摘 要:【目的】為研發(fā)毛竹林高產(chǎn)高效生態(tài)經(jīng)營(yíng)技術(shù)提供一定參考。【方法】調(diào)查浙西南地區(qū)采挖毛竹林竹筍后的筍- 幼竹生長(zhǎng)過(guò)程,通過(guò)存活曲線分析毛竹林挖筍后的發(fā)筍成竹規(guī)律,探討挖筍對(duì)竹筍中單寧、粗脂肪、粗蛋白等品質(zhì)指標(biāo)的影響?!窘Y(jié)果】竹筍采挖提高了毛竹林地的發(fā)筍能力,挖筍樣地的發(fā)筍數(shù)比未挖筍樣地增加了12.8%(P < 0.05),而挖筍后選留竹筍的存活率也顯著高于未挖筍樣地;與未挖筍樣地相比,挖筍樣地內(nèi)毛竹新分株的平均胸徑并未發(fā)生顯著改變(P > 0.05),挖筍不會(huì)降低新分株胸徑而使林分衰退;竹筍間的非對(duì)稱(chēng)性競(jìng)爭(zhēng)有利于竹筍地徑的徑級(jí)為Ⅰ - Ⅲ級(jí)竹筍的生長(zhǎng)與存活,隨著地徑的提高竹筍死亡率顯著降低,而徑級(jí)Ⅳ級(jí)以上竹筍則有著較高的死亡率。盛筍早期以后,徑級(jí)相對(duì)較?。á艏?jí)以上)的竹筍開(kāi)始大量萌發(fā),這類(lèi)竹筍若不及時(shí)采挖,大部分會(huì)出現(xiàn)退筍,造成資源浪費(fèi);挖筍和未挖筍樣地竹筍的含水率、蛋白質(zhì)和粗脂肪含量在各筍期均未見(jiàn)顯著差異(P > 0.05),盡管挖筍樣地竹筍的單寧含量在末筍期顯著高于未挖筍樣地,但兩種樣地其他筍期單寧含量均未見(jiàn)顯著差異?!窘Y(jié)論】毛竹林竹筍的采挖,可緩解竹筍間的非對(duì)稱(chēng)性的資源競(jìng)爭(zhēng),有效避免大量退筍導(dǎo)致的毛竹母株?duì)I養(yǎng)消耗,實(shí)現(xiàn)母株資源的克隆整合,增加竹筍產(chǎn)量。因此,合理的竹筍采挖有利于毛竹筍用林的高效生產(chǎn)及可持續(xù)性經(jīng)營(yíng)。
關(guān)鍵詞:毛竹林,竹筍采挖,非對(duì)稱(chēng)性競(jìng)爭(zhēng),克隆整合
中圖分類(lèi)號(hào):S644.2;727.39 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1003—8981(2024)01—0294—10
資源(光照、養(yǎng)分、空間)短缺是植物生存的重要限制因素,自然群落中同一物種的相鄰個(gè)體因具有同樣生長(zhǎng)習(xí)性,往往發(fā)生資源競(jìng)爭(zhēng)[1]。目前,常以“負(fù)密度制約假說(shuō)”來(lái)解釋同種個(gè)體間相互作用與共存的機(jī)制[2],在生物侵害、資源競(jìng)爭(zhēng)等因素的影響下,個(gè)體在同種密度高的生境中會(huì)出現(xiàn)較低的存活率。毛竹Phyllostachys edulis 屬禾本科竹亞科,為高大喬木狀植物,具有生理整合、形態(tài)可塑等克隆生態(tài)學(xué)特性[3-4],其依靠地下鞭側(cè)芽的萌發(fā)完成克隆更新,發(fā)筍成竹。毛竹在從竹筍到幼竹的生長(zhǎng)過(guò)程中很大程度上不直接需要光資源,適度的遮光反而有利于幼竹生長(zhǎng)[5]。竹筍生長(zhǎng)所需的資源主要來(lái)源于母株及地下鞭根系統(tǒng)貯藏的光合同化物、礦質(zhì)養(yǎng)分及水分,母株通過(guò)生理整合將這些資源由鞭根系統(tǒng)傳輸至子代新分株,支持子代分株存活與生長(zhǎng),進(jìn)而拓展生存空間。有研究表明[6],毛竹林母株數(shù)量越多,能夠提供的整合資源就會(huì)越充足,竹筍的發(fā)筍數(shù)和存活率也就越高。因此竹筍存活率是非密度制約的。但母株所能提供資源畢竟有限,隨著毛竹密度和發(fā)筍數(shù)的增加,竹筍對(duì)資源的爭(zhēng)奪也會(huì)加劇。同一鞭根系統(tǒng)相鄰的竹筍間往往存在非對(duì)稱(chēng)性競(jìng)爭(zhēng),鄒躍國(guó)等[7] 認(rèn)為,較大個(gè)體的竹筍在資源爭(zhēng)奪中更占優(yōu)勢(shì),并會(huì)抑制小筍存活。母株將貯藏的資源優(yōu)先供給那些生長(zhǎng)健壯的竹筍,竹筍個(gè)體越強(qiáng)壯競(jìng)爭(zhēng)能力越強(qiáng)。
竹筍采收是毛竹林培育的一項(xiàng)重要經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。挖筍后,竹筍間原有的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系被打破,母株貯藏的養(yǎng)分、水分等資源會(huì)發(fā)生重新分配。此外,竹筍的品質(zhì)與養(yǎng)分等環(huán)境資源關(guān)系密切,而母株對(duì)資源的再次整合也會(huì)對(duì)竹筍品質(zhì)產(chǎn)生影響。近年來(lái),已有較多關(guān)于竹類(lèi)植物的竹筍- 幼竹生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)規(guī)律的研究[8-11],而尚未見(jiàn)關(guān)于竹筍采收能否緩解竹筍間資源的非對(duì)稱(chēng)競(jìng)爭(zhēng)、如何影響毛竹無(wú)性種群的數(shù)量和動(dòng)態(tài)變化規(guī)律、是否會(huì)改變竹筍品質(zhì)方面的報(bào)道。本文調(diào)查了浙西南地區(qū)毛竹林挖筍后筍- 幼竹生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程,對(duì)出筍時(shí)間、出筍數(shù)、成竹率、退筍率等發(fā)筍成竹規(guī)律進(jìn)行分析,并探討了其與單寧、含水率、粗脂肪、粗蛋白等品質(zhì)指標(biāo)的關(guān)系,可為毛竹林高產(chǎn)高效生態(tài)經(jīng)營(yíng)技術(shù)提供一定參考。
1 材料和方法
1.1 研究區(qū)概況
試驗(yàn)地設(shè)在浙江省遂昌縣,地理坐標(biāo)為東經(jīng)118°41′ ~ 119°30′,北緯28°13′ ~ 28°49′,氣候?qū)僦衼啛釒Ъ撅L(fēng)類(lèi)型,山地垂直氣候差異明顯。年平均氣溫16.8 ℃,年降水量1 510 mm,年降水日數(shù)172 d,年太陽(yáng)總輻射量為101 kcal/cm2,年日照時(shí)數(shù)1 755 h,年無(wú)霜期251 d。試驗(yàn)樣地的土壤類(lèi)型為山地黃紅壤,土層厚度> 100 cm。
2021 年在遂昌縣三仁鄉(xiāng)選取立地條件、立竹密度和竹林結(jié)構(gòu)相近的毛竹筍竹兩用林(采用大小年經(jīng)營(yíng)模式,2020 年為冬筍大年并于2021年春留養(yǎng)新竹)。施肥狀況為冬筍大年5 月施尿素700 kg/hm2、過(guò)磷酸鈣150 kg/hm2、氯化鉀200 kg/hm2,連續(xù)施肥10 a。試驗(yàn)樣地土壤的基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。
1.2 樣地設(shè)置與測(cè)定方法
設(shè)置挖筍(對(duì)冬筍全部采挖,春筍除選留成竹外,其余全部采挖)和不挖筍(對(duì)冬筍和春筍均不采挖)2 種處理。每種處理6 塊樣地,樣地面積為15 m×25 m。
2021 年3 月初,毛竹林地春筍陸續(xù)出土,3 月4 日開(kāi)始第一次調(diào)查統(tǒng)計(jì),此后于每天上午8: 00 進(jìn)行調(diào)查。每次調(diào)查時(shí)在新出土的竹筍(出土5 cm)旁插標(biāo)簽并加以編號(hào),并對(duì)每一竹筍的情況(存活、死亡或被采挖)進(jìn)行跟蹤記錄,直到出筍結(jié)束。開(kāi)始退筍后進(jìn)行樣地退筍數(shù)量統(tǒng)計(jì),并測(cè)定退筍地徑。存活竹筍長(zhǎng)成的新分株測(cè)定其胸徑。
于各出筍期在每塊樣地內(nèi)隨機(jī)挖取12 個(gè)大小基本一致、無(wú)機(jī)械損傷、出土20 cm 左右的筍樣分析品質(zhì):剝?nèi)スS籜,取可食部分切成小塊混合保存。竹筍水分含量按GB/5009.3-2010 的方法測(cè)定,粗脂肪含量按GB/T5009.6-2003 的方法測(cè)定,蛋白質(zhì)含量按GB/T5009.5-2010 的方法測(cè)定,單寧含量按照Folin - Ciocalteu 比色分光光度法測(cè)定。
1.3 數(shù)據(jù)處理
筍期的劃分: 建立Logistic 生長(zhǎng)曲線Y=K/(1+ae-bt),擬合竹筍累計(jì)出筍數(shù)沿著出筍時(shí)間序列的變化趨勢(shì)。并用Logistic 生長(zhǎng)曲線的3 個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)t1=(lna-1.317)/b、t2=lna/b、t3=(lna+1.317)/b, 將毛竹筍的出筍期劃分為4 個(gè)同生群,分別為初筍期、盛筍早期、盛筍后期和末筍期。分別對(duì)挖筍和不挖筍樣地不同出筍期的出筍數(shù)、存活率及存活的新生分株胸徑進(jìn)行單因素方差分析,探討挖筍對(duì)出筍成竹規(guī)律的影響。
存活曲線:按竹筍地徑(D)大小將其分為7級(jí),D ≥ 14 cm(Ⅰ級(jí))、12 ≤ D < 14 cm(Ⅱ級(jí))、10 cm ≤ D < 12 cm(Ⅲ級(jí))、8 cm ≤ D < 10 cm(Ⅳ級(jí))、6 cm ≤ D < 8 cm(Ⅴ級(jí))、4 cm ≤ D <6 cm(Ⅵ級(jí))、0 < D < 4 cm(Ⅶ級(jí))。Nx 為在X 徑級(jí)時(shí),減去該徑級(jí)退筍的數(shù)量后樣地內(nèi)竹筍的存活數(shù)量,N0 為初始出筍數(shù),1 000 Nx/ N0 為標(biāo)準(zhǔn)化后的存活數(shù)量l x。以l x 為縱坐標(biāo)、竹筍地徑的徑級(jí)為橫坐標(biāo),繪制存活曲線[12]。
Logistic 生長(zhǎng)曲線的擬合及單因素方差分析均在SPSS16.0 軟件中完成,存活曲線繪制用Origin7.5 軟件完成。
2 結(jié)果和分析
2.1 挖筍對(duì)出筍成竹規(guī)律的影響
毛竹林中竹筍采挖包括冬筍和春筍。毛竹的筍芽萌發(fā)后,至初冬,筍體逐漸膨大,筍籜呈黃色,被有絨毛,此時(shí)的竹筍進(jìn)入越冬期,在土中處于休眠狀態(tài),是為冬筍。翌年春季地溫上升,冬筍打破休眠,出土生長(zhǎng),是為春筍。2020 年11 月至2021年1 月中旬,將挖筍處理的樣地內(nèi)未露土的冬筍全部采挖,平均采挖數(shù)為3 628.5±213.5 株/hm2。2021 年3 月初竹筍露土,開(kāi)始采挖春筍并留養(yǎng)新分株。從表2 可以看到,挖筍樣地春筍的筍期為3 月7 日至4 月26 日,而未挖筍樣地筍期為3 月15 日至4 月21 日,說(shuō)明毛竹林地冬筍采挖可使春筍的出土?xí)r間提前,整個(gè)筍期也有所延長(zhǎng)。在毛竹林地采挖冬筍不僅沒(méi)有抑制春筍萌發(fā),而且還提高了春筍的發(fā)筍能力,挖筍樣地的春筍發(fā)筍數(shù)比未挖筍樣地增加了12.8%(P < 0.05)。
各樣地毛竹林春筍累計(jì)出筍數(shù)量與時(shí)間序列均呈S 曲線,符合種群密度控制的生長(zhǎng)規(guī)律,可較好地用Logistic 生長(zhǎng)方程進(jìn)行擬合(R2=0.99),并根據(jù)曲線的拐點(diǎn)將筍期劃分為4 個(gè)同生群。由表2 可知,挖筍樣地的發(fā)筍高峰在盛筍后期,盡管未挖筍樣地的出筍期較晚,但從初筍期至盛筍早期,發(fā)筍數(shù)迅速達(dá)到峰值,隨后發(fā)筍數(shù)銳減直至末筍期停止發(fā)筍。
春筍出筍后,毛竹會(huì)迅速完成高生長(zhǎng),發(fā)枝展葉成為毛竹新分株,但在此期間往往也會(huì)因養(yǎng)分、水分不足導(dǎo)致退筍。挖筍后選留春筍的存活率顯著高于未挖筍樣地(P < 0.05)。隨著時(shí)間的推移,從初筍期直至末筍期,挖筍與未挖筍處理樣地的存活率均表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢(shì)。
2.2 挖筍對(duì)新分株胸徑的影響
圖1 為不同筍期毛竹新分株胸徑大小,由圖1可知,挖筍與未挖筍處理各筍期的新分株胸徑均存在一定差異,且規(guī)律一致,表現(xiàn)為初筍期和盛筍早期胸徑較大,隨著筍期推移胸徑逐漸減小。兩種處理下,末筍期胸徑分別比初筍期降低了29.1%(挖筍)、15.8%(未挖筍)(P < 0.05)。與未挖筍樣地相比,挖筍并未使樣地內(nèi)新分株的平均胸徑發(fā)生顯著改變(P > 0.05),說(shuō)明在毛竹林樣地連續(xù)施肥、土壤養(yǎng)分得到保證的情況下,挖筍這一經(jīng)營(yíng)行為并不會(huì)降低新分株平均胸徑而使林分發(fā)生衰退。
2.3 竹筍- 幼竹無(wú)性系種群存活曲線與退筍率
存活曲線是種群統(tǒng)計(jì)分析方法中一種比較直觀的方法,常用來(lái)反映不同齡級(jí)植物的存活狀況。本研究以竹筍地徑的徑級(jí)為橫坐標(biāo)繪制存活曲線,分析不同徑級(jí)下竹筍的存活情況。從圖2 可知,未挖筍樣地的存活曲線呈凹曲線,該曲線類(lèi)型的竹筍在徑級(jí)較小時(shí)(Ⅳ級(jí)以上)死亡率高,但隨著竹筍地徑徑級(jí)的增大,Ⅰ~Ⅲ級(jí)的竹筍死亡率有所降低。挖筍樣地在竹筍的人工選留過(guò)程中會(huì)盡量采去徑級(jí)較小的弱筍,保留壯筍(Ⅰ~Ⅳ級(jí)),徑級(jí)Ⅳ的竹筍死亡率為100%,而徑級(jí)為Ⅰ級(jí)的竹筍死亡率降低至21.6%。
圖3 為挖筍和未挖筍樣地不同筍期的竹筍- 幼竹存活曲線與退筍率。由圖可知,挖筍樣地在初筍期,由于養(yǎng)分充足,竹筍死亡數(shù)相對(duì)較少,不同地徑徑級(jí)間的竹筍有強(qiáng)烈的非對(duì)稱(chēng)性競(jìng)爭(zhēng),大量徑級(jí)為Ⅰ級(jí)的竹筍存活,死亡率僅為16.7%,從而導(dǎo)致Ⅲ、Ⅳ級(jí)的竹筍死亡率為100%。隨著筍期的推移,養(yǎng)分消耗,死亡數(shù)增多,而Ⅰ級(jí)竹筍的發(fā)筍數(shù)減少,因此非對(duì)稱(chēng)性競(jìng)爭(zhēng)得以緩解。至盛筍后期,Ⅰ級(jí)竹筍死亡率升為30.9%,Ⅲ級(jí)竹筍死亡率降為33.3%,但Ⅳ級(jí)竹筍死亡率仍為100%。
未挖筍樣地中,除末筍期徑級(jí)Ⅳ級(jí)以上的竹筍死亡率為94.4% ~ 100% 外, 其他筍期均為100%。但存活曲線有所不同,初筍期發(fā)筍以Ⅰ - Ⅲ級(jí)壯筍為主,盡管Ⅳ級(jí)以上的竹筍死亡率為100%,由于數(shù)量少,存活曲線相對(duì)平緩,Ⅰ - Ⅲ級(jí)竹筍死亡率降低,但發(fā)筍數(shù)量多,存活曲線迅速下降。盛筍早期,Ⅳ - Ⅶ級(jí)竹筍增多,至盛筍后期和末筍期,發(fā)筍以Ⅳ - Ⅶ級(jí)級(jí)筍為主,Ⅰ - Ⅲ級(jí)壯筍數(shù)量較小,存活曲線的類(lèi)型表現(xiàn)為凹曲線。
2.4 挖筍對(duì)竹筍品質(zhì)的影響
竹筍含水率是竹筍口感與鮮嫩程度的重要指標(biāo)。與未挖筍樣地相比,挖筍后竹筍含水率未出現(xiàn)顯著改變(P > 0.05),而各筍期間竹筍含水率也未見(jiàn)顯著差異(P > 0.05)。這可能是因?yàn)橹窆S含水率的高低和降水量及土壤水分狀況等因素的關(guān)系更為密切[13],因此挖筍行為對(duì)竹筍含水率的影響較小。
蛋白質(zhì)和脂肪是竹筍營(yíng)養(yǎng)成分中含量較高的組成部分,這些營(yíng)養(yǎng)成分含量的高低也會(huì)影響竹筍品質(zhì)[14]。食品中的脂肪可降低血液中膽固醇含量,具有預(yù)防心血管病,促進(jìn)腦細(xì)胞發(fā)育等作用,而蛋白質(zhì)是多種氨基酸組合而成的高分子化合物,為生物體的主要組成部分,也是人體不可缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。由表3 可知,挖筍和未挖筍樣地的竹筍蛋白質(zhì)含量在初筍期、盛筍早期、盛筍后期相對(duì)穩(wěn)定,末筍期均顯著降低(P < 0.05)。而挖筍和未挖筍樣地間竹筍的蛋白質(zhì)含量在各筍期均未見(jiàn)顯著差異(P > 0.05),挖筍及筍期變化對(duì)竹筍中粗脂肪的含量均沒(méi)有顯著影響。說(shuō)明挖筍活動(dòng)對(duì)竹筍中蛋白質(zhì)和脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的影響不大。
單寧是多種多元酚衍生物的混合物,是植物次級(jí)代謝產(chǎn)物,受到初級(jí)代謝的調(diào)節(jié)控制。竹筍中所含單寧會(huì)引發(fā)澀感,影響竹筍的風(fēng)味和口感。不同筍期單寧含量有所不同,在挖筍和未挖筍兩類(lèi)樣地中,均表現(xiàn)為初筍期竹筍單寧含量相對(duì)較低,但隨著發(fā)筍時(shí)間的推移,至盛筍后期和末筍期單寧含量顯著提高(P < 0.05)。挖筍樣地的竹筍在末筍期單寧含量顯著高于未挖筍樣地,但這兩類(lèi)樣地的其他筍期單寧含量未見(jiàn)顯著差異(表3),這可能是因?yàn)橥诠S活動(dòng)打破了筍芽的非對(duì)稱(chēng)競(jìng)爭(zhēng),增加了發(fā)筍的數(shù)量,釆筍林地對(duì)養(yǎng)分的消耗更多,而林地養(yǎng)分的虧缺會(huì)導(dǎo)致植物體內(nèi)單寧含量的提高[15]。因此在末筍期竹筍體內(nèi)積累了較多的單寧。
冗余分析(Redundancy analysis RDA)是將線性相關(guān)分析和排序分析相結(jié)合形成的多元排序分析,在對(duì)應(yīng)迭代中,將每次的排序值與環(huán)境因子進(jìn)行多元線性回歸,從而反映環(huán)境因子對(duì)排序結(jié)果的影響。通過(guò)對(duì)挖筍和未挖筍樣地不同筍期竹筍的品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序(直接梯度分析),探討挖筍在不同筍期對(duì)竹筍品質(zhì)指標(biāo)的影響。從圖4 可知,第一軸和第二軸的貢獻(xiàn)率分別為52.4%、4.1%,可以解釋56.5% 以上原變量的特征。第一軸反映了末筍期與其他筍期(初筍期、盛筍早期、盛筍后期)竹筍品質(zhì)的差異,蛋白質(zhì)指標(biāo)分布在第一軸負(fù)方向,且與初筍期、盛筍早期、盛筍后期呈不同程度的正相關(guān)關(guān)系,而與末筍期呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。單寧等品質(zhì)指標(biāo)分布在第一軸的正軸方向,與末筍期呈較好的正相關(guān)關(guān)系(圖中箭頭相對(duì)方向表示相關(guān)性,當(dāng)相應(yīng)指標(biāo)箭頭指向的方向相近時(shí),就有較大的正相關(guān)性,方向相反則意味著負(fù)相關(guān))。第二軸反映的是挖筍對(duì)竹筍品質(zhì)的影響,由圖中可知,發(fā)筍量、單寧含量與釆筍行為呈正相關(guān),且挖筍行為對(duì)盛筍后期發(fā)筍量及末筍期單寧含量影響較大。粗脂肪含量與釆筍呈負(fù)相關(guān),含水率和蛋白質(zhì)含量與挖筍的相關(guān)性較弱。
3 討 論
3.1 挖筍對(duì)出筍成竹規(guī)律的影響
竹筍采挖是毛竹林經(jīng)營(yíng)過(guò)程中的重要活動(dòng),挖筍延長(zhǎng)了春筍的筍期,并使發(fā)筍時(shí)間提早(表2),這可能與樣地冬筍的采挖有關(guān)。冬筍全面翻挖,一方面刺激了休眠筍芽萌發(fā),另一方面,挖筍過(guò)程中對(duì)土壤的翻動(dòng),使表層土壤疏松,有利于春筍露頭。此外,溫度是毛竹種群竹筍—幼竹生長(zhǎng)過(guò)程中的重要影響因子,陶芳明等[16] 發(fā)現(xiàn),竹筍生長(zhǎng)的初期和中期,溫度對(duì)竹筍生長(zhǎng)起主要作用,出筍的最適溫度在10 ~ 20 ℃之間,而翻挖后粗糙的土壤表面可以更好地吸收太陽(yáng)輻射,增加了土壤溫度,進(jìn)而使出筍期提前。
毛竹林內(nèi)竹筍到幼竹的生長(zhǎng)過(guò)程對(duì)光的需求較少,光合能力弱。研究表明[5],毛竹幼竹在林下迅速進(jìn)入林冠層并不依賴(lài)較強(qiáng)的光照強(qiáng)度。竹筍生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分、水分、碳水化合物等資源主要依賴(lài)母株通過(guò)克隆整合進(jìn)行供給??寺≌鲜强寺≈参锾赜械纳硖匦裕Y源可通過(guò)地下鞭根系統(tǒng)在母株與子代分株之間進(jìn)行傳輸與分享[17-18]。因此,竹類(lèi)植物竹筍的成活對(duì)母株有較強(qiáng)的依賴(lài)性,在無(wú)母株條件下,根莖發(fā)筍率低、成活率低[19]。盡管母竹對(duì)幼竹生長(zhǎng)的貢獻(xiàn)很大,但其所能提供的資源畢竟有限,同一地下鞭根系統(tǒng)上相鄰的竹筍常因爭(zhēng)奪資源產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng),而在爭(zhēng)奪資源的過(guò)程中,個(gè)體在同種密度高的生境中往往會(huì)出現(xiàn)較低的存活率。未挖筍樣地由于冬季未采挖冬筍,隨著春季地溫上升,大量冬筍打破休眠,于初筍期至盛筍早期出土生長(zhǎng),竹筍在空間和資源上均存在較大的競(jìng)爭(zhēng),退筍率較高,至發(fā)筍中后期,由于竹林要維持前期竹筍的生長(zhǎng),造成營(yíng)養(yǎng)缺乏,發(fā)筍受到抑制。而挖筍樣地合理留養(yǎng)竹筍,在各筍期將易出現(xiàn)退筍現(xiàn)象的竹筍(生長(zhǎng)較弱或競(jìng)爭(zhēng)資源空間時(shí)處于不利地位)及時(shí)采挖,既能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益,也可為中后期發(fā)筍提供空間,節(jié)約資源,緩解競(jìng)爭(zhēng)的壓力,因而退筍率顯著低于未挖筍樣地(P < 0.05),而發(fā)筍數(shù)顯著高于未挖筍樣地(P < 0.05)(表2)。
研究表明[20-22],當(dāng)受到人工采挖等外部干擾時(shí),克隆植物能夠促進(jìn)受到外部干擾的分株再生長(zhǎng)或生成新分株,這是其應(yīng)對(duì)外部干擾的重要補(bǔ)償性機(jī)制。竹林中的挖筍行為可能通過(guò)毛竹克隆整合或克隆儲(chǔ)存等特性,調(diào)整竹筍間的非對(duì)稱(chēng)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償性機(jī)制,進(jìn)而增加整個(gè)筍期的發(fā)筍量。挖筍的樣地對(duì)冬筍進(jìn)行全面采挖,初筍期至盛筍早期竹筍萌發(fā)的數(shù)量顯著低于未挖筍樣地(P < 0.05)。但冬春筍的采收并未減少林地整個(gè)筍期的發(fā)筍數(shù)量,反而增強(qiáng)了春筍發(fā)筍能力,這可能與竹筍間的非對(duì)稱(chēng)性競(jìng)爭(zhēng)有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)[23],當(dāng)較大植物占有較多競(jìng)爭(zhēng)資源時(shí),較小植物最終只能因資源枯竭而死亡和被淘汰。而隨著林地部分竹筍的采挖,打破了竹筍間原有的非對(duì)稱(chēng)競(jìng)爭(zhēng),促進(jìn)一些原本受抑制的筍芽開(kāi)始萌發(fā)生長(zhǎng)。董文淵等[24] 也發(fā)現(xiàn),連年采筍的筇竹林中,初期和盛期較大的竹筍被采挖后? 無(wú)性系會(huì)自我調(diào)控,地下鞭上萌發(fā)更多筍芽以彌補(bǔ)子代分株數(shù)量的不足,通過(guò)增加竹筍數(shù)量,增加種群在生境中駐留和延續(xù)的機(jī)會(huì)。
3.2 挖筍對(duì)新分株胸徑的影響
初筍期和盛筍早期毛竹新分株的胸徑較大,而隨著筍期的推移胸徑逐漸減小。這主要是因?yàn)?,初筍期和盛筍早期的竹筍搶先利用母株貯藏的物質(zhì),從而妨礙了中后期竹筍生長(zhǎng)。李睿等[25] 發(fā)現(xiàn),較早同生群的竹筍及其長(zhǎng)成的幼竹總比較晚同生群的長(zhǎng)得高、長(zhǎng)得壯。而較為粗壯的竹筍往往競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng),易成活,在各筍期的退筍率也小(圖2)。
有研究認(rèn)為[24],整個(gè)筍期一直挖筍,當(dāng)挖筍強(qiáng)度超過(guò)了竹林無(wú)性系恢復(fù)能力時(shí),會(huì)破壞竹林的生長(zhǎng)平衡,竹林營(yíng)養(yǎng)匱乏及踐踏等原因會(huì)使幼竹基徑變小。而本研究發(fā)現(xiàn),未挖筍和挖筍樣地內(nèi)新分株的平均胸徑間沒(méi)有顯著差異(P > 0.05)。挖筍樣地會(huì)盡量留養(yǎng)較為粗壯的大筍,將生長(zhǎng)較弱或空間位置不利的竹筍挖除,而未挖筍樣地在竹筍的自疏過(guò)程中,同樣采取優(yōu)先存活大筍的生存策略,維持種群的競(jìng)爭(zhēng)力。兩種處理的林地均長(zhǎng)期施肥與養(yǎng)護(hù),為大筍的生長(zhǎng)提供養(yǎng)分,保證其在競(jìng)爭(zhēng)中存活,并成長(zhǎng)為新的分株。從圖2 可知,未挖筍和挖筍樣地的存活分株中地徑大于12 cm 的分株占了很大的比例,說(shuō)明挖筍并沒(méi)有對(duì)新分株胸徑大小產(chǎn)生不利影響。且研究表明[26],毛竹1 年新分株的胸徑大小很大程度上受到上一代3 年分株的影響,挖筍、未挖筍樣地竹林結(jié)構(gòu)、毛竹平均胸徑以及立地條件均是一致的,兩種處理樣地中新分株的胸徑也可能受到上一世代分株胸徑的影響,因而沒(méi)有顯著差異。
3.3 挖筍對(duì)林地退筍的影響
處于競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)的植物之間有時(shí)會(huì)存在資源的不均衡分配,優(yōu)勢(shì)植物會(huì)占據(jù)大于相應(yīng)生物量比例的資源,這種現(xiàn)象稱(chēng)為非對(duì)稱(chēng)競(jìng)爭(zhēng)[27-29]。竹類(lèi)植物的母株在發(fā)筍成竹階段向竹筍和幼竹提供生長(zhǎng)所需資源時(shí),也存在非對(duì)稱(chēng)性競(jìng)爭(zhēng)的情況。研究發(fā)現(xiàn)[7],較大個(gè)體的竹筍在資源爭(zhēng)奪中更占優(yōu)勢(shì),并會(huì)抑制小筍存活,母株會(huì)將資源優(yōu)先供給那些生長(zhǎng)健壯的竹筍,竹筍的個(gè)體越強(qiáng)壯,競(jìng)爭(zhēng)能力越強(qiáng),獲得的資源越多。這使得未挖筍樣地的竹筍在徑級(jí)Ⅳ級(jí)以上有較高死亡率,而徑級(jí)在Ⅰ~Ⅲ級(jí)的竹筍死亡率相對(duì)較小(圖2),而挖筍樣地,雖然僅保留了壯筍(Ⅰ~Ⅳ級(jí)),但竹筍的死亡率隨著地徑的增大逐漸從46.2% 下降至21.6%。
未挖筍樣地在盛筍早期以后,徑級(jí)較小(Ⅳ級(jí)以上)的竹筍逐漸增多,這類(lèi)竹筍缺乏資源競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),若不進(jìn)行采挖,死亡率極高,造成資源浪費(fèi)。且竹筍在退筍過(guò)程中仍會(huì)從母株獲取并消耗一部分資源,這使得出筍中、后期樣地資源更加匱乏,因此,未挖筍樣地在盛筍后期和末筍期發(fā)筍以徑級(jí)在Ⅳ級(jí)以上的竹筍為主,且大量死亡,而Ⅰ—Ⅲ級(jí)的壯筍發(fā)筍數(shù)量相對(duì)較少。
3.4 挖筍對(duì)竹筍品質(zhì)的影響
竹筍的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與其蛋白質(zhì)的含量密切相關(guān),挖筍和未挖筍樣地內(nèi)竹筍蛋白質(zhì)含量在初筍期、盛筍早期、盛筍后期差異不大,但末筍期均顯著降低。這是因?yàn)橹窆S進(jìn)入春季生長(zhǎng)階段,竹筍快速生長(zhǎng)需要大量消耗毛竹體內(nèi)蛋白質(zhì),從而使得末筍期竹筍中蛋白質(zhì)貯存量減少[13]。與未挖筍林地相比,挖筍后林地竹筍單寧含量在初筍期至盛筍后期沒(méi)有顯著差異,兩種林地均表現(xiàn)為初筍期竹筍單寧含量相對(duì)較低,隨著發(fā)筍時(shí)間推移,盛筍后期和末筍期單寧含量顯著提高,但末筍期采筍樣地的竹筍單寧含量顯著高于未采筍樣地。末筍期單寧含量的增加可能與毛竹林地大量發(fā)筍導(dǎo)致末筍期林地土壤速效養(yǎng)分的虧缺有關(guān),土壤養(yǎng)分的不足往往會(huì)導(dǎo)致植物體內(nèi)單寧的含量增加。研究表明[15,30],溫度、光照強(qiáng)度、土壤含量水、土壤肥力等外界因子都會(huì)影響植物體內(nèi)單寧的積累。邱永華等[31] 也認(rèn)為,當(dāng)土壤相對(duì)貧瘠時(shí),林地雖然通過(guò)施肥補(bǔ)充養(yǎng)分,但迅速增加的竹筍產(chǎn)量會(huì)使土壤養(yǎng)分虧缺狀態(tài)加劇,從而使竹筍中的單寧含量反而提高??偟膩?lái)說(shuō),挖筍不僅有效地提高發(fā)筍數(shù)量,竹筍釆挖量的增大也并未對(duì)竹筍品質(zhì)產(chǎn)生明顯不良影響。
4 結(jié) 論
采挖毛竹林內(nèi)的竹筍可緩解竹筍間非對(duì)稱(chēng)性的資源競(jìng)爭(zhēng),增加竹筍產(chǎn)量,提高竹筍存活率,有效避免大量退筍導(dǎo)致的毛竹母株?duì)I養(yǎng)消耗,使母株資源得以重新整合,減少資源浪費(fèi)。而竹筍釆挖量的增加也并未對(duì)新分株胸徑及竹筍品質(zhì)產(chǎn)生不良影響。因此,合理的竹筍采挖有利于毛竹筍用林的高效生產(chǎn)及可持續(xù)性經(jīng)營(yíng)。本研究主要探討的是竹筍采挖對(duì)毛竹林竹筍產(chǎn)量以及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響。但隨著生活水平的提高,人們?cè)诿窳纸?jīng)營(yíng)過(guò)程中,不僅會(huì)關(guān)注竹林生產(chǎn)力的提升[32-33],對(duì)竹筍的食味品質(zhì)(甜味、酸味、鮮味、芳香味等)也會(huì)有所要求。因此,食味品質(zhì)是體現(xiàn)竹筍經(jīng)濟(jì)價(jià)值的重要因素,而竹筍食味是多種物質(zhì)綜合作用的結(jié)果,采挖過(guò)程中是否會(huì)對(duì)竹筍內(nèi)與食味相關(guān)的芳香類(lèi)氨基酸及醛、醇類(lèi)等物質(zhì)的含量產(chǎn)生影響,尚待后續(xù)的研究,以期實(shí)現(xiàn)毛竹林高產(chǎn)高效生態(tài)經(jīng)營(yíng)模式的進(jìn)一步優(yōu)化。
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[ 本文編校:趙 坤]
基金項(xiàng)目:浙江省科技廳領(lǐng)雁計(jì)劃科技攻關(guān)項(xiàng)目(2022C03119);麗水市公益性技術(shù)應(yīng)用研究項(xiàng)目(2022GYX19);中央財(cái)政林業(yè)科技推廣示范資金項(xiàng)目(〔2019〕TS16)。