4 617.54 kg/hm2），極顯著高于其他處理（P＜0.01）。

表2 不同郁閉度對竹芋產(chǎn)量的影響Tab.2 Effects of different crown densities on M.arundinacea yields

2.3 竹芋各指標(biāo)間的相關(guān)性分析

植株鮮重（不含薯）與單株薯鮮重、單株薯數(shù)量、莖節(jié)數(shù)和株高均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與第2 莖節(jié)長呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；單株薯鮮重與單株薯數(shù)量、單薯平均重量均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；單株薯數(shù)量與莖節(jié)數(shù)呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與株高呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；莖節(jié)數(shù)與株高呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；株高與第1 莖節(jié)長、第2 莖節(jié)長均呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；第1 莖節(jié)長與第2莖節(jié)長呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）（表3）。

表3 各指標(biāo)相關(guān)性分析Tab.3 Correlation analysis on all indexes

3 討論與結(jié)論

植物適應(yīng)環(huán)境變異最直接的外在表現(xiàn)就是其形態(tài)性狀變異[17]。不同郁閉度林下，竹芋植株鮮重（不含薯）和莖節(jié)數(shù)均隨林分郁閉度增加而逐漸減少；竹芋株高、第1 莖節(jié)長和第2 莖節(jié)長均隨林分郁閉度增加先增加后減少，且均在林分郁閉度為0.4時(shí)達(dá)最大值。不同郁閉度下，竹芋植株鮮重（不含薯）顯著高于對照。試驗(yàn)結(jié)果與袁清風(fēng)等[9]的研究結(jié)果（竹芋性喜溫濕，不能在低光度的環(huán)境生長，也不能在強(qiáng)光下曝曬）一致。光是植物生長的限制因子，植物葉片所受光照不同，其光合作用不同，光照強(qiáng)度過低會(huì)限制植物葉片的光合作用和植物的生長；光照強(qiáng)度過高易對植物光合器官造成傷害，對植物生長產(chǎn)生不利影響。低光照強(qiáng)度和高光照強(qiáng)度都不利于植物生長，應(yīng)根據(jù)植物對光的生長特性提供適宜的光環(huán)境[18-21]。

竹芋產(chǎn)量和單薯平均重量是2 個(gè)主要經(jīng)濟(jì)性狀。竹芋產(chǎn)量隨林分郁閉度增加逐漸降低，不同郁閉度間薯產(chǎn)量差異極顯著。林分郁閉度為0.2 時(shí)，薯產(chǎn)量及單薯平均重量均極顯著或顯著高于其他郁閉度和CK。林分郁閉度增加，透光率逐漸減少，竹芋光合產(chǎn)物更多的向地上部分分配，以便盡可能多的捕獲光能，維持碳同化能力，從而確保植物的正常生長；薯產(chǎn)量及單薯平均重量在林分郁閉度為0.4 和0.6 時(shí)較低?？梢?，選擇適宜的光照強(qiáng)度對提高竹芋產(chǎn)量十分重要。

竹芋各產(chǎn)量指標(biāo)與地上部分生長量指標(biāo)存在一定相關(guān)性，但相關(guān)性弱，表明地上部分生長狀況對產(chǎn)量有一定影響。單株薯鮮重與竹芋植株鮮重（不含薯）呈極顯著正相關(guān)，說明增加竹芋植株鮮重（不含薯）能提高竹芋產(chǎn)量；單株薯數(shù)量與莖節(jié)數(shù)呈極顯著正相關(guān)，說明促進(jìn)竹芋分枝可以在一定程度上增加竹芋結(jié)薯數(shù)量；單薯平均重量與莖節(jié)數(shù)呈負(fù)相關(guān)，表明適當(dāng)控制莖節(jié)數(shù)能提高單薯平均重量。莖節(jié)數(shù)影響竹芋結(jié)薯數(shù)量和單薯平均重量。可通過調(diào)控光照強(qiáng)度改善竹芋生長環(huán)境條件，適當(dāng)促進(jìn)竹芋株高生長，控制莖節(jié)數(shù)，從而提高竹芋的產(chǎn)量和質(zhì)量。