长期林地覆盖经营对雷竹林自然笋外观、营养和食味品质的影响

杨丽婷，谢燕燕，俞文仙，陈双林，郭子武*，徐 森，谷 瑞

(1.中国林业科学研究院亚热带林业研究所，浙江 杭州 311400; 2.杭州市富阳区农业农村局，浙江 杭州 311400)

雷竹(Phyllostachysviolascens)是我国著名的优良笋用竹种，具有成林速度快(新造3-4 a即可成林投产)、出笋早、笋期长、品质佳、产量高等特点，在我国南方许多省份得到规模化推广栽培[1]。特别是林地覆盖经营措施的广泛应用，雷竹林出笋时间显著提前，竹笋产量和经济效益明显提高，已成为浙江省一亩山万元钱的典型模式[2-3]。林地覆盖经营，可促使雷竹笋期提前，竹林效益显著增加[1,4]，是雷竹产区普通应用的经营措施，但长期强度林地覆盖集约经营，特别是农药、化肥的过量使用，连年有机材料林地覆盖，则会导致雷竹林土壤发生物理、化学和生物性劣变，养分含量及限制格局改变，从而引起竹林退化，雷竹林严重减产乃至绝产[4-8]。那么，长期林地覆盖经营在影响雷竹林产量的同时，是否也会影响雷竹笋的品质，引起竹笋营养成分和适口性明显改变则尚未见报道。因此，研究林地覆盖经营雷竹林竹笋品质的变化规律，揭示林地覆盖雷竹林竹笋品质形成的环境基础，对于竹笋品质改良与高品质竹笋培育等具有重要的科学意义。

竹笋肉质细嫩，松脆爽口，营养价值高，历来为人们所喜爱，被视为山珍和优质林产品，是我国传统大宗出口农林产品[9-10]。竹笋品质包括外观品质、营养品质和食味品质等，其主要由竹种的遗传特性决定[11-13]，同时也受环境条件、人为干扰和栽培措施等的影响。因而，不同竹种或同一竹种不同区域、不同栽培措施竹笋品质差异较大[14-15]。如雷竹覆盖笋品质明显优于自然雷竹笋[14]，而增施氯素则可明显改善雷竹笋品质，呈现明显的提质增效作用[15]。目前覆盖雷竹林的研究主要集中在林地土壤养分循环[7-8]、微生物群落结构[16]、立竹生长活性[1,4]、鞭根系统[8]、生物量分配[17]等方面，雷竹笋品质变化的研究仅见于箨叶形态与竹笋品质的关系[16]、增施氯肥对雷竹笋品质的影响[15]及竹笋品质与色泽关系等方面[18]。长期林地覆盖对雷竹笋品质的影响及其作用机制，则不得而知。为此，研究测定了长期林地覆盖经营、轮闲覆盖经营和未覆盖雷竹林竹笋外观、营养和食味品质指标，分析竹笋品质对林地覆盖经营的响应规律，为高品质雷竹笋培育及雷竹林可持续经营提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于杭州市临安区太湖源镇(119°37′E, 30°20′N)，属中亚热带季风气候，温暖湿润，四季分明。年降水量1 250～1 600 mm，年平均气温15.3 ℃，极端低温-13.2 ℃，极端高温40.3 ℃，年平均无霜期234 d，年日照时数1 850～1 950 h。土壤为红壤。太湖源镇为临安区雷竹重点栽培乡镇，全镇雷竹林面积1万多hm2，是雷竹林林地覆盖经营技术推广最早、面积最大的乡镇，其中覆盖雷竹林约占60%左右。

1.2 试验方法

2018年3月依据试验区雷竹林林地覆盖情况，选择长期覆盖(连续覆盖6 a，2012-2017年连续覆盖)、轮闲覆盖(覆盖3 a后休养3 a，2012-2014年覆盖，2015-2017年不覆盖)和未覆盖试验雷竹林(CK) 3块，每块雷竹林面积不小于0.2 hm2，所选试验林集中连片，平均海拔75 m。试验雷竹林栽植前均为种植水稻的农业耕作地，土地平整，雷竹栽植时立地条件一致，栽植年限接近。不覆盖(CK)雷竹林年施肥2次，分别为4-5月、8-9月，覆盖雷竹林年施肥3次，分别为4-5月、8-9月与覆盖前。分别在不同覆盖经营年限试验雷竹林中设置3个10 m×10 m的样方，共9个样方，用于试验雷竹林林分结构因子(立竹胸径、密度及年龄)调查(表 1)。自然出笋盛期，在每个样方内同一时间随机挖取出土10 cm左右完整竹笋各15株，测量笋个体重量(g)、基径(mm)和长度(cm)，然后剥去笋壳，去除不可食的笋蔸，称重，计算竹笋可食率(%)。另各取竹笋样品约1 kg，置于冰盒带回试验室，剥去笋壳，用组织捣碎机匀浆，用于可溶性糖、淀粉、蔗糖、草酸、单宁、总酸和氨基酸等测定；并取部分样品在烘箱中60℃烘干，然后研磨过40目筛，用于纤维素、木质素含量测定。蛋白质采用凯氏定氮法测定[19]，可溶性糖采用铜还原碘量法测定[20]，淀粉用酶水解法测定[21]，草酸采用反相高效液相色谱法测定[22]，单宁采用福林酚比色法测定[23]，总酸采用滴定法测定[24]，游离氨基酸采用氨基酸分析仪测定[25]，纤维素、木质素采用硫酸水解法测定[26]。

表1 试验雷竹林林分结构

1.3 数据分析

试验数据在Excel 2019统计软件中进行整理和图表制作，在SPSS 22.0统计软件中进行单因素方差分析和0.05水平LSD多重比较，分析不同覆盖经营年限雷竹林竹笋外观、营养品质和食味品质指标之间的差异。试验数据均表示为平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 长期林地覆盖经营对雷竹笋外观品质的影响

与未覆盖雷竹林相比，轮闲覆盖雷竹林竹笋长度、基径、个体重量均显著增加(表2)，可食率及高径比亦略有升高，但二者间差异并不显著(P>0.05)；而长期林地覆盖雷竹林竹笋长度显著增加，但基径、个体重量及可食率均显著下降，高径比显著升高(P<0.05)。这说明，林地覆盖对雷竹笋外观品质产生较大影响，轮闲覆盖雷竹林竹笋外观品质明显改善，个体重量显著增加，竹林具有较强增产潜力，而长期林地覆盖雷竹林竹笋外观品质显著下降，竹笋瘦长，壳多肉少，个体重量显著降低，势必导致竹林产量大幅度下降。

表2 不同林地覆盖经营年限雷竹林竹笋外观品质

2.2 长期林地覆盖经营对雷竹笋营养品质的影响

由表3分析可知，与未覆盖雷竹林相比，轮闲覆盖雷竹林竹笋蛋白质、淀粉、纤维素含量均显著下降，木质素含量仅略有降低；而长期林地覆盖雷竹林竹笋蛋白质、淀粉含量也显著降低，纤维素和木质素含量均显著升高，且长期林地覆盖雷竹林竹笋蛋白质、淀粉含量显著低于轮闲覆盖雷竹林，而纤维素和木质素含量则显著高于轮闲覆盖雷竹林。这说明林地覆盖对竹笋营养品质产生了重要影响，蛋白质、淀粉含量显著下降，特别是长期覆盖雷竹林，不仅营养成分明显降低，且竹笋粗糙度明显提高，竹笋适口性下降。

表3 不同林地覆盖经营年限雷竹林竹笋营养品质和粗糙度

2.3 长期林地覆盖经营对雷竹笋呈味物质含量的影响

与未覆盖雷竹林相比，轮闲覆盖雷竹林竹笋可溶性糖、草酸和总酸含量均显著下降(P<0.05)(表 4)，糖酸比和单宁含量仅略有降低(P>0.05)；长期林地覆盖雷竹林竹笋可溶性糖含量和糖酸比显著下降，单宁、草酸和总酸含量均显著升高(P<0.05)，且长期林地覆盖雷竹林竹笋可溶性糖含量和糖酸比均显著低于轮闲覆盖雷竹林，但竹笋单宁、草酸和总酸含量则相反。这说明长期林地覆盖经营对雷竹笋食味品质产生了严重的负面影响，导致竹笋甜味明显减弱，酸涩味显著增强。

表4 不同林地覆盖经营年限雷竹林竹笋呈味物质含量

2.4 长期林地覆盖经营对雷竹笋氨基酸含量及组成的影响

与未覆盖雷竹林相比，轮闲覆盖雷竹林竹笋必需、苦味、甜味氨基酸含量均下降，但二者间无显著差异(P>0.05)，而芳香氨酸和总氨基酸含量则显著降低，鲜味氨基酸含量显著升高(P<0.05)；长期林地覆盖雷竹林竹笋苦味氨基酸含量显著升高，且显著高于轮闲覆盖雷竹林，其他氨基酸组分及总氨基酸含量均显著降低，且均显著低于轮闲覆盖雷竹林(P<0.05)(表5)。与未覆盖雷竹林相比，轮闲覆盖雷竹林竹笋人体必需、苦味氨基酸比例仅略有升高，而芳香味、甜味氨基酸比例仅略有下降，二者间差异均未达显著水平(P>0.05)，鲜味氨基酸比例则显著升高(P<0.05)(表6)。而长期林地覆盖雷竹林竹笋苦味氨基酸比例显著升高，且显著高于轮闲覆盖雷竹林，鲜味氨基酸比例仅略有下降，但必需、甜味、芳香味氨基酸比例均显著下降(P<0.05)。

表5 不同林地覆盖经营年限雷竹林竹笋氨基酸含量

表6 不同林地覆盖经营年限雷竹林竹笋各氨基酸比例

3 讨论

雷竹林地覆盖经营是通过林地表层覆盖发酵升温和保温保湿的有机材料，从而达到竹笋早出提前上市的目的，使得竹林效益显著提升，是雷竹林效益提升的重要经营措施[3,27-29]。研究表明，合理、科学、适当的林地覆盖经营会显著提升雷竹林生产潜力，提高竹林的经济效益[28-29]，而长期林地覆盖则会导致林地退化，竹林产量大幅降低[1,7-8,30]。本研究结果表明，轮闲覆盖经营雷竹林竹笋长度、基径、个体重量均显著增加，说明轮闲覆盖经营可在一定程度上促进雷竹林增产，竹林效益提升；而长期林地覆盖经营则会导致竹笋基径、单笋重的显著下降，高径比显著升高，可能是长期覆盖雷竹林竹笋产量大幅度降低的重要原因，同时也是长期林地覆盖导致竹林退化的必然结果[30-31]；并且，长期林地覆盖雷竹林竹笋长度显著增加，粗度显著降低，竹笋瘦而细长，可食率下降，肉少壳多，外观品质发生劣变，竹笋价格降低，因而势必导致竹林效益的显著下降。连续覆盖经营雷竹林经过休养，竹林得到恢复更新，壮龄竹(1-2年生立竹)数量增加，胸径增大(表1)，竹林增产潜力得到提升，而竹林经过长期林地覆盖经营，林地土壤发生了物理、化学及生物性劣变，毒害物质积累，含量增加，势必对竹笋安全品质产生重要影响[32]。故此，从可持续经营的角度出发，雷竹林宜实施轮闲覆盖经营，不宜采取长期连续林地覆盖经营。

林地覆盖经营，通过强度集约经营方式，促使竹林效益在短期内得到大幅度提升，势必对立竹生长活性、竹林环境造成严重的影响，从而致使立竹养分吸收、利用与循环发生改变，进而影响立竹器官养分分配格局，导致养分含量与比例发生明显改变[1,5,8]，对竹笋品质产生重要影响。本研究结果显示，长期林地覆盖雷竹林竹笋蛋白质、淀粉含量显著下降，这是由于林地覆盖处理后，土壤C、N、P等养分元素含量增加[16]，而氮素的积累则会抑制糖类物质的合成，从而造成雷竹笋营养品质显著下降[33]。短期的林地覆盖能够改善土壤的水热状况，提升土壤微生物活性，促进覆盖物养分的分解和释放[34]，利于竹笋营养品质的形成与改善。而长期林地覆盖经营则会导致雷竹林表层土壤养分积累过量、关系失衡及限制格局改变，立竹碳同化和养分利用能力下降，特别是连续林地覆盖6 a后，雷竹林土壤发生严重的生物、物理和化学劣变，因而导致竹笋木质素和纤维素含量升高，粗糙度增加，适口性明显下降。轮闲覆盖雷竹林竹笋蛋白质、淀粉与纤维素含量显著降低，木质素含量略有下降，这说明其竹笋营养品质亦有所降低，但适口性变化不大，是一种较为适宜的雷竹高品质竹笋覆盖经营方式。

糖、酸、单宁、氨基酸组分对竹笋酸、涩味和甜度有重要的影响，是评价竹笋品质与适口性的重要指标，其含量与比例不仅与竹种自身遗传条件及其所处的环境状况密切相关[35]，同时也受栽培措施，如强度、模式等的强烈影响，从而呈现一定调节弹性[36-37]。本研究结果表明，长期林地覆盖雷竹林竹笋糖含量及糖酸比、甜味和芳香味氨基酸含量及比例均显著下降，单宁、草酸、总酸、苦味氨基酸含量及比例显著升高，竹笋酸、涩味、苦味明显增强；而轮闲覆盖雷竹林竹笋糖、酸及草酸含量均显著下降，单宁含量和糖酸比亦略有降低，芳香和甜味氨基酸含量与比例显著增加，竹笋酸涩味仅略有增强，且香甜味明显增加，这说明林地覆盖经营对竹笋食味品质和口感产生重要影响，特别是长期林地覆盖雷竹林，竹笋酸涩味增强，甜香味下降，食味品质劣变严重。

综上，林地覆盖经营对雷竹笋外观、营养和食味品质有重要影响。长期林地覆盖雷竹林竹笋瘦而细长，肉少壳多，生产潜力明显丧失，且竹笋营养成分含量大幅下降，加之酸涩味增加，香甜味降低，纤维类物质大量积累，竹笋品质严重下降。轮闲覆盖雷竹林竹笋营养物质虽亦有所降低，但竹笋酸涩味和粗糙度变化不大，且竹笋香甜味、个体重及可食率均提高，竹林具有较强的增产潜力，是雷竹林高产、稳产及可持续的林地覆盖经营方式。