不同經(jīng)營措施對鄂南毛竹筍用低產(chǎn)林形態(tài)特征及產(chǎn)量的影響

胡文杰 龐宏東 胡興宜 胡江龍 李 鎧

( 1. 湖北省林業(yè)科學研究院，湖北 武漢 430075；2. 湖北幕阜山竹林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站，湖北 咸寧 437100；3. 咸寧市咸安區(qū)林業(yè)科學研究所，湖北 咸寧 437100；4. 湖北省林業(yè)勘察設計院，湖北 武漢 430000)

毛竹（Phyllostachys edulis）作為我國重要的森林資源之一，其筍材速生豐產(chǎn)的特性可帶來巨大的經(jīng)濟效益[1-3]，毛竹筍已成為我國南方林業(yè)建設的重要經(jīng)濟來源之一[4-6]。毛竹筍用林在經(jīng)營過程中，每年在進行采伐留養(yǎng)和采筍時，都會消耗林分大量的養(yǎng)分，而枯落物補充林分養(yǎng)分的量少且循環(huán)較慢，難以滿足毛竹筍用林高產(chǎn)的需求，為避免林分地力衰退，就有必要采取施肥等經(jīng)營措施[7-8]。立竹密度不僅關系到林內(nèi)個體競爭，還對林分冠層結構有一定的影響，冠層結構對林分生產(chǎn)功能有重要影響[9]。因此，開展毛竹筍用林立竹密度調控與施肥處理研究具有重要意義。當前，圍繞提高毛竹筍產(chǎn)量的研究較多[10]，吳良如等[11]對浙江建甌市毛竹林的研究表明，當立竹密度為2700株/hm2時，毛竹筍產(chǎn)量最高，劉順等[12]對江西吉安市毛竹林的研究表明，施肥可以顯著提高竹筍產(chǎn)量，但這些研究主要是集中在密度或施肥單因素對竹筍產(chǎn)量的影響，這2個因素對毛竹筍形態(tài)特征及產(chǎn)量的綜合影響的研究較少，且相關研究在鄂南地區(qū)鮮有開展。鄂南地區(qū)毛竹林資源豐富，但缺乏集約管理，對竹筍的開發(fā)利用程度很低，本研究以鄂南地區(qū)毛竹林為研究對象，綜合開展立竹密度和施肥處理雙因素對竹筍形態(tài)特征及產(chǎn)量的研究，擬為鄂南地區(qū)毛竹筍用林的經(jīng)營發(fā)展、低產(chǎn)林改造提供參考依據(jù)。

1 試驗區(qū)概況

試驗地位于湖北省咸寧市賀勝橋林場（114°22′54″E，30°00′07″N），地貌為丘陵，屬亞熱帶季風氣候區(qū)，水熱條件充足。該區(qū)域毛竹林地勢平坦，試驗前無人為經(jīng)營措施，無明顯石塊，土壤為黃棕壤，水解氮含量179 mg/kg，有效磷含量1.22 mg/kg，速效鉀含量64.6 mg/kg。自然立竹密度為3300～3750株/hm2，平均胸徑10.51 cm。

2 試驗設計

采用立竹密度和施肥種類雙因素完全隨機區(qū)組設計。立竹密度和施肥種類各3個水平。其中立竹密度為A1（2100～2550 株/hm2），A2（2700～3150 株/hm2），A3（3300～3750 株/hm2）。根據(jù)不同肥料的有效養(yǎng)分差異情況，施肥種類設置為B1（復合肥，1200 kg/hm2），B2（餅肥，7500 kg/hm2），B3（配方肥，1200 kg/hm2）。共 9 個處理。每個處理3個重復和CK（僅翻耕整地，無其他經(jīng)營措施），共計30塊樣地。樣地面積20 m× 20 m，每塊樣地間開溝隔開，溝寬和深為30 cm，防止竄筍。

2017年夏季，對所有樣地進行全面翻耕整地，同時進行樣地調查，記錄每個樣地毛竹的株樹、胸徑及度數(shù)等。在此基礎上，按照試驗設計，在各區(qū)組進行伐竹處理，主要以老竹、弱竹為主，伐竹完成后，各樣地1度、2度、3度竹比例大致為1∶1∶1。在此之后進行施肥處理，復合肥和配方肥的施肥方式為撒施，餅肥的施肥方式為溝施，均為1次性施肥。 2018年3月底開始，選擇盛筍期竹筍作為新竹留養(yǎng)，留養(yǎng)密度為各樣地立竹密度的1/3，對其余竹筍進行采收，并進行測量，記錄地徑、筍高，并現(xiàn)場稱取鮮質量。

3 結果與分析

3.1 毛竹筍形態(tài)特征及產(chǎn)量差異分析

毛竹筍形態(tài)特征及產(chǎn)量方差分析結果見表1。由表1可知，立竹密度、施肥種類對毛竹筍地徑的大小沒有顯著影響，但其交互作用對地徑有顯著性影響（P＜0.05），說明立竹密度和施肥種類的共同作用會對竹林新竹胸徑大小產(chǎn)生明顯作用。然而，立竹密度、施肥種類及其交互作用對竹筍高度、徑高比和產(chǎn)量均無顯著影響。立竹密度和施肥種類交互作用對產(chǎn)量影響的顯著性小于單獨的立竹密度、施肥種類，說明其交互作用對產(chǎn)量的影響不明顯，而施肥種類因素的離差平方和小于立竹密度因素，表明立竹密度因素對竹筍產(chǎn)量的影響較施肥種類更為明顯。

表1 毛竹筍形態(tài)特征及產(chǎn)量方差分析Table 1 Variance analysis of morphological characteristics and yield of P. edulis

3.2 不同處理毛竹筍形態(tài)特征及其與立竹密度的關系

不同處理毛竹筍形態(tài)特征差異見表2。由表2可知，不同處理條件下，毛竹筍地徑為8.57～9.65 cm，高度為35.34～39.62 cm，徑高比為0.23～0.27。不同處理地徑間存在顯著差異（P＜0.05），高度和徑高比無顯著性差異，其中，A3B1處理的地徑值顯著大于A2B1處理和A3B2處理（P＜0.05）。高度最高的為A3B1處理，高度最低的為A1B2處理；徑高比最小的為A3B2處理。

表2 不同處理毛竹筍形態(tài)特征差異Table 2 Morphological characteristics of P. edulis shoots under different treatments

立竹密度與形態(tài)特征的相關性分析結果見表3。由表3可知，毛竹筍地徑、高度與立竹密度無顯著關系，但徑高比與立竹密度呈顯著負相關關系（P＜0.05），由此表明隨著毛竹林立竹密度的增大，其形態(tài)特征由“胖、矮”型逐漸變?yōu)椤笆荨⒏摺毙停诓挥绊懏a(chǎn)量的前提下，可根據(jù)市場對竹筍形態(tài)特征的偏好適當選擇合適的立竹密度。

表3 立竹密度與形態(tài)特征的相關性Table 3 Correlation between density and morphology characteristics of living P. edulis

3.3 立竹密度和施肥種類對竹筍產(chǎn)量的影響

不同立竹密度、施肥種類的竹筍產(chǎn)量見圖1。由圖1可知，隨著立竹密度的增大，竹筍產(chǎn)量依次減小，分別為1859.52、1775.81、1563.78 kg/hm2，說明較低立竹密度的竹林更有利于竹筍產(chǎn)量的提高。3個立竹密度中，低立竹密度的竹筍產(chǎn)量變異系數(shù)最小，為18.65%，中等密度最大，為32.56%，高立竹密度的竹筍產(chǎn)量變異系數(shù)為26.48%，說明低立竹密度的樣地間竹筍產(chǎn)量變異較小，竹筍產(chǎn)量更加穩(wěn)定。在施肥種類中，復合肥的產(chǎn)量最高，其次分別為餅肥、配方肥，其對應的產(chǎn)量依次為1889.21、1669.51、1640.39 kg/hm2，由此表明在該地區(qū)，復合肥能更有效的提高竹筍產(chǎn)量。復合肥、餅肥和配方肥這3個施肥處理間竹筍產(chǎn)量變異系數(shù)分別為28.86%、30.36%和17.68%，表明配方肥處理的樣地間竹筍產(chǎn)量變異較小，竹筍產(chǎn)量更加穩(wěn)定。雖然復合肥處理的竹筍產(chǎn)量較高，但各處理間差異不顯著，因此從施肥對生態(tài)環(huán)境，尤其是對土壤的影響來說，應當繼續(xù)研究不同施肥處理對環(huán)境的影響，并綜合產(chǎn)量與其對環(huán)境的影響綜合選擇施肥種類。

3.4 不同處理對竹筍產(chǎn)量的影響

不同處理竹筍的產(chǎn)量見圖2。

圖1 不同立竹密度、施肥種類的竹筍產(chǎn)量Fig. 1 The yield of living P. edulis under different density and fertilization types

圖2 不同處理竹筍的產(chǎn)量Fig. 2 The yield of P. edulis shoots under different treatments

由圖2可知，不同處理的樣地竹筍產(chǎn)量均顯著高于CK（P＜0.05），說明采取適當?shù)慕?jīng)營措施能大幅提高竹筍產(chǎn)量。各處理竹筍產(chǎn)量為1299.15～2174.40 kg/hm2，CK的竹筍產(chǎn)量僅為517.35 kg/hm2。竹筍產(chǎn)量最高的為A1B1處理，產(chǎn)量最低的為A3B2處理。在低立竹密度中，復合肥表現(xiàn)最好，產(chǎn)量最高；在中立竹密度中，餅肥處理的產(chǎn)量最高，為1913.10 kg/hm2；在高立竹密度中，配方肥處理的產(chǎn)量最高，為1721.55 kg/hm2。由于不同處理間毛竹筍產(chǎn)量無顯著性差異，而立竹密度直接關系到勞動成本的投入，因此，毛竹筍用林經(jīng)營初期，在無法快速調低立竹密度的情況下，可考慮采用高密度即自然密度和配方肥處理。

4 結論與討論

毛竹林分結構的優(yōu)劣直接關系到竹筍的產(chǎn)量，而立竹密度則是毛竹林林分結構中的重要指標之一[13]。林分密度對林地生產(chǎn)力有顯著影響[14]，立竹密度不僅反映了林內(nèi)成竹之間的競爭，還直接影響到林內(nèi)的透光條件，由此對竹筍產(chǎn)量產(chǎn)生影響。施肥可以明顯改變土壤養(yǎng)分含量及微生物活性[15-16]，結合翻耕等經(jīng)營措施則可顯著改善土壤理化性質，并達到促進竹筍產(chǎn)量的目的。因此，毛竹林林分密度調控及翻耕施肥成為了目前竹林經(jīng)營中最重要的經(jīng)營措施[17-18]。肖祥希等[19]通過建立回歸方程，認為竹筍產(chǎn)量與立竹密度以及立竹的年齡結構有密切關系，朱錦懋等[13]和吳良如等[11]分別對25個和36個毛竹林樣地進行研究，發(fā)現(xiàn)最有利于提高竹筍產(chǎn)量的立竹密度為2820～3990株/hm2和2700株/hm2，而在本研究中，產(chǎn)量最高的立竹密度則為2100～2550株/hm2，說明不同地區(qū)最適合提高竹筍產(chǎn)量的立竹密度有所不同。已有大量研究表明[8，11，20]，施肥可以顯著提高毛竹筍產(chǎn)量，本研究結果表明，施用復合肥的效果總體上最好。但在不同立竹密度中，不同施肥種類的表現(xiàn)效果有所不同，立竹密度為2100～2550株/hm2時，施用復合肥的產(chǎn)量最高，為2174.40 kg/hm2立竹密度為2700～3150株/hm2時，餅肥處理的產(chǎn)量最高，為1913.10 kg/hm2；立竹密度為3300～3750株/hm2時，則是配方肥處理的產(chǎn)量最高，為1721.55 kg/hm2。

立竹密度與施肥種類的單因素作用對竹筍地徑無顯著影響，該結果與朱錦懋等[13]和郭曉敏等[6]的研究結果一致，但其交互作用則對竹筍地徑產(chǎn)生了顯著性影響，且徑高比與立竹密度顯著負相關，說明通過調整立竹密度與施肥種類組合可改變竹筍的形態(tài)特征。已有研究表明，不同施肥、立竹密度及其交互作用對土壤有機碳含量無顯著影響[21]，而土壤全N、水解N、全P、有效P及速效K等竹筍生長的必要元素含量與土壤有機碳含量呈顯著正相關關系[22]，這在一定程度上解釋了立竹密度、施肥種類及其交互作用對竹筍產(chǎn)量均無顯著性影響的原因。在本研究中，餅肥為長效肥，其肥力釋放過程相對較慢，因此，不同經(jīng)營措施對竹筍產(chǎn)量的影響仍然有待進一步研究。