筇竹天然林與人工林土壤養(yǎng)分及竹筍品質(zhì)分析

吳靈俐 沈俊華 肖學(xué)軍 巫登峰 王 浩 黎書會 李志超

(涼山彝族自治州林業(yè)草原科學(xué)研究院 四川西昌 615000)

雷波縣隸屬于四川省涼山彝族自治州， 地處四川省西南邊緣的橫斷山脈東段小涼山， 金沙江北岸， 地理坐標(biāo)為北緯27°49′—28°36′、 東經(jīng)103°10′—103°52′。 該縣全年無霜期271 d， 年平均氣溫13.8 ℃， 年均日照1 211 h， 年均降水量850 mm， 其中55%的降水集中在6—8 月份， 具有云霧多、 陰天多、 日照少、 降水集中于夏秋季的氣候特點。

筇竹為禾本科竹亞科筇竹屬植物， 為我國特有竹種， 國家三級保護(hù)珍稀竹種之一。 筇竹材外觀奇特， 可用于制作工藝品和家具， 筍可食用，味甘鮮嫩， 筍體脆爽， 富含多種營養(yǎng)物質(zhì)， 是珍稀的筍材兩用竹種， 具有重要的經(jīng)濟(jì)、 生態(tài)和觀賞價值， 不少地區(qū)進(jìn)行筇竹人工栽培[1-5]。 目前，有關(guān)筇竹生長的立地條件及生長環(huán)境等的研究已多見報道[6-10]， 但對于天然筇竹林和人工筇竹林的土壤成分及竹筍品質(zhì)差異的研究少有報道。 本文測定分析了雷波縣筇竹天然林和人工林的土壤養(yǎng)分狀況以及竹筍生長情況及竹筍營養(yǎng)物質(zhì)含量，以期為人工培育筇竹筍用林提供理論與實踐參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗地位于四川省雷波縣菁口鄉(xiāng)紅巖村， 屬于亞熱帶山地立體氣候類型， 年平均降水量約890 mm， 年平均氣溫12.5 ℃。 天然林所處的地理位置為28°21′3″N、 103°42′45″E， 海拔1 919.6 m；上層喬木有少量厚樸(Houpoea officinalis)、 楤木(Aralia elata)、 山核桃(Carya cathayensis)， 林下生長有七葉一枝花 (Paris polyphylla)、 黨參(Codonopsis pilosulaf.)、 白 葉 莓 (Rubus innominatus) 等。 人工林所處的地理位置為28°20′27″N、 103°41′48″E， 海拔1 695.0 m； 栽種有少量李 (Prunus salicina) 和胡桃 (Juglans regia)。 在筇竹人工林和天然林中分別選取立竹密度相近的10 m × 10 m 樣方作為調(diào)查樣地。

1.2 材料來源

2022 年4 月在筇竹筍出筍盛期， 在筇竹人工林和天然林樣地中分別隨機(jī)選取高度在5 ～6 cm(Ⅰ級)、 15～16 cm (Ⅱ級)、 25 ～26 cm (Ⅲ級)的竹筍各5 株， 分別測定每株竹筍的地徑和筍高；同時， 在各類型樣地分別取20 株大小適中、 生長正常、 無病蟲害的筍樣放入冰盒待檢測。 清除地面凋落物后， 采用“五點取樣法” 采集每個類型樣地0～30 cm 的土壤樣品， 混合均勻后在室內(nèi)進(jìn)行陰干篩分處理， 各取500 g 塑封袋裝待檢測。

1.3 檢測指標(biāo)與檢測方法

竹筍和土壤樣品寄送至四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所進(jìn)行檢測。 竹筍樣品的檢測指標(biāo)包括蛋白質(zhì)、 淀粉、 脂肪、 抗壞血酸、 總黃酮(以蘆丁計)、 可溶性糖、 總酸(以檸檬酸計) 等的含量。 其中， 蛋白質(zhì)含量采用標(biāo)準(zhǔn)GB5009.5—2016 第1 法測定， 淀粉含量采用標(biāo)準(zhǔn)GB5009.9—2016 第2 法測定， 脂肪含量采用標(biāo)準(zhǔn)GB5009.6—2016 第1 法測定， 抗壞血酸含量采用標(biāo)準(zhǔn)GB 009.86—2016 第2 法測定， 總黃酮(以蘆丁計) 含量依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SN/T 4592—2016 測定， 可溶性糖含量依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1278—2007 測定， 總酸 (以檸檬酸計) 含量依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB 12456—2021 測定。

土壤樣品的檢測指標(biāo)包括pH 值及有機(jī)質(zhì)、全氮、 水解性氮、 全鉀、 速效鉀、 全磷和有效磷、有效硅等的含量。 其中， pH 值依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 121.2—2016 進(jìn)行測定， 有機(jī)質(zhì)、 全氮、 水解性氮、 全鉀、 速效鉀含量分別依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1237—1999、 NY/T 1121.24—2012、 LY/T 1228—2015、 NY/T 87—1988、 NY/T 889—2004 進(jìn)行測定， 全磷和有效磷含量依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)LY/T 1232—2015 進(jìn)行測定， 有效硅含量依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1121.15—2006 進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 筇竹天然林和人工林的竹筍基徑

2 類筇竹林中不同筍高等級筍基徑的測定結(jié)果顯示(表1)， 筇竹天然林中各高度等級筍的基徑均大于人工林中的相應(yīng)值， 尤其是高度為Ⅰ級(5～6 cm) 的筍基徑天然林與人工林的差異明顯大于高度為Ⅱ級 (15 ～16 cm)、 Ⅲ級 (25 ～26 cm) 的筍基徑的差異。

表1 筇竹天然林和人工林不同高度竹筍的基徑Tab.1 The basal diameter of bamboo shoots at different heights in natural forest and artificial forest of Q. tumidinoda

2.2 筇竹天然林和人工林鮮筍營養(yǎng)成分

鮮筍營養(yǎng)成分的測定結(jié)果見表2。 由表2 可見， 不同類型筇竹林的鮮筍營養(yǎng)成分存在差異，其中筍中淀粉、 抗壞血酸和總酸含量天然林均高于人工林， 分別較人工林提高18.87%、 143.36%和18.18%； 而筍中蛋白質(zhì)和可溶性糖含量則是人工林高于天然林， 人工林分別較天然林提高12.00%和12.79%； 筍中脂肪含量在2 種類型的林分間較為接近。

表2 筇竹天然林和人工林的鮮筍營養(yǎng)成分含量Tab.2 Nutrient content of fresh bamboo shoots in natural and artificial forest of Q. tumidinoda

2.3 筇竹天然林和人工林土壤養(yǎng)分

土壤養(yǎng)分含量是影響竹筍品質(zhì)、 評價林地土壤狀況的重要指標(biāo)。 2 種類型筇竹土壤養(yǎng)分的測定結(jié)果見表3， 可以看出， 筇竹林土壤pH 值表現(xiàn)為人工林高于天然林， 而土壤水分含量則表現(xiàn)為天然林高于人工林； 筇竹林土壤的有機(jī)質(zhì)、 全氮、水解氮、 全磷含量表現(xiàn)為天然林高于人工林， 各指標(biāo)天然林較人工林分別提高 118.53%、117.65%、 153.09%和27.66%； 而土壤的全鉀、速效鉀、 有效磷、 有效硅含量則表現(xiàn)為人工林高于天然林， 各指標(biāo)人工林較天然林分別提高44.58%、 5.49%、 163.64%和100.70%。

表3 筇竹天然林和人工林土壤養(yǎng)分狀況Tab.3 Soil nutrient status in natural forest and artificial forest of Q. tumidinoda

3 討論與結(jié)論

本研究對比分析了筇竹天然林和人工林的竹筍品質(zhì)及土壤養(yǎng)分的差異性， 結(jié)果表明， 筍中抗壞血酸、 淀粉、 總酸含量表現(xiàn)為天然林明顯高于人工林， 特別是筍中抗壞血酸含量天然林是人工林的2.43 倍， 筍中蛋白質(zhì)和可溶性糖含量表現(xiàn)為天然林略低于人工林， 整體而言， 筇竹天然林的筍營養(yǎng)成分含量優(yōu)于人工林； 在林地土壤養(yǎng)分中，土壤有機(jī)質(zhì)、 氮肥以及水分含量天然林明顯高于人工林， 而土壤有效磷和有效硅含量則表現(xiàn)為人工林明顯高于天然林， 相比而言， 筇竹人工林土壤存在有機(jī)肥較低、 無機(jī)化肥配比不均勻等問題。

抗壞血酸是一種水溶性維生素， 又稱為“維生素C”， 對人體至關(guān)重要， 是內(nèi)源性兒茶酚胺、神經(jīng)遞質(zhì)、 膠原、 皮質(zhì)醇合成的輔助底物， 可充當(dāng)抗氧化劑， 降低活性氧含量， 從而改善微循環(huán)，減少內(nèi)皮細(xì)胞損傷， 是評價果蔬品質(zhì)的重要指標(biāo)。有研究表明適量施加氮肥可以增加植物抗壞血酸的含量[11-13]， 也有研究表明適量施加氮肥可以增加竹筍的產(chǎn)量和品質(zhì)[14-15]。 本研究結(jié)果顯示， 筇竹天然林土壤氮肥含量是人工林的2 倍多， 而相應(yīng)林分的竹筍中抗壞血酸含量亦是天然林高于人工林， 說明在人工栽培筇竹的過程中適量增加氮肥可以提高竹筍中抗壞血酸的含量。

土壤酸堿性是土壤的基本屬性之一， 土壤pH值是重要的化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)， 影響土壤養(yǎng)分的有效性和植被營養(yǎng)狀態(tài)。 本研究檢測結(jié)果顯示， 筇竹人工林和天然林土壤pH 值為5.39～6.03， 均呈微偏酸性， 這與夏莉等[16]的研究結(jié)果相似， 說明筇竹在微偏酸性的土壤中生長較為適宜。

土壤有效硅是指土壤中可供當(dāng)季作物吸收利用的硅素， 包括土壤溶液中的單硅酸及各種易于轉(zhuǎn)化為單硅酸的成分。 適量的硅肥可以增加作物產(chǎn)量， 但是過量的硅肥則對產(chǎn)量產(chǎn)生抑制作用[17-19]， 也有早期文獻(xiàn)提到施加硅肥能促進(jìn)竹子的生長且配合氮肥施用效果較佳[20]。 本研究結(jié)果顯示， 筇竹天然林土壤中水解氮與有效硅的比值遠(yuǎn)高于人工林， 因此在人工栽培筇竹時可以適當(dāng)調(diào)整氮肥與硅肥的施加比例， 但最佳配比有待于進(jìn)一步研究。

土壤有機(jī)質(zhì)是衡量土壤肥力的一個重要指標(biāo)，是作物豐產(chǎn)、 優(yōu)質(zhì)的重要生產(chǎn)條件[21]。 施肥是土壤改良及豐產(chǎn)經(jīng)營的主要技術(shù)措施之一， 由于施用化肥見效快， 近年來竹農(nóng)對化肥的依賴增加，有機(jī)肥用量占肥料總用量的比例有所下降， 但化肥只能提供無機(jī)養(yǎng)分， 長期使用會對土壤造成不良影響， 使得土壤肥力降低[22]。 從本研究的結(jié)果來看， 筇竹人工林土壤中有效硅、 有效磷含量雖然高于天然林， 但有機(jī)質(zhì)含量卻顯著低于天然林，這可能是由于人工林長期施用化肥導(dǎo)致土壤無機(jī)肥含量較高而有機(jī)質(zhì)含量較低的狀況。 為改善筇竹人工林的土壤肥力， 應(yīng)適當(dāng)增加有機(jī)肥的施入量。