稻草覆蓋增溫保濕規律及其對雷筍產量的影響

王斌， 張佳麗， 王先挺*， 許善杰

(1.寧波市鄞州區農業技術推廣站，浙江 寧波 315700； 2.寧波市鄞州區農產品質量安全管理站，浙江 寧波 315700)

雷竹稻草覆蓋栽培是將新鮮稻草作為發熱物質，以礱糠作為保溫材料，促使地溫提升，進而使竹筍提早萌發，并延長出筍期，提高竹筍產量和效益[1]。雷筍稻草覆蓋栽培不僅是促進雷竹提早產筍、提高竹筍產量的有效途徑，也是大量消納水稻秸稈、推進秸稈綜合利用的有力舉措，具有重要的經濟、生態和社會價值。為了提升雷筍產量和產出效益，相關學者圍繞雷竹覆蓋栽培技術，從施肥處理、覆蓋材料、覆蓋方式、覆蓋時機、降水變化等因素開展了大量研究[2-6]。丁勝華等[7-8]研究結果表明，稻草覆蓋型和稻草谷殼覆蓋型效益顯著優于竹葉覆蓋型和半荒蕪型；肖創偉等[9]研究結果表明，采用谷殼、稻草、稻草加谷殼等覆蓋處理對雷竹提早出筍、筍期延長、產量增加、效益提升等方面均有效果。

有研究[10]表明，相同材料不同覆蓋厚度，竹筍產量和出土時間存在顯著差異；覆蓋物產熱過多會產生高溫脅迫，甚至燒死竹林，給林農帶來巨大的經濟損失[1]，寧波本地也存在筍戶稻草覆蓋過多，導致雷筍減產情況。然而目前對雷筍稻草覆蓋厚度的產熱保溫保濕規律、不同稻草覆蓋厚度對竹筍產量的影響研究較少。因此，本研究以田間小區試驗為基礎，研究不同稻草覆蓋厚度增溫保濕規律及其對雷竹出筍規律的影響，以探索適合寧波本地的雷筍稻草覆蓋技術，為科學推進筍農增收和秸稈綜合利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗地設在浙江省寧波海曙區洞橋鎮蕙江村(121°22′43.47″E，29°45′59.77″N)，林地坡度平緩，土層深厚。試驗雷筍竹林6 a。該地區多年平均氣溫16.4 ℃，平均氣溫以7月份最高，為28.0 ℃，1月份最低，為4.7 ℃。全年無霜期一般為230～240 d。年降水量為1 480 mm，5—9月占全年降水量的60%，年日照時數1 850 h。

1.2 處理設計

覆蓋材料是稻草和礱糠，整體覆蓋厚度25 cm，試驗設3個處理，分別為稻草覆蓋0 cm(即純礱糠覆蓋)、稻草覆蓋5 cm和稻草覆蓋10 cm處理。每個試驗小區選擇立地條件和撫育管理措施基本相同的雷竹林150 m2，其他農藝措施一致。

1.3 樣品采集

稻草覆蓋時，在地表放置精創實時溫濕度記錄儀(MSL-51H)，溫度分辨率0.1 ℃，濕度分辨率0.1%，實時記錄秸稈覆蓋條件下的溫度和濕度。覆蓋期內每天上午挖取各個試驗樣地中剛露出覆蓋層的竹筍，記錄全部竹筍的出筍日期和質量。

1.4 數據統計

采用Excel和SPSS 22數據處理軟件對試驗數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 對土壤溫度的影響

整個筍期氣溫和地表溫度一直處于動態變化的狀態(圖1)。氣溫呈現先降后升的趨勢，1月29日達到最低溫0 ℃；0 cm和5 cm稻草覆蓋處理地表溫度基本呈現上升趨勢；10 cm稻草覆蓋處理地表溫度呈現前期逐步上升，后期呈現持平略降的趨勢。覆蓋處理條件下地表溫度基本保持在10 ℃以上，前期遠高于氣溫，而且不同稻草覆蓋處理氣溫波動遠小于日氣溫的波動幅度，表現出良好的保溫性。

圖1 不同稻草覆蓋厚度對地表溫度的影響

覆蓋栽培條件下，筍地地表溫度隨著稻草覆蓋厚度的增加而增加，覆蓋27 d后(2月16日)，0 cm、5 cm及10 cm稻草覆蓋處理地表溫度分別為13.8、17.4、22.9 ℃。不同處理之間的溫差呈現先增后減的趨勢，特別是0 cm和5 cm稻草覆蓋處理在覆蓋46 d(3月7日)后，兩者地表溫度及其變化趨勢基本一致。

表1為氣溫與不同稻草覆蓋處理的相關性分析結果，隨著稻草覆蓋厚度的增加，雷筍地表溫度受外界氣溫的影響越小，整個筍期0 cm、5 cm及10 cm稻草覆蓋處理地表溫度與氣溫變化間的皮爾遜相關性系數依次分別為0.857**、0.758**、0.493**，0 cm和5 cm稻草覆蓋地表溫度與氣溫為強相關，而10 cm稻草覆蓋地表溫度與氣溫為弱相關。

表1 氣溫與不同稻草覆蓋處理皮爾遜相關性分析

進一步根據升溫效果將不同處理分為出筍前期和后期，分別測算地表溫度和氣溫的相關性。結果表明，0 cm稻草覆蓋處理的整個筍期地表溫度和氣溫呈現強相關(皮爾遜相關性系數0.690**～0.749**)，而5 cm稻草覆蓋處理前期(皮爾遜相關性系數0.489**)地表溫度和氣溫的相關性明顯低于后期(皮爾遜相關性系數0.729**)，10 cm稻草處理的整個筍期地表溫度與氣溫基本呈現弱～極弱相關性。由此可見，0 cm稻草覆蓋基本處于一個保溫狀態，5 cm與10 cm稻草覆蓋處理地表溫度維持機理不同。

筍用林覆蓋栽培是利用微生物繁殖、分解和發酵時產生的熱量進行增溫，從而提高土壤溫度，促進筍芽分化生長[11]。覆蓋層包括發酵層和保溫層，礱糠主要起的是保溫作用，為進一步研究稻草覆蓋栽培的產熱規律，將0 cm稻草覆蓋作為對照，獲得5 cm及10 cm稻草覆蓋處理的產熱溫度曲線(圖2)。整個筍期，稻草產熱過程呈現不斷升溫-降溫，逐步減弱的過程。根據前期升溫-降溫過程，獲得不同處理溫度方程：5 cm稻草覆蓋處理為y=-0.010 7x2+919.31x-2×107(R2=0.922)，10 cm稻草覆蓋處理為y=-0.010 7x2+919.30x-2×107(R2=0.859)，方程曲線相關性系數平方均達到0.859～0.922，表明方程能很好地模擬稻草發熱過程，稻草覆蓋產熱過程都遵循自然發酵過程。10 cm稻草覆蓋基本處于較高的產熱過程，而5 cm稻草覆蓋處理后期發酵產熱減少，溫度降低，這與出筍后期其地表溫度和氣溫的相關性提升相關。

圖2 不同稻草覆蓋產熱規律

2.2 對地表濕度的影響效果

圖3為不同稻草覆蓋厚度對地表濕度的影響。由圖可知，由于前期充分澆地，覆蓋栽培條件下地表濕度與外界降水無相關性，0 cm和5 cm稻草覆蓋地表濕度始終保持在100%，而10 cm稻草覆蓋初期地表濕度基本保持在100%，秸稈發酵高溫階段地表濕度下降到80%，后期上升到100%?？梢姼采w栽培保濕性良好，覆蓋稻草過厚導致高溫，進而影響環境濕度。

圖3 不同稻草覆蓋厚度、降水量對地表濕度的影響

2.3 對雷筍生長的影響

不同稻草覆蓋厚度的增溫保溫效果直接影響雷筍的產筍規律。由表2可知，雷筍的始筍時間和終筍時間隨著稻草覆蓋厚度的增加而提前，5 cm和10 cm稻草覆蓋栽培處理始筍時間較0 cm稻草覆蓋栽培處理分別提前了5和10 d，終筍時間分別提前了4和21 d。筍期持續時間為5 cm稻草覆蓋>0 cm稻草覆蓋>10 cm稻草覆蓋，可見雷筍稻草覆蓋可以提升地溫，進而提前出筍，但是稻草覆蓋過多，反而導致土壤增溫過快，造成筍鞭退化，筍期縮短。

表2 不同稻草覆蓋厚度對雷筍產筍規律的影響

通過測算稻草覆蓋至始筍時間地表累計溫度，0 cm、5 cm、10 cm稻草覆蓋條件下出筍累計溫度依次分別為312.15、308及311.8 ℃，可見本試驗條件下，雷竹出筍的地表累計溫度需要300 ℃以上。不同稻草覆蓋厚度處理，雷筍的產量不同，具體產量規律為5 cm稻草覆蓋>0 cm稻草覆蓋>10 cm稻草覆蓋，可見稻草覆蓋過厚，反而抑制雷筍的出筍量。5 cm稻草覆蓋處理是合適的覆蓋厚度，最高產量達161.31 kg·hm-2，較0 cm與10 cm稻草覆蓋處理雷筍產量分別高27.5%、49.4%。

3 小結與結論

雷筍稻草覆蓋早熟栽培技術不僅是促進農戶增產增收的有利措施，更是推進秸稈綜合利用的有效舉措。本研究表明，覆蓋處理地表溫度均保持在10 ℃以上，稻草覆蓋對雷筍地有著良好的保溫保濕效果。地表溫度隨著稻草覆蓋厚度的增加而增加，而氣溫對地表溫度的影響隨著稻草覆蓋厚度的增加而減少，整個筍期0、5及10 cm稻草覆蓋處理地表溫度與氣溫變化間的皮爾遜相關性系數分別為0.857**、0.758**、0.493**。

筍用林覆蓋栽培中發熱物質發酵分解釋放熱量是土壤增溫的動力，其發熱規律和發熱量直接決定土壤的增溫效果及覆蓋期土壤溫度的變化規律[12]。根據前期稻草覆蓋產熱溫度變化，獲得5 cm和10 cm稻草覆蓋栽培處理溫度方程，分別為y=-0.010 7x2+919.31x-2×107(R2=0.922)和y=-0.010 7x2+919.30x-2×107(R2=0.859)，雖然覆蓋厚度不同，但產熱規律一致。微生物的活動是覆蓋材料的驅動力，充足的營養物質和適宜的環境有利于微生物活動產熱，進而提高土壤溫度[12]。因此，10 cm稻草覆蓋條件下，營養物質豐富，產熱多且持久，地表溫度高，受氣溫影響??；而5 cm稻草覆蓋處理，后期微生物活動減弱，產熱少，受氣溫影響顯著提升。本研究條件下，覆蓋栽培后地表溫度達到10 ℃以上，地表積溫達到300 ℃后開始采筍，符合雷筍出筍溫度[13-14]和有效積溫要求[15]。

稻草覆蓋的厚度直接影響土壤的溫度和竹筍出土時間[16]，土壤溫度越高，竹筍生長速度越快[17]。值得注意的是，10 cm覆蓋稻草處理雖然地表溫度最高，始筍時間大幅提前，但是由于覆蓋過厚，溫度過高反而導致筍期縮短，地表濕度下降，產量減少[10]。本研究中，雷筍覆蓋5 cm稻草為最優處理，地表溫度維持在16 ℃左右，擁有最優產量161.31 kg·hm-2。建議在雷筍生產過程中，控制稻草覆蓋厚度，及時關注覆蓋層溫度，溫度過高時及時采取剝離礱糠等降溫措施，防止高溫脅迫造成產量下降。進一步研究稻草覆蓋產熱規律，結合雷筍采筍有效溫度，掌握雷筍產出規律，與銷售規律相結合，獲得高產高收。