施肥對覆土栽培高節竹筍產量和品質的影響

胡德勝，陳麗華，胡俊靖，雷亦晨，賴相燕，朱 玲，何奇江

（1.桐廬縣林業技術推廣中心，浙江 桐廬 311500；2.杭州市林業科學研究院，浙江 杭州 310022）

高節竹Phyllostachys prominen隸屬禾本科Gramineae 剛竹屬Phyllostachys，生態適應性強，具有竹筍產量高、品質佳、加工性能好等特點，在浙江省杭州市、湖州市等地廣為栽培。目前，針對高節竹豐產栽培[1-2]、病蟲害防治[3-4]、竹筍保鮮[5]和套袋栽培[6]等開展了較多的研究，形成了較為系統的高節竹林栽培技術。2011 年以來，為滿足市場對高品質竹筍的大量需求，根據高節竹的生物學和生態學特性，在高節竹主產區推廣應用覆土控鞭高品質竹筍栽培技術生產的竹筍個大、色白、鮮嫩，明顯改善了竹筍的外觀形態，香味和甜味增加，酸澀味和粗糙度減少，竹筍營養品質和適口性明顯提高，竹林經濟效益顯著提高[7-8]。但目前關于施肥對覆土栽培高節竹筍產量和品質的影響的研究還未見報道，因此，本研究通過研究施肥對高節竹筍的產量、外觀品質、營養品質、適口性等指標的影響，探究覆土栽培條件下高節竹產量和品質的施肥效應，為高節竹高品質竹筍栽培體系的構建提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于浙江省桐廬縣莪山鄉（29°35′～ 30°05′ N，119°11′～ 119°58′ E），屬亞熱帶季風氣候區，四季分明，年平均氣溫為16.6℃，極端高溫為41.7℃，極端低溫為－9.5℃，≥10℃年積溫為5 262℃，無霜期為252 d，年均降水量為1 462 mm，年均蒸發量為1 385 mm，年平均相對濕度為81%。土壤為紅壤，土層厚度在80 cm 以上。當地高節竹資源豐富，全鄉高節竹林面積有0.14 萬hm2，是浙江省“高節竹之鄉”。

1.2 研究方法

2017 年10 月，選擇立地條件、經營水平等基本一致的高節竹林設置10 m×10 m 的樣地12 個，試驗設置4個施肥處理，分別為CK（不施肥）、T1（低量施肥，施肥量為2 400 kg·hm-2）、T2（中量施肥，施肥量為4 800 kg·hm-2）、T3（高量施肥，施肥量為7 200 kg·hm-2），每個處理3 個重復。試驗竹林于2018 年進行林分結構調控，在出筍期及時挖除病筍、退筍，在出筍盛期的后期留養健壯標準竹筍長竹，6—7 月，新竹長成后，結合林地墾復，伐去4 年生以上老竹及部分4 年生竹，清理病蟲竹、風倒竹、雪壓竹、弱小竹，保持合理的林分密度和結構。2019 年出筍前，調查試驗竹林的立竹密度、胸徑等林分結構狀況，不同處理高節竹試驗林的立竹密度分別為7 533、7 133、7 233、7 200 株·hm-2，立竹胸徑分別為4.08 cm、4.01 cm、4.03 cm、4.27 cm，立竹年齡結構1 年生∶2 年生∶3 年生以上分別為1.78∶1.65∶1、2.09∶1.77∶1、1.90∶1.44∶1、2.05∶1.98∶1。試驗林為首次覆土竹林，于2017 年10 月開始覆土栽培，所有處理的覆土厚度均為30 cm。試驗所用肥料為竹筍專用肥（肥料配比N∶P∶K=20∶8∶12，總養分≥40.0%，浙江惠多利肥料科技有限公司），施肥分2 次均勻撒施于樣地內，于2017 年10 月施底肥，于2018 年6—7 月林地墾復控鞭（挖除竹伐蔸和覆土層中的竹鞭）時施追肥，每次施肥量為總施肥量的一半。

試驗數據采集與指標測定：于2019 年出筍期（4 月中下旬至5 月中旬左右）挖取樣地中所有竹筍，采收時悉數記錄樣地中每次的采筍數量、竹筍質量，統計試驗林的竹筍年產量；同時隨機挖取剛出土的完整竹筍各10株記錄產量后，測量筍的個體質量（g）、基徑（mm）、長度（cm），然后剝去筍殼，稱質量，計算竹筍可食率（剝去筍殼、去除老節后竹筍可食用部分所占比例）。另外，分別取竹筍樣品約1 kg 稱量記錄后，置于冰盒帶回實驗室，剝去筍殼，用于蛋白質、脂肪、可溶性糖、草酸、單寧、總酸和氨基酸等測定；并取部分樣品在烘箱中60℃烘干，研磨過40 目篩，用于纖維素、木質素含量測定。測定方法：蛋白質含量采用凱氏定氮法[9]，脂肪含量采用索氏抽提法[10]，可溶性糖含量采用銅還原碘量法[11]，草酸含量采用反相高效液相色譜法[12]，單寧含量采用紫外可見光光度法[13]，總酸含量采用滴定法[14]，游離氨基酸含量采用氨基酸分析儀法[15]，纖維素、木質素含量采用硫酸水解法[16]。

1.3 數據分析

實驗數據在Excel 2010 統計軟件中進行整理和圖表制作，方差分析采用SPSS 19.0 統計軟件中的鄧肯氏新復極差法完成，所有測定值均為平均值±標準偏差（mean ± SD）。

2 結果與分析

2.1 施肥對覆土栽培高節竹筍產量的影響

由圖1 可知，施肥對覆土栽培高節竹筍產量具有顯著影響（P<0.05）。隨著施肥量的增加，筍產量也隨之增加，T1、T2 和T3 三個施肥處理的筍產量較CK 分別提升了12.29%、31.66%和44.94%，T1 處理的高節竹筍產量與CK的無顯著差異，但均顯著低于T2 和T3 處理的（P<0.05），T2 和T3 處理的高節竹筍產量較T1 處理分別增加了17.25%和29.07%，T2 和T3 處理間差異未達到顯著性。這說明施肥處理可以有效提高覆土高節竹林的筍產量，施肥量越高，高節竹筍的產量越高，當施肥量超過4 800 kg·hm-2時，施肥對竹筍產量的提升效果明顯放緩。

圖1 施肥對覆土栽培高節竹筍產量的影響Figure 1 Effect of fertilization on shoot yield of Ph.prominens under soil covered cultivation

2.2 施肥對覆土栽培高節竹筍外觀品質的影響

由表1 可知，隨著施肥量的增加，高節竹筍長不斷增加，T2、T3 處理之間差異不明顯，但顯著高于CK（P<0.05），筍長較CK 分別增加了12.45%和14.75%，T1 處理較CK 的筍長有所提高，但二者之間的差異未達到顯著性水平；高節竹筍的基徑、個體質量均隨著施肥量的增加不斷增加，CK、T1 和T2 處理間差異不顯著，但均顯著低于T3 處理（P<0.05）；高節竹筍的可食率在T2 處理時最高，達到了76.23%，較CK 提高了10.60%。上述結果表明，施肥對覆土栽培高節竹筍的筍長、基徑、個體質量和可食率有較明顯的影響，增施竹筍專用肥可以顯著提升覆土栽培條件下高節竹筍的外觀品質，其中以中量施肥和高量施肥處理下高節竹的外觀品質更佳。

表1 施肥對覆土栽培高節竹筍外觀品質和可食率的影響Table 1 Effect of fertilization on appearance quality and edible ratio of Ph.prominens shoot under soil covered cultivation

2.3 施肥對覆土栽培高節竹筍營養品質的影響

由表2 可知，施肥處理后，高節竹筍的蛋白質、粗脂肪、纖維素含量沒有明顯的變化，不同的施肥處理間均無顯著差異；在一定范圍內（0～ 4 800 kg·hm-2），隨著施肥量的增加，高節竹筍的木質素含量顯著下降，T1、T2 處理的高節竹筍的木質素含量較CK 的分別下降了6.51%和20.68%，在T2 處理時，高節竹筍的木質素含量達到最低值（9.51%），此后，隨著施肥量的進一步增加，木質素含量也隨之提高。綜合以上分析可知，中量施肥（4 800 kg·hm-2），可以降低覆土高節竹筍的口感粗糙度，但高量施肥（7 200 kg·hm-2）會導致高節竹筍的口感變差。

表2 施肥對覆土栽培高節竹筍營養品質的影響Table 2 Effect of fertilization on nutrient quality of Ph.prominens shoot under soil covered cultivation

2.4 施肥對覆土栽培高節竹筍呈味物質的影響

從表3 可知，高節竹筍除草酸外的其余指標均受到施肥的顯著影響，隨著施肥量的增加，高節竹筍的單寧含量先下降后上升，T2 處理竹筍的單寧含量最低（2.19 mg·g-1），顯著低于CK 的；高節竹筍的可溶性糖含量則表現出相反的變化規律，T2 處理竹筍的可溶性糖含量最高，達到了21.07 mg·g-1，較可溶性糖含量最低的T3處理（14.80 mg·g-1）高42.36%，兩個處理間差異顯著（P<0.05）；高節竹筍的總酸含量則隨著施肥量的增加顯著升高，施肥量最大的T3 處理竹筍的總酸含量最高，與CK 處理之間差異顯著（P<0.05）；糖酸比則呈現出先下降后升高再下降的倒“N”形變化趨勢，糖酸比最高的T2 處理（9.22）顯著高于（P<0.05）最低的T3 處理（4.96）。上述分析結果說明，覆土栽培條件下，中量施肥（4 800 kg·hm-2）會促進高節竹筍甜味物質的積累，抑制酸澀味物質的產生，而高量施肥（7 200 kg·hm-2）則會引起高節竹筍適口性明顯下降。

表3 施肥對覆土栽培高節竹筍呈味物質含量的影響Table 3 Effect of fertilization on flavouring material of Ph.prominens shoot under soil covered cultivation

2.5 施肥對覆土栽培高節竹筍氨基酸含量的影響

從表4 可知，施肥處理會影響高節竹筍的氨基酸含量，隨著施肥量的增加，高節竹筍的總氨基酸、人體必需氨基酸、鮮味氨基酸、甜味氨基酸、芳香類氨基酸和苦味氨基酸含量均呈現先升高后下降再升高的變化規律，總氨基酸、人體必需氨基酸、甜味氨基酸、芳香類氨基酸和苦味氨基酸均在T1處理時含量最高，分別為5.35 mg·g-1、1.71 mg·g-1、0.89 mg·g-1、2.98 mg·g-1和3.64 mg·g-1，較含量最低的T2 處理分別增加了21.59%、18.75%、8.54%、23.14%和22.56%；鮮味氨基酸則在T3 處理時含量最高，T2 處理時含量最低。在所有氨基酸中，苦味氨基酸的含量最高，苦味氨基酸占氨基酸總量的比例在67.16%～ 71.43%，各施肥處理與CK 相比，竹筍的苦味氨基酸含量均顯著下降（P<0.05），但不同施肥處理間無顯著差異。以上結果表明，低量施肥可以提高竹筍的氨基酸含量，而中量施肥和高量施肥，竹筍的各類氨基酸含量出現下降，施肥處理可以抑制苦味氨基酸的積累，但施肥量增加對苦味氨基酸含量下降的影響不明顯。

表4 施肥對覆土栽培高節竹筍氨基酸含量的影響Table 4 Effect of fertilization on amino acid content of Ph.prominens shoot under soil covered cultivation

3 結論和討論

3.1 施肥對覆土栽培高節竹筍外觀品質和產量的影響

竹子由于生長速度快，經營周期短，每年竹筍生產會從土壤中帶走大量的養分。因此，外界養分的輸入對竹林的可持續經營至關重要，施肥能夠及時補充竹林大量生物量產出的土壤養分消耗，維持或提高竹材、竹筍產量[17-18]。本研究發現，施肥可以顯著提高覆土栽培高節竹的外觀品質，施肥處理下覆土栽培高節竹筍的筍長和基徑均有提高，單筍的個體質量顯著增加，施肥還可以降低覆土栽培高節竹筍籜的質量比例，竹筍的可食率顯著提高，施肥量越高，高節竹筍的外觀品質提升越明顯。竹筍的筍長、基徑和個體質量的增加帶來了明顯的增產效果，不同施肥處理竹筍產量較對照增加了12.29%～ 44.94%，這與施肥有助于提高竹筍的個體質量[19]和產量[20]的研究結果一致。研究表明，隨著施肥量的增加，筍產量、經濟收益、投入產出比等指標隨之增加，但是遞增速率在明顯減緩，符合報酬遞減規律[21]，這與本研究結果一致，當施肥量超過4 800 kg·hm-2時，施肥對覆土栽培高節竹筍產量的提升效果明顯放緩。

3.2 施肥對覆土栽培高節竹筍營養品質和呈味物質的影響

營養成分和風味物質作為評價竹筍品質的重要指標，與竹林養分管理密切相關[22-23]。施肥對竹筍營養品質的存在明顯影響，有研究表明施肥有利于雷竹Phyllostachys violascens‘Prevernalis’筍脂肪、淀粉的積累，而減少對粗蛋白的積累[24]；施用竹筍專用肥后毛竹Ph.edulis冬筍的脂肪和蛋白質含量都有顯著提高[25]；隨著施肥量的增加，苦竹Pleioblastus amaru筍的可溶性糖含量遞減，粗纖維含量遞增，施肥總量為1 200 kg·hm-2時，可溶性糖含量較高，粗纖維含量較低，竹筍適口性較好[26]。本研究中，覆土栽培條件下高節竹筍的蛋白質、脂肪、纖維素等營養品質指標的施肥效應不明顯，這可能是由于養分含量增加對竹筍營養物質積累的正向效應與筍體成倍增大導致養分消耗與稀釋的負向效應綜合作用的結果[27]。本研究還發現覆土栽培條件下，中量施肥（4 800 kg·hm-2）可以促進高節竹筍中糖類物質的積累，竹筍甜度提高，這是因為在適宜范圍內，施肥量的增加有利于竹子光合作用的提升，促進了碳水化合物的合成，從而提高了竹筍內糖類物質的含量。劉垚[28]研究了施肥對合江方竹Chimonobambusa hejiangensis品質的影響時發現，施肥處理使得合江方竹筍內苯丙氨酸解氨酶和4-香豆酸輔酶A 連接酶（4CL）的活性下降，導致木質素含量下降，可以很好地提高竹筍的食用性；賴俊聲[29]等研究發現，施肥后毛竹冬筍的單寧和木質素含量呈下降趨勢，改善了口感，也延長了竹筍的貯藏時間，這與本研究結果一致，施肥抑制了木質素、單寧、總酸等酸澀物質的產生，竹筍的適口性明顯提升。大量的試驗結果[30-32]表明，在土壤肥力較低又不施肥的情況下，作物產量和品質均很低，隨著施肥量的增加，作物的產量和品質參數提高，當施肥量達到一定水平時，繼續增加施肥量以謀求更高產量時，則品質的增長曲線明顯先于產量曲線而下降，而負面的品質參數則迅速增長。在本研究中，當施肥量增加到7 200 kg·hm-2，竹筍的糖酸比顯著下降，竹筍適口性表現出明顯的施肥負效應，這可能是少量施肥增強了竹子的光合作用，從而增加了運往筍體的糖分含量，使筍體的還原糖和總糖含量得以提高，當施肥量進一步提高時，更多的碳鏈參與氮素代謝，轉變為氨基酸，從而使還原糖和總糖的含量下降[33]，進而導致竹筍質量的降低。

3.3 施肥對覆土栽培高節竹筍氨基酸含量的影響

作物的氨基酸含量及比例主要受遺傳因素控制，但環境因素和栽培措施也會引起作物氨基酸含量及其比例發生明顯的變化[34]。本研究發現，覆土栽培條件下高節竹筍的各類氨基酸含量均隨著施肥量的增加呈現先升高后降低的變化趨勢，在2 400 kg·hm-2施肥量處理下，竹筍的氨基酸含量到達峰值，其后迅速下降，施肥量提高，特別是氮素養分的增加，為氨基酸合成提供了豐富的氮源，有助于竹筍中各類氨基酸的積累，但由于隨著施肥量的增大，竹筍產量大幅提高造成的養分稀釋有關[8,35]。苦味氨基酸與單寧是造成竹筍苦澀口感的主要物質，施肥可以有效降低覆土栽培高節竹筍中苦味氨基酸的比例，提高竹筍的適口性，但低（2 400 kg·hm-2）、中（4 800 kg·hm-2）、高（7 200 kg·hm-2）3 種施肥量處理對竹筍中苦味氨基酸比例的影響未達到顯著性，即施肥對苦味氨基酸合成的抑制作用隨施入量的增加而減弱。

施肥對覆土栽培條件下高節竹產量和品質的提升有明顯效果，且竹筍專用肥施用量為4 800 kg·hm-2為適宜施肥量，中量施肥可以顯著提高高節竹的筍產量，改善高節竹筍的外觀品質，使木質素含量顯著降低，口感粗糙度下降，可溶性糖含量提高，高節竹筍適口性明顯改善。施肥量過低時，對高節竹產量和品質提升的“施肥效應”不明顯，而過量施肥則會導致總酸、單寧和木質素等品質負面參數快速提高，高節竹筍品質下降。因此，綜合經濟成本、產量和營養品質指標，覆土栽培條件下高節竹林的適宜施肥量為4 800 kg·hm-2。