不同覆蓋措施對雷竹林竹筍形態的影響

關鍵詞：雷竹林；覆蓋措施；竹筍長度；竹筍直徑；土壤溫度

雷竹Phyllostachysviolascens又稱早園竹、早竹，屬于禾本科剛竹屬植物[1]，在江西、浙江、安徽、江蘇、福建和湖南等地廣泛種植[2]。雷竹是良好的筍用竹種之一，不僅具有筍期長、產量高、連年出筍、營養豐富等特點，還有較高的經濟效益[3-4]。筍用林覆蓋是當前提高竹林經濟效益的重要技術。它不僅可以使土壤增溫，促使竹筍提早出土[5]，同時還可引起土壤微生物和土壤酶的變化[6]，改變土壤理化性質[7-8]，顯著增加土壤有機碳含量[9]，提高土壤CO2排放量等[10-11]。覆蓋期間發熱物質會向土壤輸送大量的養分，增加土壤全氮、全磷、全鉀、速效磷及有機質的含量，使土壤養分含量發生顯著變化[11-13]，提高竹筍的營養成分[14]。筍用林覆蓋措施于20世紀80年代開始在日本實施[15]，我國于20世紀90年代初實施[16]。雷竹林覆蓋能夠使竹筍提早出土，主要是由于發熱物質的分解釋放大量熱量，使土壤溫度上升，引起雷竹內源激素系統的變化，促使竹鞭上側芽提早分化并出土[17]。研究表明，覆蓋措施對土壤不同土層溫度影響顯著，高溫脅迫下土壤溫度對發筍量、竹筍直徑也有不同影響[18]。筍用林覆蓋能夠影響竹筍萌發，促使竹筍提早出土生長，延長筍期，改變竹筍形態和增加竹筍產量，從而顯著提高竹林經濟效益，為竹農增收提供保障[19]。前人的研究多集中于覆蓋不同發熱物質對土壤溫度、竹筍產量和竹筍出土時間的影響，關于不同谷殼的厚度和發熱物質覆蓋對雷竹林竹筍形態的影響研究鮮有報道。因此，本研究探索2種發熱物質（枯餅、麥灰）及3種谷殼層厚度（15、25、35cm）對不同土層溫度和雷竹林竹筍增高增粗生長的影響，旨在科學選擇高效發熱物質和谷殼厚度的覆蓋模式，實現竹筍增高增粗，有效提高單位面積竹筍凈生產量和林農的經濟效益。

1材料與方法

1.1研究區域概況

研究區域位于江西省貴溪市鴻塘鎮（117°14′E，28°17′N），地處海拔約50m的低山丘陵地帶，土壤類型以紅壤為主，土層厚度大于60cm，微酸性。該區域氣候類型屬于亞熱帶濕潤季風氣候，全年氣溫較高，雨量充足，非常適合雷竹生長。選定的試驗區地勢較平坦，為2011年人工營造的雷竹純林，林分結構整齊。2018年實施覆蓋促筍措施。本次試驗覆蓋1～2年生雷竹，整體生長態勢較好，生長條件相似，同時在竹林結構布局及撫育管理措施上保持一致。

1.2研究方法

1.2.1樣地設置

在研究區林分中設置18個樣地，每個樣地南北長10m、東西寬7m，樣地之間設置2m的隔離帶，在樣地正中心選取5m×5m的正方形試驗樣地。

1.2.2覆蓋措施設置

2018年11月26日，在覆蓋發熱物質前對林地進行漫灌補水。按照林地補水量設計要求，為澆水至濕潤15cm土層，補水施用量為6.67t/hm2。發熱物質枯餅和麥灰的施用量分別為3.75、45.00t/hm2，谷殼層覆蓋厚度分別為15、25、35cm。將這2種不同的發熱物質和3種不同谷殼覆蓋厚度進行兩兩組合，共6個處理，每個處理重復3次，共18組數據，18個樣地。樣地采用隨機區組設計。施用時均勻撒施發熱物質和不同厚度的新鮮谷殼層。

1.2.3土壤溫度測量與竹筍調查

土壤溫度從2018年12月1日開始測量，筍長和筍徑從2018年12月8日開始測量，直至覆蓋結束。土壤溫度的測量是將每個樣地劃分為25個1m×1m樣方，在樣方的正中心、東北角及西南角不同土層深度（0、10、20cm）內埋設玻璃水銀地溫計（精度為0.1℃），每周六觀察并記錄測量。筍長和筍徑數據是每天上午挖取各個樣地中剛露出的竹筍進行測量記錄。

1.3數據處理

利用MicrosoftExcel2021對實驗采集的數據進行整理與篩選。借助SPSS24.0統計分析軟件對數據進行雙因素方差分析（ANOVA）、鄧肯多重比較（Duncan）、相關性分析（皮爾遜系數）及線性回歸分析。線性回歸方程：R=aT+b（式中：R為雷竹筍長；T為土壤溫度，a、b為擬合參數）。采用Origin2021軟件進行圖表制作。

2結果與分析

2.1不同覆蓋措施對土壤溫度的影響

不同覆蓋措施對不同土層深度溫度的變化情況如圖1所示。從圖1可以看出，在6種覆蓋模式下，覆蓋期內地表及地下溫度均大于10℃。覆蓋后不同土層土壤溫度變化趨勢均為前2周溫度快速上升，第3～4周溫度較高，之后溫度逐漸下降。第6～13周溫度較低，第13周（翌年2月底）溫度達到最低。覆蓋“枯餅＋15cm谷殼”和“麥灰＋15cm谷殼”的地表溫度最低分別為11.4、10.2℃；“枯餅＋25cm谷殼”和“麥灰＋25cm谷殼”的地表溫度最低分別為11.9、11.5℃；“枯餅＋35cm谷殼”和“麥灰＋35cm谷殼”的地表溫度最低分別為14.3、13.5℃。谷殼覆蓋厚度越大，土壤最低溫度越高。之后隨著氣溫的不斷上升，土壤溫度也開始上升。

2.2不同覆蓋措施對雷竹筍長和筍徑的影響

對2種發熱物質和3種覆蓋厚度處理的雷竹筍長和筍徑進行雙因素方差分析。從表1可得知，相同谷殼厚度不同發熱物質覆蓋對雷竹筍長有顯著性影響，對雷竹筍徑有一定的影響，但無顯著差異。使用麥灰作為發熱物質時筍長大于枯餅作為發熱物質。

從圖2可以看出，不同谷殼厚度對雷竹筍長有顯著性影響。“麥灰+15cm谷殼”覆蓋時，筍長為26.08cm；“麥灰+35cm谷殼”覆蓋時，筍長達到最高值33.79cm，最有利于雷竹竹筍生長。從圖3可以看出，不同谷殼的厚度和發熱物質覆蓋均對雷竹筍徑無顯著性影響。

2.3竹筍形態對土壤溫度的響應

2.3.1竹筍形態和土壤溫度的相關性分析

對土壤溫度與竹筍形態進行相關性分析，結果如表2所示。由表2可知，筍長和溫度存在顯著的正相關關系（P＜0.01），相關系數為0.943；筍徑與溫度之間相互獨立，沒有相關性。由此說明，土壤溫度對竹筍長度有顯著影響，而對竹筍筍徑的增粗無明顯影響。

由土壤溫度與筍長的動態變化（圖4）可以看出，覆蓋25cm和35cm谷殼的雷竹林土壤平均溫度與雷竹平均筍長的動態變化規律相似，均呈先上升后下降的單峰型曲線動態變化。覆蓋谷殼厚度為15cm的土壤溫度在覆蓋后前1周內急劇上升，第1周末達到峰值，之后開始下降。覆蓋谷殼厚度為25cm的土壤溫度在覆蓋后前2周緩慢上升，之后開始下降。覆蓋谷殼厚度為35cm的土壤溫度在覆蓋后前1周緩慢上升，第1周末達到峰值，之后開始下降；在第4周快速下降，之后下降速度變緩，在翌年2月底降至谷值后開始小幅回升。覆蓋谷殼厚度為15cm的雷竹筍長在覆蓋后先下降后上升，在2月9日降至谷值。覆蓋谷殼厚度為25cm和35cm的雷竹筍長在覆蓋后先上升后下降，分別在第2周和第1周出現峰值，翌年3月初和2月底出現谷值，然后有一個小幅上升。由于覆蓋前期發熱物質快速分解，產生大量熱量，使土壤溫度升高，加劇了雷竹的根系和筍芽活動，促進了筍芽細胞增長和細胞數量增加，致使雷竹筍長增長；隨著發熱物質數量的減少，發熱量也逐漸減少，加上氣溫不斷下降，土壤溫度逐漸下降，雷竹的根系和筍芽活動能力也下降，雷竹筍長也隨之下降。翌年3月初，隨著氣溫回升，土壤溫度和雷竹筍長也略有回升。

為進一步分析覆蓋雷竹林土壤溫度對雷竹筍長的影響，將覆蓋期內土壤溫度與雷竹筍長進行相關分析，結果見表3。從表3可以看出，雷竹林覆蓋期內土壤溫度與雷竹筍長存在顯著的相關關系（P＜0.05），其中覆蓋15、25、35cm谷殼的土壤溫度與樣地雷竹平均筍長相關系數分別為0.601、0.843、0.966，且谷殼覆蓋厚度越大相關性越強。35cm谷殼覆蓋時的筍長顯著高于15cm谷殼覆蓋時的筍長。

2.3.2筍長和土壤溫度的線性回歸分析

進一步分析筍長對土壤溫度的響應關系，進行線性擬合，結果如圖5所示。由圖5可知，雷竹筍長與土壤溫度間的線性回歸關系均表現為顯著（P＜0.05）。35cm谷殼覆蓋土壤溫度線性回歸關系中R2=0.934，15cm谷殼覆蓋土壤溫度線性回歸關系中R2=0.875，前者大于后者。所以35cm谷殼覆蓋的土壤溫度與筍長的線性回歸關系優于15cm。35cm谷殼覆蓋土壤溫度對筍長的貢獻率大于15cm，說明雷竹筍長對土壤溫度存在顯著的線性回歸響應關系，土壤溫度對雷竹筍長的貢獻率隨著土壤溫度的升高而升高。

3討論

3.1竹林覆蓋提高土壤溫度

竹林覆蓋可以有效提高土壤溫度，使林地覆蓋土壤增溫[20]。微生物的分解對發熱物質發熱量的影響十分顯著[21]。高永茜等[22]研究發現不同覆蓋物對勃氏甜龍竹筍生長有顯著影響，菜籽餅覆蓋顯著增加了竹林土壤的平均溫度。陳豪[23]以厚竹筍用林為對象開展覆蓋試驗，研究發現施用枯餅和谷殼覆蓋可顯著提高土壤溫度，谷殼層厚度越厚，土壤溫度越高，與本試驗結果基本一致。覆蓋前期土壤溫度快速升高是由于大量發熱物質快速分解，釋放大量熱能，微生物活動加快，且有谷殼保溫隔熱；隨著未分解的發熱物質數量減少，同時外界氣溫降低，微生物分解活動減弱，土壤溫度開始降低，直到發熱物質基本分解完畢。土壤溫度受外界氣溫影響較大。谷殼厚度和發熱物質均可影響土壤溫度變化，其中影響土壤溫度的首要因素是谷殼厚度。谷殼覆蓋厚度為15、25cm的林地地下溫度大部分高于地表溫度，而谷殼覆蓋厚度為35cm的林地地下溫度與地表溫度相近，可能是因為谷殼厚度越大，散熱越少，保溫效果越好，土壤溫度越高。

3.2竹林覆蓋影響竹筍形態

大量研究表明，有效的竹林覆蓋能改變竹筍形態特征[24-25]。陳建華等[26]研究發現覆蓋處理的竹筍筍長生長量及日增長量明顯高于沒有覆蓋物的對照樣地，覆蓋處理的竹筍地徑變化范圍不是很大，但大于對照樣地的竹筍。于增金等[27]研究發現麻竹培土栽培較不培土栽培能顯著增加竹筍質量和長度，同時可以改善麻竹筍外觀形態，提升竹筍品質。莊力等[28]以早園竹為實驗對象，發現以25cm覆蓋厚度為基準，覆蓋厚度27、29cm試驗地竹筍平均筍長分別增長了0.41%、4.57%，而筍徑幾乎無變化。以上研究成果與本試驗結果一致。覆蓋谷殼厚度越大，越有利于竹筍增高生長，這是因為谷殼覆蓋厚度越大，土壤保溫效果越好，土壤養分、水分、肥料、透氣度[29]、熱量等都發生相應的變化。尤其在冬季低溫條件下實施不同谷殼的厚度和發熱物質覆蓋措施后，能夠不同程度地改善土壤結構，提高微生物分解能力[30]。然而，不同谷殼層厚度對雷竹筍筍徑增粗無顯著影響，可能是因為竹筍的直徑主要受母竹的激素系統含量及土壤水肥條件影響，在筍芽分化完成時基本確定了竹筍直徑大小。覆蓋可以有效改善竹林根系環境。不同覆蓋措施對雷竹林竹筍形態影響不同。不同發熱物質覆蓋對于雷竹筍增高生長有顯著影響，對雷竹筍增粗生長無顯著影響。麥灰作為發熱物質時對竹筍筍長影響更大。施用相同量的發熱物質，谷殼層厚度越大，土壤保溫效果越好，對雷竹筍的增高生長越有利，但對雷竹筍增粗生長基本無影響。

3.3筍長、筍徑與土壤溫度的關系

土壤溫度是竹類植物地下系統更新生長的重要生態因子，影響種子萌發、筍芽分化等一系列生理活動[31]。適宜的土壤溫度有利于筍芽分化、出筍長竹和地下鞭系延伸生長[32]。在一定范圍內，谷殼覆蓋厚度越厚，土壤溫度越高[33]，越有利于竹筍增高生長。吳林[34]研究發現不同覆蓋措施影響土壤溫度變化，溫度對筍長有顯著影響，對竹筍直徑幾乎沒有影響。邵麗娟等[35]研究發現溫度對筇竹幼苗生長有著顯著的影響。沈學桂等[18]研究表明土壤溫度對竹筍直徑影響不顯著，二者無明顯相關性。這與本試驗中覆蓋期內土壤溫度與雷竹筍長存在顯著的正相關關系，而與雷竹筍徑之間獨立，兩者無相關性的研究結果一致。雷竹筍長對土壤溫度的響應呈極顯著線性關系。覆蓋的谷殼層越厚，保留的發熱物質發酵分解釋放的熱量越多，散失的熱量越少，微生物分解越快，土壤溫度越高，越有利于打破筍芽和鞭芽休眠，使筍芽提早分化，促進竹筍出土和增高生長，加快竹筍生長速度[36]。由此說明土壤溫度是雷竹筍增高生長和增粗生長的主要影響因子。同時，溫度過高和過低均會抑制竹筍的生長，影響竹筍生長形態[37]。

4結論

在同樣的水肥管理條件下，不同覆蓋措施能顯著影響竹筍筍期和產量[38-39]。本研究發現，覆蓋不同厚度谷殼和發熱物質，可使雷竹筍用林土壤溫度保持在10℃以上。12月1日覆蓋后，土壤溫度呈先上升后逐漸下降趨勢，溫度達到最低后隨著氣溫上升土壤溫度又上升。不同谷殼覆蓋厚度（15、25、35cm）對雷竹筍長的增高生長有顯著影響，對雷竹筍粗增粗生長無顯著影響。隨著谷殼覆蓋厚度變大，土壤溫度升高，竹筍筍長有效增高，其中35cm谷殼覆蓋厚度最有利于雷竹筍增高生長。不同發熱物質覆蓋對雷竹筍增高生長有顯著影響，對雷竹筍粗增粗生長無顯著影響。使用麥灰作為發熱物質更有利于竹筍增高。覆蓋期內土壤溫度與雷竹筍長存在顯著的正相關關系，而土壤溫度與筍徑之間無顯著相關性。15、25、35cm谷殼樣地土壤溫度與雷竹筍長相關系數分別為0.601、0.843、0.966，谷殼覆蓋厚度越大，相關性越強。雷竹筍長對土壤溫度的響應呈極顯著線性關系。谷殼覆蓋厚度越大，土壤升溫越高，土壤溫度對雷竹筍長的貢獻率越高。結合對土壤溫度的分析，在適宜范圍內，麥灰作為發熱物質，35cm谷殼覆蓋厚度相比15cm谷殼覆蓋厚度更有利于雷竹筍增高生長。綜上所述，筍用林覆蓋期間采用“麥灰+35cm谷殼”覆蓋模式可以有效實現竹筍增高生長，提高筍用林產量和經濟效益。研究成果為探究雷竹筍增高增粗生長的高效覆蓋措施提供依據。