施肥量和林分類型對黔北金佛山方竹林竹筍產(chǎn)量的影響

張 喜 楊光能

(1 貴州省林業(yè)科學研究院 貴陽 550005； 2 貴州省新時代竹產(chǎn)業(yè)研究院 貴州赤水 564700；3 國家林業(yè)和草原局叢生竹工程技術(shù)中心 昆明 650224)

金佛山方竹(Chimonobambusa utilis， 以下簡稱“方竹” ) 是我國西南地區(qū)特有的筍用竹種之一， 自然生長于貴州境內(nèi)的烏蒙山和大婁山系、分布于滇黔川渝交界地區(qū)， 在黔北渝南的大婁山地區(qū)保存有地球上原生性最強、 面積最大的連片方竹林。 方竹筍[1]不茂于春、 而發(fā)于秋， 生長于海拔1 300 m 以上的原生林內(nèi)或人工林中， 筍肉肥厚、 質(zhì)地晶瑩， 為“筍類之冠”。 有關(guān)金佛山方竹出筍規(guī)律[1-2]、 幼竹生長[2-3]、 施肥對竹筍幼竹生長的影響[4-7]及配方施肥模型構(gòu)建[8]等方面的研究已有報道， 但是， 通過多試驗點研究不同林分類型相同復合肥種類及不同施肥量對金佛山方竹筍產(chǎn)量(注: 本文中的筍產(chǎn)量是指商業(yè)性收購的竹筍產(chǎn)量， 因筍收購期時間小于出筍期時間，因此筍產(chǎn)量小于出筍期內(nèi)的實際總產(chǎn)量) 的影響還未見報道， 對其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展不利。 本文在黔北大婁山區(qū)金佛山方竹原生林和人工林中， 采用隨機區(qū)組試驗法研究收購期內(nèi)筍產(chǎn)量的變化規(guī)律，以及復合肥量和林分類型對筍產(chǎn)量的影響， 旨在為金佛山方竹林科學施肥及竹筍產(chǎn)量預測提供科學依據(jù)。

1 研究區(qū)概況及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗在遵義市習水縣、 桐梓縣和正安縣3 縣4 點進行。 此區(qū)屬黔北大婁山中高山地貌， 最高處的桐梓縣柏箐自然保護區(qū)牛角寨海拔高度達2 227 m。 基帶為亞熱帶濕潤氣候及常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林和針葉林， 山體上部具有部分溫帶氣候及植被組成特性。 喀斯特地貌發(fā)育，屬巖溶槽谷石漠化綜合治理區(qū)。 出露母巖為石灰?guī)r， 為石灰?guī)r、 第四紀粘土母質(zhì)發(fā)育的石灰土、黃壤、 黃棕壤及退耕還林地土壤。 各試驗點的基本立地要素為: 習水仙源點， 地理位置106.68°E、28.29°N， 海拔1 614 m， 坡向為東南， 坡度15°，土層厚20 cm (A 層4.0 cm、 B 層16.0 cm)； 桐梓九壩， 地理位置106.71°E、 28.26°N， 海拔1 375 m， 坡向為西北， 坡度5°， 土層厚29 cm(A 層5.0 cm、 B 層24.0 cm)； 桐梓馬鬃點， 地理位置106.90°E、 28.29°N， 海拔1 590 m， 坡向為西南， 坡度15°， 土層厚40 cm (A 層10.0 cm、B 層30.0 cm)； 正安廟塘點， 地理位置107.09°E、28.58°N， 海拔1 629 m， 坡向為北， 坡度5°， 土層厚30 cm (A 層10.0 cm、 B 層20.0 cm)。 在4個點的試驗林分中， 習水仙源點和桐梓馬鬃點為天然林， 桐梓九壩點和正安廟塘點為2003 年坡耕地退耕還竹所造的人工林。 各試驗點林分植被情況及土壤養(yǎng)分情況見表1 和表2。

表1 試驗林分植被狀況Tab.1 Vegetation status of experimental stands

表2 試驗林分土壤養(yǎng)分含量Tab.2 Soil nutrient content of experimental stands

1.2 研究方法

1.2.1 林分選擇及樣地設置

在4 個試驗點選擇坡面單一、 林相相對整齊、竹株徑級及分布相對均勻、 無巖石裸露的地段建立試驗區(qū)， 同一重復內(nèi)的樣地沿等高線排列、 竹林質(zhì)量及立地要素變異小， 不同重復間的樣地盡量保持竹林質(zhì)量及立地要素的相對一致性。 每個樣地面積為20 m × 20 m， 劃分為4 個10 m ×10 m 樣方， 記錄樣方中喬木種類、 胸徑和高度；其中選擇1 個有代表性的10 m × 10 m 樣方， 劃分為4 個5 m × 5 m 的亞樣方， 竹株胸徑按0.2 cm徑階、 年齡按4 齡級(Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ及≥Ⅳ年) 逐株登記。 在樣地四角， 各設置1 個5 m × 5 m 亞樣方， 記錄亞樣方中灌木種類、 株數(shù)、 平均地徑和高度， 以及木質(zhì)藤本植物種類和數(shù)量。 在4 個5 m × 5 m 灌木亞樣方內(nèi)， 各選擇1 個有代表性的1 m × 1 m 小樣方記錄草本植物種類、 株數(shù)和高度， 以及草質(zhì)藤本植物種類和數(shù)量。 每個試驗點樣地總量為12 個。

在每個試驗點12 個樣地內(nèi)， 選擇有代表性地段挖掘土壤剖面1 個， 記錄土壤發(fā)生層(或耕作層和底土層) 厚度、 石礫量和根量等， 分層各取2 枚環(huán)刀、 0.5 kg 土樣帶回室內(nèi)分析土壤理化特性。 相關(guān)土壤理化指標測定依據(jù)《森林土壤分析方法》[9]及其修訂版。

1.2.2 復合肥及施用方法

方竹筍用復合肥(以下簡稱“復合肥” ) 由一般疏菜用復合肥改進而成。 干物質(zhì)量中有機質(zhì)含量3.31 g/kg、 全氮含量132.90 g/kg、 全磷含量38.56 g/kg、 全鉀含量22.41 g/kg、 全硅含量6.00 g/kg， 堿解氮含量18 688.78 mg/kg、 速效磷含量997.99 mg/kg、 速效鉀含量986.00 mg/kg。

在20 m × 20 m 樣地內(nèi)， 留出邊緣效應帶5 m， 取中間100 m2(10 m × 10 m) 作為施肥區(qū)及竹筍產(chǎn)量監(jiān)測樣方。 復合肥用量設置4 個處理，包括0 (對照)、 20 kg/667 m2(處理1)、 30 kg/667 m2(處理2) 和40 kg/667 m2(處理3)， 3 次重復， 隨機區(qū)組試驗。

4 個試驗點施肥方法為人工在相應樣地按設計量一次性均勻撒施， 施肥時間為2022 年7 月。

1.2.3 筍產(chǎn)量調(diào)查

依據(jù)方竹林出筍規(guī)律[1-2]， 在2022 年出筍期由專人看護試驗林地。 在竹筍收購期， 除按設計密度[10]留足母竹外， 每個試驗點由專人按采筍技術(shù)規(guī)范、 隔日定時采收各監(jiān)測樣方的竹筍， 分別各監(jiān)測樣方稱量當日采收的帶殼筍產(chǎn)量(kg/d)、去殼筍產(chǎn)量(kg/d)， 記錄采筍株數(shù)。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

1) 凈筍率。 凈筍率 (%) 亦即筍可食率(%)， 是單位時間段內(nèi)各監(jiān)測樣方所采收竹筍的去殼筍產(chǎn)量占帶殼筍產(chǎn)量的百分比。

2) 統(tǒng)計分析方法。 使用EXCEEL 和SPSS 軟件[11]進行統(tǒng)計分析， 方差分析數(shù)據(jù)經(jīng)平方根轉(zhuǎn)換后再行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥對不同試驗點方竹林帶殼筍產(chǎn)量的影響

觀察發(fā)現(xiàn)， 桐梓九壩點自9 月23 日開始采筍、 10 月31 日停采、 采筍時間持續(xù)38 d， 桐梓馬鬃點的對應時間為9 月27 日、 11 月10 日和44 d， 習水仙源點的對應時間為10 月5 日、 10 月25日和20 d， 正安廟塘點的對應時間為10 月1 日、10 月25 日和24 d。 可見， 各試驗點隨著海拔高度升高， 開始采筍時間延后、 結(jié)束時間提前， 采筍持續(xù)時間縮短。

由圖1 可見， 除習水仙源點外、 其他3 個試驗點筍產(chǎn)量峰值明顯， 隨出筍期時間延后， 日采筍量同時降低。 日帶殼筍產(chǎn)量的X2分布檢驗顯示， 桐梓九壩點處理1 和處理3 間差異極顯著(P＜0.01)、其他處理間差異不顯著(P＞0.05)， 桐梓馬鬃點對照與處理1 間差異不顯著(P＞0.05)、 其他處理間差異極顯著(P＜0.01)， 習水仙源點不同處理間差異不顯著(P＞0.05)， 正安廟塘點處理3 與對照、處理1 及處理2 間差異顯著(P＜0.01)、 其他處理間差異不顯著(P＞0.05)。

圖1 不同處理方竹林帶殼筍產(chǎn)量變化動態(tài)Fig.1 Dynamic changes in yield of shoots with shell of Ch. utilis under different treatments

方差分析顯示(表3)， 年帶殼筍產(chǎn)量除習水仙源點不同處理間差異顯著(P＜0.05) 外， 其他試驗點不同處理間差異不顯著(P＞0.05)。 與對照相比， 處理1 的帶殼筍產(chǎn)量在桐梓九壩、 桐梓馬鬃、 習水仙源和正安廟塘點分別為58.22%、83.85%、 102.55% 和 86.79%， 平 均 值 為82.85%； 處 理 2 的 相 應 值 分 別 為 99.72%、55.64%、 106.91% 和 83.40%， 平 均 值 為86.42%； 處理3 的相應值分別為172.70%、137.44%、 120.91% 和 164.90%， 平 均 值 為148.99%。 以處理3 的增長幅度較大， 其中人工林增產(chǎn)幅度較高、 變幅為64.90%～72.70%， 天然林增產(chǎn)幅度較低、 變幅為20.91%～37.44%。

表3 不同處理方竹林年帶殼筍產(chǎn)量方差分析Tab.3 Variance analysis of annual yield of shoots with shell of Ch. utilis under different treatments

2.2 施肥對不同試驗點方竹林去殼筍產(chǎn)量的影響

由圖2 可見， 各試驗點竹林去殼筍產(chǎn)量隨時間的變化趨勢與帶殼筍產(chǎn)量類似。 0、 20、 30 和40 kg/667 m24 個施肥量處理的日去殼筍產(chǎn)量和帶殼筍產(chǎn)量間相關(guān)系數(shù)在桐梓九壩點分別為0.997、0.996、 0.994 和0.998， 在 桐 梓 馬 鬃 點 分 別 為0.994、 0.986、 0.997 和0.999， 在習水仙源點分別為0.868、 0.917、 0.883 和0.948， 在正安廟塘點分別為0.998、 0.999、 0.998 和0.999。 從去殼筍產(chǎn)量與帶殼筍產(chǎn)量的相關(guān)性看， 除習水仙源點的對照處理間呈顯著水平(P＜0.05) 外， 4 個試驗點的其他處理間均達到極顯著水平(P＜0.01)。不同處理間日去殼筍產(chǎn)量X2分布檢驗顯示， 桐梓九壩點、 正安廟塘點不同處理間日去殼筍產(chǎn)量的差異性與其帶殼筍產(chǎn)量一致， 桐梓馬鬃點除處理3 與對照、 處理1 及處理2 間差異顯著(P＜0.05)外， 其他處理間差異不顯著(P＞0.05)， 習水仙源點不同處理間差異不顯著(P＞0.05)。

圖2 不同處理方竹林去殼筍產(chǎn)量變化動態(tài)Fig.2 Dynamic changes in yield of shoots without shell of Ch. utilis under different treatments

方差分析顯示(表4)， 年去殼筍產(chǎn)量除習水仙源點不同處理間差異顯著(P＜0.05) 外， 其他試驗點不同處理間差異不顯著(P＞0.05)。 與對照相比， 處理1 的年去殼筍產(chǎn)量在桐梓九壩、 桐梓馬鬃、 習水仙源和正安廟塘點分別為56.86%、92.11%、 102.24% 和 85.10%， 平 均 值 為84.08%； 處理2 的相應值分別為106.37%、60.00%、 101.40%和83.18%， 平均值為87.74%；處理3 的相應值分別為178.92%、 164.74%、118.16%和164.40%， 平均值為156.55%。 以處理3的增產(chǎn)幅度較大， 其中人工林增產(chǎn)幅度較高、 變幅64.40%～78.92%， 天然林增產(chǎn)幅度較低、 變幅18.16%～64.74%， 差異較大。

表4 不同處理方竹林年去殼筍產(chǎn)量方差分析Tab.4 Variance analysis of annual yield of shoots without shell of Ch. utilis under different treatments

2.3 施肥對不同試驗點方竹林采筍株數(shù)的影響

除桐梓馬鬃點觀測數(shù)據(jù)不完整沒有列入分析外， 其他試驗點不同處理竹林日采筍株數(shù)變化趨勢見圖3。 可以看出， 日采筍株數(shù)在桐梓九壩點和正安廟塘點的人工林中與其日帶殼筍產(chǎn)量或去殼筍產(chǎn)量的變化趨勢相似， 在習水仙源點的天然林中則與其日帶殼筍產(chǎn)量或去殼筍產(chǎn)量的變化趨勢性相異、 且各處理日采筍株數(shù)隨時間延長呈增長趨勢。 日采筍株數(shù)的X2分布檢驗顯示， 在桐梓九壩點、 正安廟塘點不同處理間差異極顯著(P＜0.01)， 在習水仙源點除處理1 與處理2 間差異不顯著(P＞0.05) 外、 其他處理間差異極顯著(P＜0.01)。 0、 20、 30 和40 kg/667m24 個施肥量處理的日采筍株數(shù)和日帶殼筍產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)在桐梓九壩點分別為0.973、 0.919、 0.881 和0.986，在正安廟塘點分別為0.967、 0.957、 0.965 和0.984， 在 習 水 仙 源 點 分 別 為0.439、 0.148、0.250 和-0.141， 不同處理日采筍株數(shù)和日帶殼筍產(chǎn)量的相關(guān)性在桐梓九壩點和正安廟塘點達到極顯著水平(P＜0.01)、 在習水仙源點不顯著(P＞0.05)； 日采筍株數(shù)和日去殼筍產(chǎn)量相關(guān)系數(shù)在桐梓九壩點分別為0.965、 0.912、 0.864 和0.984， 在 正 安 廟 塘 點 分 別 為0.972、 0.964、0.972 和0.984， 在習水仙源點分別為0.041、-0.005、 -0.124 和-0.372， 不同處理日采筍株數(shù)和日去殼筍產(chǎn)量的相關(guān)性及相關(guān)顯著性趨勢和日帶殼筍產(chǎn)量的趨勢性一致。

圖3 不同處理方竹林采筍株數(shù)變化動態(tài)Fig.3 Dynamic changes in the harvested shoot number of Ch. utilis under different treatments

方差分析顯示(表5)， 年采筍株數(shù)除正安廟塘點外， 習水仙源點及桐梓九壩點不同處理間差異顯著(P＜0.05)。 與對照相比， 處理1 的年采筍株數(shù)在桐梓九壩、 習水仙源及正安廟塘點分別為55.28%、 101.71% 和 81.15%， 平 均 值 為79.38%； 處理2 的相應值分別為114.09%、98.29%和81.38%， 平均值為97.92%； 處理3 的相應值分別為172.18%、 114.15%和163.86%，平均值為150.06%。 以處理3 的增產(chǎn)幅度較大，其中人工林增產(chǎn)幅度較高、 變幅63.86% ～72.18%， 天然林增產(chǎn)幅度較低。

表5 不同處理方竹林采筍株數(shù)方差分析Tab.5 Variance analysis of the harvested shoot number of Ch. utilis under different treatments

2.4 施肥對不同試驗點方竹林凈筍率影響

凈筍率是衡量竹筍可食性及經(jīng)濟價值潛力的重要指標。 由圖4 可見， 4 個試驗點不同處理間日凈筍率的變化趨勢不同， 在桐梓九壩點和正安廟塘點的人工林中， 處理2 和處理3 的日凈筍率均高于處理1 和對照、 且在出筍后期差異性增大，在桐梓馬鬃點和習水仙源點的天然林中， 各處理間的日凈筍率趨勢性相似、 習水仙源點各處理間的差異性較小。 日凈筍率X2分布檢驗顯示， 在桐梓九壩點除處理2 與處理3 間差異不顯著(P＞0.05) 外、 其他處理間差異極顯著(P＜0.01)，在桐梓馬鬃和正安廟塘點各處理間差異極顯著(P＜0.01)， 在習水仙源點各處理間差異不顯著(P＞0.05)。

圖4 不同處理方竹林凈筍率變化動態(tài)Fig.4 Dynamic changes in shoot edible rate of Ch. utilis under different treatments

方差分析顯示(表6)， 年平均凈筍率在同一試驗點內(nèi)不同處理間差異不顯著(P＞0.05)。 與對照相比， 處理1 的凈筍率在桐梓九壩點、 桐梓馬鬃點、 習水仙源點和正安廟塘點分別為86.15%、 104.21%、 100.21%和98.74%， 平均值97.33%； 處理2 的相應值分別為100.93%、100.13%、 95.07%和99.00%， 平均值98.78%；處理3 的相應值分別為102.69%、 109.09%、97.55%和99.98%， 平均值102.33%。 以處理3的凈筍率為最高， 天然林略高于人工林。

表6 不同處理方平均凈筍率方差分析Tab.6 Variance analysis of average shoot edible rate of Ch. utilis under different treatments

3 討論與建議

3.1 施肥量對竹筍產(chǎn)量影響的規(guī)律性及差異性

4 種復合肥施用量及4 個方竹林類型的方差分析發(fā)現(xiàn)， 除習水仙源點帶殼筍產(chǎn)量、 去殼筍產(chǎn)量及采筍株數(shù)、 以及桐梓九壩點的采筍株數(shù)在不同處理間差異顯著(P＜0.05) 外， 桐梓九壩點、桐梓仙源點和正安廟塘點的相應值在不同處理間差異不顯著(P＞0.05)； 凈筍率在4 個試驗點內(nèi)不同處理間差異不顯著(P＞0.05)。 與對照相比，40 kg/667 m2復合肥處理(處理3) 的帶殼竹筍產(chǎn)量、 去殼竹筍產(chǎn)量、 采筍株數(shù)及凈筍率分別為148.99%、 156.55%、 150.06%和102.33%； 20、30 kg/667 m2復合肥處理(處理1、 處理2) 的竹筍產(chǎn)量有所下降， 下降的原因可能與方竹林質(zhì)量的異質(zhì)性、 以及復合肥量沒有達到增加竹筍產(chǎn)量的最低臨界點有關(guān)， 進一步增加復合肥量[4，6-7]、探索施肥量和最高竹筍產(chǎn)量關(guān)系的拐點， 可為方竹林高產(chǎn)培育提供科學的施肥依據(jù)。 受出筍規(guī)律[1-3]、 竹筍收購期、 竹筍產(chǎn)量監(jiān)測時間的綜合影響， 實際竹筍產(chǎn)量可能高于監(jiān)測值。

3.2 林分類型對施肥效應的影響

天然林和人工林土壤及植被特性存在較大差異性。 桐梓九壩和正安廟塘2 個試驗點為2003 年在坡耕地上的人工林， 桐梓馬鬃和習水仙源2 個試驗點為天然林， 人工林土壤耕作層全磷、 全鉀、全硅及有效硅含量較高， 分別是天然林土壤A 層的115.79%、 109.94%、 104.92%和183.09%； 而有機質(zhì)、 全氮、 堿解氮、 速效磷和速效鉀含量較低， 分別是天然林土壤A 層的66.08%、 73.20%、80.33%、 80.49%和75.35%。 方竹林平均胸徑和密度在人工林為3.24 cm、 7 450 株/hm2， 在天然林為2.08 cm、 5 050 株/hm2； 喬木層植物平均胸徑、 高度和密度在人工林為6.50 cm、 4.00 m 和338 株/hm2， 在天然林為17.19 cm、 9.10 m 和1 153 株/hm2； 灌木層植物平均地徑、 高度和密度在人工林為0.12 cm、 0.15 m 和1 148 株/hm2，在天然林為0.32 cm、 0.34 m 和2 903 株/hm2； 草本層植物高度和密度相近。

天然林和人工林土壤及植被特性的差異性也表現(xiàn)于施肥效應。 相對于對照， 40 kg/667 m2施肥量處理(處理3) 的帶殼筍產(chǎn)量、 去殼筍產(chǎn)量、采筍株數(shù)和凈筍率在人工林分別為168.02%、169.97%、 167.07%和104.05%， 在天然林分別為127.77%、 134.31%、 114.14%和100.00%， 人工林增產(chǎn)幅度較高。 在人工林中， 桐梓九壩點竹筍產(chǎn)量及各項指標的增加幅度均高于正安廟塘點；在天然林中， 桐梓馬鬃點的凈筍率較低、 帶殼筍產(chǎn)量、 去殼筍產(chǎn)量和采筍株數(shù)較高。 形成原因有待進一步分析。

3.3 方竹筍用復合肥有待進一步研究的問題

研制方竹筍用復合肥旨在增加土壤氮、 磷、鉀全量及有效量等， 進而提高方竹筍產(chǎn)量。 與4個試驗點土壤A 層(耕作層) 各指標的平均值相比， 復合肥相應的氮、 磷、 鉀全量提高2 405.43%、4 179.95%、 133.51%， 堿解氮量、 速效磷量和速效鉀量提高3 207.16%、 13 486.35%、 290.21%，適量施用復合肥能增加土壤養(yǎng)分含量， 本研究也發(fā)現(xiàn)了提高方竹筍產(chǎn)量的最低臨界復合肥量。 但是， 復合肥有機質(zhì)、 全硅及有效硅含量較低， 僅為各試驗點土壤A 層(耕作層) 各指標平均值的2.53%、 2.46%和0.00%， 這或許是影響方竹筍產(chǎn)量的又一重要因素。 因此， 方竹筍用