唐昌貽，謝愛香，楊藝薇，范偉青，周成敏

（1.遂昌縣自然資源和規(guī)劃局，浙江 遂昌 323300，2.麗水市林業(yè)技術(shù)推廣總站，浙江 麗水 323000，3.麗水市農(nóng)林科學(xué)研究院，浙江 麗水 323000）

毛竹Phyllostachys edulis是禾本科Poaceae 剛竹屬Phyllostachys植物，具有生長(zhǎng)快、周期短、產(chǎn)量高、用途廣等特點(diǎn)[1]。目前，竹產(chǎn)業(yè)面臨市場(chǎng)、成本、生態(tài)等多重壓力，2017 年的毛竹竹材價(jià)格比2012 年最高峰時(shí)的價(jià)格下降了50%[2]，然而加工奇特竹工藝品，營(yíng)造城市的公共綠地、道路和河岸的綠色通道，具有較高觀賞價(jià)值的竹材及竹種需求卻越來越大[3]。由于自然界生長(zhǎng)特異的竹子數(shù)量較少，研究主稈人工造型的報(bào)道甚少，開展這方面的研究，不僅能為制造竹制工藝品提供特殊材料，達(dá)到竹材增值的目的，還能幫助竹農(nóng)解決賣竹難的問題，讓毛竹在園林建設(shè)和特殊用材上發(fā)揮出更大的作用。為此，根據(jù)毛竹主稈的粗生長(zhǎng)在竹筍出土前就基本定型的規(guī)律[4]和在毛竹筍長(zhǎng)成新竹的過程中，其主稈形狀有可塑性[5]以及在很大程度上不直接需光[6]，且毛竹幼竹在林內(nèi)的弱光條件也能很好地進(jìn)行光合作用[7]，本研究試圖通過對(duì)毛竹筍套方形鉆孔不銹鋼模具，觀測(cè)透氣孔對(duì)毛竹主稈形狀和竹節(jié)生長(zhǎng)的影響，以期探索出毛竹筍在模具內(nèi)的生長(zhǎng)規(guī)律，為竹制工藝品特殊竹材和觀賞竹種的人工造型提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)區(qū)位于浙江省麗水市遂昌縣西北部的應(yīng)村鄉(xiāng)，地理坐標(biāo)為28°41′1″N，119°8′32″E，全年平均氣溫為17.1℃，極高氣溫為40.1℃，極低氣溫為-9.7℃，≥10℃年積溫為5 273.3℃；年均降水量為1 212.5 mm，無霜期為223 d，相對(duì)濕度為79%。

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在應(yīng)村鄉(xiāng)高棠村，林地交通方便，平均海拔為600 m，土壤為山地紅壤，pH 值為5.5～ 6.5，土層深度為60 cm 以上；林分是經(jīng)過改建的毛竹竹筍、竹材兩用林基地（2019 年為出筍大年），立竹量為2 250株·hm-2，平均胸徑為12.2 cm，竹林年齡結(jié)構(gòu)比例1、2、3 度（含3 度以上）立竹株數(shù)比為43∶25∶32。

1.2 試驗(yàn)材料

在立地條件基本一致、經(jīng)營(yíng)管理水平相同的毛竹林里，選擇筍體距離地面5 cm 處外圍周長(zhǎng)為40～ 45 cm，筍高為25～ 35 cm 的健壯竹筍為供試對(duì)象。模具委托浙江省遂昌雄立鋁合金經(jīng)營(yíng)部制作，分別采用0.12 cm、0.15 cm、0.18 cm 厚的不銹鋼板做成錐臺(tái)型的正方形模具，上底面邊長(zhǎng)為10.5 cm，下底面邊長(zhǎng)為12 cm，高為200 cm，為了防止模具被風(fēng)吹倒和促使竹筍能順利入模生長(zhǎng)，在模具下端增加高20 cm，上底面邊長(zhǎng)為12 cm，下底面邊長(zhǎng)為15 cm 開口型的基座，正方形模具可一分為二，合起來就成方形，中間用螺栓擰緊固定（圖1）。

圖1 方形不銹鋼模具Figure 1 Square stainless steel mold

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 不同鋼板厚度處理 采用64 個(gè)直徑為1.5 cm孔隙的模具，設(shè)4 個(gè)鋼板厚度處理，處理A 鋼板厚度為0.12 cm，處理B 鋼板厚度為0.15 cm，處理C 鋼板厚度為0.18 cm，對(duì)照處理（CK）為不用模具，每個(gè)處理竹筍3 株，重復(fù)3 次，共計(jì)36 株。

1.3.2 不同孔隙大小處理 設(shè)4 個(gè)處理，處理A1為無孔模具，處理B1為64 個(gè)直徑1.5 cm 孔模具，處理C1為64 個(gè)直徑3.0 cm 孔模具，對(duì)照處理（CK）為不用模具，3 個(gè)重復(fù)，每個(gè)處理竹筍3 株，共計(jì)36 株。

1.4 上模造型

2019 年4 月10 日前后，當(dāng)竹筍長(zhǎng)出地面25～ 35 cm 時(shí)，選擇距地面高5 cm 處，外圍周長(zhǎng)40～ 45 cm 之間的竹筍進(jìn)行上模。據(jù)統(tǒng)計(jì)，不同鋼板厚度試驗(yàn)用筍樣株平均高為31.12 cm、距地面5 cm 處平均周長(zhǎng)為42.75 cm；不同孔隙大小試驗(yàn)用筍樣株平均高為30.41 cm、距地面5 cm 處平均周長(zhǎng)為42.51 cm。上模時(shí)將筍直接套入錐臺(tái)型的正方形模具中，然后，用鐵絲在模具三個(gè)不同方向牽拉固定，以保證造型的強(qiáng)制力，防止竹筍生長(zhǎng)時(shí)偏倒，迫使竹材長(zhǎng)成方形。

1.5 數(shù)據(jù)采集與分析

于2019 年7 月20—21 日拆模，調(diào)查經(jīng)過造型竹和CK（自然生長(zhǎng)）的200 cm 主稈中每節(jié)的平均節(jié)間長(zhǎng)度和平均竹節(jié)數(shù)量，測(cè)量時(shí)，最后一節(jié)如有一半以上在模具內(nèi)按一節(jié)計(jì)算，不到一半不計(jì)節(jié)數(shù)。測(cè)量節(jié)間長(zhǎng)度工具用200 cm 的鋼卷尺。主稈高指CK 樣株與套模樣株相對(duì)應(yīng)節(jié)數(shù)的總高度；CK 樣株記錄從地面開始至200 cm（模具高）自然高度的竹節(jié)數(shù)，套模樣株從地面開始向上記錄與CK 相同節(jié)數(shù)的長(zhǎng)度。胸徑測(cè)量主稈距地面130 cm 高處的直徑，測(cè)量工具用200 cm 的測(cè)樹圍尺。為了對(duì)比模具鉆孔處理對(duì)竹筍成竹過程的影響，數(shù)據(jù)采用DPS軟件LSD 法進(jìn)行多重比較及差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鋼板厚度對(duì)竹筍生長(zhǎng)的影響

2.1.1 鋼板厚度對(duì)竹筍生長(zhǎng)膨脹力的影響 從試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)觀察，隨著竹筍的生長(zhǎng)膨大，處理B 和處理C 模具，鋼板沒有向外突出變形，螺栓固定接口處也沒有突出；處理A 模具，鋼板沒有向外突出變形，但兩塊模具連接螺栓固定處略微突出，這說明3 個(gè)處理的鋼板厚度雖然都能承受竹筍生長(zhǎng)向外的膨脹力，但由于在模具兩邊的連接面，有一條縫隙存在，所以，竹筍生長(zhǎng)向外的膨脹力已達(dá)到0.12 cm 厚度鋼板的最大承受力，因此，在生產(chǎn)應(yīng)用中，鋼板厚度應(yīng)控制在0.12 cm 以上即可。

2.1.2 鋼板厚度對(duì)竹筍生長(zhǎng)的影響 由表1 試驗(yàn)結(jié)果表明，套用不同鋼板厚度模具的竹筍生長(zhǎng)后的節(jié)間長(zhǎng)度、竹節(jié)個(gè)數(shù)、主稈高度和胸徑大小之間差異不顯著，這說明培育方形竹材，采用0.12 cm、0.15 cm、0.18 cm 3 種厚度的鋼板制作模具，在生產(chǎn)中均可推廣應(yīng)用。

表1 鋼板厚度對(duì)竹筍生長(zhǎng)的分析Table 1 Effect of steel plate thickness on shoot growth

2.2 模具孔隙對(duì)竹筍生長(zhǎng)的影響

2.2.1 模具孔隙對(duì)竹節(jié)的影響 竹筍在模具內(nèi)生長(zhǎng)，每2～ 3 d 觀察1 次，有洞孔處理模具B1、C1，發(fā)現(xiàn)15 d左右出模，B1比C1遲1～ 2 d 出模，自模具下端至上口，生長(zhǎng)規(guī)律呈現(xiàn)先緩慢后逐漸加快，直至出模后恢復(fù)自然生長(zhǎng)；無洞孔處理模具A1，觀察期間看不見模具內(nèi)生長(zhǎng)情況，拆模后發(fā)現(xiàn)全部死亡，最高的長(zhǎng)度為110 cm；CK 自然生長(zhǎng)至模具相應(yīng)高度需8 d。為此，處理A1未作分析，僅對(duì)處理B1、C1和CK 進(jìn)行分析，將套模具100 d 后的調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，結(jié)果見表2。

表2 模具孔隙對(duì)竹節(jié)的影響Table 2 Effect of mold with different diameter round holes on bamboo nodes

由表2 可見，B1、C1處理，隨著孔隙增大，毛竹的平均節(jié)間長(zhǎng)也隨之增長(zhǎng)，B1處理的平均節(jié)間長(zhǎng)為11.76 cm，C1處理的平均節(jié)長(zhǎng)為13.33 cm，2 個(gè)處理的節(jié)間長(zhǎng)度分別比CK（16.67 cm）減少了29.45%和20.04%，B1、C1處理之間達(dá)顯著差異水平（P＜0.05），B1、C1處理與CK 之間達(dá)到極顯著差異水平（P＜0.01）；毛竹的竹節(jié)數(shù)量隨著孔隙的增大而減少，B1處理的竹節(jié)數(shù)量最多，為17.67 個(gè)；C1處理居中，為15.33 個(gè)，CK 的竹節(jié)個(gè)數(shù)最少，為12 個(gè)。B1、C1處理的竹節(jié)數(shù)量分別比CK 增加了47.25%、27.75%，但B1、C1處理之間差異不顯著，B1、C1處理與CK 之間達(dá)到極顯著差異水平（P＜0.05）。由此可見，光照強(qiáng)度和透氣強(qiáng)度對(duì)竹筍的縱向生長(zhǎng)有直接的影響。

由表2 中的毛竹平均節(jié)間長(zhǎng)可見，隨著模具孔隙的增大，毛竹的平均節(jié)間長(zhǎng)增長(zhǎng)，但毛竹平均竹節(jié)數(shù)量卻隨著模具孔隙的增大而減少。為此，為分析模具孔隙對(duì)竹節(jié)的相關(guān)關(guān)系，對(duì)毛竹節(jié)間長(zhǎng)（y）、竹節(jié)數(shù)量（y1）與模具孔隙（x）數(shù)據(jù)分別進(jìn)行相關(guān)性回歸分析，得出回歸方程式和相關(guān)系數(shù)（R2）:

根據(jù)相關(guān)性回歸分析結(jié)果表明，毛竹節(jié)間長(zhǎng)與模具孔隙之間呈明顯的正相關(guān)關(guān)系，毛竹竹節(jié)數(shù)量與模具孔隙之間呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)R2均達(dá)到0.848 5 以上，這說明毛竹節(jié)間長(zhǎng)、竹節(jié)數(shù)量與模具孔隙相關(guān)關(guān)系緊密，在生產(chǎn)中可以根據(jù)需要，對(duì)模具孔隙進(jìn)行調(diào)整，以培育出相應(yīng)的竹材。

2.2.2 模具孔隙對(duì)竹材的影響 由表3 試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，主稈高隨著模具孔隙的增大而增高，B1處理的平均主稈高為110.53 cm，C1處理的平均主稈高為152.57 cm，B1、C1處理的主稈高分別比對(duì)照（207.10 cm）減少了46.63%和26.33%，三個(gè)處理間均達(dá)到極顯著差異水平（P=0.001 2）；毛竹的胸徑B1處理與C1處理相同，比CK 的小0.46 cm，經(jīng)方差顯著性分析和多重比較，三個(gè)處理之間的差異均不顯著（P＞0.05）。由此可見，模具孔隙對(duì)竹稈高生長(zhǎng)有直接的影響，但對(duì)竹稈胸徑的生長(zhǎng)影響甚小。

表3 模具孔隙對(duì)竹材的影響Table 3 Effect of mold with different diameter round holes on bamboo growth

2.2.3 模具大小對(duì)毛竹主稈形狀的影響 從試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)觀察，模具大小配置和竹筍大小有較大關(guān)系（圖2），如模具大而竹筍偏小，毛竹主稈成不了方形，如竹筍比模具偏大，毛竹主稈形成方形時(shí)，會(huì)導(dǎo)致主稈竹壁輕微內(nèi)凹；如竹筍體積過大，導(dǎo)致整個(gè)毛竹主稈竹壁和竹節(jié)內(nèi)凹，形成夾層（圖2A）；只有模具大小與竹筍大?。ㄖ窆S直徑略大模具直徑）相對(duì)一致時(shí)，工藝竹材造型較好，模具孔隙對(duì)毛竹主稈形狀不會(huì)造成影響（圖2B）。

圖2 處理后的方形毛竹Figure 2 Effect of diameter of square-shaped mold on bamboo shape

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

隨著毛竹竹筍的生長(zhǎng)膨大，3 個(gè)厚度處理模具，都能承受其竹筍生長(zhǎng)向外膨脹力，模具鋼板不會(huì)變形，不影響竹稈成形。但從觀察分析，模具鋼板厚度不宜低于0.12 cm，因?yàn)樵谠摵穸葧r(shí)，兩塊模具連接螺絲釘固定處略微突出，說明低于該厚度的鋼板承受力已不能抵御竹筍生長(zhǎng)向外的膨脹力。

毛竹竹筍長(zhǎng)成新竹的過程中，利用不同孔隙的不銹鋼模具套住筍體，新竹主稈隨著孔隙的增大，平均節(jié)間長(zhǎng)也隨之增長(zhǎng)，而竹節(jié)數(shù)量卻隨著孔隙增大而減少，主稈高隨著模具孔隙增大而增高，但對(duì)毛竹胸徑大小沒有影響。為此，在毛竹主桿造型過程中應(yīng)選擇厚度＞0.12 cm 的鋼板制作模具，再根據(jù)需要，通過模具孔隙的調(diào)整，選擇不同竹筍粗度和模具的大小、長(zhǎng)度，培育出規(guī)格不同的工藝毛竹竹材。

3.2 討論

當(dāng)筍高在25～ 35 cm 之間，對(duì)毛竹筍套上200 cm 長(zhǎng)的無孔不銹鋼模具，超出了竹筍生長(zhǎng)抵御外界干擾的承受能力，容易造成死亡，這與方飛燕等研究的不同光照強(qiáng)度對(duì)毛竹幼竹成竹過程有顯著差異[8]以及鄭林水等分析竹筍高生長(zhǎng)細(xì)胞分裂所生產(chǎn)的熱量無法及時(shí)散發(fā)會(huì)造成竹筍死亡[5]結(jié)果一致。但在試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)筍高處于65 cm 左右時(shí)，套上200 cm 長(zhǎng)的無孔不銹鋼模具，也有個(gè)別樣株能生長(zhǎng)發(fā)育成幼竹的現(xiàn)象存在，原因是筍高度已接近模具1/3，相對(duì)上模洞口光熱環(huán)境、透氣條件，隨模具縮短而發(fā)生了變化。植物生長(zhǎng)狀況與其所處的光環(huán)境密切相關(guān)[9]，在影響植物結(jié)構(gòu)特性的生態(tài)因子（光、溫度、水分及營(yíng)養(yǎng)等）中，光照強(qiáng)度的作用最為顯著[10]，還有透氣強(qiáng)度，模具四周無孔隙不透氣，竹筍高生長(zhǎng)細(xì)胞分裂所生產(chǎn)的熱量無法及時(shí)散發(fā)[5]，造成氣孔部分關(guān)閉及生理功能減弱[11]，生長(zhǎng)發(fā)育受到嚴(yán)重阻礙，表現(xiàn)出黃化、瘦弱及死亡[12]。說明由竹筍過渡到幼竹前盡管未展枝放葉，但離不開透氣的環(huán)境和一定的光照條件。

毛竹筍套上不同孔隙的模具，其節(jié)間長(zhǎng)存在顯著差異，隨著模具孔隙的減小而變短，隨著模具孔隙的增大而變長(zhǎng)，自然條件下生長(zhǎng)的節(jié)間長(zhǎng)度最長(zhǎng)。由此可見，毛竹從竹筍到幼竹這個(gè)生長(zhǎng)過程中雖然可以不需強(qiáng)光[6]，能夠在弱光和有透氣的條件下生長(zhǎng)[7]，但對(duì)節(jié)間長(zhǎng)生長(zhǎng)有抑制作用，為此，可以根據(jù)生產(chǎn)用材需要，通過模具孔隙大小的調(diào)整，培育節(jié)間長(zhǎng)度不同的工藝毛竹竹材。

模具孔隙對(duì)竹稈高生長(zhǎng)有直接的影響，可能是用模具強(qiáng)制改變毛竹主稈形狀，造成部分竹筍養(yǎng)分輸送通道遭壓，養(yǎng)分供給減少，致使竹筍高生長(zhǎng)受影響，加上模具孔隙度不同，對(duì)竹筍高生長(zhǎng)細(xì)胞分裂所生產(chǎn)的熱量散發(fā)有快有慢，所以，新竹主稈矮化有差異。至于模具孔隙對(duì)新竹胸徑大小沒有造成影響，這與竹類植物只有初生生長(zhǎng)，沒有次生生長(zhǎng)，形態(tài)生長(zhǎng)在短期內(nèi)一次完成，一株竹的竹稈粗細(xì)在竹筍出土?xí)r就已定型了[13]，所以新竹胸徑的生長(zhǎng)幾乎不受光照強(qiáng)度的影響，而取決于竹筍初生的大小。