庄若楠,金爱武
(1.浙江农林大学 亚热带森林培育国家重点实验室培育基地,浙江 临安 311300;2.丽水学院,浙江 丽水 323000)
施肥对毛竹秆型特征的影响
庄若楠1,金爱武2
(1.浙江农林大学 亚热带森林培育国家重点实验室培育基地,浙江 临安 311300;2.丽水学院,浙江 丽水 323000)
为了探讨施肥对毛竹无性系秆型特征的影响规律,探寻一种标准来反应一定区域综合水热条件。在浙江省遂昌县选取林分密度及立地条件基本一致的施肥和未施肥标准样地(面积>4000 m2)各3块,对测量的毛竹胸径和秆长、节数、去梢后长度、去梢后节数、枝下高等秆型结构建立回归方程和方差分析。结果表明:(1)胸径与秆长、节数、去梢后长度和节数、枝下高、重量以Peal-Reed 模型拟合最佳,秆型指数1、2不能很好拟合。拟用秆型指数2来反应一定区域综合水热条件。(2)施肥对毛竹秆高、节数、去梢后长、秆型指数1、2的影响不显著,但对径级为10和11的去梢后节数显著(P=0.02,P=0.03),施肥对秆重的影响显著(P<0.05),对枝下高的影响极显著(P<0.01)。施肥降低了毛竹秆节间长度,但增加了秆节数。(3)随着径级的增大各秆型特征趋于稳定,揭示了毛竹无性系自身的生物学特性,在营养充足的条件下,母竹发挥整合作用,总是将营养供给更大的子株,营养竞争对于较小子株更为明显。
毛竹;秆型特征;施肥;秆型指数;水热条件;整合作用
毛竹Phyllostachys pubescens是我国分布最广、栽培面积最大的重要经济竹种。目前,对毛竹也有不少研究[1]。毛竹主要有材用和笋用价值。目前我国竹产业产值居世界第一位,年产值约900亿元,其中竹材加工产值占60%以上。竹秆是毛竹经济性状的重要载体[2]。秆高和胸径是衡量毛竹秆型的重要指标。竹类植物的茎秆的粗细在生长初期就已经确定[3-4],在成竹后高度一般不再增加。竹子的高度与胸径之间存在着一定相关性,其粗度一定程度上决定着竹子的高度。对于竹林来讲,秆高和胸径等秆型特征主要受主要受林分结构[5-7]、立地条件[8-12]、经营干扰[13-14]等因素的影响。本文拟从无性系的角度来研究施肥对于毛竹秆型影响的研究,从而揭示毛竹的生态学规律,将为毛竹林分类经营生产提供重要的理论依据与实践指导意义。
试验地选在浙江省丽水市遂昌县三仁乡,林业用地面积0.56万 hm2,其中竹林面积0.11万hm2,是遂昌县主要的竹产区。气候属中亚热带季风类型,冬冷夏热,四季分明,雨量充沛,空气湿润。全年平均气温16.8 ℃,年降水量1 510 mm,降水日数172 d,年日照时数1 755 h,年无霜期251 d。本文以施肥和未施肥为划分依据,在该乡小忠村、叶坞村和妙高镇东梅村(28°36′~ 28°38′N,119°10′~ 119°14′E)各选材用林林分密度、海拔(326~450 m)、坡度等条件基本一致(面积>4 000 m2) 的1块施肥(大年5月份施尿素、氯化钾、和过磷酸钙分别700、200和60 kg/hm2,连续施肥7 a )和未施肥样地(10 a以上)。
在各样地里分别选取3年生不同径级(8±0.2~12±0.2 cm)的标准竹3~5株,共90株。标准竹之间的距离大于15 m。测量毛竹基部未出土无根节节数和长度;将其伐倒测量其胸径、出土第1节间下端秆环处到毛竹至梢部直径为2.0 cm及的长度和节数、出土第1节间下端秆环处至毛竹顶梢的长度和节数;采用五节法[15]测各节段的长度、中央直径。毛竹基部无根节下端秆环至顶梢的长度和节数分别为毛竹秆长和节数;出土第1节间下端秆环处至梢部直径为2.0 cm 处的长度和节数分别为竹秆的去梢后长和去梢后节数。毛竹秆长对应胸径的比值为秆型指数1,毛竹去梢后长与对应胸径的比值为秆型指数2。
运用DPS 13.5和Excel分析测量的数据。
分别用一次线性关系、逻辑斯蒂、幂函数、Peal-Reed模型等对调查的毛竹胸径分别与总长、总节数、去梢后长、去稍后节数、重量、枝下高、秆型指数1、秆型指数2进行拟合发现,胸径与其他各秆型特征之间有密切的关系,运用一次线性关系、逻辑斯蒂、Peal-Reed模型等都能使其很好的拟合,其中以 Peal-Reed模型的拟合效果最佳。其中胸径与秆型指数1、秆型指数2的不能很好的拟合(方程见表1)。通过对毛竹胸径的测量可以通过方程来计算出其他秆型特征,这对于生产中评价林分质量具有指导意义。秆型指数1、2与胸径的拟合较差可能与秆型指数1、2的稳定性有关。不同施肥处理下毛竹秆型1、2的变化分别见图1和图2,可以看出,施肥对毛竹秆型指数1、2的影响不显著,其中秆型指数2较秆型指数1更稳定。
表1 毛竹胸径与其他秆型特征最佳拟合方程†Table 1 Optimal fitted equations between DBH and other clum form
图1 不同施肥处理下毛竹秆型指数1的变化Fig. 1 Changes of moso bamboo culm type index No.1 with fertilization treatments
图2 不同施肥处理下毛竹秆型指数2的变化Fig. 2 Changes of moso bamboo culm type index No.2 with fertilization treatments
对不同施肥处理下毛竹秆长的变化见图3,可以看出,径级8和9时,施肥的毛竹比未施肥的长,其他均为未施肥的秆长比施肥的长,但均为达未到差异显著水平。在同一径级下,施肥对毛竹秆长的影响不显著,
对不同施肥处理下毛竹节数的变化见图4,可以看出,均未到达差异显著水平。在同一径级下,施肥对毛竹节数的影响不显著。
图3 不同施肥处理下毛竹秆长的变化Fig. 3 Changes of moso bamboo height with fertilization treatments
图4 不同施肥处理下毛竹节数的变化Fig. 4 Changes of moso bamboo node number with fertilization treatments
说明毛竹秆长是较稳定的秆型指标。岳春雷等[16]通过不同的氮素梯度下对毛竹的研究,方栋龙[17]通过施化肥、有机肥或绿肥与ck对比发现,施肥对红哺鸡竹高度均无显著差异,丁笑章等[18]通过竹腔施肥对毛竹高度研究也发现,竹腔施肥对毛竹分株高度也无显著差异,这可能与毛竹自身的生态学习性有关。
对不同施肥处理下毛竹去梢后长的变化见图5,可以看出,施肥对毛竹去梢后长没有达到差异显著水平。在同一径级下,施肥对毛竹去梢后长度影响不显著。
对不同处理下毛竹去梢后节数的变化见图6,可以看出,径级为10时,施肥与未施肥的总节数分别是49.9和46;径级为11时,施肥与未施肥的总节数分别是49.92和46.0,并且均达到差异显著水平,P值分别是0.02和0.03。其他径级下,均未达到显著水平。
图5 不同施肥处理下毛竹去梢后节数的变化Fig. 5 Changes of node number after pollarded of moso bamboo with fertilization treatments
图6 不同施肥处理下毛竹去梢后节数的变化Fig. 6 Changes of node number after pollarded of moso bamboo with fertilization treatments
毛竹的高生长是通过毛竹的节间的生长伸长完成的,当笋尖露出地面后,毛竹开始进行地上部分的生长,在生长初期先由基部各节间进行生长,然后进入快速生长期。大约在第35节左右时,节间生长最快,这与谢芳[19]的研究结果一致。之后节间生长逐渐变慢,加速度逐渐变为负数。最后进入生长末期,从而停止高生长。对不同施肥处理下毛竹节间长度的变化见表2,可以看出,施肥较未施肥1~10节处的节间长度较长,在径级为8 ~12下,施肥较未施肥的节间长度分别平均降低了3.7%、16.3%、1.6%、8.5%、9.7%。
表2 毛竹不同施肥处理下节间长度的变化†Table 2 Variations of inter-node length with fertilization treatments
施肥后毛竹秆长增加是因为节数增多,而不是节间增长。这可能是毛竹自身的可塑性[20],施肥使母竹供应给笋体和幼竹更充足的营养,从而促进了更多节数的生长。但是施肥后平均节间长度较为施肥的低。
竹材重量是衡量生物产量和经济的重要指标。不同施肥处理下毛竹重量的变化见图7,可以看出,施肥明显的降低的毛竹分株的重量,在同一径级下,施肥与未施肥的重量对比发现差异均达到显著水平,施肥后的分株的重量明显降低了,径级为 8 ~ 12 分 别 降 低 了 15.1% 、8.7% 、10.4% 、9.7% 和13.9%。这说明施肥降低了毛竹分株秆重。
图7 不同施肥处理下毛竹重量的变化Fig. 7 Changes of moso bamboo culm weight with fertilization treatments
毛竹枝下高是反应竹材产量的重要指标之一。对不同施肥处理下毛竹枝下高的变化见图8,可以看出,施肥明显降低了毛竹枝下高的高度,径级为8 ~12 cm分别降低了16%、18.9%、13%、17%、21.6%。这与王宏等[21]通过施肥对毛竹枝下高的研究结果一致,但胡冬南等[22]发现配方施肥N2P1K1一年后的枝下高高于未施肥的,其他的配方施肥均小于未施肥。可能与调查年限间隔时间不同有关。
图8 不同施肥处理下毛竹枝下高的变化Fig. 8 Changes of moso bamboo clear bole height with fertilization treatments
毛竹秆重施肥较未施肥的轻可能与1~10节处节间较短有关。施肥后毛竹枝下高的降低可能与枝下节数或毛竹节间长度的变短有关。
在林分密度及海拔、坡度等立地条件等条件基本一致的情况下,施肥对同一径级下,毛竹秆长、总节数、去梢后长度的影响不显著,这说明这些秆型特征都是较稳定的指标,尹昭勇等[23]通过施肥龙竹、油簕竹、缅甸龙竹的研究也发现,施肥对新竹地径均没有显著差异。施肥对于秆型指数2的影响不显著。拟用特定径级下的秆型指数2来反应一定区域范围内的综合水热条件还需研究海拔、纬度等对其影响,这将对于毛竹林分类经营和高效培育提供一定的实际指导意义。
施肥去梢后节数径级为10和11的影响显著(p<0.05)和节间长度的分析,说明施肥降低的节间长度,但增加了节数,施肥降低了秆重,平均降低8.7%~15.1%。王宏等[21]的施肥毛竹重量的研究发现施肥使秆重平均降低了6.8%。这可能是因为如果枝芽的分化在毛竹秆上的分布稳定,施肥使去梢后长度变化不显著,但毛竹节数增加,节间变短,所以施肥降低了枝下高和增加了毛竹削间度,毛竹竹竿下部的重量比重要大于上部,所以施肥削间度变大,使施肥的毛竹重量低于未施肥的。
(3)施肥和未施肥的各秆型特征随着胸径增大其平均值的标准差而减小,说明随着胸径的增大各秆型特征稳定,对于较小胸径各秆型特征的标准差较大,可能是因为不同同生群[24]导致的,母竹发挥其整合作用[25],把营养优先供给较大的子株,较小的子株间存在更强的营养竞争而表现在秆型特征上。从长期的经营过程来看,施肥可以明显促进笋芽的萌发和提高的毛竹胸径和单位面积的出笋率等[26-27],随着施肥的增加,径级分布范围减小,大径竹数量增加[28]。这将对于毛竹林分类经营和高效培育提供一定的实际指导意义。
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Effects of fertilization on culm form characteristics of Phyllostachys pubescens
ZHUANG Ruo-nan1, JIN Ai-wu2
(1. Nurturing Station for State Key Lab. of Subtropical Silviculture, Zhejiang A. & F. University, Lin’an 311300, Zhejiang, China;2. Lishui College, Lishui 323000, Zhejiang, China)
The study was conducted to investigate the effects of fertilization on the culm form ofPhyllostachys pubescensand to fi nd a criterion for evaluating site conditions in Suichang city of Zhejiang province. Through selecting 6 plots which have same stand density and site conditions as the standard plots (each area is 4000 m2), three fertilizedP. pubescensplots and three un-fertilizedP. pubescensplots, DBH, culm length, node number, the length and node number after pollarded, clear bole height, culm weight and culm type index were measured, then the regression equations were set up and the variance analysis was carried out. The results show that (1)the Pealreed models fi tting effects for DBH, culm length, node number, the length and node number after pollarded, clear bole height, culm weight had the best fi tting effects, culm type index No.1 and No.2 did not fi t well; (2) the effects of fertilization on culm height, node number, length after pollarded, culm type index No.1 and No.2 were not indistinctive, but on the culm that node number after pollarded,with 11,12 diameter class were remarkable (P=0.02,P=0.03), and on culm weight was obvious (P<0.05), and on clear bole height was very signif i cant (P<0.01), and fertilization reduced inter-node length but raised culm node number; (3) with the increase of diameter class, the culm form characteristics tended towards stability, this revealed the biological characteristics ofP. pubescens, that is, under adequate nutrition conditions, the maternalP. pubescens’nutrition always were preferentially supplied to larger individuals and the nutritional competition existed in smaller individuals obviously.
Phyllostachys pubescens; culm form; fertilization; culm type index; hydrothermal condition; integration
S795.704
A
1673-923X(2013)01-0080-05
2012-10-10
浙江省十二五重大科技成果转化工程毛竹林高效生态可持续经营技术示范与推广(2012T201-02)
庄若楠(1988-),女,山东临沂人,硕士研究生,主要从事竹林培育与利用方向;E-mail:zhuangruonan2009@163.com
金爱武(1969-),男,浙江遂昌人,博士,教授,主要从事竹林培育与利用方向;E-mail:kinaw@zafu.edu.cn
[本文编校:欧阳钦]