劉 雄,諶立貞,譚靖星,3,李 林,3,戴曉康,黃從德*
(1.四川農業(yè)大學林學院,四川 成都 611130;2.鹽源縣林業(yè)局,四川 鹽源 615700;3.四川省林業(yè)勘察設計研究院,四川 成都 610036)
方竹(Chimonobambusapachystachys)屬禾本科(Gramineae)竹亞科寒竹屬(Chimonobambusa)竹類,為異齡復軸混生型小徑竹,主要分布在我國秦嶺以南,集中分布區(qū)域為四川、重慶、貴州和云南四省[1]。方竹喜溫涼高濕氣候,在土層深厚、土質疏松的微酸性土壤中生長最為良好,適生海拔為1 400 m~2 500 m[2]。方竹是我國重要的秋筍竹類,有研究表明[1~4],方竹筍富含蛋白質,并含種類豐富的氨基酸和礦質元素,其營養(yǎng)成分和元素含量均明顯高于大多數(shù)常見蔬菜,是一種具有養(yǎng)生保健功能的森林蔬菜,被美譽為“竹類之冠”[5~6]。
竹林結構是竹林豐產的基礎,立竹密度是反映竹林結構的主要因子之一,是竹林經(jīng)營中影響筍產量的重要因素[7~8]。近年來,眾多學者圍繞立竹密度與竹林筍產量的關系展開了一系列研究。佘遠國等[9]研究發(fā)現(xiàn),當雷竹立竹密度在1.20萬株·hm-2~1.50萬株·hm-2時,竹林筍產量最大;鄭郁善等[10]和吳良如等[11]研究表明,毛竹立竹密度為4 050株·hm-2~4 950株·hm-2時,毛竹筍材豐產;張喜等[12~13]研究表明金佛山方竹筍產量與立竹密度之間存在明顯的相關性。但以往的研究主要集中在華南地區(qū),且研究對象多為雷竹和毛竹,鮮有西南地區(qū)方竹的報道。為此,本文以瀘州市古藺縣國有林場方竹純林為研究對象,通過探究不同立竹密度對方竹林筍產量的影響,以期為筍用方竹林的經(jīng)營管理提供參考。
實驗地位于四川省瀘州市古藺縣國有林場方竹純林分布區(qū)(E 105°40′48″,N 28°05′30″),海拔為1 450 m,屬亞熱帶季風性濕潤氣候,垂直氣候明顯,年平均氣溫15.5 ℃,年均降雨量774.5 mm。土壤為黃棕壤,土層厚度大于40 cm。方竹實驗林分郁閉度≥0.7,平均地徑1.4 cm,平均高2.72 m,平均立竹密度達10萬株·hm-2;坡度介于2°~12°之間,均為中坡位、東坡向。
根據(jù)方竹實驗林分現(xiàn)有密度及張喜等[12]人的研究結果,于2017年6月在四川省瀘州市古藺縣國有林場內選擇具有代表性的方竹純林作為研究對象,分別設置了4萬株·hm-2(N1)、5萬株·hm-2(N2)、6萬株·hm-2(N3)、7萬株·hm-2(N4)和對照(CK)5種處理,每種處理重復3次,共設置15個5 m×5 m的樣方。
采用間伐手段在樣方中進行立竹密度控制,間伐時砍伐老齡竹,留1 a~2 a生的幼齡竹;砍伐有病蟲害、叢生矮小的弱勢竹,保留健康竹;砍伐密集生長、競爭激烈區(qū)域的成竹,保留稀疏分布,長勢良好的成竹,使留下的方竹數(shù)量達到設計密度并均勻分布在樣方內,并保留間伐剩余物,利于肥地。
從2017年9月初至2017年11月初,每隔3 d~4 d進入樣方內觀測發(fā)筍時間,并采集竹筍,用精度為5 g的電子秤就地稱重,記錄數(shù)據(jù)。為滿足方竹林分的密度穩(wěn)定和長期經(jīng)營的需要,在筍期采筍時需進行留筍,留筍時要保留前期筍,大徑階筍,健康筍,使留下的方竹筍均勻分布在樣方中,同時盡量減少采筍活動對留筍的干擾。
運用Excel 2013和SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,采用單因素方差分析法(one-way ANOVA)對不同立竹密度的方竹筍產量進行方差分析。并根據(jù)已有數(shù)據(jù),建立方竹筍產量與立竹密度的一元二次回歸模型:
根據(jù)模型計算出方竹林最大筍產量對應的立竹密度,即最適立竹密度,運用Sigma Plot 12.0軟件完成圖形繪制。
由圖1可知,方竹的筍期為9月中下旬至10月中下旬,出筍周期約30 d,各處理的出筍量隨采筍時間的推移表現(xiàn)出先增加后減少的規(guī)律。依據(jù)出筍量的變化規(guī)律將出筍周期劃分為3個階段:初期(筍期開始至9月26日)、中期(9月27日至10月2日)和后期(10月3日至筍期結束)。由圖2可知,實驗期間各處理的前期出筍量占筍產量的百分比介于0%~11.5%之間,中期出筍量占筍產量的百分比介于48.81%~73.89%之間,后期出筍量占筍產量的百分比介于27.27%~44.84%之間。這表明方竹在前期出筍量較少,出筍量主要集中在中后期。
圖1 出筍量隨采筍時間的變化Fig.1 Changes of the weights of bamboo shoots along with the date of collecting注:CK:10萬株·hm-2,N1:4萬株·hm-2,N2:5萬株·hm-2,N3:6萬株·hm-2,N4:7萬株·hm-2。下同。
圖2 各出筍階段出筍量百分比Fig.2 The ratio of bamboo shoots yield at each stage
由圖3可知,各處理的方竹林筍產量介于1 100.00 kg·hm-2~2 900.00 kg·hm-2之間。與CK(1 672.5 kg·hm-2)相比,N1和N2處理的筍產量分別減少了572.50 kg·hm-2和422.50 kg·hm-2,減幅分別為34.23%和25.26%,以N1處理的減少量最大。N3和N4處理的出筍量分別增加了1 227.50 kg·hm-2和1 197.50 kg·hm-2,增幅分別為73.39%和71.60%,以N3處理的增加量最大。單因素方差分析結果表明,N3和N4處理與CK差異顯著(p<0.05),N1和N2處理與CK差異不顯著。
圖3 各處理的筍產量Fig.3 The yield of bamboo shoots of different treatments
由圖4可知,方竹筍產量與立竹密度符合一元二次回歸模型:(R2=0.706,p<0.01)。由模型可知,當立竹密度為4萬株·hm-2~10萬株·hm-2時,筍產量隨立竹密度的增加表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢;當立竹密度為7.40萬株·hm-2,筍產量達到最大值。這說明,方竹林產筍的最適理論密度為7.40萬株·hm-2。
圖4 筍產量與立竹密度回歸曲線Fig.4 Regression curves of bamboo shoot yield and bamboo density注:Max:最大筍產量立竹密度,:置信區(qū)間(α=0.05)
方竹的出筍規(guī)律由自身生物學特性、林分結構和外界環(huán)境因素共同決定[14]。本研究表明,方竹出筍期由9月中下旬開始,持續(xù)約30 d,至10月中下旬結束,這與吳蔭[14]的研究結果一致。但綦山丁等[15]人研究表明,金佛山方竹出筍時間始于9月上中旬,結束于10月中旬,這與本研究結果不盡相同。出現(xiàn)差異的原因可能是:第一,綦山丁等人的研究區(qū)域在貴州省桐梓縣,兩地的氣候和立地差異影響了方竹林的出筍時間;其次,綦山丁等人的研究對象為竹木混交林,喬木樹種改變了竹林的光照條件和養(yǎng)分供給分配,進而改變了方竹的出筍時間;第三,綦山丁等人所研究的立竹密度范圍為2.72萬株·hm-2~14.84萬株·hm-2,與本研究立竹密度差異較大,導致方竹出筍時間與本研究結果不同。本研究還表明,方竹出筍量在筍期內隨時間的推移表現(xiàn)出先增加后減少的趨勢,出筍時間主要集中在中后期,這與大多數(shù)的研究結果一致[8,15~17]。因此,在實際生產中應結合方竹林出筍量變化規(guī)律制定合理的營林活動,在前期應“多留少采”,將集中采筍時間安排在出筍量大的中后期,降低人工成本,提高經(jīng)濟效益。
已有研究表明,立竹密度對方竹林筍產量有重要影響[4,11~13]。張喜等[12]人研究發(fā)現(xiàn),將方竹林立竹密度控制在9萬株·hm-2以下時,其發(fā)筍量,筍產量均有提高,這與本研究結果相似。當立竹密度為6萬株·hm-2和7萬株·hm-2時,方竹林筍產量得到了顯著提高。這可能是因為:一方面,在該立竹密度下,方竹林林分內部的光能利用率較高,營養(yǎng)供應較為充足,從而保證了母竹的生長,提高了發(fā)筍率,使筍產量得到提升;另一方面,合理的立竹密度也有利于母竹竹鞭在地下的延伸和分布,充分利用地下空間和營養(yǎng),進而保證了方竹林的筍產量[18~19]。本研究還發(fā)現(xiàn),當立竹密度為4萬株·hm-2和5萬株·hm-2時,方竹林筍產量較對照有所下降,且立竹密度最小的方竹林筍產量最低。這可能是因為當立竹密度過低,雖然方竹林分內部立竹之間競爭較小,但母竹數(shù)量的減少使林地內的出筍數(shù)量隨之減少,使筍產量降低。此外,立竹密度過低會導致林分地上空間和地下空間均未得到充分利用,甚至部分林地出現(xiàn)陽光直射現(xiàn)象,導致方竹林分內濕度下降,破壞了適宜方竹出筍的外部溫濕度條件,進而影響了筍產量。
本研究利用一元二次回歸模型擬合方竹筍產量和立竹密度的關系,結果表明方竹理論最適立竹密度為7.40萬株·hm-2,當立竹密度低于或超過此密度時,筍產量均呈下降趨勢。目前,古藺縣國有林場方竹純林平均立竹密度為10萬株·hm-2,筍產量較低。因此,為提高當?shù)胤街窳止S產量,應當對方竹林進行立竹密度調節(jié),將立竹密度控制在7.40萬株·hm-2左右,以獲取較大的筍產量,提高方竹林的收益。
綜上所述,方竹的出筍周期可依據(jù)其出筍量的時間規(guī)律劃分為前期、中期和后期3個階段,方竹出筍量主要集中在中后期;當立竹密度控制為6萬株·hm-2和7萬株·hm-2時,筍產量得到了顯著提高,回歸分析表明方竹林的最適立竹密度為7.40萬株·hm-2。由于方竹林筍產量受到多種因素的影響,因此,在今后的研究中應延長研究時間,并結合方竹林分的生物學特性和其他營林措施對筍產量的影響,進一步研究立竹密度改變筍產量的影響機制,以提高方竹林筍產量。